МОСТОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК E01D2/04 

1. Область техники

Изобретение относится к области мостостроения и в частности относится к составной конструкции, состоящей из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки, имеющей малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость, а также к способу ее изготовления.

2. Уровень техники

В последние годы улучшение качества сборных бетонных плит, сборных стальных коробчатых балок и их соединительных конструкций в Китае создало предпосылки для развития комбинационных составных мостовых конструкций и привело к быстрому развитию в Китае комбинационных составных мостовых конструкций. Для комбинационной составной мостовой конструкции качество сборных бетонных плит и качество стальных коробчатых балок и их соединительных конструкций стало важным фактором, влияющим на конструктивную безопасность, применимость, стойкость и скорость сборочных работ на месте.

В настоящее время сборные бетонные плиты имеют следующие проблемы: высокая масса, низкая прочность, плохая ударная вязкость и уязвимость для растрескивания и т.д. С развитием мостостроения стало невозможным выполнять требования по большим пролетам, увеличенному сроку службы и повышенной транспортной нагрузке. Известные цельные стальные коробчатые балки имеют следующие недостатки: высокая себестоимость, плохая стойкость к коррозии, перекрещивание стальных элементов и множественные отверстия, что в результате приводит к высоко статически недетерминированной конструкции и необходимости контролировать множество конструктивных деталей для обеспечения стабильности конструкции, усталость, сварку и другие аспекты прочности. Недостатки известных цельных сборных бетонных коробчатых балок следующие: большая масса, неудобство транспортировки, необходимость технического обслуживания и длительный производственный цикл. Конструкция соединения в известных технических решениях имеет следующие недостатки: стальные коробчатые балки соединяют главным образом сваркой, что приводит к остаточным сварочным напряжениям и остаточным деформациям, неблагоприятным для конструкции, чувствительности к образованию трещин, холодной усадке при низких температурах, медленной скорости строительства на месте и высоким требованиям к уровню сварочной технологии, что не соответствует существующим ожиданиям к надежности передачи сил в местах стыков, хорошей пластической вязкости, легкости в монтаже и быстрой скорости строительства. Для соединений между сборными бетонными плитами в основном используют сварные соединения зарезервированной арматуры и внешней арматуры конструкции, что создает большую рабочую нагрузку на местах выполнения сварочных работ, приводит к замедлению строительства и необходимости поддерживать определенный уровень знания техники сварочных работ у персонала.

3. Раскрытие изобретения

Изобретение направлено на то, чтобы предложить мостовую конструкцию, состоящую из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки и имеющую малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость, при этом способ ее изготовления решает проблемы, существующие в цельных стальных коробчатых балках и бетонных коробчатых балках, известных из уровня техники.

Для того, чтобы достигнуть указанной цели, изобретение предлагает следующую техническую схему.

Изобретение предлагает мостовую конструкцию, состоящую из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки, имеющую малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость и включающую некоторое множество составных балок из комбинации стальной коробчатой балки и бетонной плиты;

Такие составные балки из комбинации стальной коробчатой балки и бетонной плиты включают стальные коробчатые балки, сборные бетонные плиты, U-образный стержень, конструктивную арматуру и умные стягивающие устройства.

Упомянутая стальная коробчатая балка представляет собой полузакрытый стальной короб со стальным полотном внизу и по периферии; сборная бетонная плита расположена поверх стальной коробчатой балки, и фланец стальной коробчатой балки снабжен умными стягивающими устройствами; стальная коробчатая балка и сборная бетонная плита соединены умным стягивающим устройством.

Сборная бетонная плита снабжена продольными и поперечными U-образными стержнями; закругленный конец упомянутых U-образных стержней выходит наружу из сборной бетонной плиты.

Соседние сборные бетонные плиты соединены конструктивной арматурой.

Соседние стальные коробчатые балки в упомянутых соседних составных балках из комбинации стальной коробчатой балки и бетонной плиты соединены заклепками.

Предпочтительно, в упомянутой мостовой конструкции, состоящей из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки и имеющей малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость, упомянутую сборную бетонную плиту получают путем отливки легкого бетонного раствора высокой ударной вязкости.

