СПОСОБ МОНТАЖА ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ МОСТА
METHOD OF BRIDGE SPAN ASSEMBLY

Способ относится к области строительства мостов, в частности к способам возведения и монтажа пролетных строений мостов.
Известен способ возведения пролетного строения моста путем монтажа металлической части и последующего нанесения на нее железобетонной части. Металлическую часть монтируют из двух монтажных блоков, каждый из которых состоит из двух металлических трубчатых главных балок, расположенных на расстоянии друг от друга, равном диаметру трубчатой балки, и соединенных между собой арочной оболочкой, которую предварительно выполняют из полутрубы, имеющей диаметр, равный диаметру трубчатой балки, и закрепленных по бокам главных балок соединительных дугообразных элементов. Далее внутри каждой главной балки устанавливают тяжи, а в каждой арочной оболочке - поперечные связи, которые вместе с тяжами располагают в горизонтальной плоскости и рассредоточивают по длине блока, а в поперечном сечении соединяют между собой, образуя в блоке единые поперечные связи. В опорных участках внутри каждой главной балки размещают элементы жесткости с центральным отверстием, после чего перпендикулярно к верхней поверхности монтажного блока приваривают в шахматном порядке упоры, выполненные в виде штырей. Затем монтажные блоки соединяют друг с другом путем наложения внахлест двух дугообразных соединительных элементов с образованием из них арочной оболочки в виде полутрубы, имеющей диаметр, равный диаметру трубы главной балки, а железобетонную часть изготавливают монолитной (патент РФ на изобретение №2280121).
Известный способ сложен в применении, требует больших трудовых и материальных затрат, что негативно сказывается на его эффективности.
Известен способ монтажа пролетного строения моста, включающий сборку пролетного строения на стапеле на берегу, подачу его к месту монтажа на плавучих опорах, устройство временных опор вблизи постоянных опор, монтаж на временные опоры грузоподъемных устройств, подъем с помощью грузоподъемных устройств пролетного строения до проектной отметки и установку его на постоянные опоры (Технология, организация и планирование строительства мостов. Б.В.Бобриков, И.М.Русаков, А.А.Царьков. М.: «Транспорт», 1967, стр.312-313).
Недостатком известного способа является необходимость устройства временных опор, что требует больших затрат средств и времени, особенно при большой глубине воды в зоне постоянных опор.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ монтажа пролетного строения моста, включающий сборку пролетного строения на стапеле, расположенном на берегу, подачу его к месту монтажа на плавучих опорах, подъем пролетного строения с помощью грузоподъемного устройства с последующей установкой его на постоянные опоры. Сборку пролетного строения осуществляют в виде монтажного блока с главными фермами без монтажа консольных плит проезжей части в крайних панелях, заводят плавучие опоры таким образом, чтобы одна из стоек постоянной опоры оказалась между главными фермами монтажного блока пролетного строения, а центр массы монтажного блока пролетного строения располагался на оси между стойками постоянных опор. Монтируют грузоподъемные устройства на постоянных опорах моста и после подъема монтажного блока пролетного строения до проектной отметки осуществляют поперечное перемещение монтажного блока, подвешенного к грузоподъемному устройству, до совпадения его продольной оси с продольной осью моста (патент РФ на изобретение №2301294).
К недостаткам известного способа можно отнести техническую сложность его исполнения, так как подъем монтажного блока пролетного строения сбоку от постоянных опор моста создает изгибающие моменты на опоры и дополнительные нагрузки, эксцентриситет которых размещен вдоль моста, и требует дополнительного оборудования, компенсирующего эти нагрузки, или усиления опор. Кроме того, достаточно сложным в реализации известного способа является обеспечение размещения центра массы монтажного блока на оси между стойками постоянных опор в процессе заводки монтажного блока в створ опор. При реализации известного способа не осуществляется контроль за напряженным состоянием и положением монтажного блока пролетного строения, за счет чего не обеспечивается необходимый уровень безопасности при проведении монтажных работ.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение эффективности и экономичности способа монтажа пролетных строений.
Технический результат, который достигается при использовании заявляемого технического решения, заключается в применении оригинальной технологии монтажа пролетных строений, использующей конструктивные особенности пролетных строений и позволяющей осуществлять подъем пролетного строения без усиления постоянных опор для восприятия дополнительного изгибающего момента от монтажных нагрузок.
