Сталежелезобетонное пролетное строение моста Советский патент 1982 года по МПК E01D1/00 

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано в конструкциях сталежелезобетонных пролетных строений, преимущественно автодорожных мостов.

Известно сталежелезобетонное пролетное строение моста, включающее объединенные поперечными связями.металлические главные балки, расположенный между главными балками и установленный на поперечные связи прогон, укрепленную на главных балках и прогоне посредством омоноличиваеMjx на монтаже упоров сборную из блоков железобетонную плиту, тротуарные блоки и покрытие проезжей части тротуаров 1.

Недостатками данного пролетного строения являются значительная постоянная нагрузка от веса расположенной по всей ширине пролетного строения железобетонной плиты, повышенная строительная высота, необходимость предварительного обжатия железобетонной плиты в надопорных участках при неразрезной схеме моста, значительная трудоемкость монтаяэ, обусловленная необходимостью омоноличивания упоров и стыков между блоками железобетонной плиты, недостаточная надежность работы пролетного строения на стадии монтажа до объединения железобетонной плиты с главными балками, что в ряде случаев мзжет привести к аварийной ситуации вследствие потери устойчивости верхними поясами главных балок.

Наиболее близким к предлагаемому является сталежелезобетонное пролет10ное строение моста, включающее объединенные поперечными связями металлические главные балки с поперечными ребрами жесткости, нижним и верхним поясами, укрепленные в уровне

15 верхних поясов блоки ортотропной плиты с набором подкрепляющих металлический лист ребер и поперечных балок, расположенные между главными балками и параллельные им окаймляющие опор20ные элементы, размещенную на них железобетонную плиту, уложенное соответственно на блоки ортотропной плиты и на железобетонную плиту покрытие тротуаров.и проезжей части, причем

25 блоки ортотропной плиты расположены как между главными балками, так и с внешней их стороны, приподняты по отношению к верхней грани же.пезобе(тонной плиты и конструктивно не объе30данены с ней, а окаймляющие опорные

зхгаменты выполнены тавровсчо сечения уст ;новлены на поперечных связях к оэедивены посредством фасонок через гшомежуточные поперечные элементы, укрепленные в уровне верхних поясов иоперечных связей, с подкрепляющими стенки главных балок поперечными ребрами жесткости, причем железобетонная плита свободно оперта на поперечньте связи и окаймляющие опорные элементы,- а покрытие проезжей части уложено только на железобетонную плиту 2 .

Недостгатки известно1-о пролетного строения аак.лючаются в значи7:ельной металлоемкости и трудоемкости его монтажа,, что обусловлено расположенизм блоков ортотропной плиты как с внешней, так к с внутренней сторон калсоой из глазных балок, отсутствием сгВиговосг:рннкмс1Ю Г их устройств, обесП(5ЧИБаюи-их включснр е железобетонной г;лкты 3 совместную на изгиб работу с главнььхк балками, наличием большого количества монтажных креплений фасоь1ками, окаймлл:о:цими опорьъл 1И и промежуточным -; элемонтагу1и и поперечными связями,

Г.ель р:зобретения - снижение металлоемкост -: и трудоемкости монтажа пролетно ;-п строения .

Укгоакг;;:-; паль досткгается тем, ;то :й а.пСгК мтезобатонпом пролетном СТРОЕНИИ моста, вк.;;ючающем э&ъединен:-ъ е noTiepevHb-: савяями метеллически бал;;;-; с поперечны-. ребрами жесткости, нилским н - ерхнмл-; поясами, ук се;;ленные ..:i ;.роБке верхних поясов oJKiK:/: opTOip лткой n. с набором и-одкрспляк:1цу;-к г еталляческий лист и поперечных балок, расположенны мэжду глаЕНь и бя.-;каки и параллельны им окай;-.ля- а ие опорные элементы, paSMeL.ieauvic на lisjx железобстс: ную йлиту; :/нол:.еиное состзетственно ча CJioxH ортотро:1ной гишты и на железобетонку:с плкту покроттие тротуаров и прое.зжэй части, блоки ортотропной плиты расположены только с внешней стороны главкы.х балок,, каждый из окаймлк:эЕ4Их опорных элементов выпол нен 71 виде уголка и прикреплен на сварке вертикальной полкой к попс;р2ЧныгЛ ребрам жесткости и верхнему поясу соответствующей глазной балки, а железобетоЕ-гкая плита выполрёнс сборной ;з блоков, калщый из которых снабжен по продольным г{рог-.-1кам закладкш-.и металлическими упорами с пере-/ычками и жестко объединен посредством, них с окаймляющими опорными элементамиf причем верхняя грань блоков ортотропной плиты расположена ниже или на продолх ении верхней граЕ- к железобетонной плиты,, а покрытие проезжей части уложено, по крайней f/epe, к-д части цшрины каждого из блокон ортотропной плиты.

