АРОЧНЫЙ МОСТ И СПОСОБ ЕГО ВОЗВЕДЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК E01D4/00 E01D21/00 

Изобретение относится к мостостроению: арочным мостам малой пологости (f/l≅1/10) с монолитной железобетонной плитой проезжей части.

Известно, что в арочных мостах малой пологости распор в основании велик, это ограничивает их применение на слабых грунтах.

Известно пролетное строение арочного типа замкнутого коробчатого сечения (1).

Недостатком известной конструкции является сложность возведения пролетного строения арочного типа, вызванная поэлементным монтажом стенок, верхнего и нижнего поясов с последующей фиксацией в проектном положении сваркой всех этих элементов на месте возведения.

С целью сокращения сроков монтажа пролетных строений мостов стараются максимально укрупнить монтажные элементы моста в заводских условиях и доставить их к месту возведения водным путем (2).

Прототипом заявляемого сооружения в части конструкции является арочный мост, включающий опоры и пролетное строение замкнутого коробчатого поперечного сечения (1).

Недостатки прототипа следующие:
в арочных мостах малой пологости распор в основании велик, это ограничивает их применение на слабых грунтах;
сложность возведения пролетного строения арочного моста.

Прототипом заявляемого сооружения в части способа является способ возведения арочного моста, включающий доставку водным путем пролетного строения, установку его в проектное положение и фиксацию (2).

Недостаток прототипа: необходимость применять специальные транспортные средства с кружалами, позволяющие выставлять элементы арочного моста в проектное положение и их фиксацию, что усложняет возведение арочного моста.

Цель изобретения уменьшение распора арки; упрощение возведения строения.

Это достигается тем, что пролетное строение выполнено в виде пневматической оболочки с гибким нижним поясом, жесткими торцами и гофрированными, с обращенными внутрь оболочки, совмещенными в поперечном сечении гофрами верхним поясом, боковыми стенками и продольными переборками, соединенными с жесткими торцами и примоноличенной к гофрированному верхнему поясу монолитной железобетонной плитой проезжей части, причем переборки оперты на нижний гибкий пояс, а установку в проектное положение пролетного строения осуществляют путем подачи в оболочку сжатого воздуха и примоноличивания к верхнему поясу с заполнением его гофр монолитной плиты проезжей части, при этом величину давления сжатого воздуха в оболочке устанавливают из условия равенства нулю распора арки от постоянной нагрузки.

Упрощение возведения сооружения достигается за счет образования арки из коробчатого элемента. За счет давления воздуха на жесткие торцы сооружения соединенные с торцами верхний пояс, продольные переборки и боковые стенки, имеющие совмещенные поперечные ребра, растягиваются, а нижний гибкий пояс, соединенный с нижней частью торцов, является затяжкой все это приводит к угловому перемещению торцов и выгибанию всей конструкции в сторону гофрированного верхнего пояса, при этом арка достигает проектной отметки.

Применение ребер жесткости в виде гофр, обращенных внутрь сооружения, и разгружающее действие давления воздуха на верхний пояс позволяет уменьшить толщину монолитной плиты проезжей части и сокращает расход бетона, что также упрощает и ускоряет возведение арочного моста.

Уменьшение распора арки (составляющей от постоянной нагрузки) достигается за счет поддержания в пролетном строении давления воздуха выше атмосферного, при этом арка работает как кривой брус, величину давления воздуха подбирают из условия равенства нулю распора от постоянной нагрузки. Поэтому распор появляется тогда, когда на мост действует временная нагрузка.

На фиг. 1 показано строение, вид сбоку; на фиг. 2 узел I; на фиг. 3 - сечение А-А.

Пневматический арочный мост содержит пролетное строение (пневматическую оболочку) замкнутого коробчатого сечения с жесткими торцами 2. Строение 1, в свою очередь, включает верхний пояс 3, боковые стенки 4 и продольные переборки 5, соединенные с торцами 2. Пояс 3 стенки 4 и переборки 5 имеют совмещенные в поперечном сечении гофры 6, обращенные внутрь строения 1. Конфигурация гофра может быть треугольная или трапецеидальная. Стенки 4 и переборки 5 опираются на гибкий нижний пояс 7, соединенный с торцами 2. Гибкий пояс 7 это обычный плоский лист, который изгибается в продольном направлении по оси строения 1. Пояса 3 7 могут быть подкреплены поперечными ребрами жесткости 8, располагаемыми между гофрами 6.

