КОНСТРУКЦИЯ ОБЪЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ПЛИТЫ СО СТАЛЬНОЙ БАЛКОЙ МОСТА

Полезная модель относится к мостостроению и может быть использована при строительстве сталежелезобетонных пролетных строений мостов путем применения объединенных в единую конструкцию железобетонной плиты со стальной балкой моста.
Известно изобретение «Сборная железобетонная плита моста» по патенту РФ №2259438. В соответствии с этим изобретением конструкция сборной железобетонной плиты моста состоит из сборного железобетонного блока, включающего замоноличенные в теле плиты упоры в виде продольных стальных вертикальных пластин с прорезями, выполненными от верхней поверхности пластин наклонно по направлению к нижней части плиты, а также с поперечными отверстиями. В прорезях пластин размещена нижняя рабочая арматура плиты, а в отверстия в пластинах, выполненных ближе к центру тяжести плиты, вставлены короткие стержни, длина которых зависит от их диаметра и действующих на них усилий. Конструкция плиты включает в себя стальной лист, который для исключения зазоров между ним и верхним поясом балки выполнен с возможностью его временного плотного прижатия высокопрочными болтами к верхнему поясу стальной балки моста при приваривании пластин к листу в заводских условиях. В железобетонной плите моста между стальными вертикальными пластинами могут быть установлены диафрагмы. Приведены формулы, в соответствии с которыми выбирается высота расположения оси отверстий в пластинах для коротких стержней в зависимости от расстояния от верхней поверхности стального листа до низа вута, высоты вута и толщины железобетонной плиты, а также выбирается расстояние между пластинами в зависимости от расстояния от верхней плоскости стального листа до низа вута.
Недостатками конструкции сборной железобетонной плиты моста по патенту РФ №2259438 является наличие в конструкции железобетонной плиты стального листа, который при изготовлении плиты должен быть до приваривания в заводских условиях продольных пластин к этому листу временно плотно прижат болтами к верхнему поясу стальной балки пролетного строения моста, что связано со значительными трудозатратами и ведет к удлинению сроков изготовления плиты. Кроме того, необходимость в дальнейшем при монтаже в условиях строительства постоянного соединения высокопрочными болтами стального листа железобетонной плиты с верхним поясом стальной балки пролетного строения моста связана со значительными трудозатратами и ведет к удлинению сроков строительства моста.
Признаками изобретения по патенту РФ №2259438, совпадающими с признаками предлагаемой для патентования конструкции объединения железобетонной плиты со стальной балкой пролетного строения моста, являются замоноличенные в теле плиты упоры в виде стальных вертикальных пластин с прорезями в них, в которых размещена нижняя поперечная рабочая арматура плиты, а также выполнение в пластинах поперечных отверстий и размещение в них коротких арматурных стержней.
Так же известно, принимаемое нами за прототип, изобретение «Стыковое соединение монолитной железобетонной плиты и стальной балки сталежелезобетонного пролетного строения моста» по патенту РФ №2110639. В соответствии с этим изобретением соединение монолитной железобетонной плиты и стальной балки сталежелезобетонного пролетного строения моста включает в себя приваренные к верхнему поясу балки замоноличенные в теле плиты упоры. Эти упоры выполнены в виде имеющих прорези стальных полос и расположенную в прорезях стержневую арматуру. При этом прорези в стальных полосах выполнены от их верхней поверхности наклонными с нижним горизонтальным участком, образующими гребенку с наклоном в направлении действия главных напряжений в бетоне плиты под углом к вертикали, равным (10-60)°. А стержневая арматура, расположенная в прорезях, образует нижнюю рабочую арматурную сетку железобетонной плиты. Кроме того, в пластинах ближе к центру тяжести плиты выполнены отверстия, в которые вставлены анкерующие арматурные элементы железобетонной плиты, в виде отдельных коротышей. Приведены формулы, устанавливающие зависимость ширины прорезей в полосах от диаметра стержневой арматуры, зависимость шага между прорезями от ширины прорезей, а так же зависимость расстояния от края прорези до нижней кромки полосы от толщины полосы.
Недостатками прототипа, изобретения «Стыковое соединение монолитной железобетонной плиты и стальной балки сталежелезобетонного пролетного строения моста» по патенту РФ №2110639, являются сложность отслеживания при проектировании направлений действия главных напряжений в бетоне для ориентации прорезей в полосах, а так же значительные трудозатраты на изготовление наклонных прорезей сложной конфигурации. Наличие в прорезях горизонтальных участков требует при изготовлении конструкции дополнительных трудозатрат на доведение арматурных стержней до упора в прорезях и их закрепления от сдвига в этом положении. Все это в итоге ведет к удлинению сроков изготовления стыкового соединения.
Признаками прототипа, изобретения по патенту РФ №2110639, совпадающими с признаками предлагаемой для патентования конструкции объединения железобетонной плиты со стальной балкой пролетного строения моста, являются приваренные к стальной балке замоноличенные в теле плиты упоры в виде стальных вертикальных полос, а так же выполненные в полосах поперечные отверстия, в которые вставлены анкерующие арматурные элементы железобетонной плиты в виде отдельных коротышей.
Технической задачей, поставленной перед созданием заявляемой полезной модели, являлось создание простой конструкции объединения железобетонной плиты со стальной балкой пролетного строения моста, обеспечивающей снижение трудозатрат на ее проектирование и изготовление и, соответственно, сроков изготовления конструкции и, соответственно, моста.
