СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ОПОРЫ МОСТА В ВОДНОЙ АКВАТОРИИ Российский патент 2023 года по МПК E01D19/02 

Изобретение относится к технологическим аспектам сооружения мостов через водные преграды, а именно - сооружение мостовых опор в акватории рек, озер, проливов.

Известен способ подводного бетонирования, в котором бетон подают в устройство для подводного бетонирования, включающее опорную вилку, секционную бетонолитную трубу, скважину, причем входной патрубок верхней секции бетонолитной трубы и сливной патрубок бетононасоса соединяют быстро разъемным соединением, снабженным шибером (RU 85913 U1, 20.08.2009).

Известен способ возведения опор моста под большие нагрузки, который включает установку опалубки и бетонирование. Предварительно роют котлован глубиной 1-5 м, по краю котлована устанавливают цилиндрические наружную и внутреннюю опалубки, наружная опалубка в нижней части имеет расширяющийся участок высотой от 5 см до 5 м и шириной выступа 1-10 см, заканчивающийся острым цилиндрическим металлическим или железобетонным наконечником. Внутренняя опалубка в нижней части также имеет расширение высотой не более одного наружного диаметра фундамента, а в нижней части расширения расположен выступ. Между опалубками формируют бетонное изделие, при этом по мере опускания изделия с опалубкой в грунт под собственной тяжестью из внутренней части опалубки на дне котлована вынимают грунт .После углубления изделия на заданную глубину во внутреннюю часть изделия заливают бетон на высоту расширения внутренней опалубки для получения замка. При бетонировании замка в верхней его части устанавливают закладные элементы для колонн, затем с наружной стороны изделия засыпают грунт и производят уплотнение грунта вокруг бетонного изделия вибропогружением. При установке опор для моста бетонное изделие в виде трубы опускают на дно водоема, наружная поверхность трубы в нижней части имеет расширяющийся участок высотой от 5 см до 5 м и шириной выступа 1-10 см, заканчивающийся острым цилиндрическим металлическим или железобетонным наконечником. Внутренняя поверхность трубы в нижней части также имеет расширение высотой не более одного внутреннего диаметра трубы, при этом по мере опускания изделия в грунт под собственной тяжестью из внутренней части трубы на дне водоема вынимают грунт. После опускания изделия на заданную глубину изделие соединяют с винтовыми сваями, завинченными в грунт с наружной стороны изделия. Во внутреннюю часть бетонного изделия заливают бетон на высоту расширения для получения замка, при бетонировании замка в верхней его части устанавливают закладные элементы для колонн (RU 2296837 С2, 10.04.2007).