Упомянутый легкий бетонный раствор высокой ударной вязкости включает следующие компоненты, в % по массе: цементный раствор 33~40%, порошок шлака 30~32%, высокоэффективные полые стеклянные микросферы 13~17%, керамзит 10~15% и полиэтиленовые волокна 1~3%.

Предпочтительно, в упомянутой мостовой конструкции, состоящей из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки и имеющей малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость, упомянутая сборная бетонная плита имеет толщину 120~160 мм и размер 3000~3500 мм×600~700 мм×120~160 мм.

Предпочтительно, в упомянутой мостовой конструкции, состоящей из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки и имеющей малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость, упомянутые соседние сборные бетонные плиты соединяют друг с другом конструктивной арматурой следующим специальным способом: накладывают друг на друга U-образные стержни, выступающие наружу из сборной бетонной плиты, между соседними сборными бетонными плитами, чтобы сформировать перекрывающиеся отверстия, конструктивную арматуру помещают в эти перекрывающиеся отверстия и пропускают через U-образные стержни.

Конструктивную арматуру и U-образные стержни связывают друг с другом.

Предпочтительно, в упомянутой мостовой конструкции, состоящей из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки и имеющей малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость, специальный способ соединения упомянутых соседних стальных коробчатых балок заклепками состоит в следующем: фланец стальной коробчатой балки снабжен верхними и нижними зарезервированными отверстиями, отверстия на одном конце двух кусков стальных пластин с отверстиями совмещают, соответственно, с верхними и нижними зарезервированными отверстиями стальных коробчатых балок, и заклепки устанавливают для соединения их; и отверстия на другом конце стальных пластин с отверстиями совмещают, соответственно, с верхними и нижними зарезервированными отверстиями соседних стальных коробчатых балок, и заклепки устанавливают для соединения их.

Изобретение также предлагает способ изготовления мостовой конструкции, состоящей из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки и имеющей малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость, причем способ включает следующие этапы:

(1) проверяют положение соседних стальных коробчатых балок, затем применяют временные механические связи к соседним стальным коробчатым балкам, соединяют соседние стальные коробчатые балки заклепками и стальными пластинами с отверстиями, снимают временные механические связи, и завершают соединение соседних стальных коробчатых балок;

(2) устанавливают сборную бетонную плиту поверх стальной коробчатой балки, накладывают друг на друга U-образные стержни, выступающие наружу из сборной бетонной плиты, между соседними сборными бетонными плитами, чтобы сформировать перекрывающиеся отверстия, и конструктивную арматуру помещают в эти перекрывающиеся отверстия и пропускают через U-образные стержни; затем связывают конструктивную арматуру и U-образные стержни, чтобы завершить соединение соседних сборных бетонных плит;

(3) соединяют сборную бетонную плиту и стальную коробчатую балку умным стягивающим устройством;

(4) заливают легкий бетонный раствор высокой ударной вязкости в соединительные стыки соседних сборных бетонных плит и на поверхность сборных бетонных плит, и после технических работ получают составную конструкцию, состоящую из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки и имеющую малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость.

Предпочтительно, в описанном выше способе изготовления мостовой конструкции, состоящей из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки и имеющей малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость, способ изготовления сборной бетонной плиты на этапе (2) состоит в следующем: устанавливают продольные и поперечные U-образные стержни, связывают U-образные стержни, чтобы сформировать каркас стальной арматуры; устанавливают шаблон вокруг каркаса стальной арматуры, затем заливают легкий бетонный раствор высокой ударной вязкости при активном виброуплотнении, и выполняют стандартные технические работы после удаления шаблона, чтобы получить сборную бетонную плиту.

Из вышеизложенного технического решения можно сделать вывод, что, по сравнению с известным уровнем техники, изобретение имеет следующие преимущества:

