мостовое сооружение

Формула изобретения

Мостовое сооружение с ездой поверху, имеющее пролетное строение из унифицированных элементов плитно-ребристого, коробчатого или П-образного сечения, выполненного в виде ригеля одно- или многопролетной замкнутой рамы с V-образными опорами из набора подкосов постоянной толщины по фасаду, образующих наклонные стенки в поперечном направлении, верхние концы которых имеют узловые объединения с ригелем рамы, под углом от 60° до 30°, а нижние - между собой, образуя опорные участки для установки пролетного строения на высокие, выше уровня высокой воды и ледохода, русловые опоры, снабженные опорными частями, или непосредственно с фундаментом, создавая соответственно безраспорную и распорную конструкции, отличающееся тем, что наклонные подкосные стенки снабжены продольными нишами, в которые симметрично относительно продольной оси мостового сооружения, в количестве не менее 2-х штук на стенку, на возможно большем удалении друг от друга устанавливают двухшарнирные подкосы-вставки с расчетным сечением, обеспечивающим восприятие полного опорного давления (сжатия), с учетом продольного изгиба, при этом толщину подкосов-вставок назначают равной толщине стенки V-образной опоры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано на строительстве мостов и путепроводов.

Известно железобетонное мостовое сооружение с ездой поверху, предназначенное для строительства переходов, преимущественно через автомагистрали и судоходные реки, комбинированной конструкции из унифицированных элементов в виде одно- или многопролетной замкнутой рамы с наклонными, под углом ˜45°, V-образными опорами, получившее за высокую архитектурную выразительность название "Бегущая лань" или "Птичка" (аналог).

Мостовые сооружения такого типа в нашей стране начали строить в семидесятые годы прошлого века, и их количество быстро росло. Они отличались также высокими технико-экономическими показателями, а переходы через автомагистрали, кроме того, обеспечивали хорошую обзорность с позиции водителя; способствовали сокращению ДТП; наконец, покончили с однообразием на автомобильных дорогах. Однако через 10-15 лет эксплуатации выяснилось, что они оказались недолговечными.

Недостатками аналога являются низкая эффективность конструкции из-за дефицита ресурса долговечности, что стало причиной образования многочисленных трещин в несущих элементах рамы и достаточно быстро приводило к их полному разрушению. Мостовые сооружения, в большинстве случаев, подвергались преждевременной перестройке или капитальному ремонту.

Наиболее близким прототипом по своей сущности и достигаемому результату являются, например, следующие два мостовые сооружения:

1) путепровод рамной конструкции, построенный на 209 км автомагистрали Москва-Волгоград на развязке с автодорогой Тула-Рязань у г. Михайлов, в 1969-1971 гг.;

2) мост через судоходный канал им. Москвы в районе с.Хлебниково.

Оба сооружения запроектированы институтом "Союздорпроект", г.Москва.

Путепровод был построен в виде однопролетной рамы, которая состояла из ригеля плитно-ребристой конструкции, двух V-образных опор, выполненных из набора подкосов в виде плоских наклонных стенок постоянной толщины по фасаду и переменной, расширяющейся кверху в поперечном направлении. Верхние и нижние концы подкосов имеют жесткое объединение с ригелем рамы и фундаментом.

Мост через канал им.Москвы в районе с.Хлебниково, пролетное строение которого выполнено в виде многопролетной рамы с ригелем П-образного сечения и также с V-образными опорами из подкосов с жесткими узловыми объединениями верхних (с продольными ребрами П-образного ригеля) и нижних концов между собой, образуя опорные участки пролетного строения, с помощью которых оно шарнирно, не касаясь подферменников, располагается на опорах моста.

Недостатками прототипов, имеющими общий характер для обоих примеров, являются низкая эффективность конструкции, связанная с дефицитом ресурса долговечности и потерей несущей способности из-за появления трещин в бетоне ригеля и подкосов, величина раскрытия которых вследствие взаимозависимости изгибных деформаций ригеля и подкосов постоянно нарастает и, в конечном счете, достигает опасных для сооружения значений.

Устранение перечисленных недостатков известными способами, такими как уравнивание сечений подкосов и ригеля рамы в узлах объединения или уменьшения размаха "крыльев птички", за счет увеличения углов примыкания верхних концов подкосов к ригелю (более 60°), ведет к снижению не только архитектурных достоинств, но и к сокращению длины пролета, перерасходу материалов, громоздкости сооружения, утрате "унификации" и общему удорожанию строительства.

Известно, что путепровод на 209 км автомагистрали Москва-Волгоград, задолго до нормативного срока службы, исчерпал свой ресурс и в начале 80-х годов был перестроен на обычный, балочного типа, по схеме 2×24 м, с промежуточной опорой на разделительной полосе дороги.

По той же причине мост через канал им.Москвы в районе с.Хлебниково в настоящее время находится на капитальном ремонте.

Все это привело к тому, что строительство мостовых сооружений такого типа "прекращено", а на автомагистралях исчезла "Бегущая лань".

Технический результат - повышение эффективности и долговечности комбинированной конструкции мостового сооружения; устранение причин образования дефицита ресурса долговечности; сохранение архитектурной выразительности и усиление их долговечности, "типизация" элементов конструкции; снижение материалоемкости и стоимости; реабилитация и восстановление утраченного доверия к этим экономичным и оригинальным сооружениям.