Наиболее близким из известных является способ возведения моста через водную преграду, включающий выполнение в акватории опор на буровых объединенных ростверком сваях с использованием самоподъемной платформы, устанавливаемой на забивных инвентарных колоннах, и плавучего крана, конвейерно-тыловую сборку металлических пролетных строений с последующей продольной надвижкой или перевозкой на плаву и установкой в проектное положение пролетных строений с образованием неразрезного моста, в котором к месту возведения опоры подводят плавучий кран, с помощью которого выполняют маячные сваи, на которых устанавливают направляющий кондуктор с ячейками, которые располагают соосно осям свай возводимой опоры, самоподъемную платформу выполняют в виде несамоходного монтажного понтона со сквозными шахтами для установки колонн, системой воздушных и замерно-осушительных труб и смонтированными на палубе монтажного понтона вдоль его борта, предназначенного для установки со стороны, обращенной к кондуктору, на расстоянии друг от друга парными ограничительными элементами, предпочтительно из обращенных друг к другу полками швеллеров, между которыми уложен сыпучий материал, предпочтительно песок и поверх него - железобетонные плиты, на которых с возможностью перемещения вдоль монтажного понтона установлена буровая машина с ковшовым буром и ковшом-уширителем, на палубу монтажного понтона симметрично продольной его оси укладывают секции колонн, после чего монтажный понтон буксируют к месту возведения очередной опоры и устанавливают его с одной стороны поперечной оси возводимой опоры с размещением монтажного понтона рядом с кондуктором, раскрепляют монтажный понтон монтажными лебедками на якорях, затем плавучим краном устанавливают через шахты колонны с наращиванием их по длине и заглублением в дно акватории и вывешивают монтажный понтон на колоннах, к месту возведения опоры подводят плавучий кран с двумя плашкоутами из понтонов и погруженными на обращенный к возводимой опоре плашкоут секциями защитных труб, размещают плавучий кран с другой стороны поперечной оси возводимой опоры, плавучим краном поднимают с плашкоута и устанавливают в очередную ячейку направляющего кондуктора нижнюю секцию защитной трубы с направляющими ребрами в верхней части, в которые также краном устанавливают следующую секцию защитной трубы, которую соединяют с нижней сваркой стыковым швом и накладками, затем установленным на кране гидровибратором погружают защитную трубу в грунт до проектной отметки с одновременной разработкой грунта в полости защитной трубы эрлифтом с сохранением на последнем этапе грунтового ядра высотой не менее 2 м от низа трубы, после чего устанавливают на монтажном понтоне буровую машину на ось возводимой сваи, к защитной трубе сваи присоединяют съемную секцию трубы для поддержания избыточного давления воды в скважине, ковшовым буром буровой машины разрабатывают грунт в скважине ниже ножевой части нижней секции защитной трубы до проектной отметки при постоянном доливе воды в скважину и контроле уровня воды в скважине, ковшом-уширителем буровой машины разрабатывают грунт нижней части скважины с образованием уширенной полости, после чего производят установку арматурного каркаса путем опускания в скважину первой секции арматурного каркаса, которую подвешивают за верхнее кольцо на защитной трубе, к первой секции арматурного каркаса краном подают последовательно следующие секции, каждую из которых присоединяют к предыдущей с опусканием в скважину и подвешиванием за верхнее кольцо к защитной трубе, а после наращивания арматурного каркаса до проектной длины арматурный каркас опускают в скважину до проектной отметки, а затем укладывают в скважину бетонную смесь через приемный бункер методом вертикально перемещаемой трубы, причем избыточное давление воды поддерживают в защитной трубе до достижения поверхностью бетонной смеси отметки, превышающей отметку низа защитной трубы не менее чем на 1 м, а после бетонирования всех свай к защитным трубам приваривают консоли, предпочтительно из двутавра, на которых собирают внутреннюю и внешнюю обвязки шпунтового ограждения с распорным креплением, погружают в грунт с помощью гидровибратора шпунт, в шпунтовом ограждении отсыпают песчаный грунт до уровня низа тампонажного слоя, после чего методом вертикально перемещаемой трубы укладывают бетон тампонажного слоя и после набора бетоном тампонажного слоя прочности не менее 2,5 МПа производят откачку воды из шпунтового ограждения, поверхность тампонажного слоя очищают от шлама и рыхлого бетона, срезают сваи на проектной отметке, монтируют опалубку и устанавливают арматуру ростверка, после чего бетонируют ростверк путем укладки бетона наклонными под углом к горизонту не более 30° слоями толщиной не более 40 см с направлением укладки в одну сторону во всех слоях и уплотнением каждого слоя глубинными вибраторами, а после достижения бетоном ростверка прочности не менее 1,5 МПа монтируют опалубку и устанавливают арматуру тела опоры с последующей очисткой поверхности ростверка от цементной пленки водной и воздушной струей и бетонированием нижней части тела опоры до уровня, расположенного ниже уровня распорного крепления шпунтового ограждения, причем бетонную смесь укладывают с уплотнением горизонтальными слоями одинаковой толщины в одну сторону во всех слоях, причем укладку каждого следующего слоя производят до начала схватывания бетона в предыдущем слое, а после набора бетоном нижней части тела опоры проектной прочности не менее 80% и передачи на нее распорками давления от шпунтового ограждения производят бетонирование верхней части тела опоры до проектной отметки (RU 2237123 С1, 27.09.2004).