При этом железобетонная плита выполнена поперечно-члененной на блоки, снабженные по обращенным друг к , другу поперечным кромкам дополнительными закладными упорами и дополнительными перемычками и жестко объединенные посредством них с поперечными связями.

Пролетное строение снабжено, по крайней мере, одним укрепленным на поперечных связях прогоном, а железобетонная плита выполнена продольночлененной на блоки, снабженные по обращенным друг к другу продольным кромкам дополнительными закладными упорами и дополнительными перемычками и жестко объединенные посредством них с, по крайней мере, одним прогоном.

Каждая дополнительная перемычка укреплена посредством сварки на обра:денных друг к другу дополнительных закладных упорах смежньйх блоков железобетонной плиты.

По крайней мере, дополнительные закладные упоры вьшолнены либо в форме полутрубчатых укрепленных на арматуре блоков железобетонной плиты выпуклой поверхностью элементов, либо в форме элементов открытого профиля с ломаной повер ностью, укрепленных на арматуре блоков железобетонной плиты.

При этом, по крайней мере, основные закладные упоры выпо гнены в виде пластин, жестко укрепленных одной плоскостью на арматуре блоков железобетонной плиты.

Каждый блок железобетонной плиты снабжен дугообразно изогнутыми стержнями, расположенными в околоконтурной зоне блока между соседними закладными упорами, причем каждый стержень жестко укреплен концами на двух соседних, расположенных на одной кромке или в угловой зоне блока закладных упорах.

Перемычки закладных упоров на одной из продольньох кромок железобетонной плиты выполнены в виде клиньев, забиваемых между этой продольной кромкой плиты и вертикальной полкой соответствующего уголкового окаймляющего опорного элемента.

Стыки между блоками железобетонно плиты выполнены клеевыми.

Блоки железобетонной плиты установлены с зазорами друг относительно друга, заполняемыми наполнителем.