Поставленная задача решается тем, что в способе монтажа пролетных строений моста, включающем сборку монтажного блока пролетного строения, содержащего плиты проезжей части, главные фермы и поперечные связи, размещение монтажного блока пролетного строения в исходном нижнем положении таким образом, чтобы, по крайней мере, одна из стоек постоянной опоры моста располагалась между главными фермами монтажного блока, подъем монтажного блока до проектной отметки посредством грузоподъемного устройства, поперечное перемещение монтажного блока пролетного строения до совмещения продольной оси монтажного блока с продольной осью моста, установку монтажного блока пролетного строения на постоянные опоры, согласно техническому решению при сборке монтажного блока пролетного строения концевые участки главных ферм оставляют свободными от плит проезжей части и поперечных связей на длину, обеспечивающую размещение стоек постоянных опор в образовавшемся свободном пространстве между главными фермами, а при размещении монтажного блока в исходном нижнем положении обеспечивают параллельное положение оси монтажного блока и продольной оси моста с допустимым отклонением от такого положения на величину до 3° и расположение осей, проходящих через опорные площадки главных ферм монтажного блока пролетного строения и опорные площадки постоянных опор, в одной вертикальной плоскости, при этом недостающие блоки проезжей части и поперечных связей монтируют после завершения установки монтажного блока пролетного строения на постоянных опорах в проектное положение. Длина концевых участков главных ферм, свободных от плит проезжей части, находится в интервале значений 0,6b<l<1,5b,
где l - длина концевых участков главных ферм,
b - ширина опоры по фасаду моста.
Размещение монтажного блока пролетного строения в исходном нижнем положении, в котором одна из стоек постоянной опоры моста расположена между главными фермами монтажного блока, осуществляют посредством последовательной заводки главной фермы одного конца монтажного блока, затем главной фермы противоположного конца монтажного блока и продольного перемещения монтажного блока пролетного строения до размещения в одной вертикальной плоскости осей опорных площадок монтажного блока пролетного строения и постоянных опор. Заводка монтажного блока может быть осуществлена с помощью плавучих опор. В случае возведения мостового перехода на суше сборку монтажного блока пролетного строения, содержащего плиты проезжей части, главные фермы и поперечные связи, осуществляют одновременно с размещением монтажного блока пролетного строения в исходном нижнем положении. Кроме того, подъем монтажного блока до проектной отметки осуществляют с постоянным инструментальным контролем положения опорных площадок монтажного блока пролетного строения с помощью лазерной системы слежения для обеспечения минимизации перекоса монтажного блока пролетного строения (минимизации депланации опорных площадок). Постоянный инструментальный контроль при подъеме монтажного блока осуществляют измерением расстояния от базовой плоскости, например оголовка опор, до опорных площадок поднимаемого монтажного блока, и при отклонении измеряемой величины от заданного значения производят коррекцию положения монтажного блока с помощью грузоподъемного устройства.
Заявляемое изобретение поясняется следующими чертежами.
На фиг.1 схематично представлен вид со стороны опор моста.
На фиг.2 представлен вид сверху на часть пролетного строения после размещения в нижнем исходном положении.
На фиг.3-4 представлены схемы подъема пролетного строения (фиг.3 - вид с торца, фиг.4 - вид сбоку).
На фиг.5-6 представлены схемы окончания подъема пролетного строения (фиг.5 - вид с торца, фиг.6 - вид сбоку).
На фиг.7-8 представлены схемы поперечного перемещения пролетного строения после завершения подъема (фиг.7 - вид с торца, фиг.8 - вид сбоку).
Позициями на чертеже обозначены:
1 - стойки постоянных опор моста;
2 - монтажный блок пролетного строения;
3 - главные фермы монтажного блока;
4 - плиты проезжей части;
5 - поперечные связи;
6 - ограничители продольного и поперечного смещения пролетного строения;
7 - грузоподъемное устройство;
8 - канаты грузоподъемного устройства;
9 - домкраты;
10 - подъемные траверсы;
11 - ось опорных площадок постоянных опор;
12 - ось опорных площадок главных ферм монтажного блока;
13 - ось монтажного блока;
14 - продольная ось моста;
15 - концевые участки главных ферм монтажного блока.
Предлагаемый способ монтажа пролетных строений моста может быть использован при строительстве мостов через реки или путепроводы. При этом возможна сборка пролетного строения на стапеле и доставка его к месту монтажа с помощью плавсредств, или сборка может осуществляться непосредственно на месте монтажа пролетного строения.
Способ осуществляют следующим образом.
До начала монтажных работ постоянные опоры моста оснащают системой для монтажа пролетного строения, конструкция которой, например, представлена в описании к полезной модели РФ №65505 (патентообладатель ОАО «Волгомост») и грузоподъемным устройством, например, фирмы «Freyssinet», которое закрепляют на оголовках опор. Система для монтажа пролетного строения содержит оборудование для подъема и поперечного перемещения монтажного блока пролетного строения и монтажные обустройства. Грузоподъемное устройство содержит подъемную траверсу с металлоконструкциями, домкраты с высокопрочными канатами необходимой длины. На пролетном строении и подъемных траверсах размещаются элементы лазерной системы замеров высоты подъема пролетного строения и кабели для передачи информации на центральный пункт управления.
Монтажный блок пролетного строения 2 представляет собой плиты проезжей части 4 с главными фермами 3, опорными частями и поперечными связями 5. В процессе сборки пролетного строения монтажный блок собирают таким образом, что концевые участки главных ферм 15 оставляют свободными от плит проезжей части 4 и поперечных связей 5, то есть сборку осуществляют по «неполной схеме» - на концевых участках отсутствуют поперечные связи 5 и часть плит проезжей части 4 (фиг.2). Длина концевых участков главных ферм, свободных от плит проезжей части, находится в интервале значений 0,6b<l<1,5b,
где l - длина концевых участков главных ферм,
b - ширина опоры по фасаду моста.
