Способ строительства и конструкция эстакад и мостовых переходов в условиях вечной мерзлоты



Способ строительства и конструкция эстакад и мостовых переходов в условиях вечной мерзлоты
Способ строительства и конструкция эстакад и мостовых переходов в условиях вечной мерзлоты
Способ строительства и конструкция эстакад и мостовых переходов в условиях вечной мерзлоты
Способ строительства и конструкция эстакад и мостовых переходов в условиях вечной мерзлоты
Способ строительства и конструкция эстакад и мостовых переходов в условиях вечной мерзлоты

 


Владельцы патента RU 2513574:

Закрытое акционерное общество "ИМЭТСТРОЙ" (ЗАО "ИМЭТСТРОЙ") (RU)

Изобретение относится к дорожному строительству эстакад и мостовых переходов для автомобильных и железных дорог в условиях вечной мерзлоты, сейсмически активных районах, а также в горной и пересеченной местности, на болотах и слабых грунтах. Способ включает возведение трубобетонных опор и монтаж на них неразрезного железобетонного пролетного строения из коробчатых блоков, стянутых и напряженных стальными канатами в длинномерную конструкцию - балку. Трубобетонные опоры устанавливают в слой вечной мерзлоты на глубину не менее 1 м от поверхности стабильного слоя вечной мерзлоты с изоляцией верхних и нижних частей опор упругими герметичными емкостями, наполненными сжатым до давления не менее 2 атм воздухом. Блоки пролетного строения стягивают и напрягают стальными канатами попарно и симметрично между надопорными блоками, а все пролетное строение устанавливают с зазором-продухом между нижней поверхностью балки и поверхностью грунта не менее 1 м. Упругие герметичные емкости сжатого воздуха выполнены в верхней части в виде автомобильных шин, а в нижней части - в виде цилиндрической емкости с углублением для ввода нижних торцов опор и соединены с компрессором стальными трубками, заложенными в бетоне трубобетонной опоры. Надопорные блоки пролетного строения снабжены расположенной в средней части блока поперек полотна вертикальной стенкой с размещенными симметрично с обеих сторон стенки анкерными гнездами для крепления анкеров. Стягивающие и напрягаемые стальные канаты расположены попарно в отверстиях выступов-ригелей симметричных пролетных блоков, исключая средний. Изобретение позволяет ускорить строительство, снизить эксплуатационные затраты и повысить безопасность движения транспорта. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано при строительстве эстакад и мостовых переходов для автомобильных и железных дорог в условиях вечной мерзлоты, сейсмически активных районов, а также горной и пересеченной местности, на болотах и слабых грунтах.

Известен способ возведения моста, эстакады, включающий возведение опор и размещение на них неразрезного железобетонного пролетного строения из железобетонных продольных балок, которые выполняют из монолитного или сборно-монолитного железобетона путем бетонирования в съемной опалубке посекционно с армированием напрягаемой и ненапрягаемой арматурой и с последующей продольно-цикловой надвижкой секций до размещения каждой из них в проектном положении (см., например, патент РФ №2208084, кл. Е01D 21/00, 2002 г.). Напрягаемую арматуру в известном решении размещают в закрытых каналах, причем часть каналов выполняют прямолинейными, а часть - криволинейными; арматуру, расположенную в прямолинейных каналах, напрягают в пределах каждой секции перед ее надвижкой, а арматуру, расположенную в криволинейных каналах, проталкивают или протягивают в каналах после надвижки всего пролетного строения или надвигаемой ветви его и напрягают после надвижки всех секций, образующих пролетное строение или его надвигаемую часть.

Указанный известный способ возведения моста, эстакады сокращает сроки строительства при одновременном обеспечении безопасности производства работ. Однако изготовление пролетного строения на вечномерзлых грунтах в условиях строительной площадки путем бетонирования отдельных секций возводимой конструкции связано с необходимостью проведения бетонных работ по большей части в зимнее время года, а следовательно, с необходимостью проведения специальных дорогостоящих и трудоемких технологических мероприятий, предотвращающих преждевременное замораживание бетона и обеспечивающих условия для его нормального или ускоренного твердения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ строительства моста, эстакады, включающий возведение трубобетонных опор и монтаж на них неразрезного железобетонного пролетного строения из коробчатых железобетонных блоков, собранных по длине конструкции, стянутых и напряженных стальными канатами или их пучками в виде балки с плитой проезжей части на поверхности (см., например, «Технологические карты. Уравновешенный навесной монтаж железобетонного неразрезного пролетного строения». - Москва, 1974 г.). В известном способе предварительно напряженное пролетное строение собирают из отдельных поперечно-члененных коробчатых блоков на клееных стыках, а для армирования применяют мощные арматурные пучки из семипроволочных прядей, которые располагают в закрытых каналах. После натяжения арматурных пучков домкратами усилием 230 т производят инъецирование каналов цементным раствором. Применение в известном способе высокоэффективных трубобетонных опор, отличающихся высокой несущей способностью и нашедших применение во всем мире, а также коробчатых преднапряженных блоков заводской готовности позволяет возводить эстакады и мостовые переходы повышенной несущей способности и эксплуатационной надежности.

