Текст
                    | Б. В. БОБРИКОВ, И. М. РУСАКОВ, А.А. ЦАРЬКОВ |
СТРОИТЕЛЬСТВО

ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ,
ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
Под редакцией канд. техн, наук Б. В. БОБРИКОВА
Утверждено
Главным управлением
учебными заведениями МПС
в качестве учебника
для студентов специальности 1212
''Мосты и тоннели"
МОСКВА"ТРАНСПОРТ"1987

УДК 624.2/8.002(075.8) Бобриков Б. В., Русаков И. М., Царьков А. А. Строительство мостов: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп.; Под ред Б. В. Бобрикова — М/ Транспорт, 1987. 304 с В учебнике изложены технология изготовления сборных мостовых конст- рукций и постройки опор и пролетных строений как монолитной, так и сбор- ной конструкции Рассмотрены современные методы и способы выполнения строительно-монтажных работ. Большое внимание уделено расчетам прочности и устойчивости мостовых конструкций в процессе их сооружения Первое издание вышло в 1978 г. Учебник предназначен для студентов высших учебных заведений желез- нодорожного транспорта, обучающихся по специализации «Мосты» специаль- ности «Мосты и тоннели». Ил 268, табл 5, библиогр. 25 назв. Учебник написали введение, главы 1, 2, пп. 6.3, 7 5, 7.6, приложение 3 — Б В Бобриков, главы 8—И, пп. 6.1, 6.2, 7.2—7.4, приложения 1, 2 — И М Русаков, главы 3—5, пп. 6 4. 7.1, 7.7, приложения 3—11 — А. А Царьков. Рецензенты: проф. Г. М. Власов (НИИЖТ), доц В. С. Усольцев (НИИЖТ) Заведующий редакцией В Г. Пешков Редактор К.М. Ивановская Учебник БОРИС ВАЛЕРЬЯНОВИЧ БОБРИКОВ, ИЛЬЯ МИХАИЛОВИЧ РУСАКОВ, АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ ЦАРЬКОВ СТРОИТЕЛЬСТВО мостов Переплет художника В Н Сергутина Технический редактор Л Г Дягилева Корректор-вычитчик И Л! Лукина Корректор Н А Хасянова И Б № 3205 Сдано в набор 23 01 87 Подписано в печать 02 10 87. Т-00788 Формат 70Х 1001/|6 Бум кн-журн №2 Гарнитура литературная Офсетная печать Усл печ л 24,7 Усл кр-отт 49,4. Уч-изд л 26.66 Тираж 10 000 экз Заказ 156 Цена 1 р 20 к Изд X? 1-1-1/15 № 2961 Ордена «Знак Почета» издательство «ТРАНСПОРТ». 103064, Москва, Басманный туп , ба Московская типография № 4 Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли 129041, Москва, Б Переяславская, 46 3601020000-394 Б ---------------113-87 049(01)-87 \g> Издательство «Транспорт», 1978 © Издательство «Транспорт», 1987 с изменениями
ВВЕДЕНИЕ Ускорение социально-экономиче- ского развития нашего общества путем интенсификации производ- ства на основе научно-техническо- го прогресса, мобилизации внут- ренних ресурсов, использования природных богатств страны, освое- ния месторождений топливных и сырьевых ресурсов требует разви- тия транспортных связей, строи- тельства новых дорог, особенно в отдаленных районах Сибири, Севера и Дальнего Востока. В транспортном строительстве главная задача состоит в повыше- нии эффективности капитальных вложений путем сокращения про- должительности и себестоимости строительства, повышения качества сооружений и производительности труда. Основные направления ре- шения этой задачи — индустриали- зация строительства (применение сборных конструкций из элементов заводского изготовления высокой степени готовности), повышение уровня механизации строительно- монтажных работ, разработка и внедрение новой технологии изго- товления и монтажа конструкций. Эти вопросы являются предметом изучения в дисциплине «Строитель- ство мостов», которой посвящен на- стоящий учебник. Организация стро- ительства мостов, планирование и управление здесь не рассматрива- ются. На всех этапах развития мосто- строения прослеживается зависи- мость технического уровня конст- рукций и методов их постройки от степени развития производитель- ных сил. Появление высокопроч- ных арматурных сталей и высокома- рочных цементов, совершенствова- ние технологии изготовления желе- зобетонных элементов сделали воз- можным применение тонкостенных предварительно напряженных кон- струкций. Это позволило увеличить размеры блоков сборных конструк- ций и расширить область их приме- нения. Развитие промышленности по изготовлению металлоконструкций, применение автоматической свар- ки и внедрение мощных монтаж- ных кранов, выпуск высокопрочных легированных сталей создали усло- вия перехода от трудоемких мно- гораскосных клепаных стальных пролетных строений с большим чис- лом легких элементов к треуголь- ной решетке главных ферм с более мощными сварными элементами с фракционными соединениями, к ба- лочным пролетным строениям ко- робчатого сечения, что способство- вало совершенствованию способов монтажа. В процессе строительства в кон- струкциях возникают необрати- мые усилия и деформации, сущест- венно влияющие на напряженное состояние во время эксплуатации сооружения. Эти дополнительные усилия определяются на каждой стадии сооружения и учитываются при проектировании конструкций. Отсюда взаимосвязь и взаимозави- симость проектирования конструк- ций и технологии производства. Она приобретает особое значение при возведении современных мосто- вых сооружений, имеющих сложные схемы и конструкции и требующих 3
освоения новых технологических процессов с применением совре- менных машин, оборудования и устройств. Постановление ЦК КПСС и Со- вета Министров СССР от 19 авгу- ста 1954 г. «О развитии производ- ства сборных железобетонных кон- струкций и деталей для строитель ства» положило начало индустриа- лизации строительства железобетон- ных мостов. Наряду с заводами сборных же- лезобетонных конструкций функ- ционируют полигоны, на которых изготовляют железобетонные и бе- тонные элементы, не требующие сложного технологического обору- дования. В настоящее время на поли- гонах изготовляют до 55% сбор- ных мостовых конструкций. Осна- щение заводов и полигонов высоко- производительным оборудованием и совершенствование технологии обеспечивают необходимую проч- ность, долговечность и высокие экс- плуатационные качества сооруже- ний, снижают себестоимость кон- струкций, что способствует расши- рению области применения сбор- ных конструкций. Изготовление железобетонных оболочек методом центрифугирова- ния, создание мощных вибропогру- жателей, внедрение в практику строительства буровых свай позво- лили полностью отказаться от при- менения кессонов и ограничить применение опускных колодцев. Использование в стыках конструк- ций клея на основе эпоксидных смол способствовало широкому применению сборных пролетных строений с поперечным членением, сооружаемых навесным способом (рис. 1). В случае ограничений возмож- ности доставки на строительство блоков сборной конструкции, слож- ности монтажа, при наличии хоро- ших составляющих бетона (песка, щебня), при условии применения инвентарных конструкций времен- ных сооружений и высокой степени механизации может оказаться тех- нически целесообразным и эконо- мически эффективным применение монолитных конструкций опор и пролетных строений. Такие реше- ния часто встречаются при строи- тельстве виадуков (рис. 2). Иногда бывает эффективно соо- ружать железобетонные пролет- Рис. 1. Навесной монтаж рамно-консольного железобетонного моста 4
Piu 2 Навесное бетонирование неразрезного пролетною < ip- • • i н.м i\h.i Phi 3. Перевозка части железобе iонного пропетого строения
Рис 4 Навесная сборка неразрезнся о cia.ibHoio iipo.ic i hoi о строения ные строения с укрупнительной сборкой или бетонированием круп- ных блоков на береговых подмос- тях с последующей перевозкой в пролет на плавучих средствах, как это было сделано при строительст- ве моста Александра Невского че- рез р. Неву в г. Ленинграде, через р. Москву в Лужниках в г. Москве, через р. Волгу в г. Саратове (рис. 3) и др. Наряду со строительством желе- зобетонных мостов совершенствует- ся изготовление стальных пролет- ных строений для перекрытия про- летов больших и внеклассных мос- тов под железную дорогу и сред- них пролетов, расположенных в районах северной климатической зоны. На заводах улучшается тех- нология изготовления сварных эле- ментов ферм коробчатого сечения, сварных ортотропных плит, свар- ных балочных пролетных строений коробчатого сечения. Монтаж осу- ществляется в основном навесным способом с применением фрикцион- ных монтажных соединений на вы- сокопрочных болтах (рис. 4). В связи с введением мощных ло- комотивов и ростом грузоподъем- ности подвижного состава желез- ных дорог увеличивается объем ра- бот по замене устаревших сталь- ных пролетных строений. 6 Повышение технического уров- ня мостостроения предусматрива- ет автоматизацию производствен- ных процессов. Примером могут служить внедрение автоматики в процессе приготовления бетонной смеси на бетонных заводах, автома- тизация натяжения стержневых хо- мутов в преднапряженных пролет- ных строениях, погружение свай и др. Все указанные выше направле- ния в развитии отечественного мос- тостроения позволили за послед- ние годы построить ряд больших мостов, конструкции и методы строительства которых находятся на переднем рубеже современного мостостроения. К ним относятся вантовые мосты через реки Днепр в г. Киеве, Даугаву в г. Риге и Шексну в г. Череповце; мосты че- рез реки Оку в г. Горьком, Днепр в г. Днепропетровске, Неву в г. Ле- нинграде; мосты через большие и средние реки на БАМе и др. Дальнейшее развитие техноло- гии строительства мостов намечает- ся в следующих направлениях: развитие производственной ба- зы мостостроения с реконструк- цией действующих и строительст- вом новых промышленных пред- приятий;
разработка новых и совершенст- вование применяемых индустриаль- ных способов возведения фундамен- тов и надфундаментной части опор; совершенствование изготовления и монтажа сборных железобетонных и стальных конструкций; оснащение мостостроительных ор- ганизаций новыми инвентарными конструкциями, приспособлениями и оснасткой; дальнейшее повышение механо- и энерговооруженности мостостро- ительных организаций, обеспече ние их высокопроизводительными машинами, механизмами, оборудо- ванием и средствами малой меха- низации. В настоящее время ведется разра ботка и внедрение в мостостроение гибкой (универсальной) технологии строительства мостов, предусматри- вающей применение сборных унифи- цированных конструкций заводского изготовления с использованием ин- вентарной технологической оснастки ограниченной номенклатуры. Дисциплина «Строительство мо- стов» базируется на знании ранее изученных дисциплин «Строитель- ные работы и машины», «Строи- тельные материалы», «Основания и фундаменты» и др. Поэтому в учебнике излагаются только вопро- сы технологии строительства мос- тов по возможности во всем много образии этого сложного процесса. В некоторых главах в целях строй- ности изложения и полноты отра- жения связи и зависимости отдель- ных производственных технологи- ческих процессов описаны некото- рые вопросы, изученные в других дисциплинах.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СьОРНЫА м. Глава 1 ИЗГОТОВЛЕНИЕ СПОРНЫХ БЕТОННЫХ И ЖЕ-ЯЕЗСБНСг^ Г МПС ГОЬЫХ КСНСТР ПчЦИИ 1.1. Предприятия для изготосп^.. * конструкции Элементы сборных бетонных и железобетонных мостовых конст- рукций изготовляют на заводах и полигонах мостостроительных ор- ганизаций. Относительно неболь- шой объем конструкций выпускают заводы и полигоны строительных трестов железных дорог, выполня- ющие капитальный ремонт эксплу атируемых и строительство сред- них искусственных сооружений. Элементы сборных автодорожных мостов изготовляют предприятия республиканских министерств строительства и эксплуатации авто- мобильных дорог. Завод мостовых железо- бетонных конструкций (МЖБК) представляет собой про- мышленное предприятие с годовой производительностью 20—40 тыс. м3 конструкций, оснащенное высо- копроизводительными машинами, механизмами, оборудованием и устройствами, механизированны- ми складами и средствами тран- спорта с автоматизацией на отдель- ных заводах многих производст- венных процессов. На заводах из- готовляют элементы, как пэавило, типовых и унифицированных конст- рукций, производство которых тре- бует применения сложных меха- низмов и оборудования. На рис. 1.1 приведен план заво- да МЖБК производительностью до 20 тыс. м3 в год. Весь производ- ственный процесс обслуживают краны мостовые в цехах и козловые на открытых площадках. Желез- нодорожные пути широкой колеи и автомобильные подъездные доро- ги обеспечивают транспортные связи между цехами, возможность подачи на завод материалов и вы- воз готовой продукции. Рис. 1.1. План завода МЖБК* / — скреперный склад песка, 2 — скреперные склады фракций щебня; 3 — заводоуправление; 4 — транспортерная галерея, 5 —бетонный завод; 6* — склад цемента; 7 — козловые краны; 8 — откры- тая площадка изготовления ЖБК, 9— котельная; 10— склад топлива, 11— механический цех; /2 — мостовые краны, 13— склад арматуры; 14 — арматурный цех; 15— цех изготовления конст- рукций, /6 —камеры термовлажностной обработки; /7 — цех отделки и гидроизоляции; 18— склад готовых конструкций; 19 — подъездные пути 8
Таблица 1.1 Размеры, м Конструкции Сечение или диаметр Длина Изготовитель Сваи призматические о.з х о,з 6—12 Заводы и полигоны 0,35X0,35 6—18 То же 0,4X0,4 12—24 Сваи-оболочки центрифугиро- Диаметр 0,4; 4—8 Заводы ванные 0,6 и 1,0 Оболочки центрифугированные То же 1,6—2 6—8 » Оболочки, изготовляемые в виброформах > 1,6—3 6—8 Полигоны Элементы фундаментов и опор По проекту - » Блоки балочных пролетных строений под железную дорогу То же До 33 Заводы То же под автомобильную до- рогу > До 42 > Блоки пролетных строений больших пролетов > По проекту Полигоны и заводы Блоки водопропускных труб > То же Полигоны В целях совершенствования тех- нологии производства, повышения качества и снижения себестоимости продукции производится специ- ализация заводов МЖБК, при которой на каждом заводе из- готовляют конструкции ограничен- ной номенклатуры. Это позволяет уменьшить число разнотипного тех- нологического оборудования, уве- личить производительность цехов и завода в целом. Полигоны (рис. 1.2) рассчи- таны на производство меньшего объема продукции, чем заводы, имеют временные помещения и от- крытые площадки. Они менее осна- щены механизмами и оборудовани- ем, производственные процессы меньше автоматизированы. Для из- готовления элементов мостов и труб существуют районные поли- гоны и приобъектные, на кото- рых изготовляют крупноразмерные и тяжелые конструкции, не требу- ющие сложных механизмов и тех- нологического оборудования. При мерная номенклатура мостовых конструкций, изготовляемых на заводах и полигонах, приведена в табл. 1.1. Целесообразность сооружения приобъектного полигона опреде- ляют технико-экономическим срав- нением различных вариантов обес- печения строительства элемента- ми сборных конструкций. Ввиду меньшей оснащенности механиз- Рис. 1.2. План полигона для изготовления мостовых железобетонных конструкций. / — склад арматуры, 2 — склад цемента, 3 — арматурный цех, -/ — лаборатория, 5 - бетонный за- вод, 6 — котельная, 7 — склад топлива; « — цех формования изделий, 9 — склад готовой продук- ции, 10 — козловой кран, // — скреперный склад щебня, /2 — транспортерная галерея; 13- скре- перный склад песка, 14 - подъездные пути
мами и менее совершенной техно- логии работ на полигонах трудоем- кость и себестоимость изделий не- сколько выше, чем на заводах. Однако производство сборного железобетона на полигонах имеет ряд преимуществ: оно может быть организовано за короткий срок (3— 5 мес) и в непосредственной бли- зости к строящимся сооружениям, что сокращает транспортные рас- ходы. Сооружение полигонов тре- бует меньших капитальных затрат на 1 м3 готовой продукции, они окупаются быстрее, чем строительст- во заводов. Экономически выгод- ной можно считать дальность воз- ки элементов по железной дороге до 2,0 тыс. км, речным транспор- том — до 1,5 тыс. км, автомобиль- ным — до 200 км. При строительстве дорог в отда- ленных местах при ограниченных трудовых ресурсах и малой плано- вой продолжительности работ мо- жет оказаться целесообразной пе- ревозка на большие расстояния. При расчетах следует предусмот- реть возможность использования в дальнейшем приобъектного полиго- на в качестве районного. По мере развития строительства мостов в пределах региона часто полигоны по своему оснащению, объему и ха- рактеру изготовляемой продукции становятся заводами. При строительстве дорог в райо- нах Сибири и северо-востока стра- ны вследствие сложившегося рас- положения заводов мостовых желе- зобетонных конструкций 40—50% сборных конструкций изготовляет- ся на районных и приобъектных по- лигонах. 1.2. Изготовление конструкций Методы изготовления конструк- ций. Изготовление элементов сбор- ных железобетонных конструкций может быть организовано по стен- довому или агрегатному методу. Стендовый метод предус- матривает изготовление изделия в неподвижных устройствах — стен- 10 дах. При большом количестве одно- типных изделий обычно сооружают несколько стендов на технологиче- ской линии. Такой метод требует больших производственных площа- дей и поэтому чаще применяется на полигонах. При агрегатном методе ос- новную часть операций, из которых слагается процесс изготовления конструкции, выполняют в специ- альной установке — агрегате. Ос- тальные операции производят на других рабочих местах без агрега- та или в других агрегатах. Приме- ром может служить изготовление свай-оболочек на центрифугах. Поточно-агрегатный ме- тод, сочетающий в себе агрегат- ный метод с поточной формой орга- низации работ, является более со- вершенным и производительным. Здесь все операции расчленены <о производственного процесса осущс- ставляются последовательно на не- скольких рабочих местах (постах) постоянными звеньями рабочих. Изделие перемещается от поста к посту вместе с агрегатом. Наи больший эффект достигается при ритмичном потоке, в котором про- должительность пребывания изде- лия на каждом посту одинаковая Возможна также организация поточно-стендового мето- да изготовления конструкций. При этом специализированные звенья со своими механизмами и устройст- вами переходят от стенда к стенду и выполняют свой элемент техноло- гического процесса. Технология изготовления. Тех- нологический процесс изготовления состоит из следующих основных операций: заготовка элементов арматуры— правка, резка, гнутье; изготовление арматуры — сварка сеток, вязка каркасов или их час- тей, изготовление арматурных пуч- ков; натяжение рабочей арматуры на упоры в преднапряженных конст- рукциях;
Рис. 1.3. Станок для изготовления семипроволочных прядей: / — барабан, 2 — каретка; 3 — трубка; 4 — катушка с проволокой; 5 — шкив; 6 — тормоз; 7 — про- волоки пряди установка опалубки и арматуры, укладка пустотообразователей при изготовлении плитных пролетных строений и каналообразователей при изготовлении блоков пролет- ных строений с поперечным члене нием; укладка и уплотнение бетонной смеси; термовлажностная обработка элемента; обжатие бетона в преднапряжен- ных конструкциях; устройство гидроизоляции на бло ках пролетных строений; отделка элемента — заделка ан- керов, раковин, торцов балок после обрезки пучков и др. Изготовление и натяжение напря- гаемой арматуры. Беспетлевые пучки могут быть образованы из семипроволочных прядей, изготов ляемых в станке (рис. 1.3) с меха- низмом для выпрямления проволо- ки и обмотки прядей тонкой про волокой. Выпрямляющий механизм состоит из вращающегося бараба- на с кареткой и свободно вращаю щимся внутри вкладышем с семью отверстиями, через которые пропу- щены проволоки образуемой пря- ди. Эти проволоки пропускают так- же в отверстия в торцах двух тру- бок, что предотвращает закручива- ние пряди. Механизм для обмотки состоит из катушки 4 с проволокой диаметром 1,5—2 мм. Вращаясь, шкив 5 наматывает проволоку на выходящую из станка прядь. Вып- равка одиночной проволоки произ- водится протягиванием ее через вращающуюся изогнутую трубку. При заводском изготовлении МЖБК находят широкое примене- ние двухпетлевые пучки. Их преимущество заключается в меньшей трудоемкости изготовле- ния и натяжения, в отсутствии про- скальзывания отдельных проволок в конусных анкерах и, как следст- вие, возможности обрыва целого пучка. Двухпетлевые пучки изготовля- ют на мотовиле, представляю- щем собой вращающуюся вокруг вертикальной оси балку 5 (рис. 1.4, а) с выступающими стержнями на концах, фиксирующими длину пучка. Такое устройство просто в эксплуатации, но требует большой производственной площади. Компактным устройством явля- ется челночный навиватель, в котором навивка пучка произво- дится вокруг концевых колков ук- ладчиком, перемещающимся воз- вратно-поступательно вдоль рас- порной балки. Более совершенным и простым в эксплуатации является барабан- ный навиватель (рис. 1.4, б). При вращении барабана проволока 11
Рис. 1.4. Устройства для изготовления двухпетлевых пучков' / — бухта проволоки, 2 - выпрямляющее устройство, 3 — направляющие ролики, 4 —колки, 5- балка, 6 — электродвигатель, 7 — нижний колок, 8 — верхний колок; 9 — направляющее ребро. 10- барабан, 11 - винтовой стержень; 12 — укладчик, 13 — проволока пучка ложится по направляющим реб- рам 9 по винтовой линии. По дос- тижении концевого колка барабан начинает вращаться в обратную сторону. При этом проволока укла- дывается плотно рядом с проволо- кой предыдущего витка, что обес- печивается укладчиком 12, переме- щаемым вертикально по винтово- му стержню 11. Вращение стержня синхронизировано с вращением ба- рабана. Таким образом получается пучок из проволок одинаковой дли- ны, что имеет первостепенное зна- чение при групповом натяжении пучков. Диаметр барабана и количе- ство витков определяются длиной пучка. На таком устройстве успеш- но изготовляются пучки из 24 про- волок. Рис 1.5. Тиски для формирования каркас- но-стержневого анкера 1 — пучок, 2 — неподвижные губки. 3 — подвиж- ные губки, 4 - - гидродомкрат; 5 — анкер Внутренние каркасно-стержневые анкеры (см. рис. 1.6,г), предназна- ченные для передачи усилия натя- жения от арматуры на бетон, изго- товляют на станке (рис. 1.5). Ста- нок имеет неподвижные и подвиж- ные губки, расположенные на ста- нине. Подвижные губки перемеща- ются в направляющих и обжимают пучок при помощи гидродомкрата грузоподъемностью 5 т или винто- вым домкратом. После обжатия на пучок накладываются проволочные скрутки. Между прядями через 1 — 2,2 м пучок имеет крестообразные вкладыши, разделяющие его на че- тыре части и способствующие луч- шему прониканию цементного ра- створа в пучок. Натягивают арматуру в предна- прягаемых конструкциях гидравли- ческими домкратами на упоры или на бетон. На упоры арматурные пучки натягивают перед бетонированием в стендах или агрегатах. Такая тех- нология широко применяется на за- водах при изготовлении преднапря- женных свай, плит и блоков про- летных строений. Натяжение на бетон применя- ют при укрупнительной сборке и монтаже сборных пролетных строе- ний с поперечным членением. При изготовлении блоков образуются каналы, через которые при сборке пропускается пучковая арматура. Натяжение преднапряженной ар- матуры производится гидравличе- скими домкратами. Для фиксации
усилия натяжения и соединения напрягаемая арматура с домкра- том применяются анкеры и захва- ты. Стаканный анкер пучковой арма- туры состоит из стального стакана, заполненного бетоном, в котором пропущены загнутые концы прово- лок. Изготовление такого анкера требует большой затраты труда на гнутье проволоки и времени на твердение бетона. Этот анкер при- меняют только при натяжении на упоры. Широкое распространение имеют конусные анкеры (рис. 1.6,а), состоящие из стакана и заклинива- ющей пробки, по окружности кото- рой располагаются проволоки пуч- ка. Недостатками такого анкера яв- ляются возможность проскальзы- вания при натяжении пучка от- дельных проволок и малый срок службы при многократном исполь- зовании. В отличие от стаканного конусный анкер позволяет пропус- кать пучковую арматуру через за- крытые каналы в блоках соединяе- мых конструкций. Анкеры пучков с высаженными на концах проволок головками ис- ключают возможность проскальзы- вания проволок, но требуют высо- кой точности длины проволок меж- ду головками и специального обо- рудования (пресса) для их образо- вания. При натяжении стержневой ар- матуры или удлинителей с фикса- цией натяжения гайкой применяет- ся резьбовой захват с муфтой (рис. 1.6, б). Захват арматуры пе- риодического профиля осуществля- ется инвентарным самозаклинива- ющимся зажимом НИИЖБа. Кон- струкция захвата петлевого пучка показана на рис. 1.6, в. Домкрат одиночного дей- ствия с тяговым усилием до 2400 кН (рис. 1.7, а) применяют для натяжения пучковой арматуры с анкерами на концах и фиксацией усилия вилкообразными шайбами, вставляемыми между анкером и упором. Таким домкратом натяги- ваются и стержневая арматура и инвентарные удлинители пучковой арматуры (рис. 1.7, б). Домкратом двойного дей- ствия (рис. 1.7, в) натягивают пучковую арматуру. Цилиндром 9 натягивается пучок, проволоки за- креплены клиновыми захватами 11. Усилие в пучке фиксируется в про- Рис. 1.6. Анкеры и захваты: / — конусный анкер; 2 — зажим; 3 — палец; 4 — звездочка 13
Рис. 1.7. Домкраты для натяжения арматуры: / — цилиндр; 2 — муфта; 3 — анкер-захват; 4 — столик; 5 — арматурный пучок; 6 — шток; 7 - за- хват; 8 — ключ; 9 — цилиндр натяжения пучка; 10 — цилиндр запрессовки пробки, // — захват проволоки; 12 — проволоки пучка; 13 — упоры цессе натяжения пробкой, запрес- сованной в стакане штоком порш- ня цилиндра 10. Гидродомкрат та- кого типа имеет тяговое усилие 600 и 1200 кН с цанговым закреплени- ем до 48 проволок диаметром 5 мм и 2400 кН с клиновым закреплени- ем до 84 проволок (12 прядей). Опалубка и формы. Опалубка и формы должны удовлетворять сле- дующим требованиям: обеспечивать проектные очертания и размеры бе- тонируемой конструкции в преде- лах нормативных допусков; обла- дать необходимой прочностью, же- сткостью и растворонепроницаемо- стью, легко собираться и разби- раться; позволять устанавливать арматуру, укладывать и уплотнять бетонную смесь; позволять без большой затраты труда очищать и 14 смазывать ее при многократной оборачиваемости; обеспечивать хо- рошее качество поверхности бето- на. При небольшой оборачиваемости (малом количестве типоразмеров изготовляемых конструкций) сбор- ную опалубку делают деревянной и деревометаллической — каркас из металла, а обшивку из дерева. На заводах МЖБК и специализи- рованных полигонах применяют металлическую опалубку с карка- сом из профильного металла и лис- том толщиной 6—8 мм. В целях по- лучения гладкой поверхности изде- лий и уменьшения сцепления с бе- тоном опалубку смазывают специ- альными эмульсиями или обклеи- вают полихлорвиниловым листом. За рубежом (США, ФРГ) приме-
няют опалубку из полимерных ма- териалов. При ее изготовлении на поверхность деревянной, фанерной модели конструкции наносят слой смеси синтетической смолы и стек- ловолокна с уплотнением ролика- ми. Такая опалубка хорошо пере- носит высокую температуру пропа- ривания и особенно эффективна при изготовлении конструкций сложной конфигурации. Для изготовления элементов про- стейшей конфигурации — плит, тро- туарных блоков и др. — применя- ют формы из дерева или металла, а также матрицы из бетона. Элементы опалубки рассчитыва- ют в соответствии с требованиями ВСН 136-78 по предельным состоя- ниям — по первой группе на проч- ность и второй — на деформатив- ность (см. п. 5.2). Уплотнение бетонной смеси. Она производится путем ее вибрирова- ния различным оборудованием и устройствами. При вибрировании нарушаются силы сцепления и тре- ние между частицами. При этом смесь уподобляется тяжелой жид- кости, в которой фракционирован- ный щебень плотно укладывается, поры в нем плотно заполняются песком, а поры в песке — цемент- ным раствором и бетон приобрета- ет плотность. Термовлажностная обработка из- делий. Такая обработка необходи- ма для ускорения твердения бето- на, что существенно сокращает про- должительность технологического процесса, улучшает использование механизмов и оборудования, увели- чивает съем продукции с производ- ственных площадей. Обработка производится в про- парочных камерах (рис. 1.8): ям- ных — при изготовлении элементов небольших размеров и массы; тон- нельных — при поточно-агрегатном производстве; под съемными колпа- ками — при стендовом методе из- готовления. Процесс термовлажностной обра- ботки состоит из следующих эта- пов (рис. 1.9): предварительная выдержка для образования структуры бетона, спо- собной воспринять напряжения, возникающие при прогреве конст- рукции сложной конфигурации с различной толщиной ее элементов (например, блока пролетного стро- ения). Продолжительность вы- держки 6—8 ч, т. е. не меньше сро- ка схватывания цемента, а при про- паривании без опалубки — от 16 до 18 ч; нагрев изделия до заданной тем- пературы со скоростью от 8 до 10 °C в 1 ч в зависимости от толщины массивной части элемента — чем он толще, тем меньше скорость; пропаривание изделия при 60— 70°C (мягкий режим) в течение 36—42 ч. Для равномерного рас- пределения температуры, что уменьшает опасность возникнове- ния трещин от температурных нап- ряжений, в камере устанавливают вентиляторы; остывание изделия со скоростью 5—12 °C в 1 ч. При этом для сни- жения усадочных деформаций весь- ма полезно увлажнение изделия — поливка водой с переменной по ме- ре охлаждения температурой; выдержка в цехе в зимний пери- од не менее 10 ч. Это время ис- пользуется для отделки изделия и устройства гидроизоляции плиты блоков железнодорожных пролет- ных строений. Рис. 1.8. Пропарочные камеры а — ямного типа; б — тоннельного типа, в -- съем- ная, / — изготовляемая конструкция, 2 — щиты; 3 — тележка; 4 — съемные колпаки; 5 -ригель стенда 15