Поставленная задача решена предлагаемой в качестве полезной модели конструкцией объединения железобетонной плиты со стальной балкой пролетного строения моста. Предлагаемая конструкция включает в себя продольные, соединенные с верхним поясом стальной балки вертикальные стальные пластины, в которых выполнены поперечные отверстия. Также в пластинах выполнены поперечные прорези от их верхних поверхностей перпендикулярно верхнему поясу стальной балки. При этом в отверстия пластин вставлены отрезки стержней анкерной арматуры плиты, а в прорези пластин вложены стержни поперечной рабочей арматуры нижней части арматурного каркаса плиты. Кроме того, пластины вместе с отрезками стержней анкерной арматуры и арматурным каркасом плиты замоноличены в плите.
Технический результат, обеспечиваемый заявляемой конструкцией объединения железобетонной плиты со стальной балкой пролетного строения моста, заключается в упрощении конструкции объединения, достигаемой за счет выполнения поперечных прорезей в пластинах от их верхних поверхностей перпендикулярно верхнему поясу стальной балки, что позволяет не отслеживать при их проектировании направлений действующих главных напряжений в бетоне для ориентации вырезов и, таким образом, снизить трудозатраты на проектирование и изготовление конструкции, в том числе на выполнение прорезей в пластинах и на установку в прорезях стержней поперечной рабочей арматуры нижней части арматурного каркаса плиты.
Предлагаемая для патентования в качестве полезной модели конструкция объединения железобетонной плиты со стальной балкой пролетного строения моста поясняется конкретным вариантом ее исполнения, приведенным на фигурах 1, 2 и 3. При этом на фиг. 1 изображено продольное сечение А-А конструкции вдоль правой стороны стальной пластины 3, а на фиг. 2 поперечное сечение Б-Б конструкции по середине прорезей 5 в пластинах 3 и, соответственно, на фиг. 3 поперечное сечение В-В конструкции по середине отверстий 4 в этих пластинах. Объединение железобетонной плиты 1 с верхним поясом 2 стальной балки осуществлено с помощью продольных стальных пластин 3, которые в заводских условиях соединены с верхним поясом 2 балки. В частном случае это соединение может быть осуществлено с помощью сварных швов 10. При этом в пластинах 3 выполнены поперечные отверстия 4, а так же перпендикулярно верхнему поясу 2 балки поперечные прорези 5. Кроме того, в отверстия 4 пластин 3 вставлены отрезки поперечных стержней 6 анкерной арматуры плиты, а в прорези 5 пластин 3 вложены поперечные стержни 7 рабочей арматуры нижней части арматурного каркаса плиты 1, связанного хомутами 9 с поперечными стержнями 8 рабочей арматуры верхней части арматурного каркаса плиты. При этом пластины 3 вместе с отрезками стержней 6 анкерной арматуры и арматурным каркасом плиты замоноличены в плите 1. Диаметр поперечных стержней 7 и 8 рабочей арматуры арматурного каркаса плиты, шаг между ними, ширина и глубина прорезей 5 в пластинах 3, толщина пластин 3, диаметр и длина отрезков стержней 6 анкерной арматуры, а так же расстояние от низа поперечных стержней 7 рабочей арматуры нижней части арматурного каркаса плиты до верхнего пояса 2 балки определяются в соответствии с нормативными требованиями.
В случае необходимости усиления поперечных стержней рабочей арматуры арматурного каркаса плиты возможно наращивание отрезков стержней 6 анкерной арматуры плиты арматурными стержнями 11 (см. сечение Г-Г на фиг. 4 и сечение Д-Д на фиг. 5).
Для упрощения раскладки поперечных стержней 8 рабочей арматуры верхней части арматурного каркаса плиты с обеспечением их высотного положения без хомутов 9 в районе стальной балки возможно выполнение по крайней мере одной из стальных пластин с увеличенной высотой (пластина 12 на фиг. 4, 5, в, 7, 8, 9 и 10) под укладку непосредственно на нее поперечных стержней 8 рабочей арматуры. При этом возможно смещение стержней 8 в сторону от прорезей 13 в пластине 12 (фиг. 4, 7 и 9), а также размещение дополнительных поперечных стержней 14 рабочей арматуры верхней части арматурного каркаса плиты (фиг. 7 и 9), связанных со стержнями продольной рабочей арматуры верхней части арматурного каркаса плиты.
Кроме того, для включения стержней 8 рабочей арматуры верхней части арматурного каркаса плиты в работу на сдвиг, а также обеспечения их планового положения эти стержни могут быть размещены в вырезанных в верхней части более высокой стальной пластины 12 посадочных местах 15 (фиг. 9 и 10) с глубиной выреза до одного диаметра стержня 8.
Предлагаемая в качестве полезной модели конструкция объединения железобетонной плиты со стальной балкой пролетного строения моста отличается простотой, обеспечивает возможность ее изготовления в заводских условиях и позволяет снизить трудозатраты и, соответственно, сроки на проектирование и изготовление конструкции, в том числе на выполнение прорезей в пластинах и на установку в прорезях поперечных стержней рабочей арматуры нижней части арматурного каркаса плиты. Конструкция объединения железобетонной плиты со стальной балкой пролетного строения моста рекомендуется для использования при сооружении сталежелезобетонных пролетных строений мостов путем применения изготовленных в заводских условиях или в условиях строительства объединенных в единое целое железобетонных плит со стальными балками.