Установка в проектное положение пролетного строения подводного автодорожного разборного моста совместно с одной промежуточной свайно-башмачной опорой
Владельцы патента RU 2737748:
Федеральное государственное казенное военное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" (RU)
Изобретение относится к области мостостроения и может быть применено при устройстве подводного автодорожного разборного моста (ПАРМ). Способ установки в проектное положение пролетного строения ПАРМ (подводного автодорожного разборного моста) совместно с одной промежуточной свайно-башмачной опорой производят способом «на плаву» консольно-стреловым краном, размещенным на плашкоуте. Ригель опоры временно жестко прикрепляют к переднему концу пролетного строения болтами и монтажными талрепами. Пролетное строение с опорой доставляют на перевозном пароме к месту установки, где краном сначала приподнимают его для вывода парома с оси моста, а затем опускают в воду для размещения и закрепления свободного конца его на предыдущей опоре. После этого от ригеля опоры отсоединяют стойки с башмаками, которые под собственным весом опускаются на дно. Ригель опоры временно снова соединяют со стойками монтажными штырями. Затем кран отсоединяют от пролетного строения и отводят с оси моста, а на опущенное пролетное строение въезжает установка завинчивания свай, с применением которой сначала заводят стволы свай в пазы, устроенные в торцах ригеля, а винтовые лопасти в сквозные направляющие стаканы, устроенные в башмаках опоры. После этого производят завинчивание свай на расчетную глубину и до совпадения сквозных отверстий в ригеле и стволах обеих свай, в которые вставляют несущие штыри, передающие постоянные и подвижные нагрузки с пролетного строения на винтовые сваи. Монтажные штыри удаляют из отверстий в ригеле и стойках опоры, а монтажные талрепы отсоединяют от торца пролетного строения и ригеля опоры.5 ил.
Изобретение относится к области мостостроения. Оно, в частности, может быть применено при устройстве подводного автодорожного разборного моста (далее - ПАРМ).
Основное предназначение автодорожных подводных мостов, как известно, является «обеспечение скрытности их положения и повышение их живучести в период военных действий» (Саламахин П.М. и др. Инженерные сооружения в транспортном строительстве. Учебник. В 2 кн. Кн. 1 М.: Изд. центр «Академия», 2008). [1]
Известны типовые конструкции подводных, в основном деревянных, автодорожных мостов, состоящих из опор и пролетных строений, проезжая часть которых располагается под водой на глубине (до 0,5 м), обеспечивающей нормальное движение колесной и гусеничной техники. Краткие сведения о них изложены в учебнике «Мосты и переправы на военно-автомобильных дорогах» (М: Воениздат. 1988). [2] Здесь же приведены общие сведения о строительстве подводных мостов. Такие мосты рекомендуется устраивать с пролетными строениями из простых прогонов, блочными, цельнометаллическими или из деревянных колейных блоков с дощатой подшивкой снизу и заполнением камнем пустот между прогонами. Опоры мостов, в основном плоские, из забивных деревянных свай (Рис 10.8) [2] Металлические прогоны и деревянные колейные блоки, пригруженные камнем, укладывают на опоры, как правило, автокранами или спецкранами (например, СРК-20Л) «с головы» готового участка моста. Трудоемкость и сроки сооружения таких мостов в несколько раз выше, чем, например, низководных. Пропускная способность таких подводных мостов также наименьшая. [2]
Известны конструкция «пролетного строения из углепластика ПАРМ» (патент на полезную модель №180956 от 02 июля 2018 г Бюл. №19) [3] и конструкция «промежуточной свайно-башмачной опоры подводного а.д. разборного моста ПАРМ» (патент на полезную модель №189266 от 17 мая 2019 г Бюл. №14). [4]
Указанное пролетное строение и промежуточная опора использованы для устройства ПАРМ в предлагаемом изобретении.