По верхнему поясу 3 (как на поддоне) залита железобетонная плита проезжей части 9, содержащая противоусадочную арматуру 10. При заливке гофр 6 в плите 9 получаются бетонные гофры, которые служат подкреплением самой плиты 9 и надежно скрепляют плиту 9 с металлическим верхним поясом 3 строения 1. Строение 1 опирается на береговые устои 11 и для крепления на устоях 11 имеет фиксирующие элементы 12 (например, в виде шарниров).

Последовательность возведения.

Строение 1 изготавливается на заводе-строителе, как обычная коробчатая балка. Строение 1 (пневматическая оболочка) обладает плавучестью и поставляется к месту установки водным путем. Затем строение 1 разворачивают поперек русла и вытягивают на береговые устои 11, при этом фиксируют торец 2 строения 1 шарниром 12 на одном береговом устое 11. Далее в полость строения 1 подается сжатый воздух, под действием которого торцы 2 перемещаются, а верхний гофрированный пояс 3, переборки 5 и стенки 4 деформируются в осевом направлении, при этом строение 1 начнет выгибаться в сторону верхнего пояса 3 и скользить по береговому устою 11. Это продолжается до тех пор, пока стрела пpогибa не достигнет проектной отметки. По достижении строения (арки) 1 проектной отметки, фиксируют шарнир 12 на втором береговом устое 11.

Затем укладывают на верхний пояс 3 противоусадочную арматуру 10 и пояс 3 омоноличивается (заливается) бетоном 9 с заливкой гофр 6, при этом величина давления воздуха внутри строения поддерживается так, чтобы распор строения 1 от постоянной нагрузки был равен нулю.

Изобретение относится к области мостостроения, а именно к конструкциям арочных мостов и способам их возведения. Арочный мост включает пролетное строение в виде пневматической оболочки с гибким нижним поясом, жесткими торцами и гофрированными с обращенными внутрь оболочки, совмещенными в поперечном сечении гофрами верхним поясом, боковыми стенками и продольными переборками, соединенными с жесткими торцами, и примоноличенной к гофрированному верхнему поясу монолитной железобетонной плитой проезжей части, причем переборки оперты на нижний гибкий пояс. В части способа возведения арочного моста, включающего доставку пролетного строения водным путем к месту установки, отличия состоят в том, что установку и фиксацию пролетного строения в проектном положении осуществляют путем подачи в оболочку сжатого воздуха и примоноличивания к верхнему поясу с заполнением его гофр монолитной плиты проезжей части, при этом величину давления сжатого воздуха в оболочке устанавливают из условия равенства нулю распора арки от постоянной нагрузки. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

1. Арочный мост, включающий опоры и пролетное строение замкнутого коробчатого поперечного сечения, отличающийся тем, что пролетное строение выполнено в виде пневматической оболочки с гибким нижним поясом, жесткими торцами и гофрированными с обращенными внутрь оболочки и совмещенными в поперечном сечении гофрами, верхним поясом, боковыми стенками и продольными переборками, соединенными с жесткими торцами, и примоноличенной к гофрированному верхнему поясу монолитной железобетонной плитой проезжей части, причем переборки оперты на нижний гибкий пояс. 2. Способ возведения арочного моста, включающий доставку водным путем пролетного строения, установку в проектное положение и фиксацию, отличающийся тем, что используют коробчатое пролетное строение в виде оболочки с обращенными внутрь гофрами на верхнем поясе боковых стенках и продольных переборках, а установку в проектное положение пролетного строения осуществляют путем подачи в оболочку сжатого воздуха и примоноличивания к верхнему поясу с заполнением его гофр монолитной плиты проезжей части, при этом величину давления сжатого воздуха в оболочке устанавливают из условия равенства нулю распора арки от постоянной нагрузки.