(1) Сборная бетонная плита

Посредством добавления высокоэффективных полых стеклянных микросфер (ВСМ), можно получить многие преимущества, такие как малая масса, высокая прочность, хорошая текучесть, экономия и т.д. Они служат наполнителем с разными функциями, для которого можно использовать разные типы композитных материалов и который имеет большое значение для реализации "легких и высокопрочных" композитных материалов. ВСМ также снижают массу изделия, и плотность полых стеклянных микросфер составляет приблизительно одну десятую от плотности частиц традиционных наполнителей; после применения они значительно снижают базовую массы изделия; благодаря высокой прочности из-за твердой оболочки они могут выдерживать повышенные сжимающие нагрузки; они уменьшают вязкость и повышают текучесть за счет своей сферической формы по сравнению с частицами наполнителя неправильной формы; они обладают повышенной текучестью и могут катиться как стальные шарики с подшипниках; поэтому добавление полых стеклянных микросфер в композиты позволяет снижать вязкость расплава и собственное напряжение материала, что облегчает обработку и обычную формовку композитов; экономичные по сравнению с наполнителями другой формы, полые стеклянные микросферы имеют наименьшее отношение площади поверхности к объему и низкую абсорбцию масла, что уменьшает долю матричной смолы и увеличивает долю наполнителя. В то же время, меньший объем стеклянных микросфер может быть помещен в пространство между более крупными стеклянными микросферами, что повысит общий объем наполнителя и снизит себестоимость.

Добавление керамзита: керамзит имеет преимущества малой массы, высокой прочности и т.д. Его поверхностью является слой твердой оболочки, которая керамическая или глазурованная, что придает керамзиту повышенную прочность; внутренняя структура керамзита характеризуется мелкими ячеистыми микропорами, что является главной причиной легкости керамзита. В то же время, он обладает хорошей стойкостью к морозу и прочностью, стойкостью к коррозии под действием кислот и щелочей, и стойкость к морозу керамического бетона лучше чем у обычного бетона; например, потеря прочности после 15 циклов замерзания-оттаивания для керамического бетона № 250 с добавкой зольной пыли составляет не больше чем 2%.

В то же время, ВСМ и керамзит находятся в смеси, и стеклянные микросферы и керамзит равномерно распределены внутри бетона, поэтому не происходит расслоения и отделения, что означает, что можно использовать высокоэффективные полые стеклянные микросферы и керамзит для изготовления легкого и высокопрочного бетона; у изготовленного легкого и высокопрочного бетона прочность может составлять 60~70 МПа, кажущаяся плотность может составлять 1700~1750 кг/м³, и удельная прочность может составлять 1,328 (этот легкий и высокопрочный бетон является образцом (не содержащим U-образных стержней), полученным путем заливки легкого бетонного раствора высокой ударной вязкости настоящего изобретения).

Изобретение также использует приблизительно 30% порошка шлака для замены цементного раствора в равных количествах, так что прочность сборных бетонных плит достигает 60~70 МПа, что повышает прочность компонентов и улучшает ударную вязкость и стойкость композитных бетонных материалов. В то же время, цементная промышленность является отраслью с высоким уровнем потребления энергии и серьезным загрязнением окружающей среды, и замена цементного раствора на порошок шлака в равных количествах может служить цели экономии "зеленой" энергии.

Добавление полиэтиленовых волокон улучшает ударную вязкость композитного бетонного материала, и средняя деформация растяжения при пиковой прочности контрольного образца достигает 3,0-5,0%, и максимальная деформация растяжения достигает 5,0%, что представляет собой высокую пластичность при растяжении. Деформации контрольных образцов при 80% и 60% пиковой прочности на сжатие составили приблизительно 2,0% и 4,0%, соответственно, указывая, что композитный бетонный материал с добавлением 2% полиэтиленовых волокон имеет сильную способность противостоять деформации сжатия и превосходную способность противостоять деформации изгиба, причем трещины были мелкими и равномерными. Ультравысокая пластичность композитного бетонного материала имеет место благодаря ультравысокой способности полиэтиленовых волокон перекрывать трещины.

Сборная бетонная плита изобретения имеет уменьшенную толщину, и прочность композитного бетонного материала значительно выше чем у обычного бетонного материала той же марки, и толщина сборной бетонной плиты, изготовленной из композитного бетонного материала изобретения может быть уменьшена на 1/5 по сравнению с толщиной сборной бетонной плиты, изготовленной из обычного бетона, что снижает массу сборной бетонной плиты в определенной степени.

Резюмируя вышесказанное, сборная бетонная плита изобретения имеет преимущества, выраженные в малой массе, высокой прочности и высокой ударной вязкости, стандартизированных и одинаковых процессах, контролируемом качестве, массовом производстве, низкой себестоимости, экономии времени и уменьшенном числе используемых шаблонов. Конструкция изменяет традиционную форму соединения плиты и помогает избежать повышенной усадки и ползучести при заливке бетона на месте.