Анализ технологий устройства разборных высоководных и низководных автодорожных мостов (САРМ-М, БАРМ, МВБ и др.) показывает, что наиболее эффективными являются продольная надвижка, в т.ч. с аванбеком по готовым опорам. Вместе с тем мост малых пролетов (ММП) может надвигаться в пролеты с опорами, соединенными с пролетным строением. При этом используется специальное устройство для монтажа опор (Мост малых пролетов. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Гл. 2 М.: Воениздат. 2002 г). [5]
Известна также технология монтажа железнодорожной металлической сборно-разборной эстакады РЭМ-500 «с головы» в русле реки консольным железнодорожным краном СРК-20Л (Металлическая эстакада РЭМ-500. Гл. 6 М.: Воениздат. 1976 г). [6]
Эта технология принята в качестве прототипа изобретения. Суть технологии сводится к тому, что собранное пролетное строение стропуется к консоли крана СРК-20Л специальными балками. Затем собранная опора на другой площадке стропуется в горизонтальном положении также к консоли крана. При этом используют накладные балки, монтажные шарнирные тяги и специальный захват. На этой площадке к крану стропуют еще две монтажные распорки.
После этого кран СРК-20Л с пролетным строением, опорой и монтажными распорками по установленному пролетному строению выдвигается в пролет моста. Здесь сначала устанавливают в проектное положение опору и горизонтальные распорки, которые крепят к предыдущей опоре и этим фиксируют расстояние между соседними опорами. Затем опускают на опоры пролетное строение одновременной работой двух полиспастов.
Однако для устройства ПАРМ описанная технология не применима по следующим причинам.
Во-первых, консольный кран, в т.ч. и на пневмоходу, находясь в воде, должен возвращаться на монтажную площадку за очередным пролетным строением, т.к. производить строповку к консоли крана пролетного строения, опоры и распорок возможно только на суше (суходоле). А это занимает значительное время.
Во-вторых, установка опоры и соединение ее распорками с соседней опорой под водой требует значительных затрат времени и труда на выполнение подводных технических работ командой водолазов. При этом следует учитывать, что эти работы выполняются под поднятым пролетным строением, что недопустимо по правилам техники безопасности.
В-третьих, требуются дополнительные монтажные элементы: распорки; накладные балки, прикрепляемые сверху к консоли крана; шарнирные тяги и специальные захваты. [6]
Технологии по устройству ПАРМ, состоящего из пролетных строений по патенту на полезную модель [3] и опор по патенту на полезную модель [4], к настоящему времени не разработано.
Исходя из того, что опоры и пролетные строения ПАРМ находятся постоянно под водой, целесообразно их совместную установку в проектное положение производить способом «на плаву» консольно-стреловым краном (КСК), размещенным на плашкоуте, например, из понтонов универсального наплавного средства (Универсальное наплавное средство. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: Воениздат.2015) [7].
Технической задачей (ТЗ) изобретения является разработка способа установки в проектное положение пролетного строения ПАРМ совместно с одной промежуточной свайно-башмачной опорой.
Указанная ТЗ решена за счет того, что способ установки в проектное положение пролетного строения ПАРМ (подводного автодорожного разборного моста) совместно с одной промежуточной свайно-башмачной опорой производят способом «на плаву» консольно-стреловым краном, размещенным на плашкоуте, отличается тем, что ригель опоры временно жестко прикреплен к переднему концу пролетного строения болтами и монтажными талрепами, при этом пролетное строение с опорой доставляют на перевозном пароме к месту установки, где краном сначала приподнимают его для вывода парома с оси моста, а затем опускают в воду для размещения и закрепления свободного конца его на предыдущей опоре. После этого от ригеля опоры отсоединяют стойки с башмаками, которые под собственным весом опускаются на дно. Ригель опоры временно снова соединяют со стойками монтажными штырями. Затем кран отсоединяют от пролетного строения и отводят с оси моста, а на опущенное пролетное строение въезжает УЗС (установка завинчивания свай), с применением которой сначала заводят стволы свай в пазы, устроенные в торцах ригеля, а винтовые лопасти в сквозные направляющие стаканы, устроенные в башмаках опоры. После этого производят завинчивание свай на расчетную глубину и до совпадения сквозных отверстий в ригеле и стволах обеих свай, в которые вставляют несущие штыри, передающие постоянные и подвижные нагрузки с пролетного строения на винтовые сваи. Монтажные штыри удаляют из отверстий в ригеле и стойках опоры, а монтажные талрепы отсоединяют от торца пролетного строения и ригеля опоры.