Однако при строительстве эстакад и мостов в условиях вечной мерзлоты даже такие высокоэффективные строительные конструкции как трубобетонные опоры приходится устанавливать на весьма большую глубину во избежание деформаций мостовых конструкций, возникающих под воздействием температурных просадок грунта в период его сезонного замораживания - оттаивания.

Также известны мостовые конструкции на вечной мерзлоте, включающие опоры и установленные на них пролетные строения (см., например, «Методические рекомендации по применению разных способов охлаждения грунтов оснований опор мостов возводимых на вечномерзлых грунтах» - Москва, 1984.). В рассматриваемых мостовых конструкциях для исключения тепловых просадок грунтов под воздействием частых знакопеременных нагрузок в процессе сезонного промерзания - оттаивания и, таким образом, обеспечения нормальной эксплуатации мостов и эстакад в условиях вечной мерзлоты применяются различные охлаждающие устройства грунтов оснований, например, одно- или двухтрубные охлаждающие установки системы Гапеева Г.И. В районах с умеренным режимом снегоотложений (при объеме снегопереноса за зиму не более 200 м3/м) применение таких установок вполне оправдано. Однако в условиях сильного снегопереноса, когда теплообменники охлаждающих установок заносит снегом, эффект их применения существенно снижается: необходимо не только значительно заглублять опоры для достижения требуемой надежности конструкции, что, в свою очередь, увеличивает материалоемкость и трудоемкость сооружения фундаментов, но при этом одновременно нарушается стабильность вечномерзлого слоя, что приводит к его деформации и просадкам.

В другой известной конструкции многопролетного моста, включающей пролетное строение и опоры, последние, для предотвращения деформаций конструкций, выполнены с демпферным устройством в виде резиновых блоков, расположенных между скошенными гранями пролетных строений и опорами (см., например, авторское свидетельство СССР №885402, кл. E01D 1/00, 1980 г.). Предлагаемая конструкция моста предназначена для строительства преимущественно в сейсмических районах, где она обеспечивает эффективное гашение вертикальных нагрузок, возникающих под влиянием кратковременных сейсмических воздействий.

Однако, применение предложенных в известном решении жестких резиновых блоков для устранения температурных просадок грунтов, возникающих под действием сил морозного пучения грунта в районах вечной мерзлоты, не обеспечивает надежной эксплуатации сооружений вследствие значительной теплопроводности плотных резиновых блоков, вызывающей подтаивание опор при воздействии тепла и частых знакопеременных нагрузок в процессе сезонного промерзания - оттаивания.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции по технической сущности является конструкция мостового перехода, включающая береговые и промежуточные опоры и железобетонное пролетное строение с предварительно напряженной арматурой, закрепленной в береговых опорах (см. патент РФ №1488381, кл. Е01D 1/00, 1987 г.). В верхней части береговых опор предусмотрены ниши с размещенными над ними подвижными плитами, к которым прикреплены концы предварительно напряженной арматуры. В нишах расположены домкраты, соединенные с гидравлическими аккумуляторами. Благодаря такой конструкции береговых опор известный мост имеет постоянный уровень распора, поддерживаемый гидравлическими аккумуляторами, а возникающие в процессе эксплуатации температурные воздействия на мостовую конструкцию, в том числе температурные просадки грунтов в районах вечной мерзлоты, не приводят к деформации и трещинообразованию конструкции.

Однако сложность конструктивного исполнения береговой опоры предлагаемого моста снижает эффективность применения известной конструкции моста.