(2) Составные балки из комбинации стальной коробчатой балки и бетонной плиты

Способность стали к растяжению и сопротивление бетона сжатию может полностью проявлять соответствующие механические характеристики этих двух материалов, экономя материалы и уменьшая собственную массу, вместе с преимуществами, заключающимися в большом увеличении пролетов, значительном упрощении конструкции, значительно сокращаемом периоде строительства, значительно сниженных требованиях к оборудованию и высоких общих экономических выгодах; качество изготовленных на заводе компонентов гарантировано, контролируемое строительство гарантирует качество строительства, конструкционная сила моста ясна и объяснима, эксплуатационные характеристики конструкции надежны и стабильны с хорошими показателями сопротивления ветровым и сейсмическим нагрузкам, что означает, что стоимость технического обслуживания в долгосрочной перспективе низкая; при этом создан новый способ разработки более длинных пролетов комбинированного составного моста.

(3) Заклепочное соединение между соседними стальными коробчатыми балками

Надежная передача сил, хорошая ударная вязкость и пластичность, легкость проверка качества, простота и скорость, расположение заклепок в требуемом порядке, почти полное отсутствие деформации элементов, относительная чистота по внешнему виду, подходит для динамических нагрузок, тяжелых нагрузок и больших пролетов.

(4) Соединение между соседними сборными бетонными плитами

Изменило форму традиционного соединения плит, т.к. больше не нужно сваривать и соединять предварительно введенную круглую стальную арматуру по одной, что значительно сокращает процесс строительства на месте; превосходные свойства к закреплению легкого композитно-бетонного материала высокой прочности и ударной вязкости могут эффективно уменьшать резервируемую ширину мокрых стыков и, в то же время, уменьшать рабочую нагрузку на месте строительства, улучшать качество выполнения мокрых стыков моста, экономя трудозатраты и время и значительно снижая воздействие на имеющиеся транспортные потоки.

(5) Умное стягивающее устройство используется для соединения щели между сборной бетонной плитой и стальной коробчатой балкой.

Внутри, умное стягивающее устройство оснащено домкратным устройством с дистанционным управлением; умное стягивающее устройство на фланце стальной коробчатой балки выполнено как одно целое со стальной коробчатой балкой, что значительно снижает объем работ на месте строительства; в то же время, умное стягивающее устройство и стальная коробчатая балка объединены друг с другом, делая конструкцию более полной и простой; когда сборные бетонные плиты будут готовы к подъему, умное стягивающее устройство может использовать свою функцию стягивания, чтобы увеличить пространство, исправляя некоторые строительные ошибки при плавной установке сборных бетонных плит в требуемое пространство. После того, как сборные бетонные плиты будут подняты в требуемое положение, умное стягивающее устройство расширяется, и упомянутое пространство сокращается, плотно объединяя сборные бетонные плиты со стальными коробчатыми балками, что обеспечивает выполнение умного, эффективного и безопасного соединения между сборными бетонными плитами и стальными коробчатыми балками.

(6) Стыки и заливаемый на месте слой выполняют легким бетонным раствором высокой ударной вязкости, чтобы сформировать цельные, непрерывные бетонные плиты, что делает конструкцию более цельной и повышает ее безопасность, применимость и долговечность.

4. Краткое описание прилагаемых чертежей

Техническая схема изобретения будет четко и подробно описана ниже со ссылками на чертежи, где:

ФИГ. 1 - схема мостовой конструкции, состоящей из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки, имеющей малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость;

ФИГ. 2 - вид в разрезе мостовой конструкции, состоящей из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки и имеющей малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость;

ФИГ. 3 - вид в разрезе стыков соседних сборных бетонных плит и соседних стальных коробчатых балок;

ФИГ. 4 - плоский граф предварительно введенного U-образного стержня сборной бетонной плиты;

ФИГ. 5 - вид в разрезе предварительно введенного U-образного стержня сборной бетонной плиты;

ФИГ. 6 - боковой разрез предварительно введенного U-образного стержня сборной бетонной плиты;

ФИГ. 7 - плоский граф стыков соседних сборных бетонных плит;

ФИГ. 8 - вид в разрезе стыков соседних сборных бетонных плит;

ФИГ. 9 - схема умного стягивающего устройства;

ФИГ. 10 - плоский граф U-образного стержня;

ФИГ. 11 - плоский граф конструктивной арматуры.