Рис. 1.9. График изменения температуры при термовлажностной обработке: / — цех изготовления; // — первая секция пропарочной камеры; /// — вторая секция; /V —цех от делки; V — склад; В— выдержка, П - прогрев; Я — нагрев; О — остывание При нагреве и охлаждении раз- ной толщины элементов (стенок, поясов и др.) возникают напряже- ния, значение которых может пре- высить прочность твердеющего бе- тона и вызвать появление трещин в изделиях. Кроме того, при осты- вании происходит интенсивная ми- грация влаги из бетона, в резуль- тате чего при недостаточном увлаж- нении бетона возникают усадочные трещины. Поэтому необходимо строго соблюдать установленный режим обработки изделия, что луч- ше всего обеспечивается автомати- зацией всего процесса. Кроме пропаривания, применяет- ся прогрев бетонной смеси путем нагрева опалубки паровыми труба- ми, пропущенными в полости, об- разованной наружной и внутренней стенками опалубочного щита. При массивных конструкциях возможно использовать для ускоре- ния твердения экзотермическое тепло, выделяемое бетонной смесью при схватывании и твердении, до + 40 °C. Опалубка утепляется теп- лоизолирующим материалом. Изготовление призматических свай. Сваи квадратного и шести- гранного сечения изготовляют на полигонах, иногда на заводах МЖБК. Арматурный каркас с хо- мутами готовят в арматурном цехе с использованием станков для рез- ки и гнутья арматуры. Спиральную арматуру, применяемую вместо хо- мутов, наматывают на стержни продольной арматуры на станке (рис. 1.10). Продольные стержни Рис. 1.10. Станок для сварки арматурных каркасов свай- / — лоток для стержней продольной арматуры; 2 - направляющие трубки; 3 — планшайба; 4 — вертушка с проволокой спирали; 5 — выпрямляющее устройство; 6 — кондуктор; 7 — арматурный каркас; 8 — диск; 9 — тяговая тележка; 10 — шкив тяговой цепи; // — промежуточная опорная тележка, /2 — редуктор; 13 — сварочная головка 16
каркаса пропускают через план- шайбу, закрепляют в диске и про- тягивают тяговой тележкой. План- шайба и диск вращаются синхрон- но. При вращении на каркас нама- тывается проволока спирали и ав- томатически приваривается к стер- жням точечной сваркой. Сваи бетонируют в инвентарных разъемных металлических или де- ревянных формах (рис. 1.11). Для ускорения твердения укладывают потолочные щиты, и в образовав- шейся камере сваи пропаривают. Арматуру преднапряженных свай натягивают гидравлическим дом- кратом, используя металлические инвентарные формы в качестве упоров. Стержни напрягаемой ар- матуры обычно натягивают группо- вым способом, т. е. одновременно все стержни. Первичное натяжение с напряжением, превышающим пре- дел текучести, упрочняет сталь и обеспечивает последующее равно- мерное распределение усилия по всем стержням. Изготовление свай-оболочек диа- метром 0,4—1 м и оболочек диаме- тром до 1,6 м. В арматурном кар- касе, состоящем из продольной и спиральной арматуры, важно обес- печить точное положение заклад- ных деталей стыков секций оболо- чек: фланцев — при болтовых сты- ках, стаканов или арматуры — при '77/7777 7/7 /7/ 77 /7/ /7/ /// 777 7/7 7// 7// уЛ L_________________________________________________________________________________________________________J Рис. 1.11. Формы для изготовления призм этически *.сва^. б — инвентарные металлические, / — съемные щиты, л- схемная г ч^сд^ форм и — деревянные,
сварных соединениях. Плоскость стыка, особенно при фланцевом со- единении, должна быть строго пер- пендикулярна продольной оси обо- лочки. Необходимая точность рас- положения отверстий для болтов во фланцах достигается примене- нием кондукторов. Спиральную арматуру свай-обо- лочек наматывают на станке (рис. 1.12, а). На нем труба прик- реплена одним концом к опорной оси фланцевым стыком с гибкой прокладкой, другой конец свобод- но опирается на ролики. Стержни продольной арматуры приваривают к обечайкам 2 фланцев, закреплен- ных на трубе. При вращении трубы навивается спираль, проволока пе- ремещается вдоль каркаса распре- деляющей кареткой 6, передвигае- мой приводом от двигателя по балке. Арматурный каркас оболочек ди- аметром 1,2—1,6 м собирают на станке-кондукторе (рис. 1.12,6), со- стоящем из съемного барабана и шнекового распределителя спи- ральной арматуры 10. Для фикса- ции положения и поддержания стержней продольной арматуры на барабан через I1—1,5 м устанавли- вают кольца, имеющие вырезы для стержней и состоящие из отдель- ных частей, соединяемых болтами. Для облегчения их снятия между барабаном и кольцами размещены клинья. Стержни продольной арма- туры приваривают к обечайкам. Спиральную арматуру навивают вращением барабана с распределе- нием ее витков шнеком на проект- ном положении (шаге). Арматурный каркас оболочек большого диаметра (2,4—3 м) мон- тируют на полигоне в вертикаль- ном положении на жесткой пло- щадке, на которую укладывают нижний фланец (стакан). Верхний фланец крепят к металлическому жесткому каркасу из прокатных профилей, расположенному внутри оболочки, обеспечивая этим их взаимное проектное положение. При изготовлении предваритель- но напряженных свай-оболочек ис- пользуют в качестве упоров кассе- ту, служащую формой при центри- фугировании. Штоки гидравличес- ких домкратов соединяют со стерж- Рис. 1.12. Станок для изготовления арматурного каркаса оболочек: /—опорная ось; 2 — обечайки; 3 — труба; 4 — ролики, 5 — привод каретки; 6 — каретка; 7 — съем- ный барабан; 8 — кольца; .9 — проволока с бухты; 10 — шнековый распределитель спиральной арматуры 18
ними при помощи захватов, натя- жение фиксируют гайками, упираю- щимися во фланцы кассеты. Сваи-оболочки и оболочки диаме- тром до 1,6 м изготовляют методом центрифугирования. Уложенная в форму бетонная смесь при враще- нии под влиянием центробежной силы равномерно распределяется и уплотняется, несвязанная вода от- жимается и удаляется через торцы формы. Понижение водоцементно- го отношения хорошо уплотняемо- го бетона позволяет получить про- ектную прочность при меньшем ко- личестве цемента и сократить вре мя выдержки оболочки в форме. Прочность центрифугированного бетона на 20—30% больше прочно- сти бетона этого же состава, уплот- ненного вибраторами, затраты тру- да меньше на 30—35%. Цилиндрическая форма для из- готовления свай и оболочек состо- ит из двух полуцилиндров, скреп- ляемых откидными болтами. Гото- вый арматурный каркас сваи-обо- лочки диаметром до 1 м укладыва- ют в форму, загружают ее бетон- ной смесью при помощи бетоноук- ладчика, состоящего из передвиж- ного портала с бункером. Под бун- кером располагают ленточный или вибролотковый питатель, который распределяет смесь равномерно вдоль формы. При изготовлении оболочек диа- метром более 1 м для загрузки со- бранных форм используют ложко- вый питатель, состоящий из само- ходной рамы-тележки с длинной ложкой из разрезанной вдоль тру- бы диаметром 250—300 мм. Лож- ку загружают равномерно по дли- не бетонной смесью, вводят во вра- щающуюся форму и разгружают поворотом вокруг своей горизон- тальной оси. Станок для вращения форм (цен трифуга) имеет ряд роликовых опор, расположенных через 3—4 м (рис. 1.13). Каждая опора имеет один ведущий и один или два под- держивающих ролика. Все веду- щие ролики соединены общим ва- лом, приводимым во вращение электродвигателем. Форма свобод- но лежит на роликах и вращается вокруг продольной оси. Сверху форму закрепляют откидными рам- ками с прижимными роликами 6. При изготовлении свай диамет- ром 0,4—1 м форму вначале вра- щают с частотой 50—70 об/мин; под действием центробежной силы бетонная смесь распределяется равномерно по стенкам формы. За- тем частоту вращения ступенями увеличивают до 200 об/мин, и в те- чение 15—20 мин бетонная смесь уплотняется. После центрифугирования фор- му с оболочкой снимают со станка и подают в пропарочную камеру, где она находится в течение 3—4 ч. Затем форму из камеры извлека- ют, а вынутую из формы оболочку вновь подают в камеру. Через 10— 12 ч бетон приобретает прочность, равную 0,6—0,7 /?ьп. После охлаж- 19
Дения оболочку отправляют на склад готовой продукции. Весь процесс изготовления сваи- оболочки поточным методом осуще- ствляется на пяти постах, на каж- дом из которых работает одно зве- но. Звенья объединяются в одну бригаду. На первом посту в полу- форму укладывают арматурный каркас и подают бетонную смесь, собирают форму; на втором цент- рифугируют; на третьем идет пер- вичное пропаривание и распалуб- ка; на четвертом — вторичное про- паривание; на пятом — складиро- вание готовых оболочек. Органи- зация поточного способа изготов- ления позволяет получать с одной линии до 10—12 свай-оболочек в смену. На полигонах сваи-оболочки больших диаметров изготовляют в вертикальных металлических виб- роформах секциями длиной по 6— 8 м. Рис. 1.14. Форма с вибросердечником для изготовления оболочек: / — секция вибросердечника; 2 — вибраторы; 3 — направляющий конус; 4 — наружная опалубка 20 Металлическая виброформа сос- тоит из внутреннего и наружного разборных цилиндров. Внутренний состоит из звеньев высотой по 2 м. Каждое звено собирают из двух частей с коническим вкладышем для облегчения распалубки; нара- щивают звенья по мере бетониро- вания. Наружная опалубка состо- ит из двух полуцилиндров полной высоты секции оболочки. Поверх- ностные вибраторы прикрепляют к наружным формам на разных уровнях (по четыре вибратора в каждом) и включают по мере ук- ладки бетонной смеси. Вместо вну- тренней формы применяют металли- ческий вибросердечник (рис. 1.14) из двух секций, соединенных болта ми на резиновой прокладке. К секциям сердечника прикреп- лены два вибратора, работающие независимо друг от друга. К верх- ней секции прикреплен болтами ко- нус, направляющий подаваемую бе- тонную смесь. В процессе бетониро- вания сердечник поднимают с та- ким расчетом, чтобы при выходе из-под него бетонная смесь имела срок твердения 1—2 ч. По оконча- нии бетонирования во внутреннюю полость подают пар и после приоб- ретения бетоном прочности 70- 80% нормативного расчетного со- противления наружную форму сни- мают. Пропаривать оболочки можно в два этапа. Первый этап — пропа- ривание после бетонирования и вы- держки бетона в опалубке в верти- кальном положении в течение 14— 16 ч при 70—75°C; за это время бетон приобретает прочность при- мерно 0,5 Rbn- Второй этап — про- паривание в камере после распа- лубки в горизонтальном положении до набора бетоном оболочки проч- ности до 0,75 Rbn- Такая техноло- гия пропаривания предпочтитель- нее, так как при снятой опалубке бетон получает требуемое количе- ство влаги из окружающей среды и увеличивается оборачиваемость виброформы. При наличии четырех форм таким способом за сутки можно изготовить две-три секции.
Рис. 1.15. «Шок-стол» и формы для изготовления блоков опор: а — шок-стол; б — металличе- ская опалубка; в — бетонная матрица; / — блок; 2 — верхняя плита, 3 — нижняя плита; 4— фундамент, 5 — валки; 6 — ко- роб внутренней опалубки; 7 — матрица; 8 — паропровод Изготовление элементов надфун- даментной части опор. Основные элементы сборных и сборно-моно- литных опор — массивные бетон- ные и тонкостенные железобетон- ные блоки, подколонники, колонны, ригели и оболочки. Элементы прос- тых форм и конструкций обычно изготовляют на полигонах, приме- няя при этом различные типы сбор- ной опалубки и бетонных матриц (рис. 1.15). Массивны** бетонные бло- ки облицовки опор мас- сой до 4 т, нашедшие широкое при- менение на строительстве БАМа, изготовляют в металлической фор- ме с откидными бортовыми щи- тами. Поддон формы, образующий ли- цевую поверхность блока, име- ет стеклопластиковую облицовку, обеспечивающую гладкую без пу- зырьков и раковин поверхность. Бетон лицевой плиты блока уплот- няют по ударной технологии на «шок-столе» грузоподъемностью 10 т (рис. 1.15, а). При вращении с частотой 200 об/мин эксцентрич- но посаженных валков 5 верхняя плита 2 поднимается на 3 мм и па- дает на нижнюю плиту 3. Под вли- янием ударов бетонная смесь уп- лотняется. Анкерные консоли, «са- пожки» (см. рис. 5.15) бетонируют в металлической опалубке, уста- навливаемой после окончания фор- мования плиты с уплотнением бе- тона глубинными вибраторами. Готовый блок пропаривают в мяг- ком режиме. Получается отличная лицевая поверхность из очень плот- ного бетона прочностью свыше 60,0 МПа и морозостойкостью F>500. Плитные и ребристые пролетные строения пролетом до 16,5 м, блоки пролетных строений с поперечным членением, плиты балластного ко- рыта с ненапрягаемой при фор- мировании арматурой изготовляют на заводах и полигонах по стендо- вому и агрегатному методам с по- точной организацией производства. Пролетные строения из пред- варительно напряженного железо- бетона изготовляют с натяжением арматуры на упоры по стендово- му и агрегатному методам. Схема технологического процес- са изготовления железобетонных пролетных строений приведена в табл. 1.2. Изготовление плитных пролет- ных строений. При изготовлении плитных пролетных строений пус< тоты образуют с помощью инвен- тарных вкладышей из стальных труб и стальных трубчатых пуан. 21
Таблица 1.2 Элементы технологиче- ского процесса Блоки с ненапрягаемой арматурой Преднапряженные блоки с натяжением арматуры на упоры Операции Арматурные работы Заготовка ненапрягаемой арматуры (сеток и каркасов) — Изготовление пучковой и стержневой напрягаемой арма- туры Укладка каналообразователей и пустотообразователей Укладка напрягаемой армату- ры — Натяжение напрягаемой арма- туры Установка ненапрягаемой арматуры Формирование блоков Установка щитов опалубки Укладка и уплотнение бетонной смеси Предварительная выдержка бетона и распалубка Извлечение каналообразова- телей1 и пустотообразователей2 — Термовлажностная обработка — Обжатие бетона напряженной арматурой. Заделка торцов блоков Отделка блоков 1 При изготовлении блоко 2 При изготовлении плитн Устройство гидроизоляции Отделка блоков. Подача блоков на склад готовой продукции в пролетных строений с поперечным членением 1ых пролетных строений. Рис. 1.16. Пустотообразователь а — положение при бетонировании; б — то же при извлечении, 1 — стальной полуцилиндр; 2 — сер- дечник, 3 — боковой швеллер; 4 — серьга сонов. Кроме инвентарных сталь- ных, применяют трубчатые вкла- дыши из легких материалов — кар- тонные, гофрированные, полиэти- леновые и асбоцементные трубы, остающиеся в конструкции. Инвентарный стальной овальный вкладыш (рис. 1.16) состоит из двух половин разрезанной по диаметру стальной трубы. В рабочем состо- янии они опираются на два швел- лера, соединенные с сердечником серьгами. Через 1,5—2 ч выстойки бетона при извлечении сердечника швеллеры серьгами отрываются от 22
бетона и вкладыш извлекают из от- верстия. Пуансоны овальной формы из- влекают при помощи полиспаста и лебедки. Для облегчения извлече- ния пуансоны имеют небольшую коничность и их покрывают смаз- кой из смеси парафина, канифоли и петролатума. Эффективно также покрывать поверхность полихлор- виниловой или полиэтиленовой пленками. Это снижает сцепление пустотообразователей с бетоном, по- зволяет извлекать их при большей прочности бетона и избежать на- рушения структуры бетонных сте- нок каналов. Изготовление блоков коробчато- го сечения. Блоки коробчатого се- чения преднапряженных балочных пролетных строений с попереч- ным членением, имеющие не- габаритные размеры, обычно изго- товляют на полигоне. Блоки бето- нируют в щитовой опалубке на под- мостях (или земляной отсыпке), имеющих проектное очертание ниж- ней плиты (рис. 1.17, а). Для обес- печения при сборке плотного при- мыкания торцов вначале бетониру- ют блоки первой очереди с после- дующим использованием их в ка- честве торцовой опалубки при бе- тонировании промежуточных бло* ков № 2 (способ «отпечатков»). Торцы блоков № 1 во избежание сцепления бетона предварительно покрывают слоем известковой смаз- ки. Для точной установки блоков при монтаже в плиту заделывают металлические фиксаторы, а в стенках образуют выступы и углуб- ления (шпонки). При большом количестве одно- типных блоков целесообразен спо соб «отпечатков» по поточной орга- низации изготовления, при которой блоки постоянной высоты формуют на одном посту (рис. 1.18,/). Здесь наружная металлическая щитовая опалубка шарнирно прикреплена к вышкам, а внутренний короб за- двигается на тележке. Торец гото- вого блока служит опалубкой тор- ца очередного бетонируемого бло- ка. Опалубка блоков имеет двой- ные стенки. В образуемые полости для ускорения твердения бетона укладывают трубы, через которые пропускают пар. Применяется также заводское изготовление блоков коробчатого сечения в металлической щитовой опалубке на жестком поддоне, тор- Рис. 1.17. Схемы изготовления коробчатых блоков способом «отпечатков»: и — на подмостях, б — укрупнительной сборкой из плит; / — фиксаторы; 2 — подмости; 3 — изве- стковая смазка торца, -/ — бетон приторцовых участков блоков; 5 — стенка блока; 6 — выпуски арматуры 23
V Рис. 1.1 8l Схемы изготовления коробчатых блоков в торец: /—V —стадии изготовления; Б/— блоки первой очереди бетонирования; Б2 — то же второй оче- реди; / — пропарочная камера; 2 — тележка для подачи арматурного каркаса; 3 — арматурный каркас; 4 — короб внутренней опалубки, 5 — тележка подачи короба; 6 — тележка перемещения блока; 7 — наружная опалубка цовые щиты которой, правильно ориентированные относительно про- дольной оси пролетного строения, для обеспечения ровной поверхности и плотности шва между блоками де- лают толщиной 40—50 мм с усиле- нием ребрами. Если блоки изготовляют с пос- ледующей перевозкой на строи- тельную площадку по железной или автомобильной дороге, то на заводе или полигоне раздельно бе- тонируют плиты и стенки блоков. При укрупнительной сборке плот- ность стыкового шва обеспечива- 24 ется бетонированием приторцовых участков плит одного из смеж- ных укрупненных блоков (см. рис. 1.17, б). Каналы в блоках могут быть об- разованы с применением толсто- стенных полиэтиленовых труб, не имеющих сцепления с бетоном и легко извлекаемых из каналов. Изготовление блоков пролетных строений с продольным членением. При стендовом методе изго- товления блоков преднапряженных пролетных строений с продольным членением применяют железобетон-
ные стенды обычно распорно-рам- ного типа (рис. 1.19). Такой стенд (рис. 1.19, а) представляет собой железобетонную горизонтальную раму, состоящую из двух распорок и двух ригелей. Образуемое между ними пространство позволяет раз- местить в ней нижний пояс балки с арматурой и опалубкой. Рабочие пучки с анкерами или петлями соединены с инвентарны- ми удлинителями, пропущенными через отверстия в ригелях и снаб- женными на внешних концах ста- канными или конусными анкерами для соединения со штоком домкра- та и фиксации натяжения вилкооб- разными шайбами (при пучковом удлинителе) или гайкой (при стер- жневом). Стенд имеет железобетон- ный поддон с верхним стальным листом или жесткий металлический поддон со строительным подъемом. На поддоне устанавливают и зак- репляют щитовую опалубку балки. После бетонирования балку накры- вают П-образными щитами про- парочной камеры, которые имеют двойную обшивку из досок с про- кладкой толя и войлока по метал- лическому каркасу из уголков. На заводах МЖБК находит при- менение групповое натяжение пуч- ков. Устройство головки такого стенда приведено на рис. 1.19, б. Петлевые пучки при помощи паль- цев 12 прикрепляются к захвату /7, который шарнирно соединен с на- тяжной траверсой 16. Домкрата- ми 14 одновременно натягивается вся арматура. Натяжение закреп- ляется вертикальными клиньями 15, после чего траверса и домкраты пе- ремещаются к другому стенду. При- менение группового натяжения ар- матуры позволяет сократить про- должительность процесса натяже ния, повысить точность натяжения пучков, обеспечить плавное обжа- тие бетона спуском натяжения дом- кратами 14. При изготовлении большого ко- личества типовых пролетных строе- ний организуют поточное производ- ство с использованием передвиж- ных агрегатов. Схема поточно-агрегатно- го метода и^готовления блоков Рис 1 19. Стенд для изготовления блока преднапряженного пролетного строения: / — стенд, 2 — захват рабочего пучка, 3 — внутренний анкер; 4- поддон; 5 — съемная упорная траверса, 6 — гидродомкрат, 7 — бетонируемая балка, 8 — короб пропарочной камеры; 9 — инвен- тарный стержневой удлинитель, 10 — рабочий пучок; // — петлевой пучок; /2 — палец; 13 — ригель стенда, 14 — домкрат, 15 — фиксирующие вертикальные клинья; 16 — натяжная траверса; 17 — шарнирный захват, 18 - распорная балка 25
Рис. 1.20. Схема поточно-агрегатного изготовления преднапряженных балочных пролет- ных строений: /— V — посты поточной линии; VI — склад готовых конструкций, /—арматурный каркас: 2 — бе тоноукладчик, 3 — секции пропарочной камеры, 4 — пролетное строение Рис. 1.21 Подвижные агрегаты для изготовления блоков преднапряженных пролетных строений: а—с шарнирными оголовками и нижней затяжкой; б —с жесткими оголовками, в — с шарнир ными оголовками и верхними распорными балками при бетонировании блока; г - то же при спуске натяжения арматуры; / — оголовок; 2 — шарниры, 3 — затяжка, 4 — распорные балки, 5- арматурные пучки; 6 - пружинная опора; 7 — верхняя распорная балка, 8 — средняя телескопиче- ская стойка, Q - нижняя распорная балка, 10 - тележки
предварительно напряженного про- летного строения на пяти постах приведена на рис. 1.20. Формуют балки с натяжением арматуры на упоры в передвижном металличе- ском агрегате со съемной металли- ческой опалубкой. На посту I уста- навливают арматурный каркас и натягивают пучки. На посту II ус- танавливают опалубку и бетониру- ют; после выстойки бетона снимают опалубку. На посту III поднимают температуру в камере и пропарива- ют. На посту /V завершают пропа- ривание и снижают температуру бетона. На посту V обжимают бе- тон и укладывают гидроизоляцию. Продолжительность пребывания балки на каждом посту от 10 до 21 ч. Пропарочная камера разделена на две секции в целях достиже- ния большей ритмичности потока (равенства продолжительности пребывания изделия на постах). Продолжительность всего процесса изготовления блока пролетного строения длиной 22,16 м равна 72 ч и при трех агрегатах на одной по- точной линии каждые 24 ч выпус- кается один блок. На рис. 1.21 представлены схемы натяжных устройств (агрегатов), наиболее часто встречающихся на заводах МЖБК. В агрегате (рис. 1.21, а) равновесие шарнирного оголовка обеспечивается затяж- кой <?. В агрегате (рис. 1.21, б) ого- ловок жестко соединен с распор- кой. Для уменьшения деформации балки включена дополнительная пружинная опора 6, обеспечиваю- щая постоянную опорную реакцию при наличии неравномерностей пу- ти, что имеет большое значение при неразрезной схеме балки агре- гата. Натяжное устройство (рис. 1.21, в) существенно отличается своей схемой. Оголовок 1 шарнир- но опирается в торцы нижней и верхних распорных балок. Верхние балки 7 шарнирно прикреплены к средней телескопической стойке 8. Основное обжатие бетона произво- дится подъемом средней стойки, благодаря чему оголовки наклоня- ются, сокращается длина пучков и усилия в них уменьшаются, обжи- мая бетон блока. Полное обжатие завершается клиновыми устройст- вами на торцах нижней балки. Этим исключаются рывки при об- резке (особенно последних пучков) автогеном. В передвижных агрегатах на не- которых заводах МЖБК применя- ется групповое натяжение армату- ры. Применяемое при этом устрой- ство аналогично приведенному на рис. 1.19, б. Натяжение напрягаемых стержневых хомутов в бло- ках пролетных строений с ортого- нальным армированием производят «на бетон» устройством СМ-538 (рис. 1.22), имеющим гидродомкрат одиночного действия с опиранием его в упорную шайбу 4, лежащую на поверхности плиты балластного корыта. Силу натяжения измеряют манометром, упругим удлинением (мессурой) и фиксируют гайкой. Существенным недостатком явля- ется отсутствие контроля за остав- Рис. 1 22. Устройство для натяжения стерж- невых хомутов / — мессура, 2 — корпус гидродомкрата; 3 — фиксирующая гайка, 4 — упорная шайба; 5 — по- лихлорвиниловая трубка, 6 — хомут; 7 — анкер; 8 — резьбовой захват хомута 27
Рис. 1 23 Металлический щит опалубки блока- / — лист, 2 „ребра жесткости, 3 окаймляющий уголок; 4 — уголок жесткости, 5 - винтовые домкраты. 6 — люк шимся в хомуте усилием после сня- тия домкрата. В настоящее время разработано и прошло испытания устройство автоматического натя- жения и контроля усилия обжатия, что позволит повысить надежность создаваемого в стенке напряженно- го состояния. Хомуты изолируют от сцепления с бетоном с помощью полихлорви- ниловой трубки, надетой на стер- жень. Пространство между стерж- нем и трубкой заполняют солидо- лом. Анкером служат два короты- ша, приваренные к стержню хо- мута. Опалубка блоков пролетных строений применяется в виде ме- таллических щитов. Щит (рис. 1.23) состоит из стальнонго листа тол- щиной 6—8 мм усиленного гори- зонтальными и вертикальными реб- рами из уголков и полос с шагом 0,5—0,8 м. Щиты прикрепляют к распорным балкам при помощи шарниров или болтовых соедине- 28 ний. .Соединяют щиты между собой откидными болтами диаметром 20 мм или клиновыми соединения- ми. В нижнем поясе, где сосредото- чена вся пучковая напрягаемая ар- матура, боковые щиты имеют люки, через которые укладывают и уп- лотняют бетонную смесь. Для об- легчения распалубки щиты имеют винтовые домкраты, которые отжи мают опалубку от балки. Перед бетонированием опалубку смазы- вают специальной эмульсией ЭКС, соляровым маслом или отработан- ным машинным маслом. Предва- рительно опалубку очищают от бе- тона механическим или химиче- ским (нанесением специального ра- створа) способом. Отличную по- верхность блока с незначительным сцеплением бетона создает прикле- енный к опалубке пластик. Бетонную смесь распределяют бетонированием опалубку смазы- мещается вдоль блока (см. рис. 1.20). В бункер смесь подают с по-
мощью мостового крана. Уклады- вают ее на полное сечение блока. В нижнем поясе смесь весьма эф- фективно можно уплотнять при по- мощи виброподдона, в стенке и пли- те — глубинными вибраторами с гибким шлангом или наружными вибраторами, навешиваемыми на опалубку и передающими через нее вибрацию бетонной смеси. Чтобы избежать образования горизон- тальной трещины в примыкании плиты к стенке из-за осадки бетон ной смеси, рекомендуется прово- дить повторное вибрирование этой зоны после окончания бетонирова- ния. Термовлажностная обработка блоков производится в стендах под съемным колпаком (см. рис. 1.19), а при поточно-агрегатном способе изготовления — в пропарочных ка- мерах тоннельного типа. При про- паривании в металлической опа- лубке вследствие различия дефор- маций балок натяжного устройства и опалубки с одной стороны и бе- тона с другой в последнем возмож- но появление трещин. Во избежа- ние их в пропарочных камерах ус- танавливают вентиляторы, консоли нижней балки в камерах подкли- нивают на клетках, под балку под- водят третью опору с пружинами, применяют мягкий, строго контро лируемый режим пропаривания. При устройстве оклеенной гидроизоляции блоков железнодорожных пролетных стро- ний после твердения и высыхания выравнивающий слой бетона по- крывают (грунтуют) сплошным слоем битумного лака кистью или щеткой. На прогрунтованную по- верхность по участкам площадью около 0,5 м2 наносят слой горячей (не ниже 150°C) битумной масти- ки толщиной 2—3 мм, на которой расстилают вдоль балки оклеен- ный рулонный материал с уплотне- нием от середины полотнища к кра- ям шпателем (лопаткой) или подо- греваемым металлическим катком. Продольные стыки полотен дела- ют внахлестку не менее чем на 10 см по направлению уклона по- верхности Таким же способом на уложенный слой укладывают пос- ледующие два-три слоя с располо- жением стыков вразбежку и пок- рывают отделочным слоем мастики толщиной 1—3 мм. В качестве оклеенного рулонного материала применяют ткани из растительных волокон (льна, джу- та, кенафа), удовлетворяющие тре- бованиям плотности и прочности. Ткани пропитывают антисептиком (креозотовым маслом), а затем би- тумом. Такая готовая ткань завод- ского изготовления называется бе- тантитом. Взамен ткани можег быть применен гидроизол, изготов- ленный из асбестового картона, или стеклоткань, пропитанные би- тумом. Оклеенный материал слу- жит арматурой, усиливающей би- тумную мастику, и предотвращает появление в ней трещин и разры- вов из-за механических и темпера- турных воздействий. Наклеенную на бетон многослой- ную гидроизоляцию покрывают за- щитным слоем цементного раство- ра по проволочной сетке, а после твердения — битумным лаком и битумной мастикой. Существенный недостаток при- веденного способа устройства гид- роизоляции — большая трудоем- кость и необходимость иметь вы- сохшую поверхность бетона, что вызывает нарушение ритмичности потока и увеличивает длительность пребывания изделия на заводе. Применяется окрасочная гидроизоляция из жидких тиоколовых мастик. Изоляция за- щищается слоем цементно-песчано- го раствора (1:3), армированным стальной сеткой и покрытым тио- коловой грунтовкой. В мастике со- держится каучук, образующий в присутствии добавок резиноподоб- ное безусадочное покрытие. Имеется положительный опыт применения полимербетона, кото- рый взамен оклеечной гидроизо- ляции наносят на затвердевший подготовительный слой бетона че- 29