Задачей настоящего изобретения является ускорение возведения опор моста в акватории рек, проливов с обеспечением высокой надежности и точности изготовления сооружений в условиях естественного перемещения водных масс в акватории.

Техническим результатом является интенсификация процесса сооружения опор моста в акватории и обеспечение требуемой геометрической точности в условиях динамического воздействия водных масс.

Достигается это тем, что способ сооружения опоры моста в водной акватории включает сооружение буровых мостиков и технологической площадки, на которой производят сборку первой секции кольцевой водонепроницаемой оболочки из плоских элементов с прокладкой гидроизоляции из упругого материала между ними, оснащение первой секции ножевой секцией, перенос краном собранной секции в проем между буровыми мостиками с расположением ее по вертикальной оси кольцевой водонепроницаемой оболочки и опускание ее посредством домкратов на высоту секции кольцевой водонепроницаемой оболочки до положения, в котором посредством фланцевых соединений и с прокладкой гидроизоляции из упругого материала на нее монтируют вторую собранную на монтажной платформе секцию кольцевой водонепроницаемой оболочки с последующим монтажом посредством фланцевых соединений располагаемых выше секций, и далее посекционно наращивают оболочку до погружения ножевой секции в подготовленное основание, укладывают тампонажный слой бетонной смеси методом вертикального перемещения труб (ВГТТ), откачивают воду из внутреннего объема кольцевой водонепроницаемой оболочки после набора бетоном тампонажного слоя прочности, срезают металлические защитные оболочки буровых свай, разбивают оголовки буровых свай, зачищают выпуски арматуры, армируют ростверк, устанавливают опалубку ростверка, устанавливают арматурные выпуски монолитной части тела опоры, бетонируют ростверк, армируют монолитную часть тела опоры, устанавливают арматурные выпуски, бетонируют монолитную часть тела опоры, демонтируют опалубку ростверка и монолитной части тела опоры, производят поэтапный подъем оболочки для последующего демонтажа каждой секции на элементы, при этом предварительно сооружают опорные конструкции с проемом под сооружаемую опору, а затем - буровые мостики, с которых равномерно и взаимно параллельно с расположением их вертикальных осей по окружности диаметром, меньшим внутреннего диаметра кольцевой водонепроницаемой оболочки, погружают металлические защитные оболочки буровых свай с заглублением их в грунт основания, перенос секций производят краном с помощью крестовой в плане траверсы, причем до опускания первой секции на буровых мостиках оборудуют внешние упоры в виде стоек с подкосами, контактирующие при установке секции и в процессе ее опускания с направляющими на ее внешней поверхности, причем пару основных противолежащих и симметрично расположенных относительно вертикальной оси кольцевой водонепроницаемой оболочки внешних упоров располагают так, чтобы вертикальные плоскости, проходящие через их оси, были перпендикулярны продольным осям буровых мостиков, а пары дополнительных внешних упоров располагают симметрично по обе стороны основных под равными в парах острыми углами к ним и так, чтобы вертикальная ось кольцевой водонепроницаемой оболочки была бы расположена в вертикальных плоскостях, проходящих через вертикальные оси дополнительных внешних упоров, а на внутренней стороне секций кольцевой водонепроницаемой оболочки устанавливают внутренние центрирующие упоры, контактирующие при опускании секций кольцевой водонепроницаемой оболочки с внешней поверхностью металлических защитных оболочек буровых свай. При этом, устанавливают внутренние центрирующие упоры, обращенная к оболочкам свай поверхность которых имеет меньшую кривизну, чем кривизна поверхности защитной металлической оболочки буровой сваи, а перенос собранной секции с расположением по вертикальной оси кольцевой водонепроницаемой оболочки производят стреловым краном поворотом стрелы.