где: 1. - стальная коробчатая балка, 2. - сборная бетонная плита, 3. - соединительный стык, 4. - заливаемый на месте слой, 5. - U-образный стержень, 6. - конструктивная арматура, 7. - умное стягивающее устройство, 8. - заклепка, 9. - стальные пластины с отверстиями.

5. Конкретный вариант осуществления изобретения

Как показано на ФИГ. 1 - ФИГ. 11, мостовая конструкция, состоящая из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки и имеющая малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость, включает некоторое множество составных балок из стальной коробчатой балки и бетонной плиты.

Эти составные балки из комбинации стальной коробчатой балки и бетонной плиты включают стальные коробчатые балки 1, сборные бетонные плиты 3, U-образный стержень 5, конструктивную арматуру 6 и умные стягивающие устройства 7.

Упомянутая стальная коробчатая балка 1 представляет собой полузакрытый стальной короб со стальным полотном внизу и по периферии, сборная бетонная плита 2 расположена поверх стальной коробчатой балки 1, и фланец стальной коробчатой балки 1 снабжен умными стягивающими устройствами 7; при этом стальная коробчатая балка 1 и сборная бетонная плита 2 соединены умным стягивающим устройством 7.

Сборная бетонная плита 2 снабжена продольными и поперечными U-образными стержнями 5; закругленный конец упомянутых U-образных стержней 5 выходит наружу из сборной бетонной плиты 2.

Соседние сборные бетонные плиты 2 соединены конструктивной арматурой 6.

Соседние стальные коробчатые балки 1 в соседних составных балках из комбинации стальной коробчатой балки и бетонной плиты соединены заклепками.

Согласно изобретению, сборная бетонная плита 2 снабжена некоторым множеством продольных U-образных стержней 5 и поперечных U-образных стержней 5 в параллели, причем каждый продольный U-образный стержень 5 установлен в параллели, и каждый поперечный U-образный стержень 5 установлен в параллели.

Согласно изобретению, сборную бетонную плиту 2 получают, заливая легкий бетонный раствор высокой ударной вязкости.

Упомянутый легкий бетонный раствор высокой ударной вязкости включает следующие компоненты, в % по массе: цементный раствор 33~40%, порошок шлака 30~32%, высокоэффективные полые стеклянные микросферы 13~17%, керамзит 10~15% и полиэтиленовые волокна 1~3%. Более предпочтительно доля цементного раствора составляет 35~39% и наиболее предпочтительно 38%; доля порошка шлака более предпочтительно составляет 30~31% и наиболее предпочтительно 30%; доля высокоэффективных полых стеклянных микросфер более предпочтительно составляет 14~16% и наиболее предпочтительно 15%; доля керамзита более предпочтительно составляет 12~15% и наиболее предпочтительно 15%; доля полиэтиленовых волокон более предпочтительно составляет 2~3% и наиболее предпочтительно 2%.

Согласно изобретению, упомянутым цементным раствором является цементный раствор, обычно применяемый в полевых условиях, в котором массовое отношение цемента, песка и воды предпочтительно составляет 1:3:0.65; плотность упомянутых высокоэффективных полых стеклянных микросфер предпочтительно составляет 0,2~0,6 г/см³, более предпочтительно 0,3~0,5 г/см³, наиболее предпочтительно 0,4 г/см³, и диаметр частиц предпочтительно составляет 2~130 мкм, более предпочтительно 20~100 мкм, наиболее предпочтительно 60 мкм; высокоэффективные полые стеклянные микросферы, используемые в изобретении, характеризуются малой массой, большим объемом, низкой теплопроводностью, высокой прочностью на сжатие и хорошей текучестью; диаметр частиц керамзита предпочтительно составляет 15~20 мм, более предпочтительно 16~19 мм, наиболее предпочтительно 17 мм.

Согласно изобретению, сборная бетонная плита 2 предпочтительно имеет толщину 120~160 мм, более предпочтительно 130~150 мм, наиболее предпочтительно 150 мм; ее размер предпочтительно составляет 3000~3500 мм×600~700 мм×120~160 мм, более предпочтительно 3100~3400 мм×600~670 мм×130~150 мм и наиболее предпочтительно 3300 мм×600 мм×150 мм.