рез 1 сут после его укладки. Уст- ройство такой изоляции требует в 3 раза меньше времени, чем окле- енной. Она обладает эластично- стью, морозостойкостью, хорошо сопротивляется ударным воздейст- виям, что особенно важно для кон- струкции в районах северной кли- матической зоны. Большое значение имеет предо- хранение защитного слоя бетона от усадочных напряжений вследствие интенсивности влагопотерь, осо- бенно в первое время после изго- товления. Для этого после затирки каверн, раковин, сколов на поверх- ность блока наносят полимерное покрытие из водной дисперсии тио- кола Т-50, хлоркаучука и др. Изготовление элементов решетча- тых мостовых конструкций. Элемен- ты пролетных строений с решетча- тыми фермами и комбинированных систем изготовляют на заводах и полигонах. На заводах организу- ют производство транспортабель- ных (по массе и размерам) эле- ментов. Внегабаритные элементы готовят на полигонах. Технология изготовления аналогична применя- емой при изготовлении других эле- ментов сборных конструкций. При большом количестве однотипных элементов на полигонах и заводах сооружают стенды, изготовляют металлическую опалубку, агрега- ты и другое оборудование. При монтаже решетчатых про- летных строений широко применя- ют монтажные соединения на бол- тах. Для этой цели в концевых уча- стках элементов устанавливают за- кладные стальные детали — фасон- ки, фланцы, планки, уголки и др. Эти детали приваривают к стерж- ням арматуры электродуговой руч- ной сваркой. Для обеспечения не- обходимой точности размеров эле- ментов и расстояний между мон- тажными отверстиями в закладных деталях (что является отличитель- ной особенностью изготовления эле- ментов сборных решетчатых сис- тем) применяют кондукторы. Тор- цы опалубки делают из стальных 30 листов с отверстиями для выпуска концов стержней продольной арма- туры, если в узле предполагается стыкование ее сваркой. В торцовых листах точно фиксируют положе- ние каналообразователей в конст- рукциях с натяжением на бетон. Для обеспечения точности изго- товления элементов проводят кон- трольную сборку главных ферм, проезжей части и других конструк- ций на плазу полигона или завода После маркировки элементы тран- спортируют на место монтажа. 1.5. Особенности изготовления конструкций для районов северной климатической зоны Для обеспечения требуемой дол- говечности конструкций при экс- плуатации в суровых климатиче ских условиях с длительной темпе- ратурой до —60 °C техническими нормами предусмотрены дополни- тельные требования для обеспече- ния морозостойкости бетонной и железобетонной конструкции, осо- бенно бетона защитного слоя в преднапряженных конструкциях. В дополнение и развитие обычных технологических приемов необходи- мо выполнять следующие условия: 1) не допускать превышения рег- ламентированного нормами для конструкций северного исполнения содержания пылеватых частиц, иг- ловатых и лещадных зерен щебня; 2) применять высокопрочные специальные цементы; 3) для повышения морозостойко- сти (не менее F 300) обязатель- но применять воздухововлекающие и воздухообразующие (типа ГК-94) добавки в бетон; 4) тщательно уплотнять бетон- ную смесь, особенно в зоне нижне- го пояса, применяя при жестких бетонах пластифицирующие добав- ки типа ССБ; 5) пропаривать бетон по мягко- му контролируемому режиму с предварительной выдержкой 14— 16 ч, нагревом со скоростью 10°С/ч, прогревом при 60 °C, медленным ос-
тыванием со скоростью 8—10°С/ч и последующей выдержкой при по- ложительной температуре; 6) не допускать перепада темпе- ратуры среды более 10 °C при вы- ходе конструкции из пропарочной камеры в цех или из цеха на склад; 7) повысить качество гидроизо- ляции балластного корыта пролет- ных строений; 8) для уменьшения влагопотерь в начальный период поверхность конструкций полезно окрашивать полимерным составом. Для выполнения этих требова- ний необходимо оснащение заводов МЖБК соответствующими устрой ствами и оборудованием — для фракционирования заполнителей, внесения в бетонную смесь доба- вок, выстойки изделий после про- паривания в зимний период и др. 1,6. Контроль качества изготовления железобетонных и бетонных конструкций Организация контроля. В процес се изготовления элементов сбор- ных мостовых конструкций прове- ряют с оформлением результатов актами: полноту и качество скрытых ра бот — установку арматуры, натя- жение пучков по мере их выполне- ния; правильность геометрических форм и размеров опалубки, поло- жение закладных частей перед бе- тонированием; качество материалов и бетона, которое контролируют испытанием материалов перед бетонированием, а также состава бетона при бето- нировании и контрольных образцов бетона в установленные сроки. Контроль осуществляют лабора- тория завода или полигона (строи- тельства), руководители произ- водства, отдел технического конт- роля (ОТК), техническая инспек- ция по установленной ГОСТом ме- тодике и с оформлением соответст- вующей документации. Важнейшими процессами, тре- бующими особо строгого контроля, являются натяжение арматуры, при^ готовление, укладка и режим твер- дения бетона. Контроль натяжения арматуры. Для определения натяжения арма- туры известно несколько способов. 1. Измерение давления жидкости в домкрате по манометру. Для ис- ключения влияния сил трения пуч- ка в стенде и агрегатах применяют метод прямого и обратного хода домкрата. При натяжении по по- казанию манометра Р\ определяют усилие в пучке с трением N} = P{F~ = N+T. Снизив давление переме- щением поршня домкрата на 0,5— 1 % упругого удлинения арматуры, по новому показанию манометра Р% определяют усилие в арматуре (уже за вычетом сил трения М2 = = P2F=N—Т, так как она измени- ла свое направление). Из условия T=const получаем эффективное усилие в пучке А'-0,5 (Л 4-А2)Л где Р\, Р2 — показания манометра; F—пло- щадь поршня домкрата 2. Измерение упругого удлине- ния пучков в процессе натяжения. Влияние слабины и искривления пучка учитывают началом отсчета при показании манометра, равном 0,2 от проектного. 3. Изменение удлинения прово- локи механическими тензометрами. В этом случае получаются совмест- ные показатели по упругим дефор- мациями и удлинению от выпрям- Рис 1 24 Прибор ДИС-1 для измерения напряжений в проволоке: /--крючок захвата, 2 — опорная стойка; 3 -- стержень прибора, 4 — базисная стойка; 5 — ру- коятка, 6 — крючок фиксатора, 7 —- опорная нож- ка, 8 —- проволока пучка; Б — базис измерения мессурой 31
ления проволоки в пределах базы прибора. 4. Измерение напряжения в про- волоке динамометрами, основан- ное на зависимости усилия, необ- ходимого для заданного прибором изгиба проволоки, от силы ее на- тяжения. В приборе ДИС-1 (рис. 1.24) при изгибе проволоки усили- ем, приложенным к рукоятке, упру- гий стержень изгибается, увеличи- вается база Б. Изменение базы из- меряют мессурой и по тарировоч- ной кривой определяют напряже- ние в проволоке. Точность измере- ний напряжений составляет ±2%. Недостаток прибора — необходи- мость иметь свободный участок пучка длиной не менее 1 м с тем, чтобы отделить от пучка одну про- волоку, в которой измеряют напря- жение. Напряжение в арматуре измеря- ют лица, имеющие защитные сред- ства: шлем для лица и головы, бре- зентовый костюм и др. Контроль качества бетонной сме- си. Большое значение для качества конструкции имеет правильный подбор состава бетона и условия (температура и влажность среды) схватывания и твердения бетонной смеси. Правильно подобранный гранулометрический состав из очи- щенных заполнителей позволяет при относительно небольшом коли- честве цемента получать более вы- сокую марку бетона. Дополнитель- ная стоимость очистки и фракцио- нирования заполнителей компенси- руется экономией цемента и, что самое главное, повышением качест- ва конструкции и ее долговечно- сти. Качество бетона контроли- рует лаборатория завода или поли- гона непрерывно в процессе приго- товления смеси, укладки и термо- обработки. Автоматизация дози- рования цемента, заполнителей и воды в значительной степени обес- печивает правильность состава бе- тона. Автоматизация режима тер- мообработки, внедряемая на заво- дах МЖБК, устраняет возмож- 32 ность резкого колебания темпера- туры в камере. Прочность бетона про- веряют испытанием на сжатие че- тырех серий контрольных кубиков размерами 15X15X15 см, изготов- ляемых из рабочей бетонной смеси. Одну серию образцов из двух куби- ков хранят в лаборатории при тем- пературе 15—20 °C с относительной влажностью не меньше 90%, т. е. в условиях нормального твердения, и испытывают на 28 сут для опреде- ления марки бетона. Остальные три серии кубиков твердеют вместе с конструкцией (блоком) и служат для определения прочности бетона перед обжатием напрягаемой арма турой, в момент отпуска продукции со склада и перед загружением конструкции временной нагрузкой. Результаты испытаний включа- ют в паспорт на изготовляемую конструкцию. Прочность бетона готовой кон- струкции можно определить специ- альным прибором — склероме- тром. Этот способ основан на за- висимости прочности (твердости) бетона конструкции от величины отдачи ударяемого о бетонную по- верхность стального бойка. Для определения прочности бе- тона применяют также ультра- звуковой импульсный ме- тод, основанный на зависимости скорости прохождения в бетоне ультразвуковых волн от его проч- ности. Создают импульс и измеря- ют скорость прохождения его через бетон при помощи прибора им- пульсных колебаний (ПИК). Тари- ровочную кривую скорость — проч- ность составляют на основании испытания прочности кубиков при- бором и на прессе. Состав бетона кубика и условия его твердения должны соответствовать составу и условиям твердения бетона контро- лируемых изделий. Таким методом определяют прочность бетона не- посредственно в конструкции и про- водят наблюдения за нарастанием прочности бетона во времени. Опыт показывает, что расхождение меж-
ду прочностью бетона, определен- ной прибором, и прочностью, полу- ченной испытанием на прессе, не превышает ±8%. Глава 2 ИЗГОТОВЛЕНИЕ СТАЛЬНЫХ МОСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ 2.1. Предприятия для изготовления стальных конструкций. Заготовка деталей Заводы стальных мостовых кон- струкций. Стальные мостовые кон- струкции изготовляют преимуще- ственно на специализирован- ных заводах Минтрансстроя СССР. В состав такого завода вхо- дят. корпуса с цехами изготовле- ния конструкций, объекты энер- гетического и транспортного хо- зяйств, скчады, а также админист ративно-бытовые помещения. Для перемещения обрабатываемого ме- талла, деталей и конструкций в со- ответствии со схемой технологиче- ского процесса используют мосто- вые краны, движущиеся поперек или вдоль производственного пото- ка и железнодорожного пути вдоль корпуса. В номенклатуру изделий входят клепаные и сварные элемен- ты пролетных строений под желез- ную и автомобильную дороги, опорные части, металлоизделия, смотровые приспособления. Преду- смотрено применение углеродистых и низколегированных сталей, изго- товление конструкций как по типо- вым, так и по индивидуальным про- ектам. Схема технологического процес- са. Операции по изготовлению эле- ментов зависят от вида соединения их деталей (листов, уголков)—за- клепками (с ограниченной обла- стью применения), болтами или сваркой, а для элементов с закле- почными и болтовыми соединения- ми — от способа их сборки: из де- талей, в которых заранее сделаны 2 Зак 156 отверстия (сборки по дырам), или сборки в кондукторах (устройствах, обеспечивающих проектные размеры сечений элементов) с последующим сверлением отверстий (бездырной сборки). Схема технологического процес- са с перечнем основных техноло- гических операций по изготовлению стальных конструкций приведена в табл. 2.1. Поступающий на завод профиль- ный и листовой металл очищают от прокатной окалины дробеметным способом, при котором металл по рольгангу пропускают через струю дроби. Очищенную поверхность при длительном хранении металла по- крывают консервирующим грунтом. После сушки покрытия металл складируют по маркам стали, про- филям и размерам или отправля- ют прямо в цех подготовки метал- ла. Заготовка деталей. Металл, как правило, нужно править ввиду наличия погнутостей после прока- та, перевозки и складирования. Листовую и полосовую сталь правят на листоправйльных валках (рис. 2.1, а). Количество валков в станке зависит от толщины листа; чем тоньше лист, тем больше (от 5 до 11) требуется валков малого ди- аметра. Подшипники осей нижних валков закреплены в станине не- подвижно, а верхних — в ползу- нах, перемещаемых в вертикаль- ном направлении ч установочными винтами по толщине листа. Лист перемещается при вращении ниж- них валков. Пропускаемый между валками лист последовательно из- гибается в разные стороны, и не- ровности уничтожаются. Коробова- тость и волнистость листов термо- упрочненной стали большой тол- щины (18—20 мм и выше) выпра- вить не удается в холодном состоя- нии пропуском через листоправйль- ные вальцы. В этом случае приме- няют предварительный одно- и дву- кратный нагрев листа до 700— 900 °C углеродистой и до 700 °C тер- 33
Таблица 2.1 Элементы техноло- гического процесса изготовления стальных конструкций Клепаные конструкции Сварные конструкции при сборке по дырам при бездырной сборке Операции Подготовка ме- талла Очистка металла от прокатной окалины, консервация, правка стали, разметка и наметка Обработка метал- ла Резка стали, обработка кромок, гнутье и высадка Изготовление эле- ментов Образование отверстий не- полного диаметра под со- единительные заклепки или болты сверлением или про- давливанием; сборка эле- ментов на болтах; рассвер- ловка отверстий на проект- ный диаметр Сборка элементов в кондукторах Сверление отвер- стий на проектный диаметр Прихватка деталей короткими швами Клепка элементов Фрезерование торцов элементов Сварка элементов Образование мон- тажных отверстий Сверление отверстий в элементах по кондукторам или сверление отверстий в собранных узлах конструкции ограниченных размеров Маркировка и окраска элементов Маркировка элементов: очистка металла, шпаклевка и грунтовка, консервация контактных поверхностей в узлах ферм моупрочненной стали газовыми го- релками. Уголковую сталь правят на угло- правильных валках (рис. 2.1,6), а швеллерную и двутавровую — на правильно-гибочных кулачковых прессах (рис. 2.1, в), в которых на горизонтально расположенную и опирающуюся на два упора балку давит кулачок ползуна и выправ- ляет погнутость. Последующие операции по заго- товке деталей производятся по разметке, т. е. по контуру дета- ли и расположению отверстий, пе- ренесенных на металл с чертежа, или по шаблону (наметке). Размет- ку производят при помощи метал- Рис. 2 1. Правильные машины и ножницы для резки стали. 1 - прижим, 2 - нижние ножи; 3 -верхние ножи. 4 — разрезаемый уголок 34
лических линеек, угольников, штангенциркуля. Для изготовле- ния шаблонов применяют картон, фанеру и стальные листы. Конту- ры деталей и центры отверстий на- мечают на металле острым концом высокопрочной проволоки (чертил- кой), карандашом и закрепляют кернами, т. е. углублениями в ме- талле, образованными ударом по кернеру — стальному стержню с острым концом. Механическая резка ме- талла производится ножницами и пилами при толщине металла до 16—20 мм. Для резки полосовой стали и мелких деталей из листо- вой применяют пресс-ножницы (рис. 2.1, г) с параллельными но- жами длиной до 700 мм. Листовую и широкополосную сталь режут гильотинными ножницам и с ножами длиной 1500—3000 мм. Для уменьшения усилия резания в них ножи располагают под углом 5—7° друг к другу в продольном направлении. Небольшой наклон (около 1/30) верхнего ножа к плос- кости листа (см. рис. 2.1, г) дает более чистый рез. Для резки угло- вой стали применяют ножницы (рис. 2.1, 0) с режущими устройст- вами в станине, по две режущих кромки для одновременной резки обеих полок уголка. При высокой производительно- сти резка металла ножницами име- ет и существенный недостаток — в металле кромки нарушается струк- тура, что способствует появлению в конструкции усталостных наруше- ний. Поэтому после резки такой металл удаляется при помощи строжки, что требует дополнитель- ного оборудования, увеличивает трудоемкость и продолжительность производственного процесса. Кислородная резка ме- талла получила широкое рас- пространение благодаря своим пре- имуществам; возможности резки металла любого профиля большой толщины и при любом очертании реза и выполнения операций по об- разованию фасок кромок под свар- 2* ку, срезки обушков уголков, а так- же возможности механизировать и автоматизировать резку, что обес- печивает высокую производитель- ность и точность размеров деталей. При высокой степени чистоты кис- лорода (до 99,6%) кромка реза по- лучается с незначительным нару- шением структуры металла, благо- даря чему отпадает необходимость в последующей строжке кромок. Автоматизированная резка осуще- ствляется газорежущими машина- ми «Черномор», «Одесса» и др. с прямолинейным и криволинейным резами, некоторыми машинами по копирчертежам. Ряд машин могут одновременно разделывать кромки под X- и Y-образные швы. Листы толщиной до 10 мм режут пакетом толщиной 75—100 мм с обжатием его струбцинами. Для улучшения качества поверх- ности прямолинейного реза и меха- нических свойств металла толщи- ной до 40 мм разработан способ резки, называемый смыв-про- цессом. В особых резаках две вспомогательные струи кислорода смывают с кромок реза бороздки и наплывы, оставшиеся после резки. Ручную кислородную резку приме- няют в исключительных случаях — для профильного металла больших сечений, в стесненных местах. При кислородной резке нужно строго соблюдать правила техники безопасности, исключающие воз- можность взрыва газогенератора и баллонов с кислородом, обеспечи- вающие защиту работающего от световых и тепловых лучей. Кромки металла строгаются для удаления металла с нарушен- ной при резании структурой, подго товки кромок под сварку и точной приторцовки деталей. Кромкострогальный станок име- ет прижимы, фиксирующие положе- ние одного листа или пакета лис- тов на станине. Вдоль кромки дви- жется каретка с резцами, снимаю- щими стружку. Торцовые кромки узких листов и прокатных профи- 35
лей можно обрабатывать на торце- фрезерных станках. Пневматический рубильный мо- лоток применяют для зачистки кро- мок при небольшом объеме работ, для снятия фасок в обушках угол- ков. Высадку уголков жесткости ба- лок со сплошной стенкой произво- дят штампованием под прессом при нагревании металла до светло-кра- сного каления (1000—1100°C). 2.2. Изготовление клепаных конструкций Схемы технологического процес- са. Изготовление клепаных элемен- тов возможно по двум технологи- ям (см. табл. 2.1). Бездырная сборка элементов из деталей про- изводится в кондукторах с образо- ванием соединительных отверстий сверлением в элементе. Она имеет ряд преимуществ перед сборкой по дырам, при которой отверстия образуют в каждой детали по раз- метке, сокращаются число (в 2— 3 раза) и трудоемкость (на 10- 15%) производственных операций; повышается качество клепки, так как обеспечивается полное, совпа- дение отверстий; сокращаются объ- ем такелажных работ, время рабо- ты станочного оборудования. Вме- сте с тем при бездырной сборке не- обходимо изготовление специаль- ных сборочных кондукторов, зани- мающих большие производствен- Рис. 2.2 Схем? дыропробивного пресса: и — пресс, б - пуансон и матрица; / — станина пресса; 2 — матрица; 3 - пуансон, 4 — корпус матрицы ные площади в цехе, и ограничена возможность организации поточно- го производства. В настоящее вре- мя способами бездырной сборки из- готовляют элементы Н-образного и коробчатого сечений, балки со сплошной стенкой. Элементы связей и индивидуальные конструкции со бираются по дырам. Образование отверстий. Отвер стия для соединительных заклепок и болтов образуют в деталях про- давливанием или сверлением сна- чала на неполный диаметр, а пос- ле сборки элемента — на полный проектный диаметр. При этом уда- ляется металл, нарушенный при продавливании структуры и обес- печивается полное совпадение от- верстий. Продавливание отвер- стий для сборки по дырам эконо- мичнее сверления и применяется при толщине стали до 20 мм. От- верстия продавливают на прессах с помощью штемпеля (пуансона) и матрицы (рис. 2.2). Пуансон кре- пится в верхнем ползуне пресса, а матрица неподвижно закреплена в станине. Опускаясь, пуансон обра- зует отверстие, вокруг которой) в металле образуются волосные тре- щины с потерей им механических свойств. Этот металл после сборки элемента удаляют рассверловкой отверстия до проектного диаметра, для чего диаметр матрицы делают на 2—3 мм меньше проектного диа- метра заклепки. Дыропробивные прессы имеют от одного до нескольких штемпелей, которыми одновременно продавли- вают несколько отверстий. Наибо- лее употребительны двухштемпель- ные прессы для продавливания от- верстия по шаблонам. Многоштем- пельные прессы используют для одновременного продавливания не- скольких отверстий. Включают и выключают пуансоны в необходи- мой последовательности по задан- ному рисунку заклепочного поля. Чтобы сократить разметочные работы и избежать связанные с ни- зе
ми ошибки, помимо шаблонов, при- меняют делительные устройства. Отверстия сверлят в дета- лях также меньшего диаметра спи- ральными сверлами, закрепляемы- ми в шпинделе станка. Образуемое отверстие имеет правильную ци- линдрическую форму с чистыми стенками. Применяют стационар- ные и передвижные радиально- сверлильные станки с вылетом хо- бота 1000—3400 мм (рис. 2.3). Хо- бот может поворачиваться вокруг станины и подниматься по ней. По хоботу перемещается каретка со шпинделем. Тележка со станком двигается вдоль стеллажей с раз- ложенными на них деталями, в ко- торых сверлят отверстия. Для одно- временного сверления нескольких отверстий применяют многошпин- дельные станки. Сверлят по намет- ке, шаблонам или с применением делительных устройств. Сборка элементов. Перед рас- сверловкой отверстий при сборке по дырам элементы собирают по проектным размерам в кондукто- рах по пробитым или просверлен- ным в деталях меньшего диаметра отверстиям. Детали (уголки, лис- ты) соединяют с заполнением 25— 30% отверстий болтами диаметром 16 мм для плотности соединения и 10% коническими оправками для предотвращения взаимного смеще- ния деталей. По мере рассверловки отверстий на проектный диаметр болты диаметром 16 мм заменяют болтами диаметром 22 мм, а кони- ческие оправки — обычными ци- линдрическими пробками, диаметр Рис. 2.3. Радиально-сверлильный станок. / — хобот. 2 головка .<— шпиндель которых точно соответствует диа- метру отверстий. Для рассверлов- ки отверстий применяют кониче- ские развертки. При большом не совпадении отверстий в деталях иногда допускают рассверливание отверстия на больший стандартный диаметр, например с диаметра 23 на 26 мм. При бездырной сборке эле- менты формируют из деталей в кондукторах, обеспечивающих га- баритные размеры элемента и плот- ное примыкание деталей (рис. 2.4). Взаимное расположение деталей по длине фиксируется торцовым упором. При коробчатых сечениях отдельно собирают ветви, которые после сверления отверстий объеди- няют в элемент В собранном элементе или ветви просверливают несколько отвер- стий полного диаметра, который за- полняют монтажными (маячными) болтами и пробками. Затем эле- мент вынимают из кондуктора и Рис. 2.4. Сборочные кондукторы- fl-элементов двутаврового сечения; о — то же швеллерного; в — то же коробчатою, /—винто- вые прижимы. 2 диафрагма 37
Рис 2.5 Клепальная скоба с пневматическим приводом и пневмоподдержки а скоба, б - плоская пневмоподдержка, в — то же длинная; / — скоба, 2 — нижняя обжимка, 3 - верхняя обжимка, 4 пневмопривод, 5 — удлинитель Направляют для сверления осталь- ных отверстий под соединительные заклепки Расположение этих от- верстий определяют разметкой на верхних деталях линейным шабло- ном или делительным устройством. Вместо стационарных кондукто- ров могут быть применены рамки, располагаемые через 1,0—1,5 м по длине элемента. После постановки маячных болтов и пробок рамки снимают и элемент поступает под сверловку. Клепка элементов. Основную мас- су соединительных заклепок на за- воде ставят клепальными ско- бами (рис. 2.5) с пневматиче- ским, гидравлическим или электри- ческим приводом. Под действием привода через систему рычагов об- Рис 2 6 Схема образования заклепочных соединений j пакет нормальной толщины, 6 то же 1ОЛСГЫЙ, /--обжимка поддержки, 2 — замыкаю- щая юловка заклепки, 3— обжимка клепально- io молотка, 4 закладная головка заклепки, коническая закладная юловка заклепки, 6- обжимка чд.зрной пневмоподдержки жимка 3 опускается по направле- нию к обжимке поддержки 1, оса- живает стержень заклепки и оформ- ляет ее замыкающую головку 2 (рис. 2.6, а). Усилие нажатия воз- растает по мере опускания обжим- ки и достигает 500 кН. Заклепки нагревают в печах или горнах до темно-красного каления (650— 700°C). Положение скобы при раз- ных положениях элементов показа- но на рис. 2.5, а. Производитель- ность скобы достигает 1500 и более заклепок в смену при высоком ка- честве клепки. Величины b и с ог- раничивают размеры изготовляе- мой конструкции. Постановка заклепок, не доступ- ных машинной клепке на скобе производится пневматически м клепальным молотком, представляющим собой инструмент ударного действия. Рабочее давле- ние воздуха в нем (0,5—0,6) МПа. Закладная головка заклепки под- держивается пневматической под- держкой (см. рис. 2.5). Поддерж- ка представляет собой пресс раз- личной формы (по условиям клеп- ки), в поршень которого вставляют обжимку. В необходимых случаях к поддержке присоединяют удлини- тель. Нагретую до светло-красного ка- ления (1000—1100 °C) заклепку вставляют в отверстие (см. рис. 2.6). Закладную головку прижима ют обжимкой поддержки, упираю- 38
щейся в другую ветвь элемента или в упор. На выступающий конец за- клепки наставляют обжимку мо- лотка, под ударами которого стер- жень осаживается и плотно запол- няет отверстие. Последующими ударами оформляется замыкаю- щая головка. Производительность бригады ручной клепки 200—250 заклепок в смену. При клепке толстых пакетов (больше четырех диаметров за- клепки) применяют заклепки с ко- ническим стержнем и повышенной закладной головкой (рис. 2.6,6), обеспечивающие полное заполне- ние отверстия металлом. Вначале на закладную головку 6 передается сосредоточенное давление, способ ствующее переходу избыточного металла в стержень и заполнению зазора в отверстии. Этому процессу помогает ударная поддерж- ка, дающая, помимо нажатия, уда- ры по обжимке 6. В целях уменьшения трудоем- кости и продолжительности работ взамен клепаных соединений на заводах применяются фрикцион- ные соединения на высоко- прочных болтах. Работающее на трении от обжатия деталей болта- ми соединение не требует высокой точности совпадения отверстий в деталях, что позволяет широко при- менять сборку «по дырам» со свер- лением на проектный диаметр, не требует высокой квалификации клепальщика, улучшает условия ра- боты в цехе. Плоскости сопряже- ния в таких соединениях обраба- тывают кислородно-а цетиленовым пламенем с удалением продуктов сгорания стальными щетками. Бол- ты затягивают предварительно простыми ключами, а до заданного усилия — динамометрическими 2.3. Изготовление сварных конструкции Сборка элементов. После обра- ботки кромок, форма которых оп- ределяется толщиной свариваемых Рис. 2 п Сварка балки таврового сечения. / - мост. 2 балка, 3 - прижим, 4 - верхнее полукольцо, 5 - выдвижной упор; 6 — боковой упор, 7 — ролик, 8 — электрод деталей элемент собирают в кон- дукторах. Кромки стыкуемых авто- матической сваркой листов толщи- ной до 16 мм не обрабатывают При большей толщине в кромках снимают углы для образования X- и Y-образного шва. Особое внима- ние уделяют на подгонку кромок с зазором 1—2 мм. Поверхность ме- талла в зоне 40—50 мм от шва очи- щают наждачным кругом. Для сборки элементов Н-образ- ного сечения используют кондук- торы, аналогичные применяемым для сборки клепаных элементов. Для сборки и сварки двутавровых балок длиной до 34 м и высотой до 3,8 м разработана конструкция кон- дуктора-кантователя (рис. 2,7, а). Он обеспечивает сборку, поворот и кантование в положение для нало- жения прихваток (швов длиной 40—50 мм) и поясных швов в ло- дочку (рис. 2.7,6). Элементы коробчатого сечения собирают и сваривают в специальных кондук- торах (см. рис. 2.10). Сварка элементов. Для соедине- ния деталей элементов стальных конструкций наиболее прогрессив- на автоматическая сварка металлическим электродом под слоем флюса. В этом случае элек- трод подается и перемещается вдоль шва автоматически, обеспе- чивая постоянство длины дуги. Флюс — порошок коричневого цве- та, защищает образующейся при сварке пленкой расплавленный ме- талл шва от окисления кислородом воздуха и вводит в него легирую- 39
