СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННОЕ ПРОЛЕТНОЕ СТРОЕНИЕ МОСТА
COMPOSITE REINFORCED CONCRETE BRIDGE SPAN

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано в конструкциях сталежелезобетонных пролетных строений мостов при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте, связанном с уширением проезжей части.
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 омоноличивания на монтаже упоров поперечно-члененную сборную железобетонную плиту из блоков с чередующимися длинными и короткими в направлении поперек оси моста консольными частями, на которых сверху закреплены железобетонные тротуарные блоки (см. Гибшман Е.Е. Проектирование металлических мостов. М., “Транспорт”, 1969, с.109-111, рис.74), перекрывающие свободное пространство, образованное короткой между длинными консольной частью блока железобетонной плиты проезжей части.
Недостатком данного сталежелезобетонного пролетного строения моста является значительная постоянная нагрузка от железобетонных тротуарных блоков, материал которых не включен в совместную работу с главными балками пролетных строений на постоянные и временные нагрузки.
Прототипом изобретения является сталежелезобетонное пролетное строение моста, включающее объединенные поперечными связями металлические главные балки, укрепленную на главных балках поперечно-члененную железобетонную плиту, имеющую в направлении поперек оси моста зауженные консольные части, и накладную плиту, объединенную с железобетонной плитой проезжей части и заполняющую пространство между зауженными консольными частями железобетонной плиты проезжей части (СТО 02494680-0032 - 2004, ЦНИИПСК им. Мельникова, с.45, рис.1).
Недостатки прототипа сталежелезобетонного пролетного строения заключаются в значительных постоянных нагрузках от веса железобетонного заполнения пространства между и над консольными частями блоков железобетонной плиты проезжей части, что уменьшает грузоподъемность моста и технологические ограничения движения по массе транспортных средств по пролетному строению на период выполнения работ по уширению габарита пролетного строения, необходимость устройства объезда и необходимость усиления главных балок.
Техническим результатом изобретения является повышение качества сталежелезобетонного пролетного строения моста вследствие одновременного увеличения несущей способности и пропускной способности (габарита проезжей части), увеличение остаточного ресурса моста как по критериям физического износа, так и морального износа, снижение ограничений движения транспортных средств на период выполнения работ по уширению моста.
Решение задачи достигается тем, что в сталежелезобетонном пролетном строении моста, включающем объединенные поперечными связями металлические главные балки, укрепленную на главных балках поперечно-члененную железобетонную плиту, имеющую в направлении поперек оси моста зауженные консольные части и накладную плиту, объединенную с поперечно-члененной железобетонной плитой проезжей части и заполняющую пространство между консольными частями поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части, согласно изобретению части накладной плиты, заполняющие пространство между консольными частями поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части, выполнены из стального листа, закрепленного сверху на кромках консольных частей блоков поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части, при этом стальной лист выполнен с наружными ребрами жесткости, расположенными по контуру вертикальных граней кромок смежных консольных частей блоков поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части, с ребрами жесткости у наружных кромок стальных листов, расположенных вдоль оси моста, а также с внутренними ребрами жесткости, расположенными в пределах контура, образованного наружными ребрами жесткости, ориентированными соответственно направлениям действия максимальных внутренних усилий, причем соседние стальные листы и их ребра жесткости у наружных кромок, расположенные вдоль оси моста, объединены друг с другом.
Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показан поперечный разрез сталежелезобетонного пролетного строения моста;
на фиг.2 - вид сверху на фрагмент сталежелезобетонного пролетного строения моста без слоев мостового полотна и железобетонной части накладной плиты;
на фиг.3 - вид снизу на плиту проезжей части.
Сталежелезобетонное пролетное строение моста включает объединенные поперечными связями 1 металлические главные балки 2, укрепленную на металлических главных балках 2 поперечно-члененную железобетонную плиту 3 проезжей части, имеющую в направлении поперек оси моста 4 зауженные консольные части 5, накладную плиту 6, объединенную с поперечно-члененной железобетонной плитой проезжей части, например, посредством гибких арматурных анкеров 7. Части накладной плиты 6, заполняющие пространство между зауженными консольными частями 5 поперечно-члененной железобетонной плиты 3 проезжей части сталежелезобетонного пролетного строения моста, выполнены из стального листа 8, закрепленного сверху, например, при помощи резьбовых соединений 9 на кромках консольных частей 5 плиты 3. Стальной лист 8 выполнен с наружными ребрами жесткости 10, расположенными вдоль вертикальных граней 11 кромок смежных консольных частей 5 блоков поперечно-члененной железобетонной плиты 3 и по наружной кромке листов 8, расположенных вдоль оси 4 моста.
В пределах консольных частей 5 поперечно-члененной железобетонной плиты 3 проезжей части стальные листы 8 снабжены внутренними ребрами жесткости 12, ориентированными согласно направлений действий максимальных внутренних усилий.