Цель предлагаемого технического решения - ускорение строительства, исключение работ по отсыпке и теплоизоляции дорожного основания, охлаждение опор, повышение безопасности движения транспорта и снижение эксплуатационных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в способе строительства эстакад и мостовых переходов для автомобильных и железных дорог в условиях вечной мерзлоты, включающем бурение скважин, возведение круглых трубобетонных опор и монтаж на них неразрезного железобетонного пролетного строения, собранного из коробчатых блоков, стянутых и напряженных стальными канатами или их пучками из расчета от 5 до 20 т на каждый канат в длинномерную конструкцию - балку, с сечением поперек полотна в виде обратной трапеции, с проезжей частью в виде поверхности верхнего основания, удлиненной консолями, трубобетонные опоры устанавливают в слой вечной мерзлоты на глубину не менее 1 м от поверхности стабильного слоя вечной мерзлоты с изоляцией верхних и нижних частей трубобетонных опор упругими герметичными емкостями, наполненными сжатым до давления не менее 2 атм воздухом, причем блоки пролетного строения стягивают и напрягают стальными канатами или их пучками попарно и симметрично между надопорными блоками, а все пролетное строение устанавливают с зазором-продухом между нижней поверхностью балки и поверхностью грунта не менее 1 м, а в конструкции эстакад для автомобильных и железных дорог в условиях вечной мерзлоты согласно способу по п.1, включающей трубобетонные опоры и неразрезное стянутое и напряженное стальными канатами пролетное строение, выполненное в виде составной по длине балки из коробчатых железобетонных преднапряженных блоков с плитой проезжей части на поверхности, верхняя и нижняя части трубобетонных опор снабжены упругими герметичными емкостями сжатого воздуха, выполненными в верхней части в виде автомобильных шин с внешним диаметром, совпадающим с наружным диаметром трубобетонных опор, а в нижней части - в виде цилиндрической емкости с углублением для ввода нижних торцов трубобетонных опор, и соединенными с компрессором стальными трубками, заложенными в бетоне трубобетонной опоры, при этом шины, расположенные в верхней части трубобетонных опор, размещены между верхним торцом трубобетонных опор и нижним утолщенным основанием надопорных блоков, выполненных с цилиндрическими отверстиями диаметром, на 10-20 мм превышающим диаметр трубобетонных опор, причем торцы трубобетонных опор введены в цилиндрические отверстия блоков снизу на высоту, выбранную в пределах от 0,1 до 0,2 диаметра трубобетонных опор и закреплены 2-4-мя стальными стержнями диаметром от 20 до 40 мм, в своей нижней частью заглубленными в тело бетона трубобетонной опоры и соединенными друг с другом на уровне от верхнего торца трубобетонных опор, выбранном в пределах от 1 до 2 диаметров трубобетонных опор, а в верхней части выполненными с резьбой на концах, проходящими через отверстия в основании надопорных блоков и прикрепленными к основанию блоков пластинами с шайбами и гайками; надопорные и пролетные коробчатые блоки пролетного строения выполнены с размером плиты проезжей части вдоль дорожного полотна от 0,5 до 2,0 его ширин и утолщенным основанием в нижней части, при этом сопрягаемые торцовые поверхности блоков выполнены с попеременными симметрично расположенными пирамидальными выступами и углублениями совпадающей формы высотой или глубиной от 0,3 до 0,7 толщины соответствующей стенки блока и суммарной площадью сопряжения от 0,3 до 0,4 площади каждой стенки; надопорные блоки строения снабжены расположенной в средней части блока поперек полотна вертикальной стенкой с размещенными симметрично с обеих сторон стенки анкерными гнездами с возможностью крепления в них анкеров, при этом стягивающие и напрягаемые стальные канаты или пучки канатов расположены попарно в отверстиях выступов-ригелей симметричных пролетных блоков, исключая средний, а анкеры на концах напрягаемых стальных канатов или их пучков расположены в крепежных пустотах с двух сторон стенок надопорных блоков; на боковых стенках надопорных коробчатых блоков размещены люки с возможностью монтажа и обслуживания анкерных креплений внутри блоков; пролетные блоки строения выполнены с размещенными внутри, в средней части, поперек дорожного полотна, стенками с выступами высотой над поверхностью основания блоков от 1,0 до 2,0 и шириной - от 2,0 до 4,0 толщин основания блоков со сквозными горизонтальными отверстиями и стальными гильзами вдоль дорожного полотна в выступах с возможностью ввода в них стягивающих и напрягаемых стальных канатов или их пучков в попарно и симметрично расположенные по длине дорожного полотна пролетные блоки, исключая средний.

Приведенные в заявляемом решении параметры конструкции и способа строительства моста, эстакады на вечной мерзлоте обеспечивают достижение поставленной цели. За пределами указанных параметров цель не достигается.

Сущность заявляемого технического решения состоит в следующем. Благодаря размещению упругих герметичных емкостей со сжатым до давления не менее 2 атм воздухом на торцах трубобетонных круглых опор осуществляется хорошая теплоизоляция трубобетонных опор в связи с высокими теплоизоляционными свойствами воздуха - λ=0,026 Вт/(м·K), а также реализуется упругая компенсация знакопеременных нагрузок проходящего транспорта. При этом в результате установки теплоизолированных трубобетонных опор в вечную мерзлоту на глубину не менее 1 м от поверхности стабильного слоя вечной мерзлоты практически не разрушается (не разрыхляется!) грунт вокруг трубобетонной опоры, сохраняясь в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации и, таким образом, предотвращая его оттаивание, сопровождающееся, как известно, большими по величине и неравномерными по площади осадками.

Используемые при этом в качестве трубобетонных опор в неразрезном многопролетном строении предлагаемого моста трубобетонные колонны заводского изготовления, воспринимающие нагрузки с нескольких мостовых пролетов, являются наиболее быстро возводимыми, индустриальными, конструктивно надежными и экономичными в строительстве несущими конструкциями пролетных строений на вечномерзлых грунтах.

Предлагаемая конструкция моста, эстакады, мостового перехода изображена на фиг.1, продольный разрез; на фиг.2 показан типичный стык торцов предлагаемых коробчатых блоков; на фиг.3 - надопорный блок: а) вид с торца; б) поперечный разрез блока; на фиг.4 - крепление трубобетонных опор в надопорных блоках, поперечный разрез; на фиг.5 - блок пролетного строения: а) вид с торца; б) поперечный разрез блока.