Согласно изобретению, соседние сборные бетонные плиты 2 соединены друг с другом конструктивной арматурой 6 следующим специальным способом: накладывают друг на друга U-образные стержни 5, выступающие наружу из сборной бетонной плиты, между соседними сборными бетонными плитами 2, чтобы сформировать перекрывающиеся отверстия, конструктивную арматуру 6 помещают в эти перекрывающиеся отверстия и пропускают через U-образные стержни 5.

Конструктивную арматуру 6 и U-образные стержни 5 связывают друг с другом.

Согласно изобретению, специальный способ соединения упомянутых соседних стальных коробчатых балок 1 заклепками состоит в следующем: фланец стальной коробчатой балки 1 снабжен верхними и нижними зарезервированными отверстиями, и отверстия на одном конце двух кусков стальных пластин с отверстиями 9 совмещают, соответственно, с верхними и нижними зарезервированными отверстиями стальных коробчатых балок 1, и заклепки 8 устанавливают для соединения их; и отверстия на другом конце стальных пластин с отверстиями 9 совмещают, соответственно, с верхними и нижними зарезервированными отверстиями соседних стальных коробчатых балок 1, и заклепки 8 устанавливают для соединения их.

Согласно изобретению, умное стягивающее устройство 7 выполнено как одно целое со стальной коробчатой балкой 1, и умное стягивающее устройство 7 устанавливают на щель между сборной бетонной плитой 2 и стальной коробчатой балкой 1. Внутри, умное стягивающее устройство 7 оснащено домкратным устройством с дистанционным управлением.

Изобретение также предлагает способ изготовления составной конструкции, состоящей из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки и имеющую малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость, причем способ включает следующие этапы:

(1) проверяют положение соседних стальных коробчатых балок, затем применяют временные механические связи к соседним стальным коробчатым балкам 1, соединяют соседние стальные коробчатые балки 1 заклепками 8 и стальными пластинами с отверстиями 9, снимают временные механические связи, и завершают соединение соседних стальных коробчатых балок 1;

(2) устанавливают сборную бетонную плиту 2 поверх стальной коробчатой балки 1, накладывают друг на друга U-образные стержни 5, выступающие наружу из сборной бетонной плиты 2, между соседними сборными бетонными плитами 2, чтобы сформировать перекрывающиеся отверстия, и конструктивную арматуру 6 помещают в эти перекрывающиеся отверстия и пропускают через U-образные стержни 5; затем связывают конструктивную арматуру 6 и U-образные стержни 5, чтобы завершить соединение соседних сборных бетонных плит 2;

(3) соединяют сборную бетонную плиту 2 и стальную коробчатую балку 1 умным стягивающим устройством 7;

(4) заливают легкий бетонный раствор высокой ударной вязкости в соединительные стыки 3 соседних сборных бетонных плит 2 и на поверхность сборных бетонных плит 2, чтобы сформировать заливаемый на месте слой 3, и после технических работ получают составную конструкцию, состоящую из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки и имеющую малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость.

Согласно изобретению, способ изготовления сборной бетонной плиты 2 на упомянутом этапе (2) состоит в следующем: устанавливают продольные и поперечные U-образные стержни 5, связывают U-образные стержни 5, чтобы сформировать каркас стальной арматуры; устанавливают шаблон вокруг каркаса стальной арматуры, затем заливают легкий бетонный раствор высокой ударной вязкости при активном виброуплотнении, и выполняют стандартные технические работы после удаления шаблона, чтобы получить сборную бетонную плиту 2.

Техническая схема изобретения описана ниже четко и подробно со ссылками на чертежи. Очевидно, что показана только часть вариантов осуществления изобретения, и фактическая конструкция ими не ограничена. Все другие варианты осуществления, которые могут быть получены специалистами в данной области техники без приложения творческих усилий на основании варианта осуществления в настоящем изобретении, должны все подпадать под объем охраны изобретения.