Рис 2 8. Сварочные машины. / — сварочная головка. 2 — бункер с флюсом, 3 — кассета с электродной проволокой; 4 — самоход- ная тележка, 5 — корпус машины, 6 — держак, 7 — шланг с проволокой; 8 — направляющие роли- ки, 9 —механизм подачи проволоки. 10 - бункер с флюсом. // кассета с электродной прово локой щие добавки, повышающие его ме- ханические свойства. Кроме того, флюс защищает сварщика от све- тового воздействия пламени дуги. Автоматическая сварка произво- дится сварочным тракто- ром. Трактор последней модели ТС-17М (рис. 2.8, а) состоит из сва- рочной головки, бункера с флюсом и кронштейна для кассеты с бух- той электродной проволоки, смон- тированных на самоходной тележ- ке. Проволоку подают и переме- щают тележку при помощи элект- родвигателя. В зависимости о г тол- щины свариваемого металла, диа- метра проволоки и высоты шва ре- гулируют скорости сменными шес- тернями с переменным передаточ- ным числом. Трактор питается по- стоянным и переменным током. В 40 зависимости от марки стали и тол- щины деталей потребляемая сила тока 350—1000 А с напряжением 30—50 В, скорость сварки 19— 30 м/ч. Для предотвращения пора- жения сварщика электрическим то- ком все находящиеся под напряже- нием установки заземляют. При сварке элементов коробча- того сечения применяют двухду- говые автоматы (рис. 2.8, в, г). Такие автоматы позволяют уско- рить процесс сварки, устранить де- формации элемента от односторон- него нагрева, сваривать закрытые коробчатые сечения с внутренними швами и, наконец, дают возмож- ность наложить наружный валико- вый шов при отсутствии буртиков (см. рис. 2.8, г). Все приведенные автоматы соз-
даны на базе стандартного свароч- ного трактора ТС-17М с использо- ванием его ходовой части и редук- тора подачи электродной проволо- ки. Необходимое положение элек- тродной проволоки обеспечивается фиксирующими рол'иками. Несмотря на все преимущества, применять автоматическую сварку экономически выгодно и техниче- ски целесообразно только при швах большой протяженности и положе- нии элемента, допускающем по- крытие шва флюсом. Поэтому авто- мат используют при длине стыко- вых швов более 0,5 м, продольных и угловых швов более 3 м, а в ос- тальных случаях применяют полу- автоматическую ручную сварку. Для полуавтоматической сварки используют шланговый аппарат (рис. 2.8, б). Держатель с бункером перемещает вручную свар- щик, а электродная проволока по- дается автоматически механизмом через шланг. Аппарат применяют при сварке коротких швов и возмож- ности образования валика из флю- са. При сварке вертикальных и на- клонных швов, когда нельзя образо- вать такой валик, вместо флюса при- меняют струю углекислого газа. Вручную сваривают откры- той дугой металлическими электро- дами с флюсовой обмазкой. Высо- кое качество шва обеспечивается постоянством длины дуги в преде- лах 2—4 мм, что в значительной степени зависит от квалификации сварщика. Известны скоростные способы руч- ной сварки с глубоким проплавле- нием, основанные на следующих по- ложениях: 1) сварка ведется на пре- дельно короткой дуге, что достигает- ся опиранием обмазки электрода на изделие и погружением проволоки в ванну расплавленного металла; 2) применяется наибольшая допус- каемая сила тока, способствующая более глубокому проплавлению. В результате при сохранении тре- буемой прочности и качества шва уменьшается объем наплавленного металла, следовательно, увеличива- ется производительность сварки. Благодаря опиранию электрода че- рез обмазку перемещение его про- исходит плавно, без рывков, что по- вышает качество шва и облегчает работу сварщика Не допускается ручная дуговая сварка без исправного защитного щитка с темным стеклом. Работаю- щих вблизи нужно снабдить очками со стеклами, не пропускающими уль- трафиолетовые лучи дуговой сварки. Сборочно-сварочный цех должен иметь приточно-вытяжную вентиля- цию. Для предотвращения вытекания расплавленного при сварке метал- ла из шва могут быть применены три способа: 1) сварка с медной подкладкой со стороны корня шва, имеющей ка- навку для формирования валика шва. Непосредственному воздейст- вию сварочной дуги она не подвер- гается, а ввиду своей высокой теп- лопроводности не расплавляется и легко отделяется от шва после ос- тывания; 2) сварка на флюсовой подклад- ке, допускающей меньшую точность сборки и обработки кромок; 3) сварка на медном ползуне, пе- редвигаемом синхронно со свароч- ным трактором. Для уменьшения усадочных на- пряжений при сварке толстых ли- стов сварочный шов накладывают несколькими слоями при низкой силе тока. Низколегированные стали свари- вают на режимах, несколько более высоких, чем углеродистую 16 Д, т. е. при больших напряжении и си- ле*тока, меньшей скорости движе- ния трактора для уменьшения ско- рости остывания металла и степени его закалки С изменением режима меняют и толщину шва. Для предотвращения деформации от одностороннего нагрева элемен- там придается перед сваркой выгиб, обратный ожидаемой деформации. Кроме того, производится правка деформированных элементов при по- мощи нагрева со стороны выпукло- 41
Рис. 2.9 Станок для холодной правки гри- бовидности полок балок 1 — привод 2 - приводной ролик; 3 -- поддержи- вающие ролики, 4 - неприводные ролики стей или механическим способом в правильных машинах. Для правки грибовидности и перекосов полок по- сле сварки элементов двутаврового сечения применяют пресс (рис. 2.9). Элементы коробчатого се- чения сваривают в едином процес- се со сборкой в специальных кондук- торах. В механизированном кондук- торе (рис. 2.10) подставки выдвига- ются через перфорации в нижнем горизонтальном листе, поворачива- ются на 90° и своими боковыми при- жимами фиксируют положение вер- тикальных листов и служат опо- рой для верхнего горизонтального листа. Ортотропные плиты шири- ной до 3,2 м и длиной до 14,2 м со- бирают на специальном кондукторе (рис. 2.11). Положение продольных ребер и поперечных балок фиксиру- ется прижимом к листу гидродом- кратами, прикрепленными к ригелю перемещающегося вдоль кондуктора портала с прихваткой к листу ко- роткими швами. После придания плите деформаций, компенсирую- щих деформации при сварке, ребра Рис 2.10 Технологическая последовательность процесса изготовления унифицирован- ных элементов коробчатого сечения 1 — VJ стадии изготовления элемента, 1 -- кондуктор, 2 - продольные передвижные упоры, 3 - выдвижные подставки; 4 - прихватки ручной сваркой, 5 - двухдуговой сварочный автомат для заварки внутренних швов, 6 --направляющие ролики, 7- электрод; 8- ходовые ролики, 9 — бо- ковые прижимы подставки; 10 двухдуговой сварочный автомат для заварки наружных швов 42
Рис 2.11 Кондуктор для сборки ортотроп- ных плит / — портал, 2 — гидравлические прижимы; 3 — лист, 4 — продольное ребро и балки приваривают к листу двух- дуговыми автоматами. Пересечения ребер и поперечных балок сварива- ют в вертикальном положении (на боку) плиты после снятия ее с кон- дуктора. Фрезерование элементов. Обра- ботка торцов элементов, кромок фасонок, накладок производится на фрезерных станках, представ- ляющих собой станину с горизон- тальными направляющими, по кото- рым перемещается стойка, несущая суппорт с фрезой. Суппорт можно перемещать в горизонтальном на- правлении к элементу и в верти- кальном направлении при помощи редуктора и винта. Фреза представ- ляет собой вращающийся диск с закрепленными на нем 8—12 резца- ми. При вращении фрезы резцы сни- мают стружку, толщину которой ре- гулируют горизонтальным переме- щением ползуна. Торцы наддомкратных уголков в опорных поперечных балках фрезе- руют после их обрезки, высадки и образования отверстий. z - . ‘f 7 р 1 v. 1* ’ >4; f М * ♦J* J43GC/*<Й. а KpGt >.3 ’ ' руг. .’Ol 't ' ле • г ми Технология образования монтаж- ных отверстий. Этот процесс в зна- чительной степени определяет ус- пешность монтажных работ и обес- печивает проектный строительный подъем. Отверстия могут быть об- разованы рассверловкой отверстий, ранее просверленных по разбивке в деталях на наименьший диаметр, при индивидуальной подгонке мон- тажных узлов в процессе заводской сборки или сверлением на проект- ный диаметр в готовых элементах по кондукторам. При рассверловке отверстий на стеллажах обычно вне цеха собира- ют плоские системы, из которых со- стоит пролетное строение — глав- ные фермы, проезжая часть, связи. В узлах, собранных на монтажных болтах, рассверливают отверстия на проектный диаметр. Такой спо- соб требует больших сборочных площадей, затрат труда и времени. При нем обеспечивается хорошее совпадение отверстий, но теряется взаимозаменяемость элементов. По- этому такой способ применяют толь- ко для изготовления индивидуаль- ных конструкций или типовых цель- ноперевозимых пролетных строений небольших пролетов. Сразу на проектный диаметр от- верстия сверлят по металличе- ским накладным кондук- торам (рис. 2.12). Кондуктор из- готовляют из листовой стали тол- щиной 10 мм. В местах расположе- ния отверстий в шаблоне запрессо- вывают втулки из высокопрочной термоупрочненной стали для пра- вильного направления сверла. Для обеспечения высокой точно- сти расположения втулок применя- ют кондукторы-эталоны, изготовлен- ные с применением точных разби- вочных инструментов или станков. Изготовляют плацки с втулками, расположенными на расстоянии по осям 80 мм друг от друга. Планки приваривают к листу кондуктора по точной разметке рисок заклепок (рис. 2.12, б). В этом случае лучше используются дорогостоящие дета- ли — запрессованные втулки, кото- рые с планками могут быть приме- нены на нескольких кондукторах. Для сверления отверстий в фа- сонных листах с одинаковым рисун- ком отверстий листы соединяют в пакеты, стягивая их струбцинами. 43
Рис 2 12 Устройство для сверления монтажных отверстий в элементе- а — объемный кондуктор, б — металлический шаблон, в — деталь втулки, 1 — сверлильная маши- на, 2 — кондукторная доска (шаблон), 3 — шпиндель сверлильного станка, -/ — элемент; 5—кон- дукторная планка; 6 — втулки Шаблоны устанавливают на эле- менты по разметке (взаимная ори- ентация), совмещая продольные и поперечные оси шаблонов с осями элемента и полей монтажных отвер- стий или на разметочных плитах, устанавливаемых в одной горизон- тальной плоскости под концами эле- ментов. Взаимная увязка плит дает- ся с точностью до 1 мм. На разме- ченные концы элементов наклады- вают шаблоны и сверлят отверстия. Менее трудоемок и более точен способ с использованием объем- ных кондукторов (см. рис. 2.12), в которых одновременно можно сверлить отверстия в трех плоскостях. В объемных кондукто- рах плоские кондукторы закрепле- ны в проектном положении, остает- ся только правильно ориентировать относительно них элемент, что не требует высокой квалификации ра- ботающих и большой затраты вре- мени. Вертикальные отверстия сверлят в станках, горизонтальные — свер- лильными пневматическими машин- ками. Хвостовик машинок упирает- ся в упорный лист, имеющий отвер- стия по рисунку шаблона. Это уско- ряет установку машинки и обеспе- чивает правильное направление сверла, что имеет особенно большое значение при толстых пакетах. Не- достаток такого кондуктора — по- требность больших внутрицеховых производственных площадей. Для лучшего использования объ- емных кондукторов в установленном 44 элементе просверливают по четы- ре— шесть маячных отверстий в каждой плоскости. Затем элемент из кондуктора вынимают, по маяч- ным отверстиям прикрепляют бол- тами отдельные накладные кондук- торы, и элемент поступает на свер- ление остальных отверстий. При болтовых монтажных соединениях также необходимо выполнять требо- вания точности образования отвер- стий, так как постановкой пробок обеспечивается проектный строи- тельный подъем. В целях облегче- ния подготовки узлов при монтаже после дробеметной обработки про- изводится консервация контактных поверхностей специальными покры- тиями, не снижающими фрикцион' ные свойства. Правильность расположения мон- тажных отверстий в серии типовых конструкций проверяют контроль- ной сборкой каждого пятого пролет- ного строения. Для этого на площад- ке на стеллажах собирают по поло- вине фасада фермы, а проезжую часть — попанельно отдельно. Сов- падение отверстий проверяют калиб- ром. Маркировка и грунтовка элемен- тов. Схема маркировки элементов должна соответствовать принятой в проекте. На концах каждого эле- мента с внешней стороны на рас- стоянии 1 м от торца белилами на- Н2 о носят марку по форме ------. Здесь н J и 643-20 в числителе дана марка узла (рис. 2.13), а в знаменателе — но-
мера заводского заказа и рабочего чертежа. В этих же местах ставят клеймо ОТК. Места с марками и и клеймом обводят рамками и не грунтуют. Металл грунтуют после приемки конструкции отделом технического контроля (ОТК). Поверхность эле- мента предварительно очищают от окалины, жирных пятен, грязи и влаги механическими стальными щетками и пламенем газовой горел- ки. Щели между неплотно подог- нанными деталями шпаклюют за- мазкой из мела и грунтовочного со- става. Грунтуют обычно железным суриком на олифе при помощи крас- копультов. В труднодоступных ме- стах применяют кисти. Не грунтуют соприкасающиеся плоскости мон- тажных соединений, части конструк- ВВ1 ВВ2 ВВЗ ВВ4 Рис. 2.13. Схема маркировки элементов пролетного строения: а — верхних поясов и горизонтальных связей; б - левой формы; в — проезжей части, нижних поясов и горизонтальных связей; г правой формы ции, подлежащие бетонированию; места монтажной сварки на шири- ну до 100 мм в каждую сторону от шва. 2.5. Контроль качества изготовления стальных конструкций Организация контроля. Допускае- мые отклонения и правила приемки нормированы правилами изготовле- ния, монтажа и приемки металличе- ских конструкций (СНиП Ш-В.5-62). Отмечая важность контроля предва- рительного и за всеми производст- венными операциями, надо уделять внимание контролю качества сборки элементов перед клепкой или затяж- кой высокопрочных болтов и свар- кой, производство которых разре- шают только после осмотра собран- ных элементов мастером и получе- ния от него разрешения. Помимо промежуточного (пооперационного) контроля, в процессе подготовки и производства клепки или сварки, в значительной степени определяю- щего качество конечной продукции, проводят приемку выполненных ра- бот. Контроль качества клепки. Каче- ство клепки проверяют наружным осмотром и остукиванием всех за- клепок. Они должны быть плотно посажены и не дрожать при остуки- вании. Головки заклепок должны Рис. 2.14. Основные дефекты заклепок и сварных швов 1 — неплотное прижатие головки заклепки, 2 — зарубание металла оправкой; 3—неплотное за- полнение отверстий заклепкой; 4 — подрез метал- ла при сварке. 5 непровар шва 45
быть полномерными и не иметь де- фектов (рис. 2.14); допуски и от- клонения нормированы технически- ми условиями. Бракованные заклеп- ки срубают и заменяют новыми с вторичным остукиванием соседних заклепок Контроль качества сварки. Боль- шого внимания требует проверка и приемка сварных швов. Требова- ния к качеству швов и методы про- верки определяются категорией от- ветственности сварных швов. К глав- нейшим внешним дефектам относят кратеры на поверхности шва, пори- стость и трещины в наружном слое, подрезы основного металла у гра- ницы шва (см. рис. 2.14). Они об- наруживаются после очистки шва от шлака визуальным осмотром. К вну- тренним дефектам относят в первую очередь непровар, затем внутренние поры и трещины, засорение шва шлаком. Качество швов контролиру- ется наружным осмотром, ультра- звуковой дефектоскопией, рентгено- или гаммаграфированием, провер- кой механических свойств соедине- ний. Ультразвуковая дефектоскопия основана на вводе в изделие ультра- звуковых колебаний, преобразован- ных из электрических, приемке их отражений и обратном преобразо- вании их в электрические. Рентгено- графированию подвергают 4—6% общей протяженности швов, контро- лируемых физическими методами. Часть дефектов устраняют на- плавкой дополнительного металла на зачищенные участки шва и ме- талла, часть — вырубкой или вы- плавкой дефектных участков шва и наваркой нового.
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ СООРУЖЕНИЕ ОПОР Л а Ь и 2 у с г р о и о ь о м а с с и а н ы х фундаментов ого^ ."*.1 Рйзбнька ссе^- ЬОРТурО8 опор Положения и формы опор мостов должны соответствовать проекту, что достигается разбивочными ра- ботами в процессе их строительства. Разбивку осей и контуров опор, как и других элементов моста, про- изводят от знаков опорной геодези- ческой сети. В соответствии со СНиП 111-43-75 заказчик обязан создать геодезиче- скую разбивочную основу и передать строительной организации закреп- ленные знаки плановой опорной се- ти и высотные реперы, число и раз- мещение которых зависит от разме- ров моста и местных условий. Исходные опорные знаки всегда располагают на продольной оси моста. При строительстве малых мо- стов и труб для разбивок использу- ют только эти исходные знаки. В зависимости от длины моста, размеров пойменных участков, за- стройки и других местных условий, помимо осевых знаков, закрепляют и передают знаки на дублирующей (параллельной) оси и трассе под- ходов. При длине моста более 300 м для разбивки и контрольных изме- рений на период строительства со- здают специальные опорные геоде- зические сети — триангуляцию у берегов акваторий, полигонометрию и трилатерацию на суходолах. Зна- ки закрепляют та'к, чтобы на весь период строшельства была обеспе- чена их сохранность и неизменяе- мость положений 1 Исходными данными для разби- вочных работ являются координаты и высотные отметки знаков опорной геодезической сети и аналитически вычисленные координаты элементов моста (центров опор и др.) в той же системе. Допустимые средние квадратиче- ские ошибки координат знаков пла- новой опорной сети в соответствии со СНиП II1-43-75 не должны пре- вышать 6 мм, а высотных реперов — 3 мм Разбивки повторяют на различ- ных этапах строительства — устрой- стве котлованов или отсыпке остров- ков, бетонировании фундаментов, сооружении верхней части опор и подферменной плиты, монтаже про- летных строений и пр. Точность раз- бивок на каждом этапе различна и зависит от характера работ и требо- ваний. Например, допустимая (сред- няя квадратическая) ошибка в по- ложении фундаментов не должна превышать 50 мм, а центров над- фундаментных частей опор — 12 мм. Для разбивки центров опор и дру- гих элементов моста применяют тео- долиты, стальные рулетки, свето- дальномеры и лазерные приборы. Для высотных разбивок применяют нивелиры и лазерные приборы. Разбивка опор малых мостов. Оси и контуры опор малых мостов на су- ходолах или в руслах небольших водоемов разбивают простейшими 1 Конструкции знаков приводятся в учеб- никах по геодезии. 47
Рис 3 1. Схемы к разбивке опор и - схема к разбивке осей малого моста, б - закрепление осей и граней опоры на обноске. / деревянные столбы, 2 — обноска из брусьев, 3 контуры опоры методами оз исходных осевых зна- ков или от знаков, вынесенных на параллельную ось (рис. 3.1). Оси моста и опор восстанавливают при помощи теодолита или лазерного прибора, установленного на одном из осевых знаков Расстояния от исходных знаков до центров опор (или других точек) восстанавлива- ют вдоль осевой линии с использо- ванием стальной рулетки или све- тодальномера. Оз центра опоры раз- бивают ее ось, перпендикулярную оси моста, и закрепляют обе оси де- ревянными столбами или другими надежными знаками на расстояниях, где нельзя ожидать осадок грунта при разработке котлована. От этих осей производят детальные разбивки граней фундамента и надфундамен- тной конструкции опоры. Для облег- чения последующих детальных раз- бивок часто устраивают обноску из деревянных угловых столбов и при- крепленных к ним горизонтальных досок на ребро, на которые гвоздя- ми и краской намечают оси и грани опоры (см рис. 3 1). При восстановлении расстояний простыми мерными приборами (ру- леткой и пр ) их следует распо- лагать горизонтально и создавать в них постоянное натяжение, соот- ветствующее натяжению при их компарировании. При повышенной точности разбивок следует, кроме того, определять температуру прибо- 48 ров и вводить соответствующие тем- пературные поправки. Разбивки при строительстве боль- ших и средних мостов. Центры опор и другие точки проекта большого моста в акватории и на суходоле разбивают от знаков геодезической опорной сети, имеющих координаты в той же условной системе, что и элементы моста. При этом предва- рительно вычисляют координаты всех подлежащих разбивке точек со- оружения — центров опор, центров подферменных площадок, различных других точек проекта. При вычисле- нии координат используют дирекци- онный угол оси моста и координаты исходных осевых знаков. При рас- положении моста на кривой исполь- зуются дирекционные углы направ- лений тангенсов и центры кривых. Плановые разбивки. Если доступ- ны для использования исходные осе- вые знаки, то разбивку центров рус- ловых опор можно производить с восстановлением оси моста лазер- ным прибором и расстояний свето- дальномером (см. разбивку опор ма- лых мостов) Разбивку центров рус- Рис. 3 2. Схемы к разбивке осей опор. а — прямой угловой засечкой центров опор в русле; б - полярным способом
ловых опор чаще производят мето- дом прямой засечки от знаков три- ангуляции (рис. 3.2, а). Разбивку различных точек соору- жения на суходолах можно произ- водить от знаков опорной геодезиче- ской сети методами инженерной гео- дезии (рис. 3.2, б). При этом дирек- ционные углы направлений от зна- ков на разбиваемые точки и расстоя- ния до них определяют решением обратной геодезической задачи. Имея координаты искомой точки Я и знака II (см. рис. 3.2, б), опре- деляют приращение между ними: д— Л' А д', у— Y - Хи (3 1) Тангенс румба искомого направ- ления tga —А// Ад- (3 2) Дирекционный угол направления зависит от знаков приращений коор- динат (расположения румба в чет- вертях). По рис. 3.2, б дирекцион- 1 ный угол А2 (// — Л)--:360э— а (3 3) Расстояние до искомой точки / -A//cosec а --Ад sec а (3 4) Располагая исходными данными, разбивку можно производить с при- менением теодолита (TH, ТГП) и стальной рулетки или лазерного при- бора и светодальномера. Теодолит устанавливается и центрируется над знаком опорной сети, а направление восстанавливается с использовани- ем любого другого опорного знака. ! Разбивку каждой искомой точки • следует производить с двух или трех 'знаков, а положение точки прини- мать как среднее из отдельных раз- бивок. От любого опорного знака, распо- ложенного в стороне от оси моста, можно восстановить параллельную ось и производить от такой оси раз- бивку точек сооружения. Для этого ^предварительно вычисляют пикетаж знака и расстояние от него до оси моста по формулам: ' / = Ад* siп а — Az/ cos а; 'I (3 5) л - Ал* cos а+А// s in а. I где V, Ху — приращения координат между исходной точкой на оси моста и опорным знаком, а — дирекционный угол оси моста, л — разность пикетажных значений исход- ной точки и знака, I — расстояние между параллельной осью и осью моста Разбивку центров и контуров опор в акваториях приходится про- изводить повторно на различных этапах строительства. На началь- ном этапе восстанавливают центры и грани направляющих каркасов для свай, контуры шпунтового огражде- ния, различных фиксированных пла- вучих систем и пр. При этом приме- няют способ прямой засечки от зна- ков триангуляции или выносят и закрепляют на берегах створные ли- нии, фиксирующие грани или оси сооружений. При разбивочных работах необ- ходимо учитывать, что действитель- ные размеры пролетных строений, изготовленных на заводах с требуе- мой точностью, соответствуют про- ектным только при 20°C, т. е. при нормированной температуре компа- рирования всех мерных приборов, включая заводские. Поэтому при подготовке исходных для разбивоч- ных работ данных значения расчет- ных пролетов, пикетажа центров опор и опорных частей нужно прини- мать соответствующим среднегодо- вым температурам материала ниж- них поясов пролетных строений (т. е. для средней между предельно низкой и возможно высокой темпе- ратурой материала с учетом солнеч- ной радиации), а не проектным их размерам. Выполнение этого требования осо- бенно необходимо при строительст- ве неразрезных и других систем мо- стов больших пролетов в северной или южной климатических зонах. Например, при температурном про- лете 800 м и амплитуде изменения температуры 100°C ошибка в по- ложениях центров опор может до- стигать 300 мм, что в 25 раз превы- шает нормированные допуски точ- ности. Все высотные разбивки ве- дут от высотной опорной сети, пред- 49
ставляющей собой систему постоян- ных и рабочих реперов, включая принятые от проектной организации исходные реперы. Отметки реперов определяют в результате уравнове- шивания нивелирных ходов III клас- са точности. Проектные отметки элементов со- оружений (подошвы или обреза фундамента опоры, верха подфер- менной площадки, элементов про- летных строений и т. д.) переносят в натуру при помощи технического нивелира, который устанавливают в местах, наиболее удобных для вер- тикальных разбивок. Отметку гори- зонта инструмента определяют обыч- но с двух-трех реперов. Требуемую отметку восстанавливают от гори- зонта инструмента при помощи рей- ки или стальной рулеткой. Отметку горизонта инструмента удобно вы- носить непосредственно на опалуб- ку, подмости или бетон стен в тех местах, где это требуется, а затем от этой отметки при помощи рулет- ки восстанавливать требуемые от- метки частей сооружения или про- верять их. Высотные разбивки удобно про- изводить с использованием лазерно- го нивелира. При этом горизонталь- ное проложение линии или плоско- сти выражается видимым лучом и его пятнами на поверхностях. Точ- ность передачи отметок достигает при этом 3 мм при нивелировании на расстоянии до 300 м. Находит применение устройство, позволяю- щее фиксировать центр лазерного пятна на рейке. Детальные вертикальные разбив- ки часто приходится вести в таких условиях, где применение нивелира невозможно или очень затруднено, например внутри опалубки опор или внутри коробчатых пролетных строе- ний, в кессонах и опускных колод- цах. В таких условиях очень удобен способ сообщающихся сосудов, т. е. гидростатическое нивелирование. От- метки в скрытые и малодоступные места при этом способе переносят при помощи простейшего прибора, представляющего собой наполнен- 50 ный водой тонкий резиновый шланг, в концы которого вставлены стек- лянные трубки. Отметки переносят по установившемуся в трубках уров- ню воды. В опускных колодцах и ка- мерах кессонов сообщающиеся со- суды устанавливают стационарно по периметру ножа, заделывая в бето- не стен, что позволяет в процессе погружения постоянно наблюдать за положением ножа и своевременно исправлять перекосы путем опере- жающей разработки грунта. 3.2. Сооружение фундаментов в открытых котлованах Мелкозаложенные монолитные и сборные фундаменты, а также низ- кие свайные ростверки обычно со- оружают в открытых котлованах с искусственным креплением стен или с естественным откосом без крепле- ний. Глубоко заложенные массивные фундаменты (глубже 6—8 м), как правило, в открытых котлованах не сооружают. Способы разработки грунта в открытых котлованах и спо- собы креплений их принимают в за- висимости от свойств грунтов, уров- ня грунтовых вод, размеров и кон- струкции фундамента и местных условий. В мостостроении находят приме- нение различные способы креплений котлованов !, однако наиболее рас- пространено шпунтовое крепление. Если в грунтах отсутствуют твердые включения, прослойки мергеля, плот- ной глины и прочие препятствия, то применяют деревянное шпунтовое крепление (при глубине котлована до 3—5 м) или металлическое при большей глубине. Металлический шпунт (ШП — шпунт плоский, ШК — шпунт корытный) использу- ют многократно, если проектом не предусмотрено его включение в сос- тав фундамента. Шпунтовое ограждение и распор- ное крепление котлованов рассчиты- 1 Способы крепления котлованов и их расчет приводятся в учебниках по курсу лОснования и фундаменты».