Поперечно-члененная железобетонная плита 3 оперта на главные балки 2 и прогон 13. Смежные стальные листы 8, расположенные вдоль оси моста 4, объединены друг с другом, например, посредством сварки металлическими накладками 14. Наружные ребра жесткости 10, расположенные вдоль оси моста 4 у наружных кромок стальных листов 8, также объединены друг с другом, например, посредством сварки. Накладная плита 6, уложенная на поперечно-члененную железобетонную плиту проезжей части и частично на стальной лист 8 в пределах проезжей части пролетного строения моста, включает в себя объем выравнивающего слоя 15. На накладную плиту 6 уложен слой гидроизоляции 16, затем защитный слой 17 и асфальтобетонное покрытие 18. Проезжая часть сталежелезобетонного пролетного строения ограничена барьерным ограждением 19, а пешеходная часть - перильным ограждением 20.
Возводится сталежелезобетонное пролетное строение моста в следующей последовательности. На металлических главных балках 1 укрепляют блоки поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части 3 с образованием на их стыках консольных частей 5. На предварительно подготовленные поверхности консольных частей 5 укрепляют стальные листы 8 с ребрами жесткости 10 и 12 при помощи резьбовых соединений 9. Смежные листы 8 и наружные ребра жесткости 10 кромок стальных листов объединяют друг с другом, например, сваркой и металлическими накладками 14. Укладывают накладную плиту 6, слой гидроизоляции 16, защитный слой 17 и асфальтобетонное покрытие 18. Монтируют барьерное 19 и перильное 20 ограждения.
Работы по реконструкции сталежелезобетонного пролетного строения моста или по его капитальному ремонту проводятся в следующей последовательности. На одной половине ездового полотна сталежелезобетонного пролетного строения демонтируют конструкции тротуарных блоков с перилами и тротуарными балками (на чертеже не показаны), а также слои (сверху вниз): асфальтобетонное покрытие 18, защитный слой 17, слой гидроизоляции 16 и выравнивающий слой 15. На предварительно подготовленной поверхности поперечно-члененной железобетонной плиты 3 выбуривают отверстия под резьбовые соединения 9. На предварительно выровненные поверхности консольных частей 5 поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части 3 укладывают стальные листы 8, подкрепленные ребрами жесткости 10 и 12, снабженные предварительно отверстиями под резьбовые соединения 9, например шпильки. Листы 8 прикрепляют к железобетонной плите проезжей части 3 резьбовыми соединениями 9. Соседние листы 8 объединяют друг с другом, например, посредством сварки и металлических накладок 14. Наружные ребра жесткости 10 смежных стальных листов 8, прикрепленные к ним у их наружных кромок, расположенных вдоль оси моста 4, также объединяют друг с другом, например, посредством сварки. Сверху на поперечно-члененной железобетонной плите проезжей части 3 в предварительно пробуренные отверстия вклеивают гибкие стержневые анкеры 7, укладывают арматуру и монолитный бетон накладной плиты 6, вмещающей в себя также и объем демонтированного выравнивающего слоя бетона 15. При этом железобетонная часть накладной плиты 6 перекрывает стальной лист 8 от его продольных кромок до линии барьерного ограждения 19. На накладную плиту 6 укладывают слой гидроизоляции 16, защитный слой 17 и асфальтобетонное покрытие 18. Все технологические операции повторяют на второй половине сталежелезобетонного пролетного строения.
Применение данной конструкции сталежелезобетонного пролетного строения моста позволяет облегчить пролетное строение за счет разницы по массе железобетонной консольной части плиты проезжей части по прототипу и металлической в предлагаемой конструкции. Стальной лист 8, объединенный с поперечно-члененной железобетонной плитой проезжей части 3, включается в совместную работу с главными балками 2 при работе на вторую часть постоянных нагрузок и временную как в сжатой зоне, так и растянутой главных балок 2 по всей их длине. За счет большого эксцентриситета нагрузок, приложенных на консольные части 5 поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части 3, относительно продольной оси 4 сталежелезобетонного пролетного строения их влияние на величину действующих на главные балки 2 усилий существенно, за счет кручения относительно продольной оси 4 сталежелезобетонного пролетного строения, больше влияния нагрузок, передаваемых непосредственно на главные балки 2. Поэтому становится возможным увеличение габарита проезжей части сталежелезобетонного пролетного строения без усиления главных балок 2 и установка современных барьерных ограждений 19. Трапецеидальная (клиновидная) форма расположения наружных ребер жесткости 10 стального листа 8 максимально сближает их с вертикальными гранями 11 по контуру консольных частей 5 поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части 3 и формирует консольные балочные элементы, воспринимающие нагрузку от внутренних ребер жесткости 12, а также наиболее удаленного от оси моста 4 наружного ребра 10. Таким образом, повышается качество сталежелезобетонного пролетного строения моста.