На фиг. 1 изображено предлагаемое строение с железобетонной плитой, опирающейся на поперечные связи, поперечное сечение; на фиг. 2 - то же с плитой, опирающейся на установленный на поперечные связи прогон; на фиг. 3 - деталь прикрепления железобетонной плиты к главной балке и поперечной связи в соответствии с фиг. 1; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 - деталь прикрепления железобетонной плиты к главной балке и прогону; на фиг. 6 - то же, вид сверху; на фиг. 7 - план пролетного строения в соответствии с фиг. 1; на фиг. 8 - план пролетного строения в соответствии с фиг. 2; на фиг. 9 план раскладки, армирования и закреп ления блоков железобетонной плиты, установленной на поперечных связях; на фиг. 10 - закладной упор в форме полутрубчатого элемента; на фиг. 11 то же, в форме элемента открытого профиля с ломаной поверхностью; на фиг. 12 - соединение закладных упоров, один из которых выполнен в форме пластины, а другой - в форме элемента открытого профиля с ломаной по верхностью. Сталежелезобетонное пролетное строение включает объединенные поперечными связями 1 металлические глав ные балки 2 с поперечными ребрами 3 жесткости, нижним 4 и верхним 5 поясами. В уровне верхних поясов 5 укрепле ны посредством заводских или монтажных сварных швов б непрерьовные по длине пролетного строения блоки орто тропной плиты 7 с набором подкрепляющих металлический лист ребер 8 и поперечных балок 9, причем блоки ортотропной плиты расположены (в виде консолей) с внешней стороны главных балок 2, а ребра 8 ориентированы в направлении продольной оси моста и пропущены через вырезы 10 в стенках поперечных балок 9 без приварки к ним., Поперечные балки 9 ортотропной плиты (консолей) укреплены на поперечных ребрах 3 жесткости главных балок 2 посредством заводских или монтажных сварных швов 11. При этом в нижнем поясе 12 каждой поперечной балки имеется прорезь (не показана) под соответствующее ребро 3 жесткости. Между главными балками расположен параллельно им окаймляющие опорные элементы 13, каждый из которых выполнен в виде уголка и прикреплен на сварке вертикальной полкой к поперечным ребрам 3 жесткости и верх:нему поясу 5 соответствующей главной балки 2. Между главными балками расположе на сборная из блоков железобетонная плита 14-, опертая продольными кромками на окаймляющие опорные элементы 13 уголкового профиля. На железобетонную плиту 14 и, ча тично, на блоки ортотропной плиты 7 уложено покрытие 15 проезжей части; на консолях, образоЬЬнных блоками сртотропной плиты 7, уложено покрытие 16 тротуаров. Блоки железобетонной плиты 14 снабжены по продольным кромкам лакладными металлическими упорами 17 с перемычками 1В и (жестко объединены посредством них с окаймляющими опорными элементами 13 с использованием монтажной сварки. Ортотрорная плита при этом расположена либо выше, либо на продолжений железобетонной илиты. Железобетонная плита 14 выполнена либо поперечно-члененной на блоки, лиЪо продольно-члененной на блоки. В первом случае (фиг. 1,3,4,7) блоки железобетонной плиты снабжены по обращенным друг к поперечным кромкам дополнительными закладными упорами 19 и дополнительными перемычками 20 и объединены посредством них на сварке с поперечными связями 1. В случае продольного членения железобетонной плиты на блоки пролетное строение снабжено по крайней мере одним укрепленным на поперечных 1 прогоном 21. При этом блоки железобетонной плиты снабжены по обра ценным друг к другу продольным кромкам дополнительными закладными упорами 22 и дополнительными перемычками 23 и объединены посредством них на сварке с.по крайней мере, одним прогоном 21 (фиг. 2,5,6,8). Закладные упоры 17, 19 и 22 закреплены в железобетонной плите путем приварки их к рабочей арматуре 24 плиты. При этом, с целью обеспечения более равномерной передачи усилия растяжения через перемьгчки 18, 20 и 23 на железобетонную плиту, каждый блок ее снабжен дугообразно изогнутыми стержнями 25, расположенными в околоконтурной зоне блока соседними закладными упорами, причем каждый стержень 25 жестко укреплен концами посредством сварки на двух соседних, расположенных на одной кромке или в угловой зоне блока закладных упорах. Перемычки обеспечивают частичную передачу усилия сжатия с блока на блок в с истеме же лез обе тонная плита - главные балки и восприятие отрицательных изгибающих моментов От местной нагрузки в зонах примыкания плиты 14 к главным балкам, поперечным связям (при опирании на них блоков) и к прогонам (при продольном членении :железобетонной плиты).. При опирании блоков железобетонной плиты на один или несколько прогонов 21 перемычки закладных упоров17 на одной из продольных кромок желесобетонной плиты выполнены в виде :клиньев 26,забиваемых между этой продольной кромкой плиты и вертикальной полкой соответствующего уголкового окаймляющего элемента 13 (фиг. 5 и .6). Односторонняя установка клиньев 26, забиваемых укаэаннЕдм образом, позволяет при использовании прогона 21 произвести обжатие продольног клеевого шва 27 между блоками; умен шает процент армирования железобето ной плиты и толщину ее за счет пред варительного обжатия плиты клиньями в направлении ее расчетного пролета обеспечивает одновременно предварительное растяжение верхних сжатых поясов поперечных связей 1 и предва рительное обжатие нижних растянутых поясов поперечных связей. Установку и забивку клиньев 26 следует производить до приварки закладных упоров к окаймляющим опорны элементам и прогонам после нанесени на обращенные друг к другу поверхности смежных блоков плиты 14 клеевого состава для оформления продоль ных швов 27. Закладные упоры выполнены в форм полутрубчатых элементов, укрепленных на рабочей арматуре 24 блоков железобетонной. плиты выпуклой поверхностью (фиг, 10), либо в форме элементов открытого профиля (уголок, швеллер, тавр, двутавр) с ломаной криволинейной поверхностью (фиг. И либо в виде пластин, жестко укрепле ных одной плоскостью на арматуре 24 блоков железобетонной плиты (фиг. 1 При невозможности обеспечения точного прилегания боковых граней б-локов железобетонной плиты 14 друг к другу для оформления клеевых швов например, типа 27. или 28 (фиг. 4 и 6) , блоки следует устанав.ливать с з зором 29, заполняемым любым подхо-. дящим наполнителем, например цементо песчаным раствором. При этом раствор следует подбирать такой консистенции, чтобы через зазоры 29 были про инъектированы пустоты, образовавшиеся вследствие возможного неполного прилегания блоков к опорным поверхностям поддерживающих, их элементов сжаймляющих опорных элементов верхних поясов поперечных связей или прогонов, с целью исключения коррози последних. При работе железобетонной плиты совместно с главными балками пере№L4a усилия сжатия с блока плиты 14 на блок осуществляется через твердеющий наполнитель и через перемычки типа 20 и 23, причем последние работают как сжатые элементы в обойменаполнителе, что существенно повышает величину воспринимаемой ими предельной нагрузки., В описанном пролетном строении ортотропная плита 7 выполнена непрерывной по длине его или устроена по длине моста на участках рациональног ее размещения. Использование комбинированной в поперечном сечении моста верхней плиты, разделенной на металлическую ор-тотропную и железобетонную секции, обеспечивает по сравнению с чисто железобетонной плитой снижение постоянной нагрузки, удешевление конструкции опор и фундаментов, увеличивается величина перекрываемых пролетов, рациональных с точки зрения применения железобетонной плиты проезжей части, поскольку нарастание постоян.ной нагрузки с увеличением длины пролета в этом случае происходит медленнее по сравнению с применением чисто железобетонной плиты в проезжей части. За счет размещения железобетонной плиты в вертикальном габарите балок обеспечивается уменьшение строительной высоты пролетного строения. Наличие, ортропной плиты, располагаемой на консольных участках, обеспечивает устойчивость главных балоК при монтаже блоков железобетонной плиты за счет увеличения момента сопротивления в 3-4 раза и момента инерции в 2,5-3,О раза. Наличие закладных упоров, а также конструкция и расположение элементов 13 окаймления обеспечивает включение железобетонной плиты в совместную на изгиб работу с главньи-ли балками, что обеспечивает снижение металлоемкости и трудоемкости монтажа пролетного строения, при этом исключаются мокрые процессы и необходимость стыкования арматуры по длине моста. По сравнению с пролетным строением, выполненным с чисто железобетонной плитой, блоки железобетонной плиты в описанном пролетном строении имеют простую призматическую (без вутов) форму с несколько наклонной верхней поверхностью для придания поперечного уклона. Отсутствие вутов, а также наличие перемычек и дугообразно изогнутых стержней, обеспечивающих более полное включение арматуры плиты при воздействии местной нагрузки, приводит к уменыиению процента армирования плиты до 15% и соответствующей экономии арматуры. При этом путем введения в на допорные участки неразрезного пролетного строения ортотропных участков (блоков), работающих на растяжение, исключено предварительное обжатие железобетонной плиты, осуществляемое, например, путем поддомкрачивания пролетного строения с опор в процессе регулирования напряжений, что позволяет существенно упростить монтаж пролетных строений и уменьшить сечение сжатых в приопорных участках нижних поясов главных балок. Формула изобретения 1.