Предлагаемая конструкция эстакады, мостового перехода на вечной мерзлоте содержит неразрезное многопролетное предварительно напряженное железобетонное строение 1 и трубобетонные опоры 2. Пролетное строение 1 (фиг.1) выполнено в виде неразрезной предварительно напряженной сборной балки, составленной из коробчатых надопорных 3 и пролетных 4 коробчатых блоков строения с размером плиты проезжей части вдоль дорожного полотна от 0,5 до 2,0 его ширины. Для обеспечения точной установки блоков на сопрягаемых торцах коробчатых блоков предусмотрены фиксаторы 5 - попеременные, симметрично расположенные пирамидальные выступы и впадины совпадающей формы, выполненные высотой или глубиной от 0,5 до 1,0 толщины соответствующей стенки блока и суммарной площадью сопряжения от 0,3 до 0,5 площади каждой стенки (фиг.2). Фиксаторы 5 могут иметь различную форму. Однако при устройстве фиксаторов пирамидальной формы в стенках блока улучшается работа стыка элементов сборной конструкции на передачу поперечных сил любого направления. На торцовых стенках надопорных блоков 3 размещены также люки 6 для монтажа и обслуживания анкерных креплений внутри блоков (фиг.3).

Надопорные блоки 3 снабжены вертикальной стенкой 7, расположенной вдоль блока в его средней части, с размещенными на ней с обеих сторон стенки арматурными гнездами 8 с возможностью крепления в них анкеров и выполнены с утолщенным нижним основанием 9, в котором расположены цилиндрические отверстия 10 диаметром, на 10-20 мм превышающим диаметр трубобетонных опор 2 для ввода верхней части трубобетонных опор (фиг.3).

Верхнее основание, нижнее основание и боковые стенки коробчатых блоков предлагаемой пролетной конструкции в поперечном сечении составляют обратную трапецию с консолями на верхнем основании, формирующем плиту проезжей части дорожного полотна магистрали. Предлагаемое техническое решение предусматривает между нижней поверхностью пролетного строения и поверхностью грунтов зазор-продух высотой не менее 1 м (фиг.4).

Также предусмотрено опирание несущих трубобетонных опор, минуя переходной подверженный таянию в летний период нестабильный слой (на фиг.4 от +0,0 до -0,0), на слой стабильной мерзлоты.

Согласно предлагаемому изобретению трубобетонные опоры 2 размещены на стабильном слое вечной мерзлоты, при этом нижний торец трубобетонной опоры располагают на уровне не менее 1 м от поверхности стабильного слоя вечной мерзлоты (фиг.4). Трубобетонные опоры 2 выполнены в виде трубобетонных колонн диаметром от 0,5 до 1,5 м. Трубобетонные опоры 2 расположены поперек дорожного полотна на оптимальном расстоянии друг от друга от одного до двух диаметров трубобетонных колонн, а по длине дорожного полотна - на расстоянии от 25 до 100 м друг от друга. Количество трубобетонных опор определяется необходимой шириной дорожного полотна магистрали.

Верхняя и нижняя части трубобетонных опор 2 снабжены упругими герметичными емкостями сжатого воздуха для теплоизоляции и амортизации трубобетонных опор (фиг.4), выполненными в верхней части в виде заполненных сжатым воздухом до давления не менее 2 атм автомобильных шин 11 с внешним диаметром, совпадающим с наружным диаметром трубобетонных опор 2 (фиг.4), а в нижней части - в виде цилиндрической емкости 12 с углублением для ввода нижних торцов трубобетонных опор 2. Шины 11, расположенные в верхней части трубобетонных опор, размещены между верхним торцом трубобетонных опор 2, введенным в цилиндрические отверстия (углубления) 10 (фиг.3) надопорных блоков 3, и дном цилиндрических отверстий 10 в нижнем утолщенном основании 9 надопорных блоков. Цилиндрические отверстия 10 выполнены диаметром, на 10-20 мм превышающим диаметр трубобетонных опор, причем верхние торцы трубобетонных опор 2 введены в цилиндрические отверстия 10 на высоту, выбранную в пределах от 0,1 до 0,2 диаметра трубобетонных опор, и закреплены 2-4-мя стальными стержнями 13 диаметром от 20 до 40 мм. Стержни 13 своей нижней частью заглублены в тело бетона трубобетонной опоры 2 и соединены друг с другом на уровне от верхнего торца трубобетонных опор, выбранном в пределах от 1 до 2 диаметров опор, а в верхней части выполнены с резьбой на концах, проходят через сквозные отверстия в утолщенном основании 9 надопорных блоков 3 и прикреплены к основанию 9 надопорных блоков пластинами 14 с шайбами и гайками 15.

Нижние упругие емкости 12 трубобетонных опор 2 (фиг.4) выполнены из резины в виде цилиндров с цилиндрическим углублением меньшего диаметра сверху с возможностью посадки в них нижних торцов трубобетонных опор. Выбранный наружный диаметр упругой цилиндрической емкости 12 на 0,1-0,2, а внутренний диаметр - на 0,02-0,03 превышают наружный диаметр нижней части трубобетонных опор с возможностью их сопряжения; высота цилиндрической емкости 12 выбирается в пределах от 1 до 2 диаметров трубобетонных опор, диаметром, на 0,010-0,015 превышающим диаметр трубобетонных опор, и высотой углубления в 0,3-0,5 диаметра трубобетонных опор для обеспечения ввода в емкость нижних торцов трубобетонных опор. При этом цилиндрическая емкость 12 соединена стальной трубкой-воздуховодом 16, закладной в бетоне трубобетонной опоры, с компрессором 17.

