Деревобетонное пролетное строение с составными прогонами из брусьев и железобетонной плитой
WOOD-CONCRETE SPAN WITH COMPOSITE GIRDERS FROM BARS AND REINFORCED CONCRETE SLAB

Изобретение относится к строительству и может быть применено при сооружении мостов с деревобетонными пролетными строениями.
Известна конструкция пролетного строения мостов с составными прогонами на пластинчатых нагелях с металлическими пластинками из полосовой стали толщиной 8-10 мм, установленных в прорези соединяемых брусьев [Гибшман Е. Е. Проектирование деревянных мостов, изд. 2-е, перераб. и доп. М. «Транспорт», 1976, с. 66-68].
Недостатки известной конструкции заключаются в сложности обеспечения надежности соединений, связанных с тщательным устройством прорезей и подгонкой устанавливаемых в них стальных пластинок.
Близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту конструкцией является пролетное строение [патент на полезную модель № 35636, пролетное строение с составными прогонами из бревен и железобетонной плитой / В.А. Уткин, В.И. Пузиков, Е.Ю. Селезень // 27.01.2004], составленное из объединенных поперечными связями и установленных на опоры с учетом поперечного уклона многоярусных составных прогонов, содержащих окантованные на два канта бревна, состыкованные по длине постановкой стальных накладок и сквозных цилиндрических нагелей (болтов), соединенные между собой по окантованным плоскостям посредством установки зеркально размещенных гребенчатых нагельных соединений с жестко закрепленными в стальных пластинах и в засверленных отверстиях бревен цилиндрическими нагелями, с последующей сваркой пластин шпонок по выступающим боковым кромкам, и железобетонной плиты постоянной толщины, забетонированной на месте и объединенной для совместной работы с прогонами посредством вертикальных цилиндрических нагелей, входящих в верхнее бревно прогонов и бетон плиты, причем боковые стенки крайних бревенчатых прогонов защищены от воздействия солнечных лучей и косого дождя экранами, а железобетонная плита покрыта гидроизоляцией из мостопласта и двумя слоями асфальтобетона.
Недостаток этой конструкции заключается в сложности устройства гребенчатых нагельных соединений в швах между сопрягаемыми по высоте рядами бревен прогонов, в повышенной податливости защемленных в стальных пластинах и погруженных свободным концом в засверленные вертикальные отверстия бревен глухих цилиндрических нагелей, а также в недостаточной надежности соединений железобетонной плиты с прогонами «на отрыв».
Цель изобретения - повышение грузоподъемности деревобетонных пролетных строений с составными прогонами из бревен (брусьев), снижение материалоемкости и трудоемкости их изготовления и монтажа, повышении долговечности и эксплуатационной надежности мостов с деревобетонными пролетными строениями.
Указанный технический результат достигается тем, что пролетное строение, составленное из объединенных поперечными связями и установленных на опоры с учетом поперечного уклона многоярусных прогонов, содержащих окантованные на два канта бревна, состыкованные по длине постановкой накладок и сквозных цилиндрических нагелей (болтов), соединенные между собой по окантованным плоскостям посредством установки зеркально размещенных гребенчатых шпонок с жестко закрепленными в стальных пластинах шпонок и в засверленных отверстиях бревен цилиндрическими нагелями и стяжных болтов, с последующей сваркой пластин шпонок по выступающим боковым кромкам, и железобетонной плиты постоянной толщины, забетонированной на месте и объединенной для совместной работы с прогонами посредством цилиндрических нагелей, входящих в верхнее бревно прогонов и бетон плиты, отличается тем, что многоярусные прогоны составлены из окантованных на четыре канта бревен (брусьев), плотно уложенных друг на друга и объединенных между собой по боковым плоскостям парными стальными накладками, нагелями и болтами как в местах поперечных стыков, так и по продольным швам, а для совместной работы составных прогонов с монолитной железобетонной плитой верхние брусья прогонов снабжены закрепленными к ним на болтах и распределенными с определенным интервалом по длине пролета стальными парными накладками с гребенчатыми выступами и гибкими упорами.