Затем на монтажный блок устанавливают ограничители продольного и поперечного смещения пролетного строения 6 - ветровые рамы, препятствующие раскачиванию пролетного строения от ветровых нагрузок в процессе подъема.
Монтажный блок, собранный таким образом, в случае возведения моста через реку, транспортируют к месту монтажа на плавучих опорах. Затем монтажный блок пролетного строения 2 размещают в исходном нижнем положении под подъемными траверсами 10 для подъема на проектную высоту. Размещение осуществляют поэтапно, при этом сначала заводят главную ферму 3 одного конца монтажного блока таким образом, чтобы, по крайней мере, одна из стоек постоянной опоры 1 моста располагалась между главными фермами 3 монтажного блока. Отсутствие на концах пролетного строения поперечных элементов и части плит проезжей части, не установленных ранее при сборке, позволяет завести концевой участок главных ферм между стойками опор. Затем перемещают главную ферму 3 противоположного конца монтажного блока до размещения одной из стоек постоянной опоры 1 моста между главными фермами монтажного блока посредством поворота монтажного блока в горизонтальной плоскости. Эта операция осуществима также за счет «неполной сборки» пролетного строения. Последний этап заводки монтажного блока пролетного строения в створ опор заключается в продольном перемещении монтажного блока до размещения осей опорных площадок 12 главных ферм 3 монтажного блока пролетного строения и опорных площадок постоянных опор 11 в одной вертикальной плоскости. Таким образом, по окончании процесса заводки плавсистема с пролетным строением занимает такое положение, при котором ось монтажного блока 13 параллельна продольной оси моста 14, а оси, проходящие через опорные площадки главных ферм монтажного блока пролетного строения и опорные площадки постоянных опор, размещены в одной вертикальной плоскости. Величина допустимого отклонения от параллельного положения осей монтажного блока и моста составляет 3°.
Затем монтажный блок на высокопрочных канатах 8 подвешивают к гидравлическим подъемным домкратам 9 и осуществляют подъем на уровень оголовка постоянных опор (фиг.1). Подъем осуществляется в створе опор и не создает дополнительных изгибающих нагрузок на опоры (фиг.3, 4). При этом ветровые рамы удерживают пролетное строение от ветровых нагрузок. В процессе подъема пролетного строения производится постоянный инструментальный контроль положения опорных частей пролетного строения с помощью лазерной системы слежения (фиг.5-6). Кроме того, осуществляют постоянный контроль напряжений в наиболее нагруженных местах каждой подъемной траверсы в зонах наибольшей деформации. В качестве таких зон выступают, в частности, основания опорных стоек подъемного устройства, размещаемых на оголовках опор.
По окончании подъема осуществляют поперечное горизонтальное перемещение монтажного блока с помощью домкратов до совмещения продольной оси монтажного блока с продольной осью моста и установку пролетного строения на постоянные опоры (фиг.7-8). Перемещение производят одновременно на обеих траверсах, а опускание - последовательно на каждой из подъемных траверс.
Демонтаж грузоподъемного устройства 7 и разборка подъемных траверс 10 производится после установки на опоры двух смежных пролетных строений.
Монтаж пролетных строений моста завершается установкой недостающих плит проезжей части и поперечных связей.
1
2
1
2
Предлагаемый способ монтажа пролетных строений моста успешно применен при монтаже пяти пролетных строений мостового перехода через р.Волгу в г.Ульяновске, в процессе которого, в частности, при монтаже пролета 4-5 произведена сборка монтажного блока пролетного строения длиной 220 м массой 4000 т. Длина концевых участков главных ферм, свободных от плит проезжей части, составила 4,5 м при ширине опоры по фасаду 6,6 м. Согласно описанному способу осуществлено размещение монтажного блока в створе опор параллельно оси моста со смещением оси монтажного блока на 4 м. Далее выполнен подъем монтажного блока пролетного строения на высоту оголовков опор, а именно 112,4 м и 105,27 м. В процессе подъема применены 16 подъемных гидродомкратов. Для обеспечения инструментального лазерного контроля применено оборудование фирмы «Freyssinet», при этом осуществлялись измерения расстояния от базовых плоскостей, расположенных на уровне подъемных устройств на смежных опорах, до уровней опорных площадок поднимаемого монтажного блока. Затем определялась разность расстояний между базовой плоскостью и смежными опорными площадками на каждом конце поднимаемого блока Δ и Δ соответственно. При превышении значения |Δ-Δ| 50 мм производилась коррекция положения блока с помощью грузоподъемных устройств.
Применение заявляемого технического решения позволяет получить значительный экономический эффект и сократить сроки строительства. При этом заявляемая технология обеспечивает безопасность проведения монтажных работ.