Предлагаемая последовательность работ по установке в проектное положение пролетного строения ПАРМ совместно с одной промежуточной свайно-башмачной опорой изображена на рисунках 1 и 2, где обозначено:
фиг. 1 - вид пролетного строения с опорой на перевозном пароме и консольно-стрелового крана на плашкоуте; фиг. 2 - тоже на виде сверху; фиг. 3,а - вывод перевозного парома из под приподнятого пролетного строения; фиг. 3,б - вид пролетного строения, опущенного на две опоры; фиг. 4 - рабочее положение УЗС на опущенном пролетном строении; фиг. 5 - заводка сбоку ствола сваи в паз в ригеле опоры, а лопастной части - в направляющий сквозной стакан, устроенный в башмаке опоры; завинчивание сваи установкой УЗС и вид готовой опоры после завинчивания свай; поз. 1 - блоки пролетного строения; поз. 2 - промежуточная свайно-башмачная опора; поз. 3 - перевозной паром; поз. 4 - плашкоут для консольно-стрелового крана (КСК); поз. 5 - опорная платформа КСК с оборудованием на плашкоуте; поз. 6 - грузовая лебедка; поз. 7 - грузовой полиспаст; поз. 8 - грузовая секционная стрела КСК; поз. 9 - поддерживающая рама с роликом; поз. 10 - лебедка поддерживающей рамы; поз. 11 - передвижная электростанция под навесом; поз. 12 - водяные насосы; поз. 13 - якорные лебедки; поз. 14 - речные якоря; поз. 15 - опорно-шарнирные узлы стрелы 8 и рамы 9; поз. 16 - рабочие канаты; поз. 17 - запорная задвижка стоек опоры; поз. 18 - опорные части; поз. 19 - стропы четырехветвевые; поз. 20 - установка завинчивания свай (УЗС); поз. 21 - стыковочный узел понтонов; поз. 22 - водный балласт; поз. 23 - монтажные талрепы; поз. 24 - винтовые сваи; РУВ - расчетный уровень воды; VВ - скорость и направление течения воды.
Осуществление изобретения производится в несколько этапов.
На первом этапе выполняются разбивочные работы на оси моста. На берегу реки ниже моста по течению организуется строительная площадка для сборки из блоков пролетных строений 1 и опор 2. Эти блоки завозят на стройплощадку автотранспортом с баз хранения или завода - изготовителя. Вдоль берега на стройплощадке из речных понтонов УНС собирают автокранами два плавучих причала (на рисунке не показаны).
На втором этапе автокранами с причалов на воде собирают плашкоут 4 для крана КСК, а также перевозной паром 3 для доставки на ось моста пролетных строений 1 с опорами 2 и других элементов моста (фиг. 1 и 2). Этим же автокраном на плашкоуте 4 монтируют опорную платформу 5 КСК. Затем на ней устанавливают опорно-шарнирные узлы 15 стрелы 8 и рамы 9 (фиг. 2), монтируют стрелу 8 и раму 9. Устанавливают лебедки 10 и 6, якорные лебедки 13, электростанцию 11 с навесом, водяные насосы 12 и др. Стрелу 8 с полиспастом 7 и раму 9 приводят в рабочее положение канатами 16 от лебедок 6 и 10. (фиг. 1 и 2).
После этого на перевозной паром 3 краном КСК грузят пролетное строение 1. (фиг. 1).
Затем на стройплощадке вблизи причала монтажники производят жесткое соединение монтажными болтами и талрепами 23 пролетного строения 1 с опорой 2. Пролетное строение 1 вместе с опорой 2 краном КСК устанавливают на перевозной паром 3 (фиг. 2). Буксирами паром 3 и кран КСК отводятся на ось моста (фиг. 3). Здесь плашкоут 4 с краном КСК закрепляется речными якорями 14, соединенными с плашкоутом 4 канатами от якорных лебедок 13 (фиг. 2).
На третьем этапе пролетное строение 1 с опорой 2 краном КСК приподнимают над паромом 3 на 20-30 сантиметров. Паром 3 буксирами выводится из-под пролетного строения 1 с опорой 2. Далее производится опускание пролетного строения 1 с опорой 2 в воду до посадки свободных концов главных балок пролетного строения 1 на опорные части 18, расположенные на предыдущей опоре (фиг. 3). После этого в отверстия опорных частей вставляют монтажные болты и пробки. Этим обеспечивается проектное положение пролетного строения 1 в линии моста. Затем выполняется операция опускания на дно башмаков со стойками опоры 2 (фиг. 3). Для этого два монтажника, стоя на ригеле опоры 2, кувалдами выбивают одновременно запорные задвижки 17 из специальных отверстий в стойках опоры 2. В результате башмаки опоры опускаются на дно (фиг. 3). После этого краном КСК поверхность проезжей части пролетного строения 1 приводят в горизонтальное проектное положение (фиг. 3). Далее два монтажника, поворачивая опорные стаканы с отверстиями (на рисунках не показаны), установленные свободно на стойках между башмаками и низом ригеля опоры 2, добиваются совпадения одного отверстия в стаканах с отверстием в стойках опоры 2 (патент на ПМ №165498 «Поворотный опорный стакан свайно-винтового ростверка АРМ» Peг. 20.10.2016 г. Бюл. №29). [8]
В совпавшие отверстия вставляют несущие штыри и краном опускают на стаканы ригель опоры с опирающимся на него пролетным строением 1 (фиг. 3, б; 4 и 5). Плашкоут 4 с освободившимся краном КСК буксируется к причалам за следующим пролетным строением 1 с опорой 2.