Пролетные блоки 4 (фиг.5) выполнены с размещенными в средней части внутри блока, поперек дорожного полотна, вертикальными стенками 18 с выступами 19 высотой над поверхностью основания блоков от 1,0 до 2,0 и шириной от 2,0 до 4,0 толщин основания блоков, в нижней части которых в выступах 19 расположены сквозные горизонтальные отверстия 20 и стальные гильзы 21, ориентированные вдоль дорожного полотна и предназначенные для ввода стягивающих и напрягаемых стальных канатов или их пучков в попарно и симметрично распределенные - относительно середины пролета - блоки 4 пролетного строения.

Предлагаемый способ с использованием заявляемой конструкции эстакады, мостового перехода осуществляют следующим образом.

В вечномерзлом грунте в месте погружения трубобетонных опор 2 разбуривают скважины на глубину в слой вечной мерзлоты не менее 1 м от поверхности стабильного слоя вечной мерзлоты. Перед установкой трубобетонных опор на дно пробуренных скважин укладывают небольшой выравнивающий слой песка. Затем в скважины устанавливают трубобетонные опоры 2 с прикрепленными к верхнему торцу опор шинами 11, а к нижним торцам трубобетонных опор - упругими цилиндрическими емкостями 12, соединяя шины и выводы стальных трубок-воздуховодов 16 нижних цилиндрических упругих емкостей 12 с компрессором 17 для поддержания в них давления не ниже 2 атм.

Монтаж неразрезного предварительно напряженного многопролетного строения производят методом попролетной сборки на сплошных подмостях отдельных железобетонных коробчатых блоков. Блоки изготавливают на полигоне и подвозят к месту монтажа на платформах. При этом длина блоков определяется их массой, грузоподъемностью применяемого кранового оборудования и условиями транспортирования.

Надопорные блоки 3 и пролетные блоки 4 строения монтируют с размером плиты проезжей части вдоль дорожного полотна от 0,5 до 2,0 его ширины, что определяется оптимальным соотношением размеров блоков, их массы, полос для движения автомобилей или габаритов железнодорожных путей с шириной дорожного полотна от 4 до 10 м.

Напрягаемые стальные канаты (фиг.1) пропускают на всю длину пролета с нечетным числом пролетных блоков с одновременным протягиванием их через отверстия 20 со стальными гильзами 21 в нижней части вертикальных стенок 18 пролетных блоков 4. При этом протягивают напрягаемую арматуру через блоки 1-5 пролетного строения, например, при 5-ти пролетных блоках, попарно: через блоки 1 и 5, 2 и 4, симметрично относительно середины монтируемого пролета, в которой блок 3 пролетного строения напрягается самостоятельно. Концы арматурных канатов закрепляют в анкерных гнездах 8, размещенных на торцовых стенках надопорных блоков 3. Расположенные на торцевых поверхностях блоков фиксаторы 5 в виде переменных симметрично расположенных трапецеидальных выступов и впадин обеспечивают точное совпадение при монтаже соседних блоков и после напряжения стальных канатов или их пучков усилием в пределах от 5 до 20 т на каждый канат обеспечивают несущую способность пролетной конструкции, опирающейся на трубобетонные колонны.

Более экономичным следует считать устройство подмостей только в одном пролете. После монтажа пролетного строения в пролете подмости разбирают и перемещают в следующий пролет.

Усовершенствованной разновидностью этого способа строительства является метод попролетной сборки. В этом случае подмости представляют собой специальный агрегат, который перемещается из пролета в пролет, опираясь на опоры моста, эстакады и собранную часть конструкции. Здесь конструкция пролетного строения должна быть такой, чтобы обеспечивалось беспрепятственное перемещение подмостей в очередной пролет.

Объединение блоков осуществляют пропускаемой по всей длине пролета напрягаемой арматурой. В рассматриваемом решении армирование смонтированной на трубобетонных опорах - сваях коробчатой балки осуществляют концентрированными пучками напрягаемой арматуры в виде стальных канатов, содержащими большое число высокопрочных проволок, располагаемых с отгибами от середины пролета к трубобетонным опорам. Такие пучки очень трудно протянуть в закрытых каналах, поэтому их располагают открыто во внутренних полостях коробок. Постепенный отгиб из нижней зоны в верхнюю может осуществляться с заводкой пучка за упорные ребра жесткости (в нашем случае - ригели).

После монтажа пролетного строения в этом пролете подмости разбирают и перемещают в следующий пролет. Обычно коробчатые пролетные строения с пролетами более 30-40 м монтируют из блоков, непосредственно устанавливаемых в пролет.