Изобретение поясняется чертежами, где:

- на фиг. 1 представлена схема сборки секций на эстакаде, вид спереди;

- на фиг. 2 представлена схема сборки секций на эстакаде, вид сверху;

- на фиг. 3 представлена схема опускания секций на основание;

- на фиг. 4 представлена схема бетонирования;

- на фиг. 5 представлена схема взаимодействия внутренних центрирующих упоров с оболочками свай при опускании секций;

- на фиг. 6 представлена схема центрирования опускаемой оболочки при взаимодействии закрепленных на ней внутренний центрирующих упоров с оболочками свай.

Способ сооружения опоры моста в водной акватории реализуют следующим образом.

Предварительно с использованием шпунтовых свай сооружают мостик 1 для буровой в виде двух параллельных линий с расстоянием между ними, превышающим диаметр собираемой оболочки 2, с которых затем равномерно и взаимно параллельно с расположением их вертикальных осей по окружности диаметром, меньшим внутреннего диаметра кольцевой водонепроницаемой оболочки, устанавливают оболочки буровых свай 3, с заглублением их в грунт основания. Сооружают соединенную с буровым мостиком 1 технологическую площадку, на которой производят сборку первой секции 4 кольцевой водонепроницаемой оболочки из плоских или дугообразных в сечении элементов с прокладкой гидроизоляции из упругого материала между ними. Первую секцию 4 до присоединения к ней вышерасположенной секции оснащают ножевой секцией 5, которую при опускании кольцевой водонепроницаемой оболочки заглубляют в подготовленное основание. Выбирают место установки стрелового крана таким образом, чтобы перемещение собранной секции в положение ее монтажа в оболочку производилось бы с помощью крестовой в плане траверсы 6 с одной установки крана, т.е. только поворотом и небольшим допустимым изменением вылета стрелы без его перемещения. Затем переносят краном собранную секцию в проем бурового мостика (между параллельными ее линиями) и располагают секцию по вертикальной оси собираемой кольцевой водонепроницаемой оболочки. Производят опускание секции посредством домкратов, взаимодействующих с предварительно закрепленной на секции кольцевой водонепроницаемой оболочки инвентарной балкой, на высоту секции до положения, в котором посредством фланцевых соединений и с прокладкой гидроизоляции из упругого материала на нее монтируют посредством фланцевых соединений вторую собранную на монтажной платформе секцию кольцевой водонепроницаемой оболочки. Причем до опускания первой секции на эстакаде оборудуют внешние упоры в виде стоек с подкосами 7, контактирующие при установке секции и в процессе ее опускания с направляющими на ее внешней поверхности, причем пару основных противолежащих и симметрично расположенных относительно вертикальной оси кольцевой водонепроницаемой оболочки внешних упоров 8 располагают так, чтобы вертикальные плоскости, проходящие через их оси, были бы перпендикулярны продольной оси бурового мостика 1, а пары дополнительных внешних упоров 9 располагают симметрично по обе стороны основных под равными в парах острыми углами к ним. На внутренней стороне секций кольцевой водонепроницаемой оболочки устанавливают внутренние центрирующие упоры 10, контактирующие при опускании секций кольцевой водонепроницаемой оболочки с внешней поверхностью металлических защитных оболочек 3. Кроме того, обращенная к оболочкам свай 3 поверхность 11 внутренних центрирующих упоров 10, имеет (как показано на фиг. 6) меньшую кривизну, чем кривизна поверхности оболочки сваи 3. Далее описанные приемы повторяют с последующим монтажом и пошаговым опусканием располагаемых выше секций, посекционно наращивают таким образом оболочку до погружения ножевой секции 5 в грунт. Затем укладывают тампонажный слой бетонной смеси методом вертикального перемещения труб (ВПТ), откачивают воду из внутреннего объема кольцевой водонепроницаемой оболочки после набора бетоном тампонажного слоя прочности, срезают металлические защитные оболочки буровых свай, разбивают оголовки буровых свай, зачищают выпуски арматуры, армируют ростверк, устанавливают опалубку ростверка. Затем сооружают непосредственно тело монолитной железобетонной опоры, в процессе чего устанавливают арматурные выпуски монолитной части тела опоры, бетонируют ростверк, армируют монолитную часть тела опоры, устанавливают арматурные выпуски, бетонируют монолитную часть тела опоры, после чего демонтируют опалубку ростверка и монолитной части тела опоры, производят поэтапный подъем оболочки для последующего демонтажа каждой секции на элементы.