На установленное пролетное строение 1 выезжает УЗС 20 с двумя винтовыми сваями в захватах кабестанов (фиг. 4). Сваи заводят с торцов ригеля в пазы для стволов свай, а лопастные части свай размещают в направляющих стаканах, устроенных в башмаках опоры 2 (фиг. 5).
После этого производится завинчивание свай на проектную глубину. В совпавшие отверстия в стволах свай и ригелях опоры вставляют несущие штыри (фиг. 5). Теперь нагрузка через несущие штыри передается на основание опор через лопасти винтовых свай.
На прочных неразмываемых грунтах винтовые сваи могут не применяться.
Все описанные работы, производимые в русле реки, должны выполняться водолазами и монтажниками в специальной водонепроницаемой одежде и обуви, например, как у спасателей МЧС.
Возможна и другая технология работ.
Таким образом, предлагаемое изобретение решает техническую задачу, позволяет сократить затраты времени на монтаж ПАРМ до 20% и трудоемкость работ на оси моста. При этом расширяется область применения консольно-стрелового крана КСК.
Использованные источники
1. Саламахин П.М. и др. Инженерные сооружения в транспортном строительстве. Учебник. В 2 кн. Кн. 1 М.: Изд. центр «Академия», 2008
2. Мосты и переправы на военно-автомобильных дорогах» М.: Воениздат. 1988
3. «Пролетное строение из углепластика подводного автодорожного разборного моста» Патент на ПМ №180956, Peг. 2.07.2018 г. Бюл. №19
4. «Промежуточная свайно-башмачная опора подводного автодорожного разборного моста» Патент на ПМ №189266, Peг. 17.05.2019 г. Бюл. №14
5. Мост малых пролетов. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Гл. 2 М.: Воениздат. 2002
6. Металлическая эстакада РЭМ-500. Гл. VI М.: Воениздат. 1976
7. Универсальное наплавное средство. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: Воениздат. 2015
8. Поворотный опорный стакан свайно-винтового ростверка АРМ» Патент на ПМ №165498, Peг. 20.10.2016 г. Бюл. №29
Способ установки в проектное положение пролетного строения ПАРМ (подводного автодорожного разборного моста) совместно с одной промежуточной свайно-башмачной опорой производят способом «на плаву» консольно-стреловым краном, размещенным на плашкоуте, отличающийся тем, что ригель опоры временно жестко прикреплен к переднему концу пролетного строения болтами и монтажными талрепами; при этом пролетное строение с опорой доставляют на перевозном пароме к месту установки, где краном сначала приподнимают его для вывода парома с оси моста, а затем опускают в воду для размещения и закрепления свободного конца его на предыдущей опоре; после этого от ригеля опоры отсоединяют стойки с башмаками, которые под собственным весом опускаются на дно; ригель опоры временно снова соединяют со стойками монтажными штырями на время производства работ; затем кран отсоединяют от пролетного строения и отводят с оси моста, а на опущенное пролетное строение въезжает УЗС (установка завинчивания свай), с применением которой сначала заводят стволы свай в пазы, устроенные в торцах ригеля, а винтовые лопасти в сквозные направляющие стаканы, устроенные в башмаках опоры; после этого производят завинчивание свай на расчетную глубину и до совпадения сквозных отверстий в ригеле и стволах свай, в которые вставляют несущие штыри, передающие постоянные и подвижные нагрузки с пролетного строения на винтовые сваи; монтажные штыри удаляют из отверстий в ригеле и стойках опоры, а монтажные талрепы отсоединяют от торца пролетного строения и ригеля опоры.