вают на устойчивость положения и прочность элементов обычно при- ближенными способами, с допуще- нием абсолютной жесткости шпун- тин. Расчетом проверяют также глубину заделки шпунта ниже дна котлована из условий выпирания (наплыва) грунта из-под шпунта по формуле (3.16). Расчет выполняют с учетом изме- нений условий работы элементов на различных стадиях устройства кот- лована и бетонирования фундамен- та. В зависимости от фильтрацион- ных свойств грунтов, глубины котло- вана и воды в водоеме, наличия и расположения распорных креплений, водоотлива и устройства тампонаж- ной подушки, а также в зависимости от изменения условий на различных стадиях работы имеет место большое разнообразие расчетных схем, кото- рые приводятся в ВСН 136-78. При возведении фундаментов опор мостов грунт в котловане разрабаты- вают преимущественно без водоот- лива. При этом обычно устанавли- вают один верхний ряд распорных креплений выше уровня воды и пос- ле извлечения грунта бетонируют тампонажный слой (см. п. 3.3). При таком способе разработки минимальную глубину погружения шпунта ниже дна котлована (глуби- ну заделки /) назначают из условия устойчивости положения стенки в грунте, т. е. из условия предотвра- щения поворота ее относительно точ- Рис 3 3» Расчетные схемы шпунта' а—глубины заделки, б — на изгиб при наличии тампонажной подушки ки А в уровне верхних креплений с выпором грунта на глубине (рис. 3.3, а). Необходимо при этом выпол- нить условие Л1а тМп, (3.6) где Ма— момент активного давления грун- та на шпунтовую стенку относительно точ- ки А\ Мп — момент пассивного отпора грунта относительно той же точки, т — ко- эффициент условий работы, принимаемый равным 0,95 Значения моментов активного и пассивного давлений на шпунт мож- но определять по формулам: tg-‘^45° — ~~")ла I ~,Лк г oj- (J ') t- Л4П -- £п еи --- Твз 2 / Ф \ / 2/ \ tg2^45c'-’r + — J, (3 8) где ув< — удельный вес взвешенного грун- J та, равный (Y“ 1); £ — пористость грунта, у — удельный вес грунта, (р — угол внутреннего трения, пп — 0,8; nd=l,2. После укладки и твердения бетон- ной тампонажной подушки и откач- ки воды из котлована расчетной схе- ме шпунтовой стенки (на приведен- ной единичной ее ширине) будет со- ответствовать балка на двух опорах с расчетным пролетом /р — пка, на которую действует боковое давле- ние грунта и воды (рис. 3.3, б). Загружать призму сдвига грунта строительными машинами и матери- алами допустимо только при провер- ке расчетом с учетом расположен- ных на ней грузов. Грунт в котлованах на строитель- стве мостов разрабатывают преиму- щественно без водоотлива. При не- большом притоке воды откачка в процессе разработки целесообраз- на, если отсутствуют мелкие вымы- ваемые частицы грунта. Для откач- ки воды применяют обычно центро- бежные насосы, установленные на подвесных или плавающих подмо- стях. Когда грунт в котлованах раз- рабатывают без креплений, приме- няют экскаваторы, драглайны или 51
Рис 3 4 Ограждение koi диванов в реке и - грунтовая перемычка, б — одиночная шпунтовая стенка с грунтовой перемычкой; в — двойное шпунтовое ограждение, с —ограждение из понтонов КС-3, /—стяжка, 2 - распорки, 3 — понтон, -/—сварной нож, 5 — воздухопровод к компрессору способы гидромеханизации. При распорных креплениях используют двухчелюстные или четырехчелюст- ные грейферы в зависимости от плотности грунта, эрлифты, гидро- элеваторы с механическими или гидравлическими приспособлениями рыхления грунтов. Принципы дей- ствия, производительность и конст- руктивные особенности грунтоизвле- кающих агрегатов приводятся в учебниках по курсу «Основания и фундаменты» и «Строительное про- изводство», а также в справочниках. При подборе кранового оборудо- вания для погружения шпунта, из- влечения грунта и установки крепле- ний нужно предусматривать воз- можность его использования для по- следующих работ — бетонирование фундамента и тела опоры. Эрлифты и гидроэлеваторы можно подвешивать к простейшим крано- вым установкам или передвижным подмостям. Для извлечения связных грунтов эрлифтами их можно раз- рыхлять гидроиглами или различ- ными механическими разрыхлите- лями. После окончания разработки грун- та с водоотливом дно котлована выравнивают, проверяют заданные его размеры. При слабых грунтах 52 дна котлована, при разработке кот- лована с водоотливом перед бетони- рованием засыпают и утрамбовыва- ют слой гравия или щебня толщи- ной 10—15 см. Блоки сборных фун- даментов устанавливают на утрам- бованный слой гоавия или песка толщиной 15—30 см. Допустимый перерыв между окон- чанием разработки грунта и нача- лом бетонирования зависит от свойств грунтов под котлованом. При неблагоприятных грунтовых ус- ловиях (пучинистые, пылеватые и другие грунты) надо избегать пере- рывов. После подготовки и освидетельст- вования котлована можно присту- пать к установке опалубки и бетони- рованию фундамента или к монта- жу сборных фундаментов. В процес- се бетонирования необходимо пред- отвращать вынос цементного молока вместе с откачиваемой грунтовой водой. Если грунт разрабатывали без во- доотлива, то для возможности от- качки воды из котлована перед бето- нированием фундамента необходимо уложить тампонажный слой из бето- на способом подводного бетониро- вания (см. п. 3.3). При сооружении фундаментов не-
обходим тщательный контроль всех скрытых работ, т. е. проверка со- стояния и плотности грунта дна кот- лована, состава бетонной кладки, от- сутствия раковин. Необходимо ис- пытывать образцы бетона из различ- ных частей фундамента и т. п. Возведение фундаментов в русле рек. Способы ограждений котлова- нов от воды в русловой части реки выбирают в зависимости от глуби- ны воды, условий судоходства, ско- рости течения реки с учетом стесне- ний перемычками, размываемости грунтов дна и перемычек. При строительстве мостов приме- няют: грунтовые перемычки без креп- лений, примыкающие к шпунтовой стенке, одиночное или двойное шпун- товое ограждение, бездонные ящики из инвентарных понтонов (рис. 3.4). .Последний тип ограждений обычно -применяют, если грунты не позволя- ют забивать шпунт. При глубине во- доемов более 12—14 м ограждения обычно не устраивают, так как фун- даменты мелкого заложения и низ- шие свайные ростверки в таких усло- виях оказываются нецелесообразны- ми. Для устройства высоких свай- ных ростверков более обоснованы «плавучие или поддерживаемые пла- шкоутами ящики-каркасы (см. ^гл. 4). Другие способы ограждений ^котлованов под фундаменты в эква- ^ториях описаны в учебниках по ос- нованиям и фундаментам. 3.3. Подводное бетонирование Для подводного бетонирования .применяют бадью с раскрывающим- ся дном, восходящий раствор (ВР) и наиболее широко известный способ вертикально перемещае- мой трубы (ВПТ). При тщатель- ном выполнении технологических операций он обеспечивает плотную, однородную, достаточно прочную "кладку и высокую пронзводитель- .ность работ. При работе по этому Способу используют вертикально ^подвешенные трубы, постепенно пе- ремещаемые вверх по мере выхода Рис. 3.5. Схемы подводного бетонирования способом ВПТ. / — секция бетонолитной трубы, 2 - воронка из них бетонной смеси. Трубы уста- навливают одна от другой с учетом зоны растекания смеси. От одной трубы смесь растекается в радиусе 2—3,5 м в зависимости от консистен- ции, глубины котлована и диаметра трубы. Бетонная смесь должна быть пластичной с осадкой конуса 16— 20 см. Интенсивность подачи через каждую трубу обычно составляет 3—20 м3/ч в зависимости от подвиж- ности смеси и глубины котлована. Чтобы обеспечить качество под- водного бетона, необходимо предо- твратить возможность проникнове- ния воды в бетонолитную трубу (рис. 3.5). Для этого нижний конец трубы при ее подъеме всегда дол- жен оставаться заглубленным в ук- ладываемой смеси, а при первона- чальном заполнении трубы необ- ходимы защитные приспособления в виде пробок, которые постепенно опускаются до низа трубы по мере заполнения ее бетонной смесью. Пробку поддерживают пропущен- ной внутри трубы проволокой, конец которой присоединен к воронке. Инвентарными бетонолитными трубами служат стальные трубы
диаметром 300 мм, составленные из секций длиной 2—5 м на фланце- вых соединениях (см. рис. 3.5). Во- ронки объемом до 1—3 м3 для за- полнения труб смесью изготовляют обычно из листовой стали и соеди- няют с трубами через фланцы. Во- ронки труб подвешивают на дере- вянные козлы, к портальному крану или к подъемнику из элементов МИК. Такой подъемник позволяет при помощи лебедки плавно подни- мать трубы, а из установленного на нем- бункера с секторным затвором непрерывно заполнять воронку бе- тонной смесью. Бетонная смесь будет перемещать- ся по трубе и выходить, если ее вес станет больше гидростатического давления, возникающего в уровне низа трубы и сил трения о стенки трубы. Это условие обеспечивают соответствующим расположением воронки над уровнем воды в водое- ме. Превышение воронки над водой (см. рис. 3.5) h = r — 0,6//, (3.9) где г — радиус действия трубы; Н — глуби’ на воды. При отрицательном значении h превышение воронки над водой мож- но принимать любое, удобное по ус- ловиям бетонирования. Перемещение бетонной смеси по трубам облегчается и интенсивность бетонирования заметно возрастает при вибрировании воронки и трубы навесными вибраторами. Подводное бетонирование спосо- бом ВПТ за последние годы получи- ло широкое распространение в фун- даментостроении как для устройст- ва тампонажного слоя в котлованах, так и при возведении несущих бе- тонных и железобетонных конструк- ций — для буровых свай, заполне- ния полостей оболочек и сопряжения их со скальными породами, запол- нения полостей шахтных отверстий опускных колодцев и т. п. В этих случаях необходим строгий конт- роль подбора минеральных материа- лов по гранулометрическому соста- ву, марке цемента и его качеству. 54 В процессе бетонирования надо пе- риодически проверять, не проникает ли в трубу вода или глинистый раст- вор. Смесь укладывают, как прави- ло, без перерывов. При вынужден- ных перерывах укладку бетонной смеси возобновляют только после достижения бетоном прочности 2,5— 3,0 МПа и тщательной промывки поверхностного слоя. Тампонажный слой должен предо- , твращать приток воды в котлован I через его дно, а следовательно, вос- принимать гидростатическое давле- ние, возникающее на уровне низа этого слоя. Высоту тампонажного слоя бетона йб определяют из усло- вия равновесия (см. рис. 3.5): «Тб > Тв Отсюда, принимая удельный вес бетона уб = 25 Н/м3, удельный вес воды ув= Ю Н/м3 и коэффициент пе- регрузки и = 0,9, а ув=1, получим Лб > 1 м. (3.10) М’б Сцепление тампонажного слоя бе- тона со стенками котлована из ме- . таллического инвентарного шпунта нужно предотвращать. Силу сцепле- ния бетона со шпунтом не учиты- вают. Высоту тампонажного слоя бето- на при наличии в фундаменте свай определяют с учетом сцепления свай с бетоном по формуле [ny^+kU (т)]/и где Q — площадь котлована; k — количест- во свай, U — периметр сечений свай; [т] — удельное сцепление тампонажного слоя бетона со сваями, равное 20 Н/м2; т — коэффициент условий работы, прини- маемый равным 0,9 ЗД. возведение фундаментов лри.менеиием опускных коиодце^ Массивные опускные ко- лодцы представляют собой бетонные или железобетонные пустотелые (от- крытые сверху и снизу) конструк- ции, погружаемые в грунт под дей- ствием собственного веса при одно-
временном удалении грунта из-под их стен. Их применяют в дисперсных грунтах, не содержащих крупных твердых включений (валунов, прос- лоек мергелистых или скальных по- род, корчей, бревен, остатков раз- рушенных пролетных строений и т. д.). Если фундамент опирается на скальную породу, то опускной коло- дец можно применить при наличии между этой породой и водоносным мелкозернистым грунтом слоя водо- упора (т. е. слоя глинистого или су- глинистого грунта), позволяющего разрабатывать скалу с водоотливом. В мостостроении применяют моно- литные и сборные опускные колодцы и различным очертанием в плане ' (рис. 3.6), которое определяется формой и размерами надфундамент- ной части опоры и контурами фунда- мента, а также глубиной и скоростью течения воды. Толщину стен колод- ца и расположение внутренних пе- регородок определяют расчетом стен на прочность1. При грейферной раз- работке грунта размеры шахтных отверстий должны превышать раз- меры грейфера с раскрытыми челю- стями на 0,5 м и больше. ; Минимальную толщину стен из условий прочности и создания необ- ходимого веса колодца обычно при- нимают 0,7 м. При толщине их боль- ше 1,8 м извлечение грунта из-под ножа затруднительно. Колодец высотой до 5 м обычно изготовляют сразу на всю высоту, а при большей высоте — последова- тельно отдельными 4—6-метровыми секциями. Для уменьшения давле- ния на грунт и облегчения условий размещения подкладок нижнюю сек- цию изготовляют меньшей высоты по сравнению с другими. Высоту этой секции принимают близкой к ее ширине. Чтобы уменьшить сопротивление ,трения, устраивают уступы в наруж- ных гранях стен колодца по 7— 15 см или стенам колодца придают наклон 1/100. В этих же целях при- 1 Конструкции и расчет опускных колод- цев приводятся в учебниках по основаниям и фундаментам. Рис. 3.6. Формы сечений опускных колод- цев в плане: / — стены, 2 — шахтные отверстия меняют подмыв грунта напорной во- дой под ножом и у стен колодца, для чего во время изготовления в стены закладывают на разных уров- нях стальные подмывные трубки ди- аметром 3—6 см. Вес массивного опускного колод- ца на всех стадиях погружения дол- жен превышать силы трения его о грунт, т. е. nQ> rnU^hj (3.12) где п — коэффициент перегрузки, принимае- мый равным 0,9; Q — собственный вес ко- лодца с учетом взвешенного в воде; т — коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,2; U — периметр стен колодца; hi — высота слоев грунта на контакте со стенами колодца; т, — удельная сила тре- ния поверхности бетона о грунт, принимае- мая в зависимости от характеристик грун- тов глубины расположения слоев. Вес тонкостенных сборных конст- рукций колодцев обычно оказыва- ется недостаточным для погружения, поэтому необходимо принудитель- ное погружение или искусственное уменьшение сопротивлений трения. Такие колодцы успешно погружают с применением тиксотропной рубашки, т. е. оболочки из гли- нистого раствора. Для образования тиксотропной рубашки ножевую часть колодца делают с небольшим выступом (7—15 см) по всему пери- метру. В образовавшийся при по- гружении зазор между стенками ко- лодца и грунтом заливают предва- рительно размешанный и очищенный бентонитовый (глинистый) раствор требуемой консистенции. В русловой части реки массивные колодцы возводят и опускают в пре- 55
Рис. 3 7 Схемы погружения опускных ко- лодцев. а ~ с. островка с деревянным шпунтовым ограж- дением. б с подмостей, в на плаву, г — с цилиндрического островка, /"-деревянное шпун- товое ограждение, 2 - опорная свая, 3 - подкос; 4 — грунт островка, 5 - сваи, 6 - несущая балка; 7-- секция колодца; 8- съемные потолки, 9 — пустотелые стены колодца, заполняемые бетоном; 10 - цилиндрическое ограждение из плоского стального шпунта делах глубины воды несколькими способами. Наиболее распростра- ненный способ — погружение ко- лодца с искусственно созданного земляного островка, реже с подмо- стей и на плаву (рис. 3.7). Островки отсыпают грунтом с баржи или намывают землесосны- ми снарядами Верх островка дол- жен возвышаться над рабочим уров- нем воды не меньше 0,7—1 м. В за- висимости от глубины водоема, ско- рости течения, стеснения русла и размываемости грунтов островки от- сыпают без креплений или с креп- лением. При глубине воды до 3 м и невозможности отсыпки островка без креплений применяют деревян- ное шпунтовое ограждение островка (см. рис. 3.7), имеющего прямо- угольное очертание в плане с разме- рами сторон, позволяющими разме- стить колодец вне призмы сдвига грунта, т. е. Л-С i-2Wtg (450—-у), (3.13) где С — размер стороны колодца; Н — вы- сота засыпки островка; ф— угол внутрен- него трения грунта засыпки. При глубине реки больше 3 м ос- тровки устраивают с ограждением из плоского металлического шпунта (рис. 3.7, г), придавая им обычно цилиндрическую форму, при кото- рой стенки ограждения воспринима- ют только растягивающие усилия, направленные по касательным к ци- линдру, в отличие от прямоугольной формы островка со стенками из ко- робчатого шпунта, воспринимающе- го изгибающие моменты. Максимальное радиальное давле- ние засыпки Ртах - т, + ^]tg2 (45= - -f), (3.14) где п =1,2 и п'— 1,15 — коэффициенты пе- регрузки; S/ifYi — вес слоев засыпки с уче- том взвешенности в воде; Q — вес первой секции колодца; D — диаметр островка. Усилие на 1 м стенки, растягиваю- щее ее и разрывающее замок шпун- та в кольце ограждения на уровне дна водоема (см. рис. 3.7, е) 5-0,57)^. (3.15) Диаметр цилиндрического ограж- дения островка принимают таким, чтобы расстояние от стенок колодца до ограждения было не меньше 1 м. Глубину /iB забивки шпунта в грунт (см. рис. 3.7, г) назначают с учетом возможного размыва дна и соблю- дения условия предотвращения вы- 56
2 6) Рис 3 8 Подкладки и кессоны и — подкладки (в плане), б - сопряжение подкладок с опалубкой ножа колодца; в — желонка для ра{работки и ичвлсчення грунта, г — массивный кессон, д--облег ценный кессон, I — подкладки под стены, 2 - фиксиро ванные подкладки, 3 - стойка каркаса опалубки; •/ отбойная сетка, 5 - корпус желонки пирания грунта нз-под низа ограж- дения под влиянием веса засып- ки, т. е. та пу (3 16) Iде /// - коэффициент условий работ, при- нимаемый равным 1,5, а — напряжения в грунте на уровне ни «а ограждения, п — коэффициент перегрузки, равный 0,8; у удельный вес грунта Изготовление первой секции мо- нолитных колодцев начинают с уста- новки подкладок и устройства опа- лубки. Нож и стойки каркаса опа- лубки опираются на подкладки под стенами колодца, распределяющие давление от веса его первой секции на грунтовое основание. Подкладки длиной 0,7—1,5 м устанавливают по всему периметру стен (рис. 3.8) с тщательным трамбованием грунта между ними. Размеры и число под- кладок определяют расчетом, до- пуская давление на грунт 0,1 — 0,2 МПа. Для извлечения грунта из- под подкладок расстояние между ними в свету принимают не меньше 15 см. Секции колодца бетонируют гори- зонтальными слоями с уплотнением глубинными вибраторами. Наиблоее ответственная работа, требующая особого внимания и тща- тельности, — извлечение подкладок перед погружением. Их можно из- влекать, когда бетон колодца приоб- ретает не менее 70% проектной прочности. Прокладки извлекают так, чтобы не допустить перекосов колодца при погружении в верхние слои грунта, а также обеспечить по- степенное и равномерное включение 57
его стенок в работу, особенно на восприятие растягивающих усилий от собственного веса. Симметрично расположенные под- кладки извлекают одновременно в предусмотренной проектом после- довательности (обычно через одну). Последними извлекают так называе- мые фиксирующие подкладки (см. рис. 3.8), расположение которых должно соответствовать наимень- шим значениям изгибающих момен- тов в стенах колодца, возникающих от его собственного веса. Взамен удаляемых подкладок под нож под- бивают грунт. В процессе снятия с подкладок наблюдают за положени- ем колодца и состоянием бетона. Колодцы, как правило, погружа- ют без водоотлива. В зависимости от свойств грунтов выбирают спосо- бы их разработки и извлечения из колодцев. При связных грунтах плотного сложения обычно приме- няют четырехчелюстные грейферы, при супесчаных и суглинистых грун- тах — двухчелюстные грейферы или ковшовые грунточерпатели; наибо- лее широкое применение находят эрлифты, реже — гидроэлеваторы. Если в грунтах содержатся крупная галька или мелкие валуны, их из- влекают при помощи гидрожелонок (рис. 3.8, в) или аэрожелонок. При погружении колодцев в сла- бые мелкозернистые грунты для пре- дотвращения выноса грунтовых ча- стиц из-под стен колодца уровень воды в шахтных отверстиях нужно искусственно повышать над уров- нем воды в водоеме (или над уров- нем грунтовых вод). Так как про- изводительность эрлифта пропорцио- нальна гидростатическому давле- нию, то в начале погружения обыч- но нужно повышать уровень воды в колодце до Н^4 м. Разработка несвязных грунтов ниже ножа (без водоотлива) допус- тима на глубину до 1 м. Для предотвращения перекосов колодца грунт разрабатывают рав- номерно во всех шахтах, а при воз- никновении перекосов устраняют их 58 опережающей разработкой грунта в тех частях колодца, где отстает погружение, а также подмывом и пригрузкой. В сложных грунтовых условиях, когда нет уверенности в успешном погружении колодца без водоотлива до проектной отметки и не исключе- на, например, встреча с твердыми препятствиями, можно переоборудо- вать колодец в кессон, т. е. устроить штрабы в его стенах на некоторой высоте для возведения потолка кес- сона. После погружения колодца до про- ектной отметки без водоотлива, ес- ли в его основании отсутствуют во- доупорные грунты, укладывают там- понажный слой бетона способом ВПТ. После приобретения им проч- ности более 7 МПа откачивают воду центробежными насосами, опущен- ными в колодец на подвесных люль- ках. После откачки воды и освидетель- ствования состояния основания за- полняют бетонной смесью шахтные отверстия и бетонируют верхнюю опорную плиту колодца. Наплавные опускные ко- лодцы обычно изготовляют на берегу на стапелях. Стены таких колодцев делают пустотелыми с де- ревянным или металлическим кар- касом (см. рис. 3.7, в). Плавучесть колодцев обеспечивают устройством временных днищ или потолков. Пос- ле доставки на плаву к месту уста- новки и раскрепления с помощью гибких расчалок с якорями колодец погружают на дно реки постепен- ным заполнением пустот в стенах бетонной смесью или постепенным выпуском воздуха из полости опуск- ного колодца. Ниже дна реки погружение идет под действием собственного веса при извлечении грунта из колодца и за- полнении стен бетонной смесью. Наплавные колодцы можно пу- скать с применением плашкоутов П-образной формы с вышками и на- правляющими (маячными) сваями (см. рис. 4.3).
Глава 4 COOPV}KE?^E ФУНДАМЕНТОВ ИЗ СВЛЙ И ОБОЛОЧЕК 4.1. Устройство фундаментов из мбивных СВ6И Железобетонные и стальные за- бивные сваи погружают в грунт мо- лотами п вибропогружателями. Забивка свай молотами. Приме- няют механические, паровоздушные и дизельные свайные молоты, конст- рукции которых изучают в курсе «Основания и фундаменты». Д и з е л ь - м о л о т ы находят наи- более широкое применение. Они под- разделяются на штанговые, в кото- рых ударной частью служит ци- линдр, и трубчатые, ударная часть в которых поршень. Паровоздушные молоты ши- роко используются в мостостроении. Погружают сваи такими молотами с использованием пара или сжатого воздуха. По принципу действия они подразделяются на молоты оди- ночного и двойного действия. В мо- лотах одиночного действия, приме- няемых обычно для погружения тя- желых свай в плотные грунты, дав- лением пара только поднимают ударную часть при свободном ее па- дении на голову сваи. В молотах двойного действия давлением пара или сжатого воздуха не только под- нимается ударная часть, но и уско- ряется ее падение с увеличением энергии удара. Молоты двойного действия более производительные и работают в ав- томатическом режиме, но имеют меньшую массу ударной части, что ограничивает их применение. Механические молоты, сбра- сываемые на голову свай (с исполь- зованием энергии свободного паде- ния их массы), обеспечивают малую производительность и применяются редко. Сваебойные агрегаты, в том числе свайные молоты (см. приложение 7), выбирают с учетом свойств грунта, веса сваи, ее конструкции, требуемой глубины погружения и несущей спо- собности. При этом исходят из необ- ходимой энергии Wn удара молота, которую определяют по формуле IVTI ~250Рпр, (4.1) где РПр — предельная несущая способность сваи по грунту, Н. Кроме того, проверяют соответст- вие веса молота и сваи по коэффици- енту применимости молота (см. при- ложение 4): где Q, q— собственный вес молота и сваи; Ц"п — паспортная энергия выбранного мо- лота. Вес ударной части молота одиноч- ного действия (включая дизель-мо- лот) должен быть больше веса сваи (при ее длине больше 12 м). При длине сваи меньше 12 м вес ударной части молота должен превосходить вес сваи в 1,5 раза и больше при погружении сваи в плотные грунты и в 1,25 раза и больше при погру- жении в грунты средней плотности. Погружение сваи молотами в пес- чаные грунты, полностью насыщен- ные водой, в некоторых случаях ока- зывается затруднительным. Увели- чение веса ударной части молота не дает при этом эффекта. Интенсив- нее вытесняется вода и, следователь- но, увеличивается скорость погру- жения сваи в таких условиях при виброударном способе погружения. Значительно облегчает погружение сваи подмыв грунта, при котором возникает поток воды вдоль стен свай и уменьшается трение. При во- донасыщенных песчаных грунтах предпочтительнее вибропогружение свай и забивка молотами с боль- шой частотой ударов и применени- ем подмыва. При погружении свай в глинистые грунты происходит их уплотнение, нарушаются структурные связи и, как следствие, часть связной воды переходит в свободную, т. е. грунт разжижается (явление тиксотро- пии). Это явление облегчает погру- жение свай, причем оно происходит интенсивнее при относительно боль- шей частоте ударов молота. Большие 59
лиы сцепления глинистых грунтов со сваей резко снижают эффект по- гружения; в водонасыщенных гли- нистых грунтах погружение затруд- нено даже при небольшой их плот- ности; в плотных глинистых грунтах сопротивление погружению возрас- тает. Подмыв свай в глинистых грунтах редко дает положительные результаты. В плотные глинистые грунты сваи л\чше погружать свайными молота- ми с большой массой ударной час- ти — паровоздушными молотами одиночного действия. В супеси или слабые суглинки сваи можно успешно погружать свайными молотами с применением в необходимых случаях подмыва. Сваи необходимо забивать в грунт до тех пор, пока значение погруже- ния от одного удара не достигнет расчетного, называемого отказом. Расчётный отказ 0,7тЛГп "(V7 'О Qu ~i Й Qu я (4 3) где т — коэффициент, учитывающи й трение свай и равный для деревянных свай 100, для железобетонных—150; F — площадь сечения сван; 1ГЛ—расчетная энергия уда- ра (для молота одиночного действия \\7п = QnH, для дизель-молотов Wzn = = 0,9 QH, для молотов двойного действия U'',i по паспорту); Р— расчетная несущая способность сваи; Qn — собственный вес молота, q — то же сваи Расчетный отказ косвенно харак- теризует несущую способность сваи по грунту, т. е. является динамиче- ским эквивалентом предельной ста- тической нагрузки на сваю. Перво- начальный отказ, полученный после завершения забивки сваи, обычно не бывает истинным, так как после не- которого перерыва значение отказа изменяется. В маловлажных песча- ных грунтах отказ возрастает (со- противление уменьшается), а в гли- нистых уменьшается. Производительность свайных ра- бот зависит не только от принятого сваебойного агрегата, но и от вспо- могательных операций по забивке, которые занимают до 80% времени. 60 Для подъема и направления свай, а также для подвешивания молотов применяют копры или краны. (Дтреловые и портальные краны снабжают направляющими стрела- ми и другим вспомогательным обо- рудованием. Для направления свай при по- гружении, особенно для направле- ния наклонных свай, применяют так- же приспособления в виде направ- ляющих каркасов из инвентарных элементов (см. п. 4.2) или перенос- ных устройств. Применяют мета л л и ч е с к и е инвентарные копры. Среди них есть копры для дизель-молотов, вы- полненные из различных прокатных профилей и труб и снабженные ко- лесами для передвижения по рель- сам (см. приложение 6). Для забив- ки тяжелых длинных свай, в том числе и наклонных, применяют уни- версальные копры, перемещае- мые по рельсам. Стрелам такого копра можно придавать наклон до 5: 1. Большинство универсальных копров полноповоротные в горизон- тальной плоскости. На местности, покрытой водой, сваи целесообразно забивать с по- мощью плавучих копров, кото- рые располагают на специальных плашкоутах из металлических пон- тонов (обычно на инвентарных пон- тонах КС) и закрепляют якорями. Вместо копров для подвешивания сваебойного оборудования и направ- ления свай при погружении широко используют различные краны — стреловые, портальные и др. На местности, покрытой водой, пригод- ны для этой цели плавучие краны. Краны, используемые для забивки свай, снабжают направляющими стрелами. Направляющие стрелы подвешивают к стреле крана, в ниж- ней части жестко присоединяют к корпусу крана при помощи элемента переменной длины, позволяющего изменять наклон направляющей стрелы и вылет стрелы крана. Краны приспосабливают для за- бивки свай, используя универсаль- ное навесное оборудование.