Вариант осуществления 1

Легкий бетонный раствор высокой ударной вязкости включает следующие компоненты, в % по массе: цементный раствор 38% (массовое отношение цемента, песка и воды предпочтительно составляет 1:3:0,65), порошок шлака 30%, высокоэффективные полые стеклянные микросферы 15% (плотность 0,5 г/см³, диаметр частиц 100 мкм), керамзит 15% (диаметр частиц 20 мм) и полиэтиленовые волокна 2%.

Способ изготовления сборной бетонной плиты 2 состоит в следующем: устанавливают продольные и поперечные U-образные стержни 5, связывают U-образные стержни 5, чтобы сформировать каркас стальной арматуры; устанавливают шаблон вокруг каркаса стальной арматуры, затем заливают легкий бетонный раствор высокой ударной вязкости при активном виброуплотнении, и выполняют стандартные технические работы после удаления шаблона, чтобы получить сборную бетонную плиту 2 толщиной 150 мм и размером 3300 мм×600 мм×150 мм.

Стальную коробчатую балку 1 изготавливают на заводе стальных конструкций.

Мостовая конструкция, состоящая из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки, имеющая малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость, включает соседние составные балки из комбинации стальной коробчатой балки и бетонной плиты; одну составную конструкцию из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки располагают вдоль моста, и другие соседние составные конструкции из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки располагают параллельно в направлении поперек моста.

Способ изготовления упомянутой мостовой конструкции, состоящей из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки и имеющей малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость, включает следующие этапы:

(1) проверяют положение соседних стальных коробчатых балок 1 способом подъема сегментов и по технологии общей синхронной регулировки, затем применяют временные механические связи к соседним стальным коробчатым балкам 1, создают временный канал зоны заклепок между соседними коробчатыми балками 1, соединяют соседние стальные коробчатые балки 1 заклепками 8 и стальными пластинами с отверстиями 9, снимают временные механические связи, и завершают соединение соседних стальных коробчатых балок 1;

(2) устанавливают сборную бетонную плиту 2 поверх стальной коробчатой балки 1, накладывают друг на друга U-образные стержни 5, выступающие наружу из сборной бетонной плиты 2, между соседними сборными бетонными плитами 2, чтобы сформировать перекрывающиеся отверстия, и конструктивную арматуру 6 помещают в эти перекрывающиеся отверстия и пропускают через U-образные стержни 5; затем связывают конструктивную арматуру 6 и U-образные стержни 5, чтобы завершить соединение соседних сборных бетонных плит 2;

(3) когда сборные бетонные плиты 2 будут готовы к подъему, умное стягивающее устройство 7 может использовать свою функцию стягивания, чтобы увеличить пространство, исправляя некоторые строительные ошибки при плавной установке сборных бетонных плит в требуемое пространство. После того, как сборные бетонные плиты 2 будут подняты в требуемое положение, умное стягивающее устройство 7 расширяется, и упомянутое пространство сокращается, плотно объединяя сборные бетонные плиты 2 со стальными коробчатыми балками 1, что обеспечивает соединение сборных бетонных плит 2 и стальных коробчатых балок 1;

(4) заливают легкий бетонный раствор высокой ударной вязкости в соединительные стыки 3 соседних сборных бетонных плит 2 и на поверхность сборных бетонных плит 2, чтобы сформировать заливаемый на месте слой 3, и после технических работ получают составную конструкцию, состоящую из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки и имеющую малую массу, высокую прочность и высокую ударную вязкость.

Выше описан только один предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, и необходимо сказать для специалистов в данной области техники, что некоторое множество усовершенствований и модификаций могут быть выполнены без нарушения принципов настоящего изобретения, и такие усовершенствования и модификации также должны рассматриваться в объеме охраны настоящего изобретения.

