КОНСТРУКЦИЯ ПОДКОСНОГО УСИЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ БАЛКИ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ ЭКСПЛУАТИРУЕМОГО АВТОДОРОЖНОГО МОСТА

Полезная модель (далее - ПМ) относится к области мостостроения и может быть использована для повышения надежности и грузоподъемности железобетонных балок пролетных строений эксплуатируемых автодорожных мостов.
В процессе эксплуатации в балках пролетных строений автодорожных мостов могут возникнуть трещины в растянутой зоне и последующие недопустимые прогибы, свидетельствующие о значительном снижении грузоподъемности пролетных строений и их надежности.
Известны схемы и конструкции усиления, направленные на воспринятие значительных усилий и недопущения дальнейших прогибов и трещинообразования - (Тематическая подборка «Усиление и уширение автодорожных мостов», 1996 г. [1]) и «Обзорная информация «Усиление несущих элементов мостов»», 1995 г. [2]).
В этих источниках в качестве эффективных способов повышения несущей способности железобетонных балок указаны варианты изменения их конструктивных схем за счет установки в пролетах моста дополнительных опор.
Основным недостатком устройства дополнительной опоры является тот факт, что середина пролета расположена, как правило, над самым глубоким местом пересекаемого водотока, и работы по усилению за счет устройства дополнительной промежуточной опоры очень трудоемки и дорогостоящи ввиду необходимости устройства дополнительного фундамента в самом глубоком месте водного препятствия, а также уменьшаются подмостовые габариты по ширине (на судоходных реках).
В качестве прототипа ПМ принято известное решение по усилению однопролетных балок подкосами (рис. 25 [2]), которые предлагается применять в качестве дополнительных усиливающих элементов при переустройстве балочных мостов в арочные или рамные.
Недостатки такого решения заключаются в виде высоких трудоемкости и временных затрат: необходимо выполнить множество операций по устройству продольных, поперечных и вертикальных несущих элементов (металлических балок) в подмостовом пространстве моста, скреплению этих балок между собой и с подкосами, опирающимися на фундаменты.
Указанных недостатков лишена конструкция, предлагаемая в ПМ. Существенно повысить эффективность усиления (прежде всего, снизить материалоемкость и трудозатраты) может применение двух подкосов, опирающихся на существующие фундаменты смежных к пролету опор и сходящихся в середине нижнего пояса усиливаемой дефектной балки.
Технической задачей ПМ является разработка такой конструкции подкосного усиления железобетонной балки пролетного строения эксплуатируемого автодорожного моста, которая обеспечит повышение ее надежности и грузоподъемности, а также одновременно с этим снижение трудоемкости работ по ее усилению, выполняемых в пролете моста.
Указанная техническая задача решена за счет того, что конструкция подкосного усиления железобетонной балки пролетного строения эксплуатируемого автодорожного моста состоит из двух стальных труб одинакового сортамента и диаметра, отрезков швеллера и двух уголков, отличается тем, что верхние концы труб сходятся в середине нижнего пояса балки, где расположен отрезок швеллера, жестко прикрепленный к поясу балки анкер-шпильками, а нижние концы труб оперты на фундаменты обеих опор пролета моста через отрезки стальных уголков, жестко соединенных с обрезами фундаментов анкер-шпильками. Концы труб жестко соединены со швеллером и уголками сваркой.
Предлагаемая конструкция ПМ изображена на рисунках 1 и 2, где обозначено:
фиг. 1 - вид конструкции подкосного усиления балки пролетного строения по фасаду моста; фиг. 2 - поперечное сечение балки в пролете моста; фиг. 3 - вид узла соединения подкосных труб со швеллером в середине балки; фиг. 4 - вид узла опирания нижнего конца трубы на обрез фундамента опоры; поз. 1 - балка; поз. 2 - круглая стальная труба; поз. 3 - швеллер; поз. 4 - уголок; поз. 5 - тело опоры; поз. 6 - ростверк фундамента; поз. 7 - анкер-шпилька с шайбами и гайками.
Осуществление ПМ выполняется в следующей технологической последовательности.
На заводе или в мастерских мостостроительной организации из прокатного швеллера расчетного номера изготавливают по чертежам трубы 2, швеллеры 3 и уголки 4 в необходимых количествах, а также анкер-шпильки 7 (фиг. 1-4).
Одновременно в пролетах моста монтируются временные подмости (на рисунках не показаны).
Рабочие, находясь на подмостях, перфораторами просверливают в ребре балки отверстия, используя швеллеры 3 в качестве шаблона (фиг. 1 и 3). В просверленные отверстия вставляют анкер-шпильки 7 и закручивают гайки до плотного прижатия обеих полок швеллеров 3 к поверхностям ребра балки 1 (фиг. 3).
В зоне сопряжения ростверка опоры 6 с ее телом 5 рабочие прикрепляют уголки 4 на анкер-шпильки 7 (фиг. 1).
После этого замеряют фактическое расстояние между серединой швеллера 3, прикрепленного к нижнему поясу усиливаемой балки 1 и уголками 4 в стыке ростверка 6 и тела опоры 5 для изготовки трубы круглого сечения необходимой длины (длины труб могут быть разными по причине разной глубины залегания фундаментов).
Затем осуществляют приварку каждой из труб 2 к швеллеру 3 и уголкам 4.
Таким образом, ПМ обеспечивает повышение прочности, жесткости, надежности и грузоподъемности железобетонной балки пролетного строения эксплуатируемого автодорожного моста. Также ПМ может применяться для усиления железобетонных балок пролетных строений железнодорожных мостов. ПМ увеличивает срок службы железобетонных балок пролетных строений, а, следовательно, и всего моста. При этом снижается трудоемкость и продолжительность работ, а также повышается надежность конструкции по сравнению со способами, при которых балки преобразуются в рамные или арочные схемы (рис. 25 [2]).
Предложенная конструкция частично воспринимает временную нагрузку на пролетное строение при ее прохождении по сооружению.
Список использованных источников
1. Тематическая подборка «Усиление и уширение автодорожных мостов», М.: Информационный центр по автомобильным дорогам, 1996.
2. Байнатов Ж.Б., Кузютин А.Д. Усиление несущих элементов мостов / Автомобильные дороги: обзорная информация. Вып. 1. - М.: Информавтодор, 1995. - 88 с.