Если проектные отметки голов свай находятся ниже уровня воды, применяют свайные молоты, способ- ные работать под водой, или исполь- зуют так называемые п о д б а б к и, устанавливаемые между концом сваи и молотом. Подбабки представ- ляют собой отрезки свай или сталь- ные инвентарные конструкции обыч- но трубчатого сечения. Последовательность погружения свай зависит от формы и размеров фундамента, свойств грунта, коли- чества свай и применяемого обору- дования. При небольшом количест- ве рядов забивают сваи последова- тельно по рядам, начиная с крайне- го. В многорядных фундаментах применяют спиральную последова- тельность, начиная от центральной сваи во избежание переуплотнения грунта, препятствующего погруже- нию последующих свай. Вибропогружение свай. В мосто- строении, как правило, применяют низкочастотные вибропогружатели, имеющие большие амплитуды и от- носительно небольшие частоты ко- лебаний. Особенность таких вибра- ционных машин — виброударное действие, возникающее из-за значи- тельной разницы между амплитуда- ми колебаний системы свая — виб- ратор и амплитудами колебаний грунта, вызываемыми вибрацией си- стемы. Большинство вибрационных м шин работает на электрическом приводе. Однако успешно работа- ют вибропогружатели с гидравличе- ским или пневматическим приводом, двигатели которых не подвергаются такому быстрому износу в условиях вибрации, как электродвигатели. В мостостроении применяют че- тыре класса низкочастотных вибро- погружателей: продольно-направ- ленного действия, с подрессорной нагрузкой, крутильно-поступатель- ного действия и вибромолоты. К виб- ропогружателям продольно-направ- ленного действия относят вибропо- гружатели ВП, ВУ и ВРП с часто- той колебаний до 600 об/мин. Конст- рукция такого вибропогружателя состоит из электродвигателя, экс- центриков и передачи (рис. 4.1). Корпус электродвигателя жестко соединен со сваей через наголовник и вибрирует с ней как одна система. Ось электродвигателей обычно уста- навливают вертикально по направ- лению продольных колебаний, что увеличивает их износостойкость. Перспективны вибропогружатели, в которых наряду с поступательным вибрированием возбуждаются и воз- вратно-крутильные колебания. Кру- тильные колебания возникают в та- ких вибропогружателях благодаря размещению дебалансов в двух раз- личных плоскостях. Эффект погружения зависит от оптимального соотношения всех па- раметров вибропогружателя при со- Рис. 4 1 Схемы вибропогружателей и де- тали крепления их к свае а — вибропогружатель продольно-направленного действия, б — то же подрессоренной нагрузкой, в — схема простейшего крепления; г — то же клинового, /—двигатель, 2 — передача; 3 — экс- центрик (дебаланс), 4 — наголовник для крепле- ния вибропогружателя к свае, <5 — пригрузочная плита, 6 — пружина, 7 — вибропогружатель; 8 — верхняя плита наголовника; 9 — стакан, 10—ко- нус, //- нижняя плита наголовника; 12 — выпу- ски армат\ры с резьбой. 13 — свая, 14 — корпус клинового наголовника; 15 — червячный редук- тор, 16— траверса; /7 — клинья 61
ответствующих грунтовых условиях. Возмущающая сила вместе с други- ми параметрами определяет эффек- тивность погружения свай-оболочек, но чрезмерное увеличение ее значе- ния может оказаться бесполезным и опасным, так как не приведет к улучшению условий погружения и только увеличит возможность раз- рушения оболочки. Наряду с возму- щающей силой, преодолевающей главным образом сопротивление грунта срыву сваи, погружению свай (оболочек) способствует оптималь- ная амплитуда, определяющая удар- ный эффект погружения, и опти- мальная частота колебаний, влияю- щая в основном на преодоление со- противления трения стенок оболоч- ки. Размер амплитуды зависит от момента эксцентриков и сопротивле- ния грунта при погружении. Следо- вательно, эта величина при постоян- ном моменте эксцентриков изменя- ется по мере увеличения сопротивле- ния грунта. В колебаниях при вибропогруже- нии участвуют не только виброси- стема, т. е. вибропогружатель и свая или оболочка, но и окружающая сваю (оболочку) грунтовая масса, имеющая собственную частоту коле- баний. Синхронных колебаний си- стемы вибропогружатель — свая и окружающего грунта с оптималь- ным смещением на половину фазы обычно не происходит, если не при- нимать мер к возникновению их син- хронизации. Оптимальные условия погружения могут быть созданы при регулировании параметров виб- ропогружателя непосредственно в процессе погружения, причем разно- образие свойств грунтов обусловли- вает потребность в автоматическом регулировании параметров вибропо- гружателей и в самонастраивании оптимальных режимов ВРП. При выборе вибропогружателей надо помнить, что для погружения свай и оболочек в несвязные песча- ные грунты частота вибрации долж- на быть относительно большой, т. е. 600—800 циклов/мин, а для погру- жения в суглинисты и глинистые — 62 не больше 400 циклов/мин. При гли- нистых грунтах момент эксцентри- ков, а следовательно, амплитуда и возмущающая сила должны быть относительно большими. При плот- ных глинистых грунтах вибропогру- жатели неэффективны. Вибропогружатели нужно виби- рать с учетом собственного веса ви- бросистемы (свая или оболочка, на- головник, вибропогружатель) и зна- чения расчетной нагрузки на сваю или оболочку. В паспортных данных вибропогру- жателей приводятся значения их возмущающей силы, моментов экс- центриков и веса. Рекомендуется выполнять следующие условия: 1) возмущающая сила должна преодолевать сопротивление грунта срыву сваи по ее боковой поверхно- сти Т и 2^ т/ (4 4) 1 2) амплитуда вибрации сваи дол- жна превышать значение, необходи- мое для эффективного погружения сваи, 0.8А', Q>40, (4 5) 3) собственный вес вибросистемы должен быть достаточным для обес- печения требуемой скорости погру- жения: Q>pF, 0,2<(? Т< 1. (4.6) В формулах (4.4) — (4.6) : Т — возмущающая сила, и- периметр сваи; т, — удельное сопротивление грунта срыву сваи; hi — высота слоя грунта, К — момент эксцентриков; Q — вес вибросисте- мы, До — амплитуда вибрации, р — удель- ное давление на подошву сваи, F—пло- щадь подошвы сваи. При подборе вибропогружателя вначале надо определить сопротив- ление грунта срыву сваи, затем при- ближенно назначить значение собст- венного веса вибросистемы Q, вы- брать значение Ло, вычислить вели- чины возмущающей силы Т, момен- та эксцентриков К и частоту враще- ния и. По соответствующим пара- метрам подбирают вибропогружа-
гель (технические характеристики вибропогружателей приведены в приложении 8). Предельную несущую способность свай (в Ньютонах), погружаемых вибрированием без извлечения грун- та, можно приближенно определять в зависимости от скорости погруже- ния за последнюю минуту: тЛ где т—коэффициент учета грения, равный для железобетонных свай 150, для дере' винных— 100; F—площадь сечения сваи, м2, W'n — эквивалентная энергия удара (по паспорту), е—погружение сваи в течение 1 мин, см, QH — собственный вес вибропо- гружателя Н, q— собственный вес сваи, Н При встрече ножа оболочки с раз- личными твердыми включениями нормальный режим погружения мо- жет быть внезапно нарушен. Нару- шения режима определяют прибо- ром ЦНИИСа, который в этих слу- чаях сигнализирует или автоматиче- ски отключает двигатель вибропо- гружателя. В грунтах, способных размываться, подмыв свай напорной водой значительно облегчает их по- гружение молотами и вибропогружа- телями. В мостостроении находят применение все способы подмыва свай, изучаемые в курсе «Основания н фундаменты». Несущая способность свай замет- но возрастает, когда в их основании устраивают уширения. В основани- ях забивных трубчатых свай уши- рения, как правило, создают спосо- бом камуфлетирования, подробно изучаемом в курсе «Основания и фундаменты». Вибропогружатели жестко соеди- няют со сваями через стальные свар- ные наголовники. К железобетонным призматическим сваям наголовники крепят за выпущенные из бетона стержни арматуры или закладные упоры. Более удобны заклиниваю- щиеся наголовники (рис. 4.1, г). Направление свай при вибропо- гружении можно обеспечивать теми же средствами, что и при забивке молотами. С направляющими стрел- ками вибропогружатели надо соеди- нять только через ролики, умень- шающие трение, но препятствующие отклонениям. В практике строительства сваи погружают также способами завин- чивания и задавливания, изучаемы- ми в курсе «Основания и фундамен- ты» В мостостроении эти способы применяют редко. '1.2, ^озаеде^ж- из сборных ж^пезоб^ обслсчеи Оболочки погружают обычно виб- рационным или виброударным спо- собом. Оболочки диаметром до 1 м в глинистые грунты можно погру- жать тяжелыми свайными молота- ми (обычно паровоздушными оди- ночного действия). Погружение оболочек. Оболочки диаметром до 1 м в неплотный грунт можно погружать с закрытой по- лостью, последовательно соединяя их секции. При этом к нижнему ее концу присоединяется наконечник (рис. 4.2, а). В связные и плотные грунты оболочки диаметром больше 0,6 м погружают с открытой по- лостью. При погружении оболочек с открытой полостью для уменьше- ния лобового сопротивления приме- няют ножи-наконечники. В зависи- мости от плотности грунтов исполь- зуют ножи разных конструкций. Фланцевый нож имеет большое ло- бовое сопротивление и пригоден для погружения в слабые грунты, зао- стренный — для погружения в плот- ные грунты (рис. 4.2, б, в). Возведение фундаментов на обо- лочках обычно состоит из следую- щих операций: укрупнительная сбор- ка секций оболочек, погружение обо- лочек, разработка и извлечение грунта из полости с последователь- ным наращиванием оболочек, раз- буривание скального основания (при 63
Рис. 4.2 Наконечники и наголовник оболочек. 1 — наконечник оболочки, отражаемой с закрытым концом, б, в — то же, погружаемой с откры гым концом, г — простейший сварной наголовник с фланцевыми соединениями; / —оболочка, 2 — 1аконечник конический закрытый, 3 — то же открытый фланцевый заостренный, 4 — го же свар- ной, 5 вибропогружатель, 6 - наголовник, 7- болты, 8 — фланцы оболочки необходимости), заполнение поло- стей оболочек бетонной смесью, устройство плиты ростверка. Для погружения оболочек вибри- рованием применяют низкочастот- ные вибропогружатели, которые вы- бирают по возмущающей силе, мо- менту эксцентриков и частоте коле- баний с учетом свойств грунта, раз- меров оболочки и собственного веса системы (см. п. 4.1). Приближенные значения параметров вибропогружателей с учетом свойств грун- та принимают- при диаметрах оболочек до 0,6 м — воз- мущающая сила от 270 до 500 кН и момент эксцентриков от 1000 до 2000 Н-м; при диаметрах оболочек от 0,6 до 1,2 м — возмущающая сила 500—1000 кН и момент эксцентриков 2000—2500 Н-м; при диаметрах оболочек от 1,2 до 2 м — возмущающая сила 1000—1500 кН и мо- мент эксцентриков 3000—5000 Н-м, при диаметрах от 2 до 3 м — возмущаю- щая сила 1500—3500 кН и момент эксцент- риков 5000—6000 Н-м. Первые значения даны для слабых грунтов, вторые- для плотных. Для питания электродвигателей при вибрационном погружении обо- 64 лочек требуются источники питания значительной мощности, например для работы только двух вибропогру- жателей ВП-250 требуется источник электроэнергии мощностью не ме- нее 500 кВт. Вибропогружатель нужно плотно прикреплять к оболочке, причем конструкция соединения должна по- зволять быстро устанавливать и сни- мать его. Простейший наголовник (рис. 4.2, г )представляет собой пе- реходный сварной патрубок с реб- рами жесткости и фланцами для болтовых соединений с оболочкой и вибропогружателем. Если грунт из полости оболочки извлекают при по- мощи эрлифта без перерывов погру- жения, то для пропуска пульповода и нагнетальных труб в стенке наго- ловника оставляют отверстие соот- ветствующих размеров, так как на установку и отсоединение наголов- ника с болтовыми соединениями тре- буется много времени. Находят применение самозакли- нивающиеся наголовники с клиновы- ми (см. рис. 4.1, г) и цанговыми
устройствами. Наиболее совершенны наголовники с гидропоясами, пред- ставляющими собой полые толсто- стенные резиновые муфты, переме- щенные внутри охватывающего стального наголовника, в которые нагнетается вода. При относительно небольших раз- мерах и малой глубине погружения оболочки можно предварительно со- брать на полную длину и в готовом виде доставить и установить на ме- сто, однако возможности укрупни- тельной сборки ограничены грузо- подъемностью кранов и транспорт- ных средств. Секции оболочек, имеющих сред- ний и большой диаметры, наращи- вают по мере погружения. Перед установкой каждой секции снимают вибропогружатель вместе с наго- ловником. Рис. 4.3. Схемы погружения оболочек о—с помощью ящика каркаса, подвешенного к плашкоуту, б в передвижном направляющем устройстве, в — в направляющей стреле, подвешенной к портальному крану; 1 - ящик-каркас; 2 - подмости-вышки для подвешивания ящика-каркаса, 3 — крюк крана; 4 - трос к якорю, 5 плашкоут из понтонов, 6 — маячная оболочка, 7 подмости под кран, 8 - лебедка, 9- вибропо- гружатель, 10 — направляющая стрела, // — ферма крепления стрелы, 12 - направляющие аппа- рели в сопряжении вибропогружателя со стрелой, 13 — телескопическая схватка; 14 — противовес, /5- передвижная ба ia из инвентарных элементов, /6 — рельсовый путь, /7 - портальный кран 3 Зак Я5Ъ с с
При большой глубине воды (12— 15 м) для погружения и установки собранной оболочки на дно требу- ются краны большой грузоподъем- ности. Облегчить погружение тяже- лых оболочек в таких условиях мож- но, придавая им плавучесть устрой- ством временных днищ. При погружении оболочек, особен- но в начальный период, нужно с большой тщательностью обеспечи- вать их проектное положение. Для направления вертикальных и наклонных оболочек малого и сред- него диаметров применяют уни- версальные копры, козло- вые краны с направляющими стрелами и другие направляющие устройства, которые обычно соби- рают из инвентарных элементов (МИК или УИКМ) в виде пере- движных направляющих стрел или каркасов (рис. 4.3, б). Направляющие каркасы в зависимости от глубины реки и других условий погружения оболо- чек можно располагать ниже уровня воды или выше. Их иногда монтиру- ют при помощи плавучих кранов с опиранием на шпунтовые стенки. Направляющие каркасы и ящики- каркасы при большой глубине реки часто устанавливают с помощью плавучих средств, специально обо- рудованных для погружения обо- лочек и используемых в дальнейшем в качестве ограждения при бетони- ровании ростверка. На плашкоутах П-образной (в плане) формы рас- полагают кран и другое оборудова- ние. Каркас подвешивают с по- мощью полиспастов к специальным вышкам. Плашкоуты предваритель- но устанавливают и расчаливают к якорям. Направлять и закреплять каркас позволяют маячные сваи (оболочки). Наиболее трудоемкие операции — это разработка и извлечение грунта из полости оболочек. Пески, супеси и слабые суглинки обычно успешно разрабатывают и извлекают гид- ромеханическими спосо- бами. Слабосвязные грунты уда- ется извлекать пневматическими и 66 гидравлическими эжекторами (эр- лифтами и гидроэлеваторами) без предварительного образования пуль- пы путем размыва или механическо- го рыхления грунтов. Связные су- песчаные и суглинистые грунты раз- мывают напорной водой или разрых- ляют механическими рыхлителями. К эжектору, как правило, при- соединяют подмывные иглы (рис. 4.4). Встречающиеся при по- гружении оболочки препятствия в виде крупных валунов обычно сдви- гают в сторону коническим долотом или разбивают. Плотные глинистые грунты успеш- но разрыхляют и извлекают одиноч- ным турбобуром Т-12РТ-240 с ша- рошечными долотами, спаренным с эрлифтом (см. рис. 4.15). Применя- ют также шарошечные механиче- ские рыхлители, приводимые в дви- жение роторами через жесткие штанги. Связные плотные грунты можно разрыхлять размывом при условии увеличения напора воды до 2—6 МПа; большой напор создают мощными многоступенчатыми цент- робежными насосами. Разработку и извлечение связных грунтов из оболочек производят также малогабаритными грейферами. Размеры грейфера должны быть меньше внутреннего диаметра оболочки на 15—30 см. При плотных грунтах целесообраз- ны одноканатные грейферы-долота, сбрасываемые в забой с некоторой высоты, что позволяет лучше захва- тывать грунт челюстями. Для извлечения крупной гальки применяют гидрожелонки (см. рис. 3.8, в). В валунно-галечных грунтах погружение оболочек часто произ- водят способом опережающего за- боя (на 0,5—2,0 м ниже ножа) с разработкой и извлечением грунта спаренным с эрлифтом турбобуром Т-12РТ-240. Скорость погружения зависит от своевременного извлечения грунта из полости оболочки и глубины из- влечения. При всех условиях раз- работку грунта следует прекращать до завершения погружения оболоч-
Рис 4.4 Схема извлечения грунта из полости оболочки эрлифтом с подмывными иглами: а — эрлифт с подвешенными к нему подмывными иглами в оболочке, б — эрлифт, в — деталь эр- лифта, 1 — подмывные иглы, 2 — эрлифт, 3 — оболочка, 4 — всасывающий патрубок; 5 — смеси- тельная камера, 6 — трубопровод с сжатым вотдухом, 7 — пульповод ки, чтобы в ней оставалась уплот- ненная грунтовая пробка. Резко увеличивает скорость по- гружения непрерывное извлечение грунта в процессе самого погру- жения при использовании вибро- погружателей со специальными от- верстиями в их корпусе (например, ВУ-1,6). Завершают погружение по дости- жении оболочкой проектной глуби- ны и когда несущая способность сваи, определенная из условий виб- рационного ее погружения за пос- леднюю минуту (динамический эк- вивалент несущей способности), ста- новится больше расчетной. При встрече сваи или оболочки с различными твердыми препятствия- ми (валуны, корчи и др.) может быть внезапно нарушен нормаль- ный режим погружения и, как след- ствие, возможно повреждение сваи (оболочки). Нарушения нормально- 3* го вибрационного режима погруже- ния оболочек устанавливают иногда с помощью прибора-фиксатора по- рога замедления. Скальные грунты в основании обо- лочек разбуривают обычно ударно- канатным способом (см. п. 4.3) или станками реактивно-турбинного бу- рения (РТБ-1310 и РТБ-2600). Сква- жину после бурения промывают струей воды, а шлам извлекают эр- лифтом. При контакте скалы с мел- кодисперсными слабосвязными грунтами через зазоры и трещины в скале может выноситься грунт и заполнять скважину. Чтобы избе- жать этого, создают избыточный на- пор воды путем заполнения оболоч- ки выше уровня грунтовых вод. При разности уровней до 2—4 м проис- ходит фильтрация воды в грунт, и он удерживается благодаря филь- трационному давлению. 67
Уширение оснований под оболоч- ками устраивают буровыми уста- новками, камуфлетированием, виб- рированием или электрохимическим способом. Полости оболочек частич- но или полностью заполняют бетон- ной смесью способом ВПТ. 4.3. Возведение фундаментов из буровых свай При устройстве буровых свай предварительно пробуривают сква- жины и заполняют ..х бетонным рас- твором способом ВПТ (см. п. 3.3). При бетонировании буронабивных свай бетонная смесь в скважинах по мере укладки подвергается удар- ному или виброударному уплотне- нию специальными агрегатами, что повышает несущую способность та- ких свай. Современные способы бурения по- зволяют быстро и экономично раз- рабатывать и удалять грунт в раз- нообразных геологических условиях на большую глубину. При бурении в основаниях скважин часто устраи- вают уширения (см. рис. 4.6 и 4.7), что повышает несущую способность буровых свай. Находят применение два основ- ных способа бурения скважин: удар- ный и вращательный. При ударном бурении породу в забое скважины разрушают или разрыхляют ударами сбрасываемо- го с некоторой высоты долота, же- лонки или бура-грейфера, а извле- кают из скважины желонками, грейферами, а также эрлифтами и гидроэлеваторами. Разновидностью ударного бурения является ударно- канатное бурение, при котором до- лото или бур-грейфер подвешивает- ся на стальном тросе к специальным станкам и циклически сбрасывается в забой. При вращательном бурении породу в забое скважин разбурива- ют бурами различных типов, вра- щающимися ротором через опущен- ные в скважину жесткие штанги или турбобурами, а извлекают эжекто- 68 рами, шнеками или с использовани- ем принудительно циркулирующего глинистого раствора (см. приложе- ние 9). Стены скважин в дисперсных грунтах укрепляют от обрушения разными способами. При ударном бурении применяют стальные об- садные трубы, железобетонные обо- лочки или создают в скважине дав- ление воды, используя при этом эф- фект фильтрационного давления. При вращательном бурении обычно для этого используют уравновеши- вающее давление глинистого раст- вора. Ударно-канатное бурение. Удар- но-канатное бурение широко приме- няют для разбуривания скальных пород в основаниях фундаментов из оболочек (см. п. 4.2). Скальные породы разбуривают трех- или четырехперыми долотами с победитовыми вставками. Приме- няют литые, сварные (рис. 4.5, а) и клепанные долота (рис. 4.5, б). До- лото подвешивают на тросе к ударно-канатному станку УКС (рис. 4.5, в) и при его помощи под- нимают и сбрасывают в забой с вы- соты до 1 м. Станками УКС можно бурить вертикальные скважины диа- метром до 3 м, при этом долота обо- рудуют направляющими роликами, уменьшающими трение о стенки скважины. Шлам в скважине промы- вают струей воды и извлекают эр- лифтами или желонками. Затем в скважину опускают арматурный каркас и бетонируют. При ударно-канатном бурении дисперсных грунтов применяют ме- ханические желонки или буры-грей- феры. Бурение дисперсных грунтов может осложняться наличием круп- ных валунов. Валуны сдвигают в стороны коническим долотом, не разрушая их. Для крепления стенок скважины в таких грунтах обычно применяют стальные обсадные тру- бы, погружаемые в скважину по ме- ре углубления и извлекаемые по ме- ре заполнения ее бетонной смесью. Наиболее распространенные совре- менные буровые машины с исполь- зованием ударно-канатного способа
Рис. 4.5. Схема ударного бурения скальной породы и детали долота: / — победитовые вставки; 2 — лопасти; 3 — трос; 4 — станок УКС; 5 — оболочка бурения — однотипные установки японской фирмы «Като» и француз- ской фирмы «Беното», в которых ис- пользуются буровые станки (на гу- сеничном ходу или шагающего ти- па), буры-грейферы особой конст- рукции и инвентарные сборные об- садные трубы, погружаемые в сква- жину и извлекаемые из нее по мере бетонирования (рис. 4.6). Особен- ность таких установок заключается в применении одноканатного бура- грейфера особой конструкции, по- зволяющего разрабатывать и извле- кать грунт из скважины, а также в оригинальном способе погружения и извлечения обсадных труб гидрав- лическими домкратами поступа- тельного и возвратно-вращательно- го действия. В нижней части бура-грейфера размещены раскрывающиеся лопа- сти со съемными бурами. Внутри корпуса помещен механизм откры- вания и закрывания лопастей. Бур- грейфер с раскрытыми лопастями 69
сбрасывают с некоторой высоты, и он врезается в грунт. Затем грейфер поднимают, закрывая лопасти, и за- хваченный ими грунт извлекают из скважины. После опорожнения бура- грейфера процесс повторяют. На буровых станках размещены стрела-мачта, механизмы управле- ния, гидравлические домкраты, хо- мут для захвата обсадных труб и бункер для извлекаемой породы. Ин- вентарные обсадные трубы (внут- ренний диаметр 600—1000 мм) соби- рают из секций, стыкуемых пробка- ми-болтами (рис. 4.6, г). Установки снабжены гидравлическими ушири- телями (рис. 4.6, в). Скважины бе- тонируют способом ВПТ, заполняют готовыми бетонными блоками или железобетонными столбами. Находят применение отечествен- ные буровые установки ударно-ка- натного действия, например станок СП-45, установленный на шасси экскаватора Э-10011А и снабженный грейфером, обсадными трубами, имеющими диаметр 1220 мм и уши- ритель. Вращательное бурение. Породу в забое скважины разрабатывают ре- жущим шарошечным долотом, вра- щаемым ротором через жесткие штанги (буровые колонны). Стены скважины при таком способе обычно Рис 4.6. Детали буровых машин виброударного действия: а — буровой станок; б — одноканатный бур-грейфер; в — электрогидравлический уширитель; г — стык обсадных труб, д — устройство для погружения обсадных труб; / — база станка; 2 — направ- ляющая обсадных труб; 3 — бункер для извлекаемого грунта; 4 — домкратная установка для по- гружения и извлечения обсадных труб-оболочек; 5 — корпус бура; 6 — механизм открывания лопастей, 7 — механизм закрывания лопастей; 8 — раскрывающиеся лопасти; 9 — ножи для раз- буривания уширений в основании сваи, 10 — двухстенчатая обсадная оболочка; //-болт-пробка; 12 — внутренний конус болта-пробки; 13 — гидродомкрат вертикального погружения оболочки, 14 — гидродомкрат возвратно-крутительного погружения оболочки 70
удерживают от обрушения с по- мощью глинистого раствора, кото- рый, кроме того, очищает забой от разбуренной породы при его цирку- лировании и выносит ее из скважи- ны, а также охлаждает долото. В турбобурах циркулирующий под давлением глинистый раствор вра- щает турбины бура. Принудительная циркуляция гли- нистого раствора по скважине (про- мывка) может быть прямой и обрат- ной. При прямой промывке раствор насосом нагнетают в буровую колон- ку — трубчатую шлангу. Вытекая из колонки, раствор омывает забой и вместе с разбуренной породой под- нимается вверх в пространство ме- Рис. 4.7. Схема бурового агрегата ЦНИИСа. а — бур с уширителями и долотом; б — модернизированный буровой агрегат системы ЦНИИСа с буром-фрезой; в — агрегат с вышкой; / — направляющая; 2 — гидродомкраты; 3 — полая стойка; 4 — нож; 5 — долото; 6 — фреза; 7 — лопасти фрезы; 8 — цилиндрическая направляющая часть фре- зы; 9 — стойка с ножами; 10 — раскрывающиеся ножи; // — распорки и штоки; /2 — буровая ко- лонна; 13 — цилиндрический направляющий барабан; 14 — траверса; /5 — ротор; 16 — рама ротора; /7 — поворотный стол ротора, 18 — электродвигатели ротора; /9 — редукторы ротора; 20 — вышка с площадками; 2/— грузоподъемные лебедки; 22 — платформа; 23 — вышка; 24 — колонка; 25 — ротор, 26 — буровой механизм 71
жду колонкой и стенками скважины, а затем поступает на поверхность в лотки циркул ционной системы. По- сле очистки раствора процесс пов- торяют. При обратной промывке, как правило, применяют эрлифт, уста- новленный в основании буровой ко- лонны. Глинистый раствор в этом случае самотеком поступает в скважину, омывает забой и вместе со шламом выносится эрлифтом по колонне в виде глинистой пульпы, насыщенной воздухом. Затем такая пульпа поступает на очистку в цир- куляционную систему. При обрат- ной промывке обычно обеспечива- Рис. 4.8. Схема работы установки МБС-1,7- а — буровая установка МБС-1,7; б — вращательное бурение; в — ударное бурение и извлечение шлама; / — грейфер; 2 — стрела грейферного крана; <3 — кабина, -/ — гидравлическая тяга; 5 — кон- соль крепления ротора; 6 — телескопическая буровая штанга; 7 - ротор, 8 — ковшовый бур; 9 — обсадная труба 72
ется большая скорость циркуляции раствора. Для создания буровых свай-стол- бов диаметром до 1,7 м с уширени- ем до 3 м применяют буровые уста- новки ЦНИИСа (рис. 4.7), позволя- ющие бурить скважины глубиной до 30 м с наклоном до 3: 1. Уширения в основании скважины образуют ножами, раздвигающимися по мере вращения при помощи гидравличе- ских домкратов. В качестве направляющего и упорного устройства для буровой установки ЦНИИСа могут служить копер ССМ-680 или специальные вышки (например, УБС-1) (рис. 4.7, в). Находит применение бурильная установка МБС-1,7 (рис. 4.8, а), смонтированная на гусеничном кра- не Э-1258Б, которому придана задняя вспомогательная стрела (рис. 4.8, б, в). Эта установка, кро- ме бурения, позволяет укладывать в скважину секции оболочек или бе- тонную смесь. Для бурения служит ковшовый бур, закрепленный на кон- це телескопической штанги. Применяют также самоходные ус- тановки (СО-2, СО-1200, МБС-1,7, БСО-1 и др.), оснащенные шнековым буром или роторной желонкой. В связных грунтах, когда труд- но использовать эрлифт, применяют бур-фрезу с раскрывающимися ло- пастями. Заполнение фрезы грунтом происходит через щели при закры- тых лопастях в процессе ее враще- ния. Для бура-фрезы (см. рис. 4.7, б) не нужен эрлифт, нет необходимо- сти в очистке глинистого раствора, а буровая колонна служит только жесткой штангой для подъема и вращения фрезы. После заполнения грунтом фрез\ поднимают и осво- бождают при раскрытых челюстях. Основание уширяют после оконча- ния бурения скважины. Роль глинистого раствора может выполнять вода, если в скважине создается избыточное давление и возникает гидродинамический эф- фект при ее фильтрации через стен- ки скважины. Рис. 4.9. Вариант шарошечного долота: 1 - шарошка; 2 центральный канал Для бурения глубоких скважин можно применять реактивно-тур- бинные буры, представляющие со- бой гидравлические многоступенча- тые турбинные двигатели с шаро- шечными фрезами (рис. 4.9), кото- рые вращаются от движения нагне- таемого в забой скважины глинисто- го раствора или воды. Находит ус- пешное применение для бурения скважин диаметром 2,6 м забойный агрегат РТБ-2600 (рис. 4.10), кото- рый состоит из четырех турбобуров типа Т-12РТ-9. Обычно скважины заполняют бе- тонной смесью способом ВПТ. Если при этом бетонирование выполнено тщательно, глинистый раствор не снижает качества бетонной кладки. При устройстве буровых свай в акваториях для ограждения от воды по оси каждой скважины погружа- ют в грунт дна обсадную трубу на 73
Рис. 4.10. Буровая установка РТБ-2600: 1 — лебедка; 2 — буры; 3 — трубопроводы; 4 — рама глубину 1,5—2,0 м или железобетон- ную оболочку, входящую в конст- рукцию сваи. Для размещения бурового обору- дования устраивают грунтовые ост- ровки, подмости на сваях или пла- вучие плашкоуты из понтонов. Поступающий в скважину глини- стый раствор должен иметь опреде- ленную консистенцию и быть без ос- татков грунта и крупных включе- ний. Для этого около буровой уста- новки на островке или понтонах размещают глиномешалки, отстой- ники, фильтры и систему лотков для перемещения глинистого раствора по замкнутой системе циркуляции. ментов и расположенных в грунте стен сооружений (подземных гара- жей, тоннелей и пр.), особенностью которой является использование принудительно циркулирующего глинистого раствора для предотвра- щения обрушения стен выработок и извлечения из них грунта (см. п. 4.3). Такая технология в принципе при- менима для сооружения фундамен- тов опор мостов. Возведение бетонной или железо- бетонной «стены в грунте» произво- дят последовательно с применением специальных механизмов. Вначале в контурах создаваемой стены разра- батывают и извлекают грунт. При этом стены выработки удерживают- ся уравновешивающим давлением глинистого раствора. Грунт из вы- работки может выноситься тем же циркулирующим глинистым раство- ром или извлекаться механизмами (грейферами, роторными шурфоко- пателями и др.). В зависимости от свойств грунтов и размеров сооружения выработку под стену производят частями, с образованием отдельных шурфов- колодцев прямоугольной (в плане) формы или вращательным бурени- ем отдельных скважин (см. п. 4.3). Возможно и образование сплошной выработки под стену роторным ка- навокопателем с постоянным запол- нением ее глинистым раствором. За- тем в выработки опускают секция- ми арматурные каркасы и произво- дят подрастворное бетонирование секции стен способом ВПТ (см. п. 3.2). Как показывает опыт строитель- ства, бетон вытесняет глинистый раствор, не перемешиваясь с ним, и хорошо соединяется с арматурой, образуя прочную железобетонную «стену в грунте». За последние годы успешно при- меняют новую, закрытую техноло- гию сооружения ленточных фунда- 74 Фундаменты из столбов или свай часто возводят с расположением ро- стверка (железобетонной плиты)
над поверхностью земли или над дном водоема. Опалубку монолит- ного ростверка устанавливают на отдельные подмости или с опирани- ем поддона на погруженные сваи. В акваториях предварительно уст- раивают ограждения от воды прост- ранства, ограниченного контурами ростверка. При относительно небольшой глу- бине воды (до 4—6 м) ростверк со- оружают в деревянном или метал- лическом шпунтовом ограж- дени’и, если грунтовые условия благоприятны для его забивки (рис. 4.11). Основанием для опалуб- ки днища плиты может служить грунтовая подсыпка, которую после забивки свай наматывают землесос- ным снарядом или другим способом. Перед бетонированием ростверка при малодренированных грунтах насосами откачивают воду до уров- ня основания плиты, устраивая зумпфы ниже этого уровня. При дренирующих грунтах, когда водо- отлив затруднен ниже основания плиты, укладывают тампонажный слой бетона, препятствующий про- никновению воды снизу (см. рис. 4.11). После устройства тампонажного слоя и откачки воды устанавливают опалубку и арматуру, а затем бето- нируют ростверк или собирают этот ростверк из отдельных блоков и омоноличивают. Когда грунты дна не позволяют забивать шпунт, то при той же глу- бине воды может быть применено ограждение в виде бездонного ящика с наружным обвалова- нием. При любых грунтах и глубине во- ды до 12 м успешно применяются ограждения из понтонов КС-3, со- единенных болтами через водоизо- лирующие прокладки и образую- щие инвентарный бездонный ящик наиболее совершенной конструкции (см. рис. 3.4,г). Погружают на дно и извлекают такие ограждения с применением водовоздушной бал- ластировки понтонов. Воду из ящи- ка можно откачать до требуемой Рис. 4.11. Схема устройства высокого рост- верка с ограждением из деревянного шпунта: / — шпунтовое ограждение; 2 — тяж; 3 — распор- ка; 4 — железобетонный ростверк; 5 — тампонаж- ный слой бетона; 6 — грунтовая засыпка; 7 — свая отметки без тампонажного слоя бе- тона и внутренней засыпки грунтом или с тампонажным слоем из глины, уложенным на дно. Опалубку дни- ща и стен ростверка при этом под- вешивают на забитых сваях. Когда бетон ростверка достигнет проект- ной прочности, извлекают шпунт или демонтируют ящик; грунт за- сыпки размывается течением воды. Если скорость течения небольшая, ограждения для устройства плиты ростверка можно устанавливать на дно водоема на предварительно от- сыпанную песчаную призму с есте- ственными откосами. При большой глубине воды (бо- лее 6 м) наряду с ограждениями из понтонов высокий ростверк мож- но сооружать с применением ящи- ков с днищем. Такие ящики- каркасы обычно изготовляют на бе- регу и перемещают к месту установ- ки на плаву. Можно также изготов- лять ящик на месте на вспомога- тельных свайных подмостях с по- следующим его погружением на проектную отметку и закреплением. Ящики-каркасы делают деревян- ными, железобетонными, металли- ческими. Могут быть ящики с дере- вянным днищем, стенками из инвен- тарных металлических щитков и каркасом из уголков, выполняющих 75
также назначение жесткой армату- ры ростверка. Конструкция ящика- каркаса должна обеспечивать изо- ляцию сооружаемого ростверка от воды, а также направление свай при их погружении. Для устройства ростверков чаще применяют ящики-каркасы, не обла- дающие собственной плавучестью. При перемещении и установке они наполняются водой, так как ячей- ки для свай в днище остаются от- крытыми. Такие ящики поддержи- вают понтонами или подвешивают к П-образным плашкоутам из пон- тонов КС (см. рис. 4.3, а). Фундамент сооружают в такой последовательности (рис. 4.12). Вначале ящик вместе с поддержи- вающими его плавучими средства- ми устанавливают в проектное по-' ложение в плане и закрепляют яко- рями. Затем забивают не менее четырех вертикальных свай (воз- можно ближе к углам ящика), ис- пользуя ячейки ящика-каркаса как направляющие. Если в ростверке все сваи наклонны, то забивают до- полнительные (маячные) вертикаль- ные сваи, обычно деревянные. Затем ящик погружают по вертикальным сваям до проектной отметки и при- крепляют к ним. После закрепления ящика-каркаса погружают все сваи, включая наклонные, по соответству- ющим направляющим в ячейках каркаса. Для устранения зазоров между сваями и днищем опускают по сва- ям деревянные кольцевидные за- глушки. Водонепроницаемость дни- ща ящика обеспечивают укладкой слоя подводного бетона. После от- качки воды из ящика армируют и бетонируют плиту ростверка, а за- тем после сооружения опоры разби- рают ящик и все вспомогательные обустройства. Ящики, обладающие собственной плавучестью, изготовляют на бере- гу на стапелях и перемещают к ме- сту установки буксиром. К днищу железобетонного ящика и его кар- касу прикрепляют патрубки из Рис. 4.12. Последовательность возведения фундамента с высоким ростверком / — закрепление плавучей системы в проектном положении; // — опускание ящика-каркаса, /// — погружение маячной сваи; IV — погружение стальных оболочек; V — бетонирование там- понажного слоя, VI — бетонирование ростверка и верхней части опоры; VII — разборка ограж дений ящика, / — несущая балка для подвешивания каркаса; 2 — вышка из инвентарных элемен- тов, 3 — гибкие расчалки к якорям, 4 — подмости для монтажа ящика-каркаса; 5 — ограждение ящика; 6 — плашкоут, 7 — вибропогружатель; 8 — погружаемая маячная свая-оболочка, 9 — ящик- каркас; 10 — бетонолитная труба, // — тампонажный слой бетона; /2 — высокий ростверк; 13 — надфундаментная часть опоры 76
стальных труб высотой, равной сте- нам ящика. Патрубки обеспечивают плавучесть ящика и направление свай при погружении, поэтому их располагают по осям всех свай. После установки ящика в проектное положение и закрепления расчалка- ми погружают вертикальные (маяч- ные) сваи. Ящик пригрузкой опу- скают по этим сваям на проектную отметку, закрепляют на них, погру- жают сваи и бетонируют ящик. В последние годы в мостострое- нии начали успешно применяться опоры на буровых столбах (сваях) с уширенной пятой и высоким рост- верком. Столбы таких опор в верх- ней их части (от поверхности воды до отметки возможного размыва дна водоема) представляют собой сталь- ные или железобетонные оболочки, погружае ibie обычными способами (см. п. 4.2) и выполняющие роль обсадных труб для верха скважин. После погружения труб или оболо- чек бурят скважины и устраивают уширения с применением глинисто- го раствора (см. п. 4.3). Здесь особенно необходим тща- тельный контроль качества скрытых работ, в частности проверка проект- ных контуров и размеров скважин на всей их глубине и контроль ка- чества бетона в столбах, уклады- ваемого под глинистый раствор спо- собом ВПТ, и другие проверки. Та- кой контроль выполняют, проверяя соотношения объемов уложенной бетонной смеси и проектных объ- емов скважин, испытанием образ- цов бетона из столбов и визуальны- ми наблюдениями. Иногда при сооружении столбча- тых фундаментов из оболочек боль- шого диаметра применяют способ устройства ростверка, при котором вертикальные оболочки погружают до устройства водонепроницаемого ограждения, а направляющими для них служат специальные каркасы. Ящики или перемычки для бетони- рования плиты собирают и устанав- ливают на проектную отметку с опи- ранием на вершины уже погружен- ных оболочек Верх оболочек при этом должен быть выше рабочего уровня воды, для этого их собира- ют с дополнительными секциями. Способ возведения свайного фун- дамента с высоким ростверком вы- бирают с учетом глубины водоема, скорости течения, грунтовых усло- вий дна, конструкции свай и плиты, наличия строительной базы и дру- гих местных условий. В каждом конкретном случае необходим тех- нико-экономический анализ различ- ных вариантов строительства с оп- ределением стоимости и трудовых затрат каждого из них. Обычно при глубинах реки до 5—6 м экономи- чески целесообразными оказывают- ся способы с устройством шпунто- вых ограждений и ящиков из понто- нов. При глубинах больше 10 м оп- равдано применение ящиков-кар- касов. Для устройства свайных (столб- чатых) фундаментов в акваториях при большой их глубине (15—30 м) находят успешное применение мор- ские плавучие системы типа уни- версального агрегата ПМК-67, пред- ставляющего собой систему из двух- трех самоподъемных плавучих плат- форм, опирающихся на погружен- ные в дно водоема специальные ко- лонны. Такие агрегаты позволяют возводить буронабивные столбы большой длины (до 45 м). Скважи- ны под столбы пробуривают агрега- том «Като», но перед бурением по- гружают вибропогружателем ограж- дающие от воды стальные оболочки большего диаметра. 4.6. Сооружение фундаментов в северной климатической зоне и в условиях вечной мерзлоты Строительство железных дорог в северной климатической зоне связа- но с применением специальных кон- струкций фундаментов опор мостов и совершенствованием технологии их возведения. При этом необходи- мо полнее использовать опыт строи- тельства БАМа и других железных дорог на севере страны.
