СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ И УСИЛЕНИЯ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО РАЗРЕЗНОГО ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ НАПРЯГАЕМЫМИ КАНАТАМИ
METHOD OF RECONSTRUCTION AND REINFORCEMENT OF STEEL-CONCRETE COMPOSITE SIMPLY SUPPORTED BRIDGE SUPERSTRUCTURE BY STRAIGHT CABLES

Техническое решение относится к мостостроению и может быть использовано для реконструкции и усиления существующих разрезных сталежелезобетонных пролетных строений с пролетами до 63,0 м, построенных в шестидесятых и семидесятых годах прошлого столетия по типовым и индивидуальным проектам. Конструкция этих пролетных строений описана, в частности, в книге Протасова К.Г. и др. «Металлические мосты», издательство «Транспорт», 1972 г., стр. 38–43.
Известен стандарт организации СТО 002494680-032-2004 «Сталежелезобетонные пролетные строения автодорожных мостов. Реконструкция и ремонт» /ЦНИИПСК им. Мельникова, Москва, 2004/. Стандарт предлагает 8 вариантов реконструкции, в которых рекомендуются различные способы усиления железобетонной плиты вплоть до замены ее металлической ортотропной плитой, а также постановкой рядом с существующим пролетным строением нового, объединенного с первым общей железобетонной плитой. В большинстве случаев эти варианты потребуют усиления главных балок, прогона и связей. Вариантов усиления металлоконструкций рассмотрено два. Первый - это вынос точек опирания домкратов в наружные стороны от балок с усилением опорных поперечных связей, а второй – усиление нижних поясов главных балок дополнительным металлом и стенок дополнительными ребрами жесткости. Конструкция усиления нижнего пояса предполагает расположение новых горизонтальных листов на близком расстоянии от существующих поясов, и здесь образуется длинный зазор раскрытием 50–75 мм с шириной почти до 400 мм, где будет скапливаться вода и грязь, а качественное окрашивание невозможно. Кроме того, этот способ весьма трудоемок.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является «Способ реконструкции сталежелезобетонного пролетного строения моста» (изобретение РФ №2142033, E01D 22/00, опубл.1999 г). Способ предполагает замену железобетонной плиты и устройство временных шпренгелей полигонального очертания под нижними поясами главных балок с натяжением их в два приема – неполном при демонтаже старой железобетонной плиты и полном, перед устройством новой плиты. Натяжение шпренгелей производится с помощью раздвижных стоек, которые ставятся в местах перелома шпренгелей и упираются в нижние пояса. Стойки и сами шпренгели снимаются после набора проектной прочности монолитным бетоном новой плиты. Таким образом, плита включается в работу на действие собственного веса.
Недостатком способа является, прежде всего, неудобство и небезопасность производства работ под пролетным строением: подвешивать канаты, устанавливать стойки и домкраты приходится вручную, работая «над головой». Другой недостаток – плита включается в работу на полный собственный вес пролетного строения, и ползучесть бетона снизит грузоподъемность конструкции и вызовет появление неупругих деформаций главных балок. Наконец, стеснение подмостового габарита, даже временное, в ряде случаев неприемлемо.
Технический результат предлагаемого технического решения заключается в более полном использовании резервов прочности материалов, уменьшении ограничений для транспорта, движущегося под мостом, и улучшении условий работы и повышении безопасности проведения работ по усилению металлоконструкций.
Указанный технический результат достигается тем, что способ реконструкции и усиления сталежелезобетонного разрезного пролетного строения напрягаемыми канатами включает замену железобетонной плиты, усиление главных балок, ремонт, замену или увеличение числа устройств, объединяющих плиту с металлоконструкциями, и усиление стенок главных балок дополнительными ребрами жесткости, при этом усиление главных балок выполняется путем установки предварительно напрягаемых прямолинейных канатов, расположенных над нижними поясами главных балок и которые после устройства новой железобетонной плиты остаются на балках и сохраняют концы проволок, выступающие за анкера, до завершения строительных работ на пролетном строении с целью подтяжки канатов.
Расположение основных элементов усиления главных балок над нижними поясами позволяет при выполнении работ уложить вначале эти элементы, включая канаты усиления и домкраты, на полки поясов и устанавливать их затем в рабочее положение с меньшими физическими усилиями и большей безопасностью, работая на подмостях «перед собой». Эта же особенность предлагаемого решения уменьшает стеснение подмостового габарита во время производства работ. Прямолинейность канатов уменьшит потери напряжений. Сохранение канатов в рабочем положении после устройства новой плиты позволяет исключить ползучесть бетона, полнее использовать достигнутую грузоподъемность. Сохранение вместе с канатами их концов, выступающих за анкера, хотя бы до конца строительных работ на пролетном строении дает возможность подтяжки канатов после состоявшихся потерь напряжений.
Конструкция изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена общая схема пролетного строения после усиления и на фиг.2 - поперечный разрез пролетного строения после усиления.
Сталежелезобетонное разрезное пролетное строение имеет хотя бы две главные балки с верхними 1 и нижними 2 поясами, стенками 3, вертикальными ребрами жесткости 4, старыми 5 и новыми 6 горизонтальными ребрами жесткости, имеет также не более одного прогона 7 между каждой парой балок, железобетонную плиту 8, соединенную упорами 9 с главными балками и прогоном и хотя бы два прямолинейных каната 10 усиления на каждой балке, расположенных над полками нижних поясов по обе стороны от стенки и закрепленных за анкерные упоры 11. Балки связаны друг с другом системой поперечных и продольных связей.
Использование изобретения реализуется путем проектирования и последующего выполнения строительных работ. Под пролетным строением подвешиваются временные подмости. На главных балках монтируются анкерные упоры 11 для закрепления на них концов канатов 10, монтируются уголки усиления стенок 3. Старая железобетонная плита вместе с покрытием и устройствами безопасности разбирается, выполняется усиление устройств объединения плиты с балками и прогоном. Во время ее демонтажа или после него производится установка и натяжение канатов 10 из высокопрочной проволоки, после чего бетонируется новая монолитная или монтируется новая сборная железобетонная плита 8. После набора 50% прочности бетона устраивается гидроизоляция, покрытие, устанавливаются устройства безопасности дорожного и пешеходного движения. Концы канатов 10, выступающие за анкерные упоры 11, остаются на своем месте до окончания всех строительных работ на данном пролете с целью восстановления расчетной грузоподъемности пролетного строения путем подтяжки канатов 10 после состоявшихся потерь напряжений.