Изобретение относится к области мостостроения и раскрывает мостовую конструкцию и способ ее изготовления, состоящую из комбинации бетонной плиты и стальной коробчатой балки, U-образных стержней, конструктивной арматуры и стягивающих устройств. Каждая стальная коробчатая балка представляет собой полузакрытый стальной короб со стальным полотном внизу и по периферии. Каждая сборная бетонная плита расположена поверх стальной коробчатой балки, и фланец каждой стальной коробчатой балки снабжен стягивающим устройством в виде домкрата с дистанционным управлением для обеспечения соединения стальной коробчатой балки и сборной бетонной плиты. Каждая сборная бетонная плита снабжена продольными и поперечными U-образными стержнями; закругленные концы U-образных стержней выходят наружу из сборных бетонных плит с образованием между собой перекрывающихся отверстий, в которых размещена конструктивная арматура. Каждая сборная плита получена путем отливки из легкого бетонного раствора, который включает следующие компоненты в % по массе: цементный раствор 33-40, порошок шлака 30-32, высокоэффективные полые стеклянные микросферы 13-17, керамзит 10-15 и полиэтиленовые волокна 1-3, кроме того, соседние стальные коробчатые балки соединены заклепками. Технический результат – повышение прочности мостовой конструкции. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Мостовая конструкция, включающая множество составных балок, каждая из которых состоит из комбинации сборной бетонной плиты и стальной коробчатой балки, U-образных стержней, конструктивной арматуры и стягивающих устройств, при этом каждая стальная коробчатая балка представляет собой полузакрытый стальной короб со стальным полотном внизу и по периферии; каждая сборная бетонная плита расположена поверх стальной коробчатой балки, и фланец каждой стальной коробчатой балки снабжен стягивающим устройством в виде домкрата с дистанционным управлением для обеспечения соединения стальной коробчатой балки и сборной бетонной плиты; каждая сборная бетонная плита снабжена продольными и поперечными U-образными стержнями; закругленные концы U-образных стержней выходят наружу из сборных бетонных плит с образованием между собой перекрывающихся отверстий, в которых размещена конструктивная арматура; при этом каждая сборная плита получена путем отливки из легкого бетонного раствора, который включает следующие компоненты в % по массе: цементный раствор 33-40, порошок шлака 30-32, высокоэффективные полые стеклянные микросферы 13-17, керамзит 10-15 и полиэтиленовые волокна 1-3, кроме того, соседние стальные коробчатые балки соединены заклепками.

2. Мостовая конструкция по п. 1, в которой упомянутая сборная бетонная плита имеет толщину 120-160 мм и размер 3000-3500 мм × 600-700 мм × 120-160 мм.

3. Способ изготовления мостовой конструкции по п. 1, включающий следующие этапы:

(1) проверяют положение соседних стальных коробчатых балок, затем применяют временные механические связи к соседним стальным коробчатым балкам, соединяют соседние стальные коробчатые балки заклепками и стальными пластинами с отверстиями, снимают временные механические связи и завершают соединение соседних стальных коробчатых балок;

(2) устанавливают каждую сборную бетонную плиту поверх каждой стальной коробчатой балки, накладывают друг на друга U-образные стержни, выступающие наружу из сборной бетонной плиты, между соседними сборными бетонными плитами, чтобы сформировать перекрывающиеся отверстия, и конструктивную арматуру помещают в эти перекрывающиеся отверстия и пропускают через U-образные стержни; затем связывают конструктивную арматуру и U-образные стержни, чтобы завершить соединение соседних сборных бетонных плит;

(3) соединяют каждую сборную бетонную плиту и каждую стальную коробчатую балку стягивающим устройством в виде домкрата с дистанционным управлением;

(4) заливают легкий бетонный раствор высокой ударной вязкости в соединительные стыки соседних сборных бетонных плит и на поверхность сборных бетонных плит, и после технических работ получают мостовую конструкцию, состоящую из комбинации сборных бетонных плит и стальных коробчатых балок.

4. Способ изготовления мостовой конструкции по п. 3, в котором фланец каждой стальной коробчатой балки снабжают верхними и нижними зарезервированными отверстиями, отверстия на одном конце двух кусков стальных пластин с отверстиями совмещают соответственно с верхними и нижними зарезервированными отверстиями стальных коробчатых балок и заклепки устанавливают для соединения их; и отверстия на другом конце стальных пластин с отверстиями совмещают соответственно с верхними и нижними зарезервированными отверстиями соседних стальных коробчатых балок и заклепки устанавливают для соединения их.

5. Способ изготовления мостовой конструкции по п. 3, в котором на этапе (2) для получения каждой сборной бетонной плиты устанавливают продольные и поперечные U-образные стержни, связывают U-образные стержни, чтобы сформировать каркас стальной арматуры; устанавливают шаблон вокруг каркаса стальной арматуры, затем заливают легкий бетонный раствор высокой ударной вязкости при виброуплотнении и выполняют технические работы после удаления шаблона.