Конструкции фундаментов и спо- собы их возведения в этих услови- ях зависят от состояния мерзлоты, влияния на ее состояние внешних воздействий и принятого принципа производства работ, т. е. принци- па I, предусматривающего сохране- ние мерзлого грунта, или принци- па II, допускающего оттаивание грунта в процессе строительства и эксплуатации моста. В условиях вечной мерзлоты на- ходят применение столбчатые свай- ные и массивные фундаменты опор мостов, причем, как убеждает опыт БАМа, предпочтительными следует считать столбчатые фундаменты. Выбор принципа производства ра- бот зависит от состояния мерзлоты, климатических условий района, воз- можности и экономической целесо- образности гарантированного пред- отвращения деградации мерзлых грунтов и мероприятий по устране- нию возможных воздействий, уско- ряющих такую деградацию. Угроза деградации и условия сохранения мерзлоты нередко зависят от мест- ных экологических особенностей района и его микроклимата. В част- ности, большое влияние при этом оказывает сохранность растительно- го покрова (мха, торфа) и наличие большого снежного покрова зимой. По несущей способности и усло- виям разработки различают твердо- мерзлые грунты при температурах 0,3—1,5 °C и пластично-мерзлые при температурах 0—0,3 °C. Известно, что мерзлые грунты обладают боль- шой прочностью и позволяют за- глублять фундаменты на глубину до 3—5 м. Несущая способность от- таявших дисперсных мерзлых грун- тов становится предельно низкой в сравнении с немерзлыми подобны- ми грунтами. Применение принципа II резко удорожает строительство опор мо- стов и может быть экономически оправдайо при относительно мелком заложении скальных или других прочных грунтов (не глубже 15— 20 м). 78 При наличии мощного слоя твер- домерзлых грунтов, но глубоком расположении при этом скальных грунтов (более 25—40 м) предпоч- тителен принцип I, так как строить мосты с малыми пролетами и очень глубокими фундаментами нецелесо- образно. Однако нередко в услови- ях Крайнего Севера встречаются участки, где большой снежный по- кров (до 3 м) вызывает деградацию мерзлоты на глубину до 35 м. Про- ектирование и строительство фун- даментов в таких условиях пред- ставляет собой сложную проблему. Способы разработки грунтов в котлованах или скважинах при принципе I должны обеспечивать такой термический режим, при ко- тором предотвращается оттаивание и деградация мерзлоты. При этом следует учитывать, что влияние раз- личных строительных процессов на стабильность мерзлоты различно в зависимости от ее природного со- стояния, климатических и иных ус- повий района строительства. Бурение скважин и извлечение разбуренного грунта (шлама) с про- мывкой забоя водой или глинистым раствором в этих условиях затруд- нительно, так как при этом неиз- бежно возникает обледенение сте- нок скважин, смерзание пульпы и размораживание окружающего грун- тового массива. Существует пять способов погру- жения свай и столбов в вечномерз- лые грунты: 1) предварительно пробуривают скважины больших поперечных раз- меров, чем сваи, заполняют их грун- товым раствором, затем погружают сваи (вмораживание первого типа); 2) предварительно пробуривают скважины больших поперечных раз- меров, чем сваи, затем погружают сваи (или столбы), после чего за- полняют зазоры грунтом или сухой песчано-цементной смесью; 3) погружают сваи в предвари- тельно оттаянный грунт с последу- ющим их вмораживанием (вмора- жйвание второго типа);
4) забивают сваи в лидерные скважины меньших поперечных раз- меров, чем у свай; 5) забивают сваи непосредствен- но в пластично-мерзлые грунты. В неблагоприятных условиях и неустойчивой мерзлоте нарушения температурного режима в ней труд- но избежать, поэтому необходимо предусматривать мероприятия по искусственному восстановлению природной температуры грунтов при строительстве и эксплуатации мо- стов или применять принцип II. Можно применять различные спо- собы восстановления низких темпе- ратур в грунтах, окружающих фун- даменты, например предусматри- вать использование охлаждающей установки С. И. Гапеева (рис. 4.13). Грунт у такой установки охлажда- ется вследствие естественной цир- куляции незамерзающей жидкости (керосина) по замкнутому петлево- му трубопроводу, часть которого выведена на поверхность. Зимой при низких температурах воздуха менее остуженная в нижней части трубопровода жидкость поднимает- ся вверх, вытесняя более остужен- ную внешним воздухом и, следова- тельно, более плотную жидкость вниз. При этом зимой возникает не- прерывная циркуляция жидкости по замкнутому трубопроводу и про- мораживание грунта у фундамента. Летом циркуляция жидкости, есте- ственно, прекращается. При нали- чии подобного замкнутого трубопро- вода периодически промораживать грунт можно продуванием его мо- розным воздухом от передвижной компрессорной установки. Значительно упрощено устройст- во по восстановлению мерзлоты мо- жет быть, если при изготовлении блоков фундаментов, например из- готовлении столбов на полигонах, вместо спиральной арматуры или продольных арматурных стержней будут заложены стальные трубы со- ответствующего диаметра и создан внутренний замкнутый трубопровод для циркуляциии незамерзающей жидкости или продувки воздухом. Рис 4.13 Схема охлаждающей установки: 1 — охлаждающий радиатор С И Гапеева, 2 — циркулирующая незамерзающая жидкость Опыт строительства опор на БАМе связан главным образом с применением принципа II. На строительстве среднего участ- ка БАМа (Мостострой № 10) пред- ложен и освоен способ возведения столбчатых опор, наиболее эконо- мичный и совершенный в этих усло- виях. Способ заключается в том, что в предварительно пробуренные сква- жины диаметром 100 см погружа- ют изготовленные на полигонах мас- сивные столбы диаметром 80 см (от двух до шести столбов в зави- симости от конструкции) и обеспе- чивают их надежную заделку в ниж- ние прочные породы омоноличива- нием бетонным раствором. Головы столбов объединяются сборными, сборно-монолитными или монолит- ными насадками (ростверками). Блоки сборных или цельноперевози- мых насадок устанавливают на столбы кранами и затем омоноличи- ваются с ними. 79
Рис. 4.14. Ударно-канатный станок БС-2. 1 — ось крепления мачты к раме, 2 — растяжка; 3 — головной блок. 4 — корпус головного блока, 5 — направляющая корпуса, 6 — амортизатор, 7 - блок желоночного каната, 8 — направляю- щие колокола; 9 — рукоятки колоколов, 10 — ка- нат, // - механизм передвижения При применении принципа II не- обходимо обеспечивать надежную заделку столбов в прочные, обычно скальные, породы в их основаниях. Наиболее трудоемким процессом при этом оказывается бурение глу- боких скважин в мерзлых грунтах, нередко содержащих твердые вклю- чения (валуны, галька) и разбури- вание скальных пород. Скважины диаметром до 100 см под столбом сплошного сечения диа- метром 80 см бурят ударно-канат- ным, вращательным и турбинным способами. Станки ударно-канатного дейст- вия (УКС-30, БС-1М, БС-2 и др.) широко использовались при строи- тельстве БАМа, причем модернизи- рованным станком БС-2 (рис. 4.14) 80 успешно осуществлялось бурение скважин в различных грунтах. Тех- ническая характеристика станка БС-2: масса бурового инструмента 3500 кг, частота ударов 50 в 1 мин, глубина бурения 25 м, диаметр скважины 100 см. При ударно-канатном бурении шлам из забоя скважины извлека- ется эрлифтом или желонкой. Часть шлама используется в качестве за- полнителя раствора при омоноличи- вании столбов. Наряду с ударно-канатным спосо- бом находит применение вращатель- ное бурение скважин под столбы. Из буровых установок вращатель- ного действия (МБС-1,7, ЦНИИСа, МБИ-1,7, «Като», «Санва» и др.) на строительстве БАМа более ус- пешно применялись буровые маши- ны РГ-1200 «Като» и «Санва». Бу- ровая машина РГ-1200 (рис. 4.15) снабжена тремя видами бурового инструмента, применяемыми в зави- симости от характера грунтов, на-
личия включений и условий буре- ния, т. е. шнековым буром, шаро- шечным долотом и буром-ковшом. Эта машина снабжена также ваку- умной системой для удаления сухо- го шлама и механизмом для погру- жения и извлечения обсадных труб. Техническая характеристика РГ-1200 «Като»: диаметр скважины 100 см, глубина бурения 15 м, кру- тящий момент 97 600 м. Буровая приставка «Санва» позволяет про- буривать скважины диаметром до 100 см и глубиной до 15 м в торфя- никах, супесях, суглинках с вклю- чением мелкой гальки. Она может навешиваться на кран, копер. Для бурения скважин под столбы широко применяется турбинное бу- рение (станками БАМ-1000, НПТ, РТБ-2600, Т-12РТ-240 и др.). На строительстве БАМа больше исполь- зовался станок Т-12РТ-240 (рис. 4.16), оснащенный шарошечным до- лотом, вариант которого приведен на рис. 4.9. Вода для вращения тур- бобура подается под давлением 4 МПа и используется для выноса шлама. В забой скважины подается сжатый воздух под давлением 1 МПа. Скорость бурения турбобу- ром достигает 18 м/сут. Недостатком турбинного бурения, особенно в зимних условиях, являет- ся быстрое замерзание воды в тру- бопроводах и большой ее расход Перед погружением столба подго- товляют поверхность скважины, т. е. очищают ее и удаляют наледи. На дно скважины опускают замес раст- вора омоноличивания (раствор це- мента и песка с осадкой конуса 12—15 см). Оставленный в забое шлам перемешивают с раствором ударами долота бурового станка. Столбы устанавливают стреловым краном с использованием простей- ших направляющих устройств. При погружении столба раствор вытес- няется и заполняет зазоры между ним и стенками скважины. Если при свободном падении столб не дости- гает проектного уровня, его подни- мают на некоторую высоту и вновь погружают. Рис 4 16. Схема бурения одиночным тур- бобуром. а - схема узла подачи воды и воздуха, б схе ма бурения, 1 - погружаемая оболочка; 2 —эр- лифт, 3 -- турбобур; 4 - фреза Головы столбов объединяют на- садкой (ростверком), которая может быть сборной, сборно-монолитной или монолитной, бетонируемой в тепляке. Для предотвращения преждевре- менного замерзания раствора и бе- тона в них вводят противоморозные добавки (нитрат натрия, * поташ и др.). Открытые котлованы под массив- ные фундаменты опор малых мостов в мерзлых грунтах устраивают с разработкой грунтов взрывным спо- собом или пневмоинструментом. Скважины под заряды ВВ бурят различными способами, в том числе установкой типа БТС-150, снабжен- ной шарошечным долотом и пнев- моударником. Мерзлый грунт раз- 81
Рис. 4.17. Устройство ограждений котлованов вымораживанием: а — последовательным вымораживанием; б —с применением радиаторов; / — углубление во льду; 2 — снег; 3 — радиатор рыхляют оборудованием ударного действия. Зимой в акваториях котлованы устраивают под защитой ледяных перемычек. Ледяные перемычки це- лесообразны в условиях северной климатической зоны с продолжи- тельной холодной зимой. Ледяные ограждения котлованов создают последовательным вымораживанием (рис. 4.17,а). При этом на расчи- щенном от снега участке будущего котлована вырубают слои льда, создавая условия для наморажива- ния его снизу. Постепенно углубля- ясь, достигают дна водоема и, если необходимо, опускаются ниже его в замерзший грунт. Значительно ускоряет устройство ледяных перемычек и делает их бо- лее надежными применение простей- ших радиаторов (рис. 4.17,6), сва- ренных из стальных труб и опущен- ных через лунки во льду по пери- метру котлована через 0,5—0,8 м. Намораживание льда вокруг каж- дой трубы и образование сплошной перемычки происходит при прокачи- вании через такой радиатор мороз- ного воздуха. Воздух циркулирует по радиатору через объединяющую коммуникацию и внутренние (сквоз- ные) и внешние (глухие) патрубки, опущенные на дно котлована. Бетонируют фундаменты способа- ми, изучаемыми в курсе «Строи- тельство мостов». Зимой фундамен- ты бетонируют способом «термоса». Заполнители и воду подогревают, в бетон добавляют ускорители схва- тывания. Широкое применение по- лучил также электропрогрев. В мас- 82 сивных бетонных фундаментах иног- да применяют «холодный бетон» с добавлением в раствор химических добавок (см. гл. 5). 4.7. Згдачи совершенствования технологии строительства фундаментов опор Сложность возведения фундамен- тов и применение различных их конструктивных форм связаны с разнообразием геологических, гид- рологических и других местных ус- ловий, что затрудняет стандартиза- цию конструкций и унификацию технологических процессов. Преодоление этих сложностей и выполнение требований резкого со- кращения сроков строительства и снижения стоимости фундаментов возможно только при внедрении гиб- кой технологии строительства, бази- рующейся на применении сборных унифицированных конструкций за- водского (или полигонного) изготов- ления, инвентарного универсального ограниченной номенклатуры техно- логического оборудования для их изготовления и монтажа. Стоимость фундаментов опор не- редко составляет 40—50% общей стоимости моста, а на их сооруже- ние затрачивается в 2—3 раза боль- ше времени и труда, чем на монтаж пролетных строений. Стоимость ма- териалов, расходуемых на фунда- мент, обычно не превышает 30— 35% его общей стоимости, и основ- ные затраты (65—70%) приходятся на производство работ и организа-
цию их строительства. Учитывая это, наряду с требованиями не- уклонного снижения материалоем- кости необходимо постоянно совер- шенствовать и удешевлять способы изготовления элементов и строи- тельства фундаментов. Технологическая оснастка заво- дов и строительных организаций должна быть в возможных пределах приспосабливаемой для создания различных конструктивных форм фундаментов и различных грунто- вых и гидрологических условий. Требования совершенствования технологии строительства и стрем- ления избежать дорогих и трудоем- ких процессов в свою очередь тре- буют изменений и упрощений конст- руктивных форм фундаментов без увеличения их материалоемкости, например применение безростверко- вых опор. Опоры бетонируют в опалубке различных конструкций. Находят применение стационарная, сборная щитовая, подвижная (скользящая) опалубки и опалубка-облицовка. Тип опалубки выбирают в зависи- мости от размеров и сложности кон- струкции опор, а также от количе- ства однотипных опор. В некоторых случаях целесообразнее комбиниро- ванная опалубка, например стацио- нарная для сложных элементов и сопряжений, и щитовая для более простых частей опоры. Элементы деревянной стационар- ной и щитовой опалубки обычно из- готовляют на строительстве. Требования к опалубке. В конст- рукциях опалубки должны быть обеспечены: прочность и устойчи- вость элементов; жесткость; соот- ветствие проектной форме бетониру- емого сооружения; непроницаемость раствора; соответствие способам укладки бетона. Стационарную опалубку обычно применяют для опор, фор- ма которых сложна и не имеет пов- торений. Такая опалубка состоит из каркаса и опалубочных досок с вер- тикальным или горизонтальным их расположением (рис. 5.1). Расположение досок зависит от формы опоры и других особенно- стей ее конструкции, например в опалубке цилиндрической формы опоры доски располагают верти- кально. В опалубке тонкостенных плоских конструкций предпочти- тельнее горизонтальное расположе- ние досок. Толщина досок опалубки 30—60 мм. Расстояние между ося- ми горизонтальных ребер (пролет доски) с учетом интенсивности дав- ления бетонной смеси и толщины досок принимают 0,7—1,5 м. Горизонтальные ребра каркаса 2 (рис. 5.1, а) представляют собой брусья размером 10—16 см. Рассто- яние между осями стоек, т. е. про- лет горизонтального ребра, назнача- ют равным 2,0—2,5 м. Стойки 3 из бревен или брусьев имеют размеры сечения 16—20 см. Тяжи 4 с нарез- кой на концах изготовляют из ме- таллических круглых стержней диа- метром 14—20 мм. В опалубке с горизонтальным расположением до- сок размеры сечений и длины про- летов элементов принимают в тех же пределах, что и для опалубки с вертикальным расположением, а элементы горизонтальной обвязки <8 обычно представляют собой брусья с размерами сторон сечения 14— 18 см. Каркас опалубки закругленных частей опоры выполняют из кру- жал 5, работающих на растяжение, которые обычно изготовляют из двух-трех слоев досок, скрепленных гвоздями. Толщину кружальных до- сок принимают 40—60 мм. При ци- линдрической поверхности опоры доски опалубки располагают верти- кально. При конической поверхно- сти доскам (через две-три) прида- ют клиновидную форму. Горизон- 83
Рис 5.1 Элементы стационарной опалубки- а — опалубки с вертикальными досками: б — то же с горизонтальными, « — то же для кривили нейных ферм, /—доски, 2 — ребра каркаса, 3 — стойка. 4 - тяж; 5 — кружала; 6 — гвозди для соединения кружал, 7 — болты тальные ребра опалубки плоской поверхности опоры соединяют с кружалами при помощи болтов 7. Пример стационарной опалубки с вертикальным расположением до- сок показан на рис. 5.2. Нижнюю обвязку крепят к фундаменту опоры анкерными болтами, оставляемыми для этой цели в теле бетона фунда- мента. На закругленных участках опалубки при небольшой ширине опоры (2—4 м) иногда применяют гибкие бандажи из полосовой стали или арматурных стержней, опоясы- вающие закругленную часть опоры и прикрепленные своими концами к горизонтальным ребрам плоской ча- сти опалубки. Элементы временных креплений из досок или брусьев 6 и 7, которые обеспечивают неизменяе- мость формы порожней (до бетони- рования) опалубки, удаляют по мере укладки бетонной смеси. Плоские стенки опалубки соеди- няют тяжами. Их можно распола- гать в каждом узле, т. е. в каждом 84 пересечении ребер и стоек, или че- рез узел в шахматном порядке. Для фиксации размеров опоры рядом с тяжами ставят распорки 7 из брусь- ев или тонких бревен. По мере бе- тонирования распорки убирают. Целесообразны инвентарные на- конечники для тяжей (рис. 5.3), позволяющие экономить металл на тяжи, избегать срезки их концов и ржавых потеков на поверхности бе- тона. Такой наконечник пропуска- ют через отверстия в элементах опа- лубки и навинчивают на нарезной конец тяжа. На каркас опалубки наконечник опирается через гайку и шайбу. Чтобы наконечник можно было легко вывернуть, его поверх- ность перед бетонированием смазы- вают солидолом. Для опалубки необходимо приме- нять строганые доски и сплачивать их в четверть или в шпунт. Иногда лицевую поверхность опалубки об- шивают полимерной пленкой, пла- стиком или жестью. Швы между до-
Рис. 5.2. Опалубка опоры. / — доски; 2 — кружала; 3 — монтажные стойки; 4 — тяжи; 5 — горизонтальные ребра; 6 — диаго- нальные связи; 7 — распорки, 8 — фундамент; 9 — анкерный болт A—A сками, особенно если доски сплачи- вают впритык, нужно конопатить. Внутреннюю поверхность опалубки перед бетонированием рекомендует- ся обмазывать раствором извести или другими растворами, позволяю- щими легко отделять ее от бетона. Во избежание скалывания бетона во внутренних углах опалубки уста- навливают фаски треугольного се- чения. Рис. 5.3. Инвентарный тяж: / — наконечник тяжа; 2- гайка; 3~ шайба; 4 — каркас опалубки; 5--доска опалубки Стационарная опалубка требует больших затрат труда и расхода лесоматериалов. На 1 м2 поверхно- сти бетона расходуется от 0,06 до 0,12 м3 лесоматериалов, причем воз- вращенный материал (40—60%) оказывается малопригодным для повторного использования. Щитовая опалубка. Опалубка из заранее изготовленных щитов, ис- пользуемых многократно, позволяет резко сократить расход материалов и трудоемкость опалубочных работ. Экономия лесоматериалов и метал- ла в этом случае зависит от числа повторных применений опалубочных щитов, т. е. от их оборачиваемости, так как удельный расход их на щи- товую опалубку больше, чем на ста- ционарную. Стоимость опалубочных работ составляет до 30% общей сто- 85
Рис. 5.4. Щитовая опалубка: а —с горизонтальными щитами, б— с вертикальными щитами; 1—13 и Г—3' марки щитов имости сооружения опоры, поэтому экономия лесоматериалов при мно- гократном использовании щитовой опалубки позволяет значительно снизить общие расходы. Наиболее часто применяют деревянные опалу- бочные щиты, изготовляемые из до- сок и брусьев, реже деревометалли- ческие. Иногда применяют металли- ческие щиты из листов толщиной 2—5 мм и уголков. Перспективны щиты из полимерных материалов — стеклопластика и др. Щиты опалубки должны быть транспортабельны, а их форма и конструкция удобны в сборке при помощи простых грузоподъемных средств. Нужно стремиться к наи- меньшему числу марок щитов. Так, для опалубки плоских граней опоры обычно удается ограничиться одним типом щита, т. е. одной маркой, а для опалубки опор с конической по- верхностью количество марок щитов увеличивается и зависит от приня- той высоты щита и высоты опоры (рис. 5.4). Поэтому опалубку кони- ческих торцов часто делают стацио- нарной. Опалубка из щитов может быть возведена сразу на всю высоту опо- ры или на значительную ее часть. Оборачиваемость щитов в этом слу- чае соответствует количеству после- довательно бетонируемых опор. Большая оборачиваемость опалу- бочных щитов достигается при ярус- ном бетонировании опоры, при кото- ром щиты многократно оборачива- ются в процессе бетонирования од- ной опоры. Плоские опалубочные щиты име- Рис. 5.5. Конструкции деревянных щитов: а —с горизонтальным расположением досок; б — то же с вертикальным; / — доски 86
ют форму прямоугольника. Если большая его сторона расположена горизонтально, то такие щиты назы- вают горизонтальными, а если вер- тикально — вертикальными. Размеры щитов тип назначают из условий транспортабельности и удобства монтажа площадью от 4 до 12 м2. Очень большие щиты не- удобны и непрочны при перевозке, оборачиваемость их низкая. Поэто- му щиты площадью больше 20 м2 не применяют. Противоположные стенки опалуб- ки из щитов так же, как и стенки стационарной опалубки, соединяют между собой тяжами из стальных стержней, воспринимающих гори- зонтальное давление смеси. При расположении тяжей на рис. 5.5, б следует учитывать, что горизонтальные ребра на участках С и вертикальные ребра на участ- ках d работают как консоли. Вертикальный (узкий) щит про- стой конструкции приведен на рис. 5.6. Ширину таких щитов при- нимают от 1,5 до 2,0 м, а высоту — от 4 до 5 м. Скрепляют их обычно накладными горизонтальными реб- рами, через которые пропускают тя- жи. Конструкция опалубочного щи- та для криволинейных'поверхностей, позволяющая обеспечивать его обо- рачиваемость, дана на рис. 5.7. Для соединения и крепления де- ревянных щитов между собой в вертикальных стыках применяют различные приспособления (рис. 5.8). Щиты стягивают болтом 3, го- ловка и гайка которого опираются на консольные упоры 2 с ребрами. Прочность болтового соединения и упоров такого приспособления про- веряют расчетом. С помощью по- добных устройств можно соединять криволинейные щиты, плоские меж- ду собой и с закругленными щита- ми. Угловые сопряжения при пря- моугольной форме сечений опор устраивают с перехлестом ребер каркаса или с соединительной рам- кой (рис. 5.8, а). В закругленной ча- сти опалубки опоры можно устанав- ливать бандажи или крепить щиты так же, как в стационарной опалуб- ке (см. рис. 5.1). Для предотвращения сцепления бетона с щитами опалубки наряду с различными смазками успешно применяют пленки из полимерных материалов, наклеиваемых на опа- лубку. Рис. 5.6. Узкие вертикальные опалубочные щиты: / — доски; 2 — ребро; 3 — наклонная схватка; 4 — обвязка Рис. 5.7. Щит опалубки криволинейной по- верхности опоры: / — доски; 2 — кружальные ребра; 3 — стойка; 4 — элемент горизонтальной обвязки; 5 — упор соединительного болта 87
Рис 5.8. Приспособления для скрепления щитов опалубки. а — плоских угловых; б — плоских боковых; в — цилиндрического торцового; / — соединительная угловая рамка; 2- упор соединительного болта, 3 — соединительный болт. -J —плоский щит, 5 - кружальный щит Скользящая опалубка. Скользя- щая (подвижная) опалубка целесо- образна при бетонировании высоких опор, особенно с неизменными раз- мерами сечений, а также при бето- нировании стоек надсводного стро- ения, высоких колонн эстакад и т. д. Скользящая опалубка для бето- нирования опор с постоянными фор- мой и размерами сечений состоит из каркаса и опалубочных 6 и 7 щитов (рис. 5.9, а). Каркас представляет собой две замкнутые горизонталь- ные рамы 22 ,и 24, расположенные в верхней и нижней частях опалуб- ки. Металлический каркас опалуб- Рис. 5.9. Скользящая опалубка- а — схема узла опалубки для опор переменного сечения; б — трубчатый винтовой домкрат, в — схема опалубки и вспомогательных устройств; г — схема гидравлического домкрата для подъ- ема опалубки. / — продольное ребро каркаса, 2 — поперечное ребро каркаса, 3 — фасонка, 4 — ролик; 5— стяжной винт, 6 — неподвижный щит; 7 — угловой подвижной щит; 8 — гайка; 9 — головка домкрата; 10 — опорный арматурный стержень; 11 - трубчатый стержень домкрата; 12 — плашки; 13 — букса; 14— пружина, /5 — винт; 16 — тельферная балка; /7 — растяжка; 18 — домкраты, 19 — тельфер, 20 — кубло; 21 — опорная рама; 22 — верхняя рама опалубки; 23 — щит опалубки, 24— нижняя рама опалубки; 25 — подвесные подмости; 26 — нижнее зажимное устройство; 27 — поршень; 28 — верхнее зажимное устройство; 29 — цилиндр 88