Указанный технический результат достигается тем, что мостовое сооружение с ездой поверху, имеющее пролетное строение из унифицированных элементов плитно-ребристого, коробчатого или П-образного сечения, выполненного в виде ригеля одно- или многопролетной замкнутой рамы с V-образными опорами из набора подкосов постоянной толщины по фасаду, образующих наклонные стенки в поперечном направлении, верхние концы которых имеют жесткие узловые объединения с ригелем рамы, под углом от 60° до 30°, а нижние между собой, образуя опорные участки для установки пролетного строения на высокие, выше уровней высокой воды и ледохода, русловые опоры, снабженные опорными частями, или непосредственно с фундаментом, создавая соответственно безраспорную и распорную конструкцию, отличающееся тем, что наклонные подкосные стенки снабжены продольными нишами, в которые асимметрично относительно продольной оси мостового сооружения, в количестве не менее 2-х штук на стенку, на возможно большем удалении друг от друга, устанавливают двухшарнирные подкосы-вставки с расчетным сечением, обеспечивающим восприятие полного опорного давления (сжатия), с учетом продольного изгиба, при этом толщина подкосов-вставок должна быть равной толщине стенки V-образной опоры.

Применение предлагаемого мостового сооружения позволяет реализовать результат, заключающийся в повышении эффективности и долговечности конструкции за счет введения в состав V-образной опоры, по крайней мере, 4-х (по два на каждую наклонную стенку) двухшарнирных подкосов-вставок, которые по мере нарастания изгибных деформаций в подкосах с жесткими узловыми объединениями, оставаясь не подвергнутыми изгибу, принимают на себя усилия давления (сжатия) и, препятствуя развитию трещин, сохраняют их в состоянии очень малого раскрытия, практически не снижая долговечности сооружения. При этом можно сослаться на многолетние научные опыты и наблюдения, которые свидетельствуют, что железобетона, работающего на изгиб, включая преднапряженный, без трещин не бывает (проф. Л.И.Иосилевский, МИИТ, г. Москва журн. "Транспортное строительство" №11, 2002, стр.13-17).

Соответственно, с ослаблением влияния изгибающего момента отпадает необходимость в увеличении сечения подкосов, особенно по фасаду сооружения, и открывается возможность "подобрать" их толщину и угол примыкания к ригелю рамы по эстетическим критериям.

На фиг.1 изображен общий вид однопролетного мостового сооружения, распорной системы.

На фиг.2 - поперечный разрез I-I по середине V-образной опоры. Нижние концы подкосов жестко объединены с фундаментом.

На фиг.3 - вид по Б-Б на подкос с жестким узловым объединением.

На фиг.4 - узел А - примыкание двухшарнирного подкоса-вставки к ригелю.

На фиг.5 - фрагмент общего вида многопролетного мостового сооружения, безраспорной системы.

На фиг.6 - поперечный разрез П-образного ригеля и вид на подкосную стенку.

На фиг.7 - узел опирания пролетного строения на русловую опору.

На фиг.8 - общий вид однопролетного безраспорного мостового сооружения.

Пример осуществления.

Возведение рамы распорного мостового сооружения, состоящей из ригеля 1 и V-образной опоры 2, начинают по готовности фундаментов 3, в которых предусмотрены, например, "колодцы" или "стаканы" 4 для установки в проектное положение и замоноличивания подкосов 5, а в створе ниши 6, подферменников 7, под двухшарнирные подкосы-вставки 8, с шарнирами 9. Затем на подмостях поверху подкосов 5 устанавливают сборные блоки или бетонируют в опалубке соответствующие элементы ригеля 1, в которых предусмотрены каналы для затяжки 10 и "окна" для замоноличивания верхних концов подкосов 5. Сборка остальных элементов пролетного строения соответствует типовым технологическим процессам.

Осуществление мостового сооружения безраспорной системы, которое, кстати, применимо также и на автомагистралях в качестве альтернативы путепроводам "Бегущая лань", начинают с монтажа или бетонирования ригеля 1 пролетного строения по готовности русловых 11 или (для путепроводов) крайних 3 опор, на верх которых выставляют стандартные опорные части и начинают сборку на них с опорного участка 12, выполненного в виде бруса с арматурными выпусками и закладными деталями по типу "дверной петли". Объединив "петли" штырями, подкосы 5 разворачивают вокруг них и, удерживая с помощью скруток и подпорок в проектном положении, омоноличивают нижние концы подкосов и подферменники 7 под шарниры 9. Затем следует монтаж ригеля 1. Он может осуществляться разными способами - сборкой на подмостях, продольной надвижкой или бетонированием в передвижной опалубке. При этом в ригеле 1 заранее предусматривают ниши или "окна" для омоноличивания с верхними концами подкосов 5, а в нишах 6, подферменников 7 под двухшарнирные подкосы-вставки 8 с шарнирами 9 одновременно за один прием. Установка затяжки 10 может производиться как в составе ригеля 1 после омоноличивания, так и заранее как отдельный элемент по верхним концам подкосов 5.

Монтаж ригеля 1 одно- или многопролетной рамы считается законченным после отверждения бетона омоноличивания, когда можно снимать все вспомогательные устройства: растяжки, подпорки, подмости и опалубку.