Ряд указанных отличий являются существенными:
1. По признаку устройства соединений по продольным швам между окантованными бревнами (брусьями) составных прогонов соединительные элементы конструкций аналога и прототипа размещены непосредственно в шве, что требует раздельного тщательного изготовления зеркальных частей соединений, их совмещения, подгонки и, следовательно, повышенных трудозатрат при объединении в целое. В отличии от прототипа заявляемое решение предусматривает устройство соединений по продольным швам со стороны боковых поверхностей брусьев посредством парных стальных накладок, устанавливаемых симметрично относительно шва посредством сквозных цилиндрических нагелей и стяжных болтов. При этом для установки и размещение соединительных элементов на боковых сторонах прогонов вместо окантованных бревен применены брусья, что упрощает устройство соединений. Данный способ соединения существенно снижает трудозатраты, повышает качество соединений составных прогонов и содержание их в процессе эксплуатации.
2. По признаку устройства соединений между составными прогонами и железобетонной плитой в конструкции прототипа применено нагельное соединение, содержащее вертикальные стальные цилиндрические нагели, установленные одним концом в засверленные отверстия верхней поверхности составных прогонов, а другим концом забетонированы в монолитной железобетонной плите. В отличие от прототипа для соединения составных прогонов с монолитной железобетонной плитой верхние брусья прогонов снабжены закрепленными к ним на болтах и распределенными с определенным интервалом по длине пролета стальными парными накладками с гребенчатыми выступами и гибкими упорами. Предлагаемое решение было применено в устройстве объединения железобетонной плиты с верхними поясами дощато-брусчато-нагельно-гвоздевых блоков [патент РФ на изобретение № 2731968, деревобетонное пролетное строение из дощато-брусчато-нагельно-гвоздевых блоков с железобетонной плитой, включенной в совместную работу с блоками / В. А. Уткин, И. И. Готовцев //09.09.2020], отличающееся от заявляемого решения несущими деревянными конструкциями.
Таким образом, заявляемое пролетное строение моста обладает совокупностью признаков, отличающих его от прототипа и известных решений и позволяющих достичь увеличения грузоподъемности, снижения материалоемкости, трудоемкости изготовления и монтажа, повысить долговечность и эксплуатационную надежность этих конструкций.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведено поперечное сечение пролетного строения с составными прогонами из брусьев с железобетонной плитой, объединенными для совместной работы накладками и сквозными цилиндрическими нагелями; на фиг. 2 - вид по А-А на длине половины пролета фиг.1; на фиг. 3-4 приведен фрагмент спаренного из двух прогонов монтажного блока с размещением соединительных элементов объединения брусьев между собой и с железобетонной плитой.
Пролетное строение (фиг.1-2) составлено из объединенных поперечными связями и установленных на опоры с учетом поперечного уклона многоярусных прогонов 1, объединенных монолитной железобетонной плитой 2 с устройством гидроизоляции и ездового полотна 3, при этом многоярусные прогоны 1 составлены из брусьев 4, плотно уложенных друг на друга и объединенных между собой по боковым плоскостям (фиг. 2-4) парными стальными накладками 5, нагелями и болтами 6 как в местах поперечных стыков, так и по продольным швам, а для совместной работы составных прогонов с монолитной железобетонной плитой верхние брусья прогонов снабжены закрепленными к ним на болтах 6 и распределенными с определенным интервалом по длине пролета стальными парными накладками 7 с гребенчатыми выступами 8 и гибкими упорами 9.
В составе пролетного строения каждый составной прогон 1 работает: на первой стадии - на действие собственного веса и нагрузки от бетонируемой железобетонной плиты 2; на второй стадии в составе деревобетонного сечения - на действие равномерно распределенной нагрузки от ездового полотна 3 и на действие временной нагрузки в соответствии с законами упругого распределения.
Применение составных прогонов из бруса и объединение их для совместной работы между собой и с монолитной железобетонной плитой парными стальными накладками позволяет существенно упростить процесс изготовления прогонов, снизить трудоемкость устройства соединений, повысить их надежность и доступность при эксплуатации за счет применения сквозных горизонтальных цилиндрических нагелей вместо вертикальных глухих.