Предлагаемый способ и конструкция эстакады, мостового перехода для автомобильных и железных дорог позволяют круглогодично строить магистрали из полностью сборных железобетонных элементов - конструкций: коробчатых блоков, трубобетонных опор - как в жестких климатических условиях вечной мерзлоты, так и в различных регионах с пересеченной местностью, наличием болот и слабых грунтов. Новая конструкция позволяет исключить материало- и трудоемкие работы по отсыпке и теплоизоляции дорожных оснований, исключить необходимость специальных работ по созданию систем охлаждения опор и дорожного полотна. Применение сборных железобетонных элементов и комплектующих позволяет обеспечить высокий темп строительства эстакад и мостовых переходов по предлагаемому изобретению, значительно снизит трудозатраты и стоимость строительства.

Железобетон является надежным и долговечным материалом со сроком эксплуатации в десятки лет. Наиболее целесообразно изготовление долговечных сборных железобетонных элементов в виде трубобетонных опор и коробчатых блоков на основе наноцементов, разработанных и реализуемых в промышленности Открытым акционерным обществом «Московский ИМЭТ» (см. статью М.Я. Бикбау «Бетоны на наноцементах: свойства и перспективы». - ж-л «Строител. матералы, оборуд. и технологии XXI века. Технологии бетонов» - 2011. - №11 - 12. - С.20-24).

Применение по предлагаемому изобретению изолирующих емкостей с сжатым воздухом позволяет обеспечить сохранение несущей способности мерзлых грунтов в основании эстакад или мостовых переходов вне зависимости от изменений климатических условий с одновременной компенсацией значительных знакопеременных нагрузок при прохождении тяжелого транспорта, что существенно повысит безопасность движения и снизит стоимость эксплуатационных затрат.

Таким образом, достигаются все поставленные цели изобретения.

1. Способ строительства эстакад и мостовых переходов для автомобильных и железных дорог в условиях вечной мерзлоты, включающий бурение скважин, возведение круглых трубобетонных опор и монтаж на них неразрезного железобетонного пролетного строения, собранного из коробчатых блоков, стянутых и напряженных стальными канатами или их пучками из расчета от 5 до 20 т на каждый канат в длинномерную конструкцию - балку, с сечением поперек полотна в виде обратной трапеции, с проезжей частью в виде поверхности верхнего основания, удлиненной консолями, отличающийся тем, что трубобетонные опоры устанавливают в слой вечной мерзлоты на глубину не менее 1 м от поверхности стабильного слоя вечной мерзлоты с изоляцией верхних и нижних частей трубобетонных опор упругими герметичными емкостями, наполненными сжатым до давления не менее 2 атм воздухом, причем блоки пролетного строения стягивают и напрягают стальными канатами или их пучками попарно и симметрично между надопорными блоками, а все пролетное строение устанавливают с зазором-продухом между нижней поверхностью балки и поверхностью грунта не менее 1 м.

2. Конструкция эстакад для автомобильных и железных дорог в условиях вечной мерзлоты согласно способу по п.1, включающая трубобетонные опоры и неразрезное стянутое и напряженное стальными канатами пролетное строение, выполненное в виде составной по длине балки из коробчатых железобетонных преднапряженных блоков с плитой проезжей части на поверхности, отличающаяся тем, что верхняя и нижняя части трубобетонных опор снабжены упругими герметичными емкостями сжатого воздуха, выполненными в верхней части в виде автомобильных шин с внешним диаметром, совпадающим с наружным диаметром трубобетонных опор, а в нижней части - в виде цилиндрической емкости с углублением для ввода нижних торцов трубобетонных опор, и соединенными с компрессором стальными трубками, заложенными в бетоне трубобетонной опоры, при этом шины, расположенные в верхней части трубобетонных опор, размещены между верхним торцом трубобетонных опор, введенным в цилиндрические отверстия блоков снизу, и дном цилиндрических отверстий нижнего утолщенного основания надопорных блоков; цилиндрические отверстия выполнены диаметром, на 10-20 мм превышающим диаметр трубобетонных опор, причем верхние торцы трубобетонных опор введены на высоту, выбранную в пределах от 0,1 до 0,2 диаметра опор, и закреплены 2-4-мя стальными стержнями диаметром от 20 до 40 мм; стержни своей нижней частью заглублены в тело бетона трубобетонной опоры и соединены друг с другом на уровне от верхнего торца трубобетонных опор, выбранном в пределах от 1 до 2 диаметров трубобетонных опор, а в верхней части выполнены с резьбой на концах, проходят через сквозные отверстия в основании надопорных блоков и прикреплены к основанию блоков пластинами с шайбами и гайками; надопорные и пролетные коробчатые блоки пролетного строения выполнены с размером плиты проезжей части вдоль дорожного полотна от 0,5 до 2,0 его ширин и утолщенным основанием в нижней части, при этом сопрягаемые торцовые поверхности блоков выполнены с попеременными симметрично расположенными пирамидальными выступами и углублениями совпадающей формы высотой или глубиной от 0,3 до 0,7 толщины соответствующей стенки блока и суммарной площадью сопряжения от 0,3 до 0,4 площади каждой стенки; надопорные блоки строения снабжены расположенной в средней части блока поперек полотна вертикальной стенкой с размещенными симметрично с обеих сторон стенки анкерными гнездами с возможностью крепления в них анкеров, при этом стягивающие и напрягаемые стальные канаты или пучки канатов расположены попарно в отверстиях выступов-ригелей симметричных пролетных блоков, исключая средний, а анкеры на концах напрягаемых стальных канатов или их пучков расположены в крепежных пустотах с двух сторон стенок надопорных блоков; на боковых стенках надопорных коробчатых блоков размещены люки с возможностью монтажа и обслуживания анкерных креплений внутри блоков; пролетные блоки строения выполнены с размещенными внутри, в средней части, поперек дорожного полотна, стенками с выступами высотой над поверхностью основания блоков от 1,0 до 2,0 и шириной - от 2,0 до 4,0 толщин основания блоков со сквозными горизонтальными отверстиями и стальными гильзами вдоль дорожного полотна в выступах с возможностью ввода в них стягивающих и напрягаемых стальных канатов или их пучков в попарно и симметрично расположенные по длине дорожного полотна пролетные блоки, исключая средний.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при замыкании собираемых внавес консолей пролетного строения. Предварительно на стапеле осуществляют контрольную сборку концевых и замыкающей панелей, обрезку кромок концевых и замыкающей панелей и взаимную подгонку их к сварке, прикрепляют к консольным и замыкающей панелям временные фиксирующие элементы и выравнивающие устройства.