ки обычно изготовляют из двутав- ровых балок или швеллеров. К ра- мам крепятся щиты опалубки с раз- мерами 1,2Х (1,04-1,5) м, состоя- щие из стальных листов толщиной 3—6 мм с приваренными вертикаль- ными ребрами жесткости и окайм- ляющими уголками. Для уменьше- ния сопротивления трения опалубки о бетонную смесь иногда к ее по- верхности прикрепляют тонкие ли- сты фторопласта. Опору бетонируют в подвижной опалубке непрерывно и равномерно со скоростью укладки смесей, соот- ветствующей заданной скорости движения опалубки. Скорость долж- на быть такой, чтобы бетон, осво- бождающийся при ее продвижении, схватился и имел достаточную проч- ность, требуемую для сохранения формы конструкции. В соответствии со средней интен- сивностью укладки бетонной смеси высота подвижной опалубки, приме- няемой в отечественном мостостро- ении, равна 1,2 м. Верх бетонной кладки должен быть ниже верхнего обреза опалубки не меньше чем на 0,1 м. Таким образом, рабочая вы- сота опалубки Н (рис. 5.9) оказы- вается равной 1,1 м. Скорость дви- жения опалубки (в м/ч) И v -------— при Q — t'Q, (5.1) ^сх~г 2 где Н ~ рабочая высота опалубки, м; 1СХ — время от начала приготовления до конца схватывания бетона, ч; Q — необходимая производительность бетонного завода, м3/ч; Й —площадь бетонирования, м2. Перемещать опалубку можно раз- личными способами — при помощи лебедок с полиспастами, электро- двигателем с набором редукторов и др. Опалубку опор обычно пере- мещают домкратами винтовыми и Гидравлическими (см. рис. 5.9\ [Трубчатые домкраты опирают на .вертикальные арматурные стержни 10 диаметром 24—30 мм, располо- женные для этой цели в бетоне опоры по всему ее периметру через ^2—3 м на расстоянии 15—20 см от ее граней. Винтовой домкрат (см. рис. 5.9,6), основной деталью которого служит полый стержень// с наруж- ной нарезкой, опирается на пропу- щенный внутри ее стержень 10 при помощи плашек /2, которые вреза- ются в металл этого стержня, когда усилие в домкрате направлено вниз. Плашки присоединены к подвиж- ной буксе болтами и прижимаются к стержню пружинами 14. Гайка 8 прикреплена к опорной раме, кото- рая в свою очередь жестко соедине- на с каркасом опалубки. При вра- щении головки домкрата рычагом, пропущенным через отверстие в го- ловке 9, гайка перемещается по на- резке трубы и увлекает за собой опорную раму и опалубку. При вра- щении головки в противоположном направлении букса поднимается, а плашки при этом свободно скользят по поверхности стержня. Таким об- разом, домкрат перемещается отно- сительно стержня и создает возмож- ность поднять опалубку на следую- щую ступень. Гидравлический домкрат для подъема опалубки (рис. 5.9, г) со- стоит из цилиндра 29, поршня 27 и зажимных устройств 26 и 28. За- жимные устройства имеют обойму и клиновидные зазубренные вклады- ши, обжимающие арматурный стер- жень. При подъеме опалубки масло нагнетается в верхнюю часть ци- линдра. При этом поршень остается неподвижным, так как связан с включенным зажимом. Цилиндр поднимается через фланец, соеди- ненный с опорной рамой, и подни- мает опалубку. После подъема на заданную ступень давление в ци- линдре снимается, плунжер под действием возвратной пружины под- нимается после автоматического расклинивания нижнего зажима. При этом цилиндр, опираясь на нижний зажим, заклинивающий стержень, остается неподвижным. Затем циклы подъема повторяются. К каркасу опалубки подвешены нижние подмости 25 для осмотра поверхности бетона и корректиров- ки положения опалубки при ее дви- 89
жении. Верхние подмости и тёль- ферная балка 16 предназначены для подачи бетонной смеси (рис. 5.9, в). При бетонировании в сухую и жаркую погоду к опалубке снизу подвешивают периодически смачи- ваемую плотную ткань. Для бетонирования пирамидаль- ных опор с наклонными гранями конструкция подвижной опалубки должна иметь приспособления, поз- воляющие сближать противополож- ные стенки опалубки по мере ее пе- ремещения вверх с сохранением за- данного уклона стенок. Одно из та- ких приспособлений показано на рис. 5.9, а. Каркас опалубки состоит из горизонтальных ребер 1 и 2 (дву- тавровых балок и швеллеров), зам- кнутых в рамы. Продольные ребра сближают путем вращения стяжных винтов 5 верхней и нижней рам от общего червячного привода. Опа- лубку перемещают при помощи дом- кратов, опирающихся на арматур- ные стержни, причем стяжные вин- ты и домкраты вращают согласован- но с таким соотношением числа оборотов, чтобы обеспечить задан- ные уклоны граней опоры. Принудительное сближение попе- речных ребер каркаса достигается клиновидными фасонками 3, при- крепленными к концам продольных ребер. В скошенные края фасонок опираются ролики 4, помещенные между швеллерами поперечных ре- бер. Соотношение скоростей переме- щения продольных и поперечных ре- бер, а следовательно, и соотноше- ние уклонов граней опоры зависит от угла скоса фасонки а, причем tg = 1пр/ /поп» где /пр, /поп — уклоны соответственно про- дольной и поперечной граней опоры. При сближении граней концы ли- стов углового щита заходят под ли- сты плоских соседних щитов и та- ким образом обеспечивается непре- рывная опалубочная поверхность при всех положениях ребер каркаса. Применяется также конструкция опалубки, позволяющая бетониро- 90 вать тонкостенные коробчатые опо- ры постоянного сечения, снабжен- ная наружными и внутренними щи- тами, объединенными общим кар- касом. При движении опалубки необхо- дим контроль за равномерностью подъема по всему периметру опоры. Доски, ребра и другие элементы опалубки рассчитывают по методу предельных состояний на прочность от воздействия расчетных нагрузок и на жесткость — деформативность от нормативных нагрузок. В соответствии с техническими условиями наибольшие допускае- мые прогибы f элементов опалубки под давлением бетонной смеси ог- раничены значениями: для лицевых поверхностей f < //400; для прочих - i /<//250 (Z — расчетный пролет элемента опалубки). Расчетные схемы элементов опа- лубки зависят от расположения до- сок и несущих элементов каркаса. Свежеуложенный бетон оказыва- ет давление на опалубку, интенсив- ность которого может изменяться в широких пределах и зависит от раз- личных факторов — консистенции смеси, веса минеральных заполните- лей, режима укладки, способов сбрасывания смеси и т. д. Интенсив- ность горизонтального давления смеси резко возрастает при вибри- ровании в зоне действия вибратора, причем значение давления зависит от способа вибрирования и типа применяемых вибраторов. Давление бетона в процессе схва- тывания и твердения уменьшается и по истечении некоторого времени совсем прекращается, но деформа- ции и напряжения в элементах опа- лубки, которые возникли под давле- нием свежеуложенной смеси, оста- ются. Высота Н эпюры горизонталь-
ного давления бетонной смеси (рис. 5.10) зависит от срока схва- тывания бетона и интенсивности за- полнения опалубочной формы по высоте. Скорость укладки смеси и заполнения опалубки в свою оче- редь зависит от производительности бетоносмесительной установки и площади бетонирования. На сроки схватывания бетона влияет качест- во цемента, наличие химических до- бавок, температура воздуха и дру- гие причины. При расчете опалубки срок схватывания бетона обычно принимают равным 4 ч, начиная с момента его изготовления, незави- симо от качества смеси и других ус- ловий. Таким образом, высота эпю- ры Я=4 Ло (йо — высота слоя сме- си, уложенной за 1 ч). Такая высо- та эпюры соответствует медленно- му процессу схватывания бетона. Если смесь укладывают без виб- рирования, то с известным допуще- нием закономерность изменения го- ризонтального активного давления бетонной смеси по высоте эпюры можно принимать линейной (рис. 5.10,6) подчиняющейся предпосыл- кам теории сыпучей среды. В тонкостенных конструкциях (крылья устоев, ребра пролетных строений) горизонтальное дав- ление бетонной смеси на стенки опалубки при бетонировании приоб- ретает качественно иной характер. Так как конус сдвига смеси не мо- жет образовываться, давление ока- зывается зависящим от сопротивле- ния трения по стенкам и характери- зуется величиной гидравлического радиуса. При деревянной опалубке и удель- ном весе смеси у=25 кН/см3 гори- зонтальное давление Ртах = Ю000 г, (5.2) где г — гидравлический радиус (r=F/U= =Ы2); F — площадь сечения; U — пери- метр сечения; b — толщина стенки. В настоящее время бетонирова- ние самых различных конструкций, как правило, применяют с вибри- рованием. При этом свежеуложен- ная смесь в зоне действия вибрато- Рис. 5.10. Эпюры давления бетонной смеси на опалубку: а — условная действйтельного давления; б — рас- четная при - укладке смеси без вибрирования; в — то же с вибрированием ра приобретает свойства, близкие к свойствам жидкости, т. е. наруша- ются связи между частицами, бетон- ная смесь может течь и, следова- тельно, оказывать такое же давле- ние на стены резервуара или опа- лубку, как жидкость соответствую- щего объемного веса. Характер из- менения давления бетонной смеси ниже зоны действия вибратора за- висит от консистенции и других свойств смеси, однако значение это- го давления, как правило, не превы- шает наибольшего значения давле- ния в зоне вибрирования и поэтому принимается ей равной (рис. 5.10, в). Высоту эпюры принимают равной слою, уложенному за 4 ч, т. е. Н—4 hQ. При бетонировании с применени- ем вибраторов как массивных, так и тонкостенных конструкций гори- зонтальное давление бетонной сме- си (см. рис. 5.10, в) Лпах = (<7 + ?Я)п. (5.3) где q — динамическое воздействие от сбра- сывания бетонной смеси при укладке; у — удельный вес бетона; R — радиус действия вибратора; п — коэффициент перегрузки, принимаемый равным 1,3. Выбор вибратора необходимо увязывать с интенсивностью уклад- ки бетонной смеси и с размерами бетонируемой конструкции. Нельзя допускать, чтобы зона действия виб- ратора распространялась на схва- тившийся бетон, т. е. должно быть выполнено условие H>R. Обычно применяют площадочные вибраторы с радиусом действия 91
0,4 м и глубинные 0,7 м. Зону дей- ствия тисковых вибраторов условно принимают равной 2 /?. При бетонировании опоры смесь сбрасывают на уже уложенные слои или подают по лоткам и трубам. Динамическое воздействие сбрасы- ваемой смеси на вертикальную опа- лубку принято заменять статиче- ским эквивалентом q, действующим по всей высоте эпюры давлений (см. рис. 5.10), если эпюра не превыша- ет 1 м. Величину q определяют в зависимости от способа сбрасыва- ния смеси и объема ее тары. В со- ответствии с техническими услови- ями при спуске по лоткам и трубам и сбрасывании из тары вместимо- стью до 0,2 м3 <7 = 20 кН/м2, а вме- стимостью 0,2—0,8 м3 <7 = 40 кН/м2. Если опалубка наклонена к вер- тикали, определяют давление сме- си, направленное\перпендикулярно к плоскости опалубки с учетом на- клона. При углах наклона опалуб- ки, меньших 30°, давление можно принимать таким же, как на верти- кальную опалубку. При наклонах опалубки во внешнюю сторону от бетонной смеси, помимо горизон- тального давления, нужно опреде- лять вертикальную составляющую пт веса нависающей призмы бетона, давление бетонной смеси на гори- зонтальную опалубку определяют с учетом высоты укладываемого слоя, собственного веса оборудова- ния и рабочих. Динамическую до- бавку принимают обычно равной 1000 кН/м2. При большой высоте конструкции (более 1,5 м) высоту бетонной смеси для расчета досок и поперечин принимают в пределах 6 йо. В опалубке с вертикальным расположением досок (рис. 5.11) надо рассчитывать доски, го- ризонтальные ребра, тяжи, а также гвоздевые или болтовые соединения кружал и ребер. Стойки при распо- ложении тяжей не в каждом пересе- чении ребер со стойкой рассчитыва- ют на изгиб. Доски опалубки рассчитывают как балки на двух опорах с расчет- ным пролетом, равным расстоянию между осями ребер. Неразрезность досок условно учитывается введе- нием коэффициента условий рабо- ты, равного 0,8. Рис. 5.11. Расчетные схемы вертикальной доски и горизонтального ребра опалубки. а — расчетная схема доски при Н>1 и эпюра давлений Р\ б — расчетная схема доски при Н<1 и эпюра давлений Р, в — то же горизонтального ребра, г — расчетная схема усилий в соедини- тельных болтах 9:
Вертикальные доски опалубки рассчитывают на прочность и жест- кость от горизонтального давления бетонной смеси (см. эпюру на рис. 5.10). Так как по мере уклад- ки зона наибольших давлений смеси перемещается вдоль пролета доски, то эпюру давлений в расчетной схе- ме надо располагать таким образом, чтобы изгибающий момент в сече- нии доски оказался наибольшим. При этом могут быть два расчет- ных случая: первый—Yipn высоте эпюры давления смеси /7 = 4 (где I — расчетный пролет дос- ки); второй — при Я = 4/10<1 (см. рис. 5.11). Неравномерное давление бетон- ной смеси по эпюре рис. 5.10, в без большого ущерба для точности рас- чета может быть заменено равно- мерно-распределительным (см. рис. 5.11). Приведенное давление по всей высоте эпюры Рпр = Рэп/^ • В первом расчетном случае изги- бающий момент в середине пролета доски в полосе шириной 1 м М - 0,8рпр /2/8 рпр /2/10. (5.4) Прогиб доски в середине пролета легко определяется методами строи- тельной механики с учетом ее не- разрезности (введением коэффици- ента zn = 0,8 и жесткости опалубки EJ) или по формуле _ 5m Рпр 7 ~ 384 Е1 (5.5) Во втором расчетном случае (рис. 5.11,6) эпюру давления бетон- ной смеси размещают в средней ча- сти пролета доски. Значение момен- та определяют по формуле р 7/(2/ —77) м ------------------- 10 (5.6) а прогиб доски тРпр Н13 4SEI (5-7) В формулах (5.5) и (5.7) давле- ние бетонной смеси РпР принима- ют с коэффициентом нагрузки и = 1 Рис. 5.12. Схемы к расчету тяжей опа- лубки: а — при расположении тяжей в каждом узле каркаса, б — при расположении тяжей в шахмат- ном порядке Рис. 5.13. Расчетная схема вертикального ребра опалубки с горизонтальными до- сками и без учета динамического воздей- ствия q. В опалубке с вертикальным рас- положением досок горизонтальное ребро представляет собой элемент замкнутой по периметру рамы кар- каса, который под действием гори- зонтального давления бетонной сме- си работает в условиях внецентрен- ного растяжения. Изгибающий мо- мент в сечении горизонтального ребра (рис. 5.12) 10/ v где а — расчетный пролет горизонтального ребра (рис. 5.13). Растягивающее усилие от давле- ния бетона на опалубку торцовых поверхностей опоры РпрДЯ(/-0.25Я) (5 9) где В — ширина опоры; / — пролет доски. 93
Тяжи рассчитывают на растяже- ние от усилия, создаваемого в них давлением бетонной смеси. Усилие в каждом тяже можно определять приближенно и принимать пропор- циональным площади опалубки, ограниченной прямыми, разделяю- щими расстояния между тяжами по- полам (см. рис. 5.12). При этом уси- лие в каждом тяже определится по формуле Т = ГтРпр. (5.10) При расположении тяжей через узел, т. е. в шахматном порядке, со- ответствующая каждому тяжу пло- щадь FT давления будет представ- лять собой площадь ромба. Растя- гивающее усилие в кружалах и в их соединениях так же, как и в го- ризонтальных ребрах, можно опре- делять по формуле (5.9). В опалубке с горизонталь- ными досками расчетом про- веряют доски, вертикальные ребра и тяжи. Горизонтальные доски по всей их длине воспринимают макси- мальное давление бетонной смеси (см. рис. 5.13), поэтому изгибающий момент в их сечениях (на 1 м шири- ны) определится по формуле . М = 0,1Ртах а2, (5.11) а прогиб 96Е/ Вертикальные ребра опалубки с горизонтальными досками воспри- нимают нагрузку в пределах эпюры давления [см. формулу (5.11)], т. е. высоты Н = 4 Ло через доски с про- летами q (см. рис. 5.13). Их рассчи- тывают по формулам (5.4) — (5.8) в зависимости от расчетного слу- чая, причем нагрузку принимают Р ст = ^ пр#- Расчет остальных элементов та- кой опалубки не имеет существен- ных отличий от расчета элементов опалубки с вертикальными досками. Соединения между щитами (см. рис. 5.8) рассчитывают на растяже- ние по формуле (5.9), а тяжи — по формуле (5.8). Все соединения щи- 94 Таблица 5.1 а: b а Р а : b а Р 1,0 0,0513 0,0138 1,75 0,0817 0,0264 1,25 0,0665 0,0199 2,0 0,0829 0,0277 1,5 0,0757 0,0240 2.25 0,0833 0,0281 Примечание. Промежуточные значения определяют по интерполяции. тов в вертикальных стыках рассчи- тывают на полное разрывающее уси- лие, возникающее от горизонтально- го давления бетонной смеси. Совме- стную работу тяжей и соединитель- ных устройств обычно не учиты- вают. Элементы каркаса металлической опалубки (ребра, рамы, обвязку и др.) рассчитывают тоже по фор- мулам (5.2) — (5.10). Металличе- ские листы опалубки рассчитывают как пластины, жестко закрепленные по контуру. При этом наибольший изгибающий момент М = аРпр62, (5.12) а прогиб в середине листа <513) где а, р — коэффициенты, принимаемые по табл. 5.1 в зависимости от отношения сто- рон (а: Ь) листа опалубки между ребрами жесткости; РПр — приведенное давление бетона; Е — модуль упругости металла; б — толщина листа, см. Бетонирование опор. Бетонную смесь укладывают слоями, высоту которых принимают 15—30 см из условий удобства укладки и уплот- нения. Скорость бетонирования должна быть такой, чтобы нижние схватив- шиеся слои не могли оказаться в радиусе действия вибратора. Эти условия предопределяют ми- нимально допустимую производи- тельность бетоносмесительной уста- новки: hc Q RQ _ Qmln==~ ~ > Qmln— . . >(5.14) *сх— ^тр гсх *тр
где Ас—высота укладываемого слоя; R — радиус действия вибратора; /тр, /Сх— вре- мя соответственно транспортирования и схватывания бетонной смеси; Q — площадь бетонирования. При больших площадях опор (бо- лее 100 м2) Q, как правило, оказы- вается неоправданно большой. Для ее уменьшения площадь бетониро- вания уменьшают делением всего массива на отдельные бетонируе- мые последовательно блоки пло- щадью не меньше 50 м2 и высотой 2—2,5 м с перевязкой вертикальных швов (рис. 5.14). Для доставки бетонной смеси к русловым опорам применяют раз- личные транспортные средства с учетом местных условий и особенно- стей строительства. Бетонную смесь часто доставляют к русловым опо- рам по надводным рабочим мостам на автомобилях в соответствующей таре или в кузовах автомобилей-са- мосвалов, в вагонетках по узкоко- лейному пути, а также на плавучих средствах. Поднимать бетонную смесь мож- но (рис. 5.15) по наклонной подвес- ной дороге при помощи деррик-кра- на, установленного на сваях или ин- вентарных подмостях, а также пла- вучими кранами. При бетонирова- нии опор, расположенных на пойме или в мелководной части русла, ес- ли экономически оправдано устрой- ство рабочего моста или эстакады, для подъема бетонной смеси можно использовать башенные краны, стре- ловые краны на железнодорожном или гусеничном ходу, автомобиль- ные краны и другое крановое обо- рудования. Находят применение портальные (козловые) краны, пе- ремещающиеся по рельсовым путям вдоль моста, обычно используемые также для монтажа пролетных стро- ений. В мелководной части русла подкрановые пути прокладывают по , свайной эстакаде, а в глубоковод- ной—иногда по понтонным мостам. Стреловые деррик-краны и дру- гие стационарные краны целесооб- разно использовать на всех работах по сооружению фундаментов и над- фундаментной части опоры: извлече- Рис. 5.14. Расположение блоков бетониро- вания опоры Рис. 5.15. Схемы подачи бетонной смеси в опалубку: а — жестконогим деррик-краном на сваях; б — то же на подмостях; в — башенным краном; г — стреловым краном ние грунта, забивка свай и шпунта, установка опалубки, подача бетон- ной смеси и т. д. Поэтому нужно подбирать требуемую грузоподъем- ность крана, длину и вылет стрелы и устанавливать его в таком месте и на такой высоте, чтобы обеспе- чить подачу смеси в любое место верхней части опоры. Это более ус- пешно достигается при использова- нии стрел, снабженных специальны- ми клювами (рис. 5.15,‘а). При стационарной или щитовой опалубке, возведенной сразу на всю высоту опоры или на значительную ее часть, бетонную смесь, перевози- 95
мую в таре, подают непосредствен- но к месту укладки. Если это невоз- можно, то смесь предварительно разгружают в приемный бункер, установленный на настиле в уровне верха опалубки. Свободное сбрасы- вание смеси допускается с высоты не больше 1,5 м. Приемный бункер можно устанав- ливать на переносном настиле и по мере бетонирования переставлять его в различные части опоры тем же краном, которым поднимают смесь. Бункер обычно снабжают секторным затвором, и он имеет вместимость, в 2—3 раза превыша- ющую вместимость тары для пере- возки смеси. Если высота сбрасывания бетон- ной смеси больше 3 м, смесь из бун- кера можно подавать к месту уклад- ки по гибким металлическим тру- бам, состоящим из свободно подве- шенных звеньев (рис. 5.16) и назы- ваемых хоботами. Для этой же цели можно применять деревянные трубы прямоугольного сечения (рештаки). При большой высоте пе- ремещения бетонной смеси по та- ким трубам (больше 5—7 м) воз- можно нарушение однородности смеси из-за ее расслоения. Чтобы избежать этого, в звеньях труб уст- раивают внутренние наклонные ло- пасти 4, замедляющие падение сме- си и способствующие ее перемеши- ванию в процессе падения. Для уменьшения динамического воздействия падающей смеси на Рис. 5.16. Звено гибких труб для подачи бетонной смеси: / — сварной конический патрубок; 2 — крюк; 3 — петля; 4 — наклонная лопасть уложенный бетон рекомендуется применять* подвесные сетки-гасите- ли. Тарой для бетонной смеси слу- жат бадьи с секторным затвором вместимостью до 3 м3, бадьи с рас- крывающимся двустворчатым дном и др. При бетонировании опор в целях экономии в кладку иногда включа- ют крупные камни с прочностью не ниже прочности бетонной смеси и общим объемом не больше 20% всей кладки. При вынужденных перерывах бе- тонирования, когда уложенный бе- тон успевает схватиться, возобнов- лять кладку надо после его тверде- ния и достижения прочности не меньше 1,2 МПа. Чтобы ускорить твердение уло- женного бетона и предотвратить неравномерную его усадку, поверх- ность бетона поливают водой и по- крывают влагоемкими материала- ми, особенно в летнее время. Перед возобновлением бетонирования пос- ле перерыва необходимо снять с поверхности уложенного бетона це- ментную пленку, очистить и про- мыть поверхность. При бетонировании в зимних условиях надо учиты- вать, что замерзание бетона в про- цессе схватывания и твердения не- допустимо, так как это резко сни- жает конечную его прочность. За- мораживание без ущерба для каче- ства бетона можно допускать толь- ко после того, как его прочность превысит 70% проектной. Находят применение три способа бетониро- вания при низких температурах воз- духа: способ термоса; бетонирова- ние с добавками, обеспечивающими незамерзание бетона при низких температурах (холодный бетон); бетонирование в тепляках. Эти спо- собы при тонкостенных опорах мож- но применять комбинированно с электропрогревом уложенной смеси. При бетонировании массивных опор, как правило, применяют спо- соб термоса с подогревом минераль- ных материалов и воды и с утепле- нием опалубки (рис. 5.17). Тепло- 96
проводность опалубки и начальная температура смеси должны обеспе- чивать условия схватывания и твер- дения бетона до того, как темпера- тура бетона станет отрицательной. Продолжительность остывания смеси до О °C 6ОО/6Н-^ /?о г —= ---------- --- (Ft hi Общее термическое сопротивле- ние опалубки и ее утеплений , /?0 — S -7 , (5.16) В формулах (5.15) — (5.16): t(, — температура свежеуложенного бетона. Ц— расход цемента, Э — экзотермия, т е. выделение тепла при схватывании бетона (см приложение 10); F — поверхность ох- лаждения бетоне, I —объем бетона: /г» с — средняя температура бетона за время остывания, tH — средняя температура на- ружного воздуха; R(> — общее термическое сопротивление опалубки; (3 — коэффициент продуваемости, hi — толщины слоев тепло- изоляции и досок опалубки; м — коэффи- циент теплопроводности материалов (строи- тельного войлока, шлака, опилок, шевели- ма и др.), которые можно определить по приложению 11. При определении требуемой тем- пературы бетонной смеси в период укладки необходимо учитывать теп- ловые потери при ее транспортиро- вании, которые должны не превы- шать 30% содержащегося в ней тепла. Бетонирование монолитных опор и омоноличивание сборных в усло- виях низких зимних температур, особенно в северной климатической зоне, а также бетонирование облег- ченных конструкций производят в тепляках, представляющих собой объемлющие конструкцию легкие устройства, состоящие из каркаса и покрытия. Каркасы тепляков мо- гут быть собраны из инвентарных элементов, деревянных брусьев или досок. Покрытия применяют из раз- личных рулонных материалов (ру- бероида, асбестовой ткани и др.), брезента или досок и фанеры. Перс- пективны тепляки из полимерных пленок надувной конструкции. 4 Зак. 156 Рис. 5 17. Схема утепленной опалубки 1 — црбро опалубки, 2 - доска опалубки, л - стойка; •/ — внешняя обшивка, 5 утеплитель 6 — бетон опоры Снимать опалубку монолитных опор (боковые элементы) можно после достижения бетоном прочно- сти, обеспечивающей сохранность его поверхности, если проектом не предусмотрены особые условия рас- палубливання. Кроме того, опалуб- ку и теплоизоляцию с опор можно удалять, когда разность температур наружного воздуха и бетона в сере- дине массива не превышает 30 °C Облицовка монолитных опор. В ряде случаев монолитные опоры мостов выше обреза фундамента об- лицовывают в целях повышения со- противляемости поверхностного слоя истиранию при мощном ледоходе, для повышения морозостойкости, а также по архитектурным соображе- ниям. Применяют облицовку из естественных камней (гранита, лаб- радора и др.), бетонных блоков и железобетонных плит. Облицовку из естественных и искусственных камней можно вы- полнять в процессе возведения кладки опоры. Навесную облицовку подвешивают к готовой бетонной опоре и затем омоноличивают с ней. Облицовку из железобетонных плит устанавливают перед бетони- рованием опоры, и она служит од- новременно опалубкой и облицов- кой. 97
Рис 5.18. Облицовка опоры а естественным камнем. 6 - естественным кам нем с обработкой под бачарду; в схема навес ной облицовки, 1 каменный блок, 2 — петли арматурных стержней. 3--тело опоры Облицовку опор (рис. 5.18) из естественного камня можно обраба- тывать в грубый прикол с лентой (рис. 5.18, а), с чистой или получи- стой отеской поверхности. Способ обработки камней выбирают по ар- хитектурным и экономическим со- ображениям. Ряды камней облицов- ки располагают горизонтально с перевязкой вертикальных швов и че- редованием удлиненных камней (ложков) и коротких (тычков). Швы между камнями перед омоно- личиванием конопатят, а лицевую поверхность облицовки покрывают глинистым раствором, чтобы избе- жать потеков на ней цементного молока. Расшивку швов обычно де- лают вогнутого типа глубиной от кромки камня до 10 мм. Для закрепления камней навес- ной облицовки из бетонной кладки выпускают металлические петли в уровне горизонтальных швов. Обли- цовочные камни имеют гнезда, в ко- торые закладывают анкеры из стержней диаметром до 10 мм. Эти анкеры присоединяют к выпущен- ным