Принятая технология возведения опор моста в акватории с динамическим воздействием течения и волн на используемую оснастку позволяет обеспечить заданную точность возводимого сооружения, надежность и безопасность производства работ за счет перераспределения внешних нагрузок на предварительно возведенные оболочки буровых свай, а также за счет обеспечения центрирования кольцевой водонепроницаемой оболочки относительно расположенных в проектном положении оболочек буровых свай. Кроме того, выполнение секций в виде ортотропной плиты позволяет повысить ее жесткость и исключить возможность деформации элементов и соединений, составляющих кольцевую водонепроницаемую оболочку.

Изобретение относится к технологическим аспектам сооружения мостовых опор через водные преграды. Технический результат - интенсификация процесса сооружения опор моста в акватории и обеспечение требуемой геометрической точности в условиях динамического воздействия ввозных масс. Способ сооружения опоры моста в водной акватории включает сооружение буровых мостиков и технологической площадки, на которой производят сборку первой секции кольцевой водонепроницаемой оболочки из плоских элементов с прокладкой гидроизоляции из упругого материала между ними, оснащение первой секции ножевой секцией, перенос краном собранной секции в проем между буровыми мостиками с расположением ее по вертикальной оси кольцевой водонепроницаемой оболочки и опускание ее посредством домкратов на высоту секции кольцевой водонепроницаемой оболочки до положения, в котором посредством фланцевых соединений и с прокладкой гидроизоляции из упругого материала на нее монтируют вторую собранную на монтажной платформе секцию кольцевой водонепроницаемой оболочки с последующим монтажом посредством фланцевых соединений располагаемых выше секций. Далее посекционно наращивают оболочку до погружения ножевой секции в подготовленное основание, укладывают тампонажный слой бетонной смеси методом вертикального перемещения труб, откачивают воду из внутреннего объема кольцевой водонепроницаемой оболочки после набора бетоном тампонажного слоя прочности. Затем срезают металлические защитные оболочки буровых свай, разбивают оголовки буровых свай, зачищают выпуски арматуры, армируют ростверк, устанавливают опалубку ростверка, устанавливают арматурные выпуски монолитной части тела опоры, бетонируют ростверк, армируют монолитную часть тела опоры, устанавливают арматурные выпуски, бетонируют монолитную часть тела опоры, демонтируют опалубку ростверка и монолитной части тела опоры. После этого производят поэтапный подъем оболочки для последующего демонтажа каждой секции на элементы. При этом предварительно сооружают опорные конструкции с проемом под сооружаемую опору, а затем - буровые мостики, с которых равномерно и взаимно параллельно с расположением их вертикальных осей по окружности диаметром, меньшим внутреннего диаметра кольцевой водонепроницаемой оболочки, погружают металлические защитные оболочки буровых свай с заглублением их в грунт основания. Перенос секций производят краном с помощью крестовой в плане траверсы, причем до опускания первой секции на буровых мостиках оборудуют внешние упоры в виде стоек с подкосами, контактирующие при установке секции и в процессе ее опускания с направляющими на ее внешней поверхности. Пару основных противолежащих и симметрично расположенных относительно вертикальной оси кольцевой водонепроницаемой оболочки внешних упоров располагают так, чтобы вертикальные плоскости, проходящие через их оси, были перпендикулярны продольным осям буровых мостиков. Пары дополнительных внешних упоров располагают симметрично по обе стороны основных под равными в парах острыми углами к ним и так, чтобы вертикальная ось кольцевой водонепроницаемой оболочки была бы расположена в вертикальных плоскостях, проходящих через вертикальные оси дополнительных внешних упоров. На внутренней стороне секций кольцевой водонепроницаемой оболочки устанавливают внутренние центрирующие упоры, контактирующие при опускании секций кольцевой водонепроницаемой оболочки с внешней поверхностью металлических защитных оболочек буровых свай. Кроме того, устанавливают внутренние центрирующие упоры, обращенная к оболочкам свай поверхность которых имеет меньшую кривизну, чем кривизна поверхности оболочки сваи. А перенос собранной секции с расположением по вертикальной оси кольцевой водонепроницаемой оболочки производят стреловым краном поворотом стрелы. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ сооружения опоры моста в водной акватории, включающий сооружение буровых мостиков и технологической площадки, на которой производят сборку первой секции кольцевой водонепроницаемой оболочки из плоских элементов с прокладкой гидроизоляции из упругого материала между ними, оснащение первой секции ножевой секцией, перенос краном собранной секции в проем между буровыми мостиками с расположением ее по вертикальной оси кольцевой водонепроницаемой оболочки и опускание ее посредством домкратов на высоту секции кольцевой водонепроницаемой оболочки до положения, в котором посредством фланцевых соединений и с прокладкой гидроизоляции из упругого материала на нее монтируют вторую собранную на монтажной платформе секцию кольцевой водонепроницаемой оболочки с последующим монтажом посредством фланцевых соединений располагаемых выше секций, и далее посекционно наращивают оболочку до погружения ножевой секции в подготовленное основание, укладывают тампонажный слой бетонной смеси методом вертикального перемещения труб, откачивают воду из внутреннего объема кольцевой водонепроницаемой оболочки после набора бетоном тампонажного слоя прочности, срезают металлические защитные оболочки буровых свай, разбивают оголовки буровых свай, зачищают выпуски арматуры, армируют ростверк, устанавливают опалубку ростверка, устанавливают арматурные выпуски монолитной части тела опоры, бетонируют ростверк, армируют монолитную часть тела опоры, устанавливают арматурные выпуски, бетонируют монолитную часть тела опоры, демонтируют опалубку ростверка и монолитной части тела опоры, производят поэтапный подъем оболочки для последующего демонтажа каждой секции на элементы, отличающийся тем, что предварительно сооружают опорные конструкции с проемом под сооружаемую опору, а затем - буровые мостики, с которых равномерно и взаимно параллельно с расположением их вертикальных осей по окружности диаметром, меньшим внутреннего диаметра кольцевой водонепроницаемой оболочки, погружают металлические защитные оболочки буровых свай с заглублением их в грунт основания, перенос секций производят краном с помощью крестовой в плане траверсы, причем до опускания первой секции на буровых мостиках оборудуют внешние упоры в виде стоек с подкосами, контактирующие при установке секции и в процессе ее опускания с направляющими на ее внешней поверхности, причем пару основных противолежащих и симметрично расположенных относительно вертикальной оси кольцевой водонепроницаемой оболочки внешних упоров располагают так, чтобы вертикальные плоскости, проходящие через их оси, были перпендикулярны продольным осям буровых мостиков, а пары дополнительных внешних упоров располагают симметрично по обе стороны основных под равными в парах острыми углами к ним и так, чтобы вертикальная ось кольцевой водонепроницаемой оболочки была бы расположена в вертикальных плоскостях, проходящих через вертикальные оси дополнительных внешних упоров, а на внутренней стороне секций кольцевой водонепроницаемой оболочки устанавливают внутренние центрирующие упоры, контактирующие при опускании секций кольцевой водонепроницаемой оболочки с внешней поверхностью металлических защитных оболочек буровых свай.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устанавливают внутренние центрирующие упоры, обращенная к оболочкам свай поверхность которых имеет меньшую кривизну, чем кривизна поверхности защитной металлической оболочки буровой сваи.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что перенос собранной секции с расположением по вертикальной оси кольцевой водонепроницаемой оболочки производят стреловым краном поворотом стрелы.