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при транспортировке по воде сверхтяжелых блоков пролетных строений. Плашкоут для перевозки блоков пролетного строения включает несущую блок пролетного строения обстройку, выполненную в виде прикрепленных к палубе плашкоута опорных балок и опирающихся на них распределительных балок с боковыми упорами.

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при реконструкции опоры моста или замене опорных частей. Технический результат при использовании изобретения заключается в упрощении способа подъема балок мостового сооружения при снижении трудозатрат, сокращении времени проведения ремонтных работ и создании благоприятных условий для выполнения ремонтных работ.

Изобретение относится к способам возведения мостов и мостовых конструкций на акватории. .

Изобретение относится к мостостроению и может быть применено в устройствах для подъема и монтажа блоков пролетного строения. .

Изобретение относится к области строительства, преимущественно к мостостроению, и может быть использовано, например, при монтаже пролетных строений мостов. .

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при изготовлении опалубки для формования вантового узла в железобетонном пролетном строении, состоящей из опалубочного элемента и силового каркаса, прикрепленного к арматурному каркасу пролетного строения.

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано в устройстве для перемещения подмостей вдоль монтируемых балок жесткости пролетного строения. .

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано в способе возведения базового надопорного участка балки жескости пролетного строения вантового моста, состоящем в сооружении в нижней части пилона временной надопорной конструкции, монтаже на ней блоков балки жесткости пролетного строения и установке на надопорном участке монтажных агрегатов.

Изобретение относится к мостостроению и, в частности, к передвижным подмостям, включающим среднюю и боковые подвижные части, на которые опирается опалубка пролетного строения, причем средняя и боковые подвижные части состоят из опорной конструкции, механизмов ее перемещения и путей катания.

Способ монтажа балки жесткости вантового моста состоит в укрупнительной сборке на полное сечение пространственного блока балки жесткости на стапеле и подаче его к месту монтажа, строповке блока к грузоподъемному устройству, перемещении блока в проектное положение, закреплении его на ранее собранной части балки жесткости и прикреплении к собранным блокам вант и их натяжении. Новым является то, что пространственный блок балки жесткости после укрупнительной сборки на стапеле передвигают на собранную часть балки жесткости, ориентируют его вдоль оси моста и перегружают на перекаточные тележки. Перекаточные тележки с расположенным вдоль оси моста пространственным блоком балки жесткости передвигают к месту монтажа, шлюзуют их через грузоподъемное устройство и производят вне зоны прикрепления ранее натянутых вант разворот на 90° перекаточных тележек вместе с пространственным блоком балки жесткости. Затем производят строповку пространственного блока балки жесткости к грузоподъемному устройству и передвигают его в зону монтажа. После закрепления пространственного блока балки жесткости к собранной части балки жесткости прикрепляют к ранее смонтированному пространственному блоку балки жесткости ванты с последующим их натяжением, после чего процесс монтажа повторяют. 2 ил.