Сталежелезобетонное пролетное строение моста, включающее объедине ные поперечными связями металлические балки с поперечными ребрами жесткости, нижним и верхним поясами укрепленные в уровне верхних поясов блоки ортотропной плиты с набором подкрепляющих металлический лист рёбер и поперечных балок, расположенные между главньоми балками и параллельные им окаймляющие опорные элементы, размещенную на них железобетонную плиту, уложенное соответстве но на блоки ортотропной плиты и железобетонную плиту покрытие тротуаров и проезжей части, о т л и ч а;ю щ е е с я тем, что, с целью снижения металлоемкости и трудоемкости монтажа пролетного строения, блоки ортотропной плиты расположены только с внешней стороны главных балок,каж длй из окаймляющих опорных элементов выполнен в виде уголка и прикреплен на сварке вертикальной полкой к поперечным ребрам жесткости и .верхнему поясу соответствующей главной бал ки, а железобетонная плита выполнена сборной из блоков, каждый из которых снабжен по продольным кромкам заклад ными металлическими упорами с перемычками и жестко объединен посредством них с окаймляющими опорньлми элементами, причем грань бло ков ортотропной плиты расположена ни же или на продолжении верхней грани железобетонной плиты, а покрытие про езжей части уложено, по крайней мере на части ширины каждого из блоков ор тотропной плиты. 2.Строение по п. 1, отлича ющееся тем, что железобетонная плита выполнена поперечно-члененной на блоки, снабженные по обращенным друг к другу поперечным кромкам дополнительными закладными упорами и дополнительными перемычками и жестк объединенные посредством них с поперечными связями. 3.Строение по п. 1, отлича ю щ е е с я тем, что оно снабжено, по крайней мере, одним укрепленным на -поперечных связях прогоном, а же лезобетонная плита выполнена продольно-члененной на блоки, снабженные по обращенным друг к другу про.дольным кромкам дополнительными закладными упорами и дополнительными перемычками и жестко объединенные посредством них с, по крайней мере, одним прогоном. 4. Строение по пп. 1-3, о,т л и чающееся тем, что каждая дополнительная перемычка укреплена посредством сварки на обращенных друг к рругу дополнительных закладных упорах смежных блоков железобетонной плиты.. 5..Строение по пп. 1-3, отличающееся тем, чтОс по крайней мере, дополнительные закладные упоры выполнены в форме полутрубчатых укрепленных на арматуре блоков железобетонной плиты.выпуклой поверхностью элементов. 6.Строение по пп 1-3, отличающее ся тем, что, по крайней мере, дополнительные закладные упоры выполнены в форме элементов открытого профиля с ломаной поверхностью, укрепленных на арматуре блоков железобетонной плиты, 7.Строение по пп. 1-3/ отличающееся тем, что, по крайней мере, основные закладные упоры выполполнены в виде пластин, жестко укрепленных одной плоскостью на армаTjjpe блоков железобетонной плиты. 8.Строение по пп. 1-7, о т л и чающееся тем, что каждый блок железобетонной плиты снабжен дугообразно изогнутыми стержнями, расположенными в околоконтурной зоне блока между соседними закладными упорами, причем каждый стержень жестко укреплен концами на двух соседних, расположенных на одной кромке или в угловой зоне блока закладных упорах. 9.Строение по пп. 1 и 7, отличающееся тем, что перемычки закладных упоров на одной из щзодольных кромок железобетонной плиты выполнены в виде клиньев, забиваемых между этой продольной кромкой плиты и вертикальной полкой соответствующего уголкового окаймляющего опорного элемента. 10.Строение по пп. 1-3, отличающееся тем, что стыки между блоками железобетонной плиты выполнены клеевыми. 11.Строение по пп. 1-3, отличающееся тем, что блоки железобетонной, плиты установлены с зазорами друг относительно друга, заполняемыми наполнителем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Гибшман Е.Е. Проектирование металлических мостов. М., Транспорт, 1969, с. 109-111, рис. 74. 2.Патент ФРГ 1041063, кл. 19 D 5/10, опублик. 1959. 5 13 W19 W /ff 15 /

/ 15 22 f; .. 7 885 г / / // / J / / / / /7/J J J 7tf ЧХ/ //

фиг. 5

/7 го W 2О IS }S

,/.x -/-t- /-jfh

S Ю

/Лфиг 7