Изобретение относится к способу размещения опорных частей на железнодорожных пролетных строениях, состоящем в установке на подвижной и неподвижной осях опирания пролетного строения подвижных и неподвижных опорных частей. Часть подвижных опорных частей выполняют всесторонне-подвижными, а одну из них - линейно-подвижной в продольном направлении. Всесторонне-подвижные опорные части устанавливают попарно на подвижной и неподвижной осях пролетного строения соосно главным балкам или фермам пролетного строения симметрично и равноудалено от продольной оси пролетного строения, а вдоль продольной оси пролетного строения на неподвижной оси опирания устанавливают неподвижную опорную часть. На подвижной оси опирания устанавливают линейно подвижную в продольном направлении опорную часть. Всесторонне-подвижные опорные части могут воспринимать только вертикальные нагрузки от пролетного строения. Линейно-подвижные опорные части могут воспринимать только горизонтальные поперечные нагрузки без возможности восприятия вертикальных реакций. Неподвижная опорная часть может воспринимать только горизонтальные продольные и поперечные нагрузки без возможности восприятия вертикальных реакций. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для производства работ в гидротехническом строительстве и может быть использовано для возведения свайных мостовых оснований, эстакад, перегрузочных комплексов и причальных сооружений на акваториях. Технологический комплекс для возведения гидротехнического сооружения (ГТС) содержит рабочую площадку 1, совокупность средств для его возведения. ГТС включает свайные опоры 2 с установленным на них ростверком 3 из плит. Рабочая площадка 1 выполнена в виде продольного горизонтального стапеля, оснащенного оборудованием и сборными элементами для монтажа ГТС. Совокупность средств для возведения ГТС включает подъемное устройство, установку для монтажа свайных опор основания ГТС с посекционным наращиванием пролетов ростверка ГТС и модуль завершающих монтажных работ. Подъемное устройство выполнено в виде большегрузного подъемного крана 5. Установка для монтажа свайных опор включает выставленную подъемным краном 5 по горизонту на проектные оси по длине и ширине пролета кондукторную раму 6 со смонтированным на ней выносным кондуктором 7. Один конец кондукторной рамы 6 установлен на поперечном металлическом ригеле 8 уже смонтированного пролета ГТС, а второй выносной конец установлен на две пары снабженных гидроприводами опорных стоек 9 и 10. Первая пара опорных стоек 9 установлена на грунте дна вертикально, а стойки второй пары 10 установлены наклонно под углом 15-20° к вертикальным стойкам 9. Кондуктор 7 снабжен выполненными в виде стаканов проемами 11 для размещения свайных опор 2 на проектное положение посредством подъемного крана 5 с последующим погружением их забивным снарядом на требуемую глубину в грунт дна и фиксацией расположенными в проемах кондуктора 7 упорами. На верхних концах свайных опор 2 смонтирован поперечный металлический ригель 8, установленный подъемным краном 5 и закрепленный сварным соединением. На поперечных ригелях 8 уже смонтированной и вновь монтируемой секций ГТС установлены и закреплены сварным соединением металлические ортотропные плиты 4. На концах поперечного металлического ригеля 8 уже смонтированного пролета ГТС оборудована закрепленная сварным соединением пара временных опорных гнезд для опирания дополнительных опорных пар стоек 13. Дополнительные опорные пары стоек 13 выполнены заодно с кондукторной рамой 6 и размещены парами на ее нижней стороне вдоль продольных балок 12 с шагом в соответствии с выражением: l = L/(n + l) , где l - расстояние между парами дополнительных опорных стоек, L - длина кондукторной рамы, n - число пар дополнительных опорных стоек. Обеспечивается расширение арсенала технических средств и бесперебойная работа при изменении длины пролетов, сокращение сроков строительства и снижение трудоемкости работ. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к монтажу сводов арки. Технический результат изобретения заключается в снижении трудозатрат при монтаже арки. Способ монтажа свода арки состоит в предварительном монтаже балок затяжки, установке на них временных опор переменной высоты и последовательной сборке элементов свода арки с опиранием на временные опоры. На балке затяжки монтируют в низком уровне дополнительные временные опоры переменной высоты, собирают на них из элементов свода арки две боковых полуарки без опорных участков и среднюю часть свода арки. Затем шарнирно прикрепляют к средней части свода арки две боковых полуарки, образуя шарнирную плеть свода арки, после чего на временных опорах монтируют грузоподъемные устройства, шарнирно опирают на них шарнирную плеть свода арки и с помощью грузоподъемных устройств поднимают ее на проектную высоту. После монтажа опорных участков и объединения между собой балки затяжки и свода арки с помощью арочного заполнения временные опоры демонтируют. 4 ил.

Устройство для подъема и монтажа блоков пролетного строения включает опорную балку с передней и задней опорами, механизм подъема блоков пролетного строения, оснащенный гидродомкратами с системой перехвата пучков. Опорная балка снабжена дополнительным грузоподъемным механизмом, состоящим из тяговых лебедок, кареток с системой отводных блоков (полиспастов), неподвижных упоров и обводных роликов. Канат с барабана каждой тяговой лебедки проходит через обводной ролик, систему отводных блоков полиспаста каретки и закреплен на неподвижной опоре. В средней части опорной балки расположена временная опора, жестко прикрепленная нижним концом на собранной части пролетного строения и снабженная в верней части гидродомкратами, взаимодействующими с нижним поясом опорной балки. Нижняя часть передней опоры шарнирно прикреплена к собранной части пролетного строения, а верхняя жестко прикреплена к опорной балке. Задняя опора шарнирно прикреплена к опорной балке и собранной части пролетного строения. Передняя опора может быть выполнена изменяемой по высоте с помощью встроенных в нее проставок. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ относится к области строительства и предназначен для сборки больших конструкций средствами малой механизации. Резко снижает массу конструкции и время ее сборки. Между временно разнесенными по высоте опорами формируют растянутую каркасную ленту. Поднятую торцевую сторону опускают в нижнее положение, обеспечивая направленное сжатие каркасной ленты. В процессе выполнения этой технической операции каркасная лента непроизвольно выгибается и собирается в арочную пролетную конструкцию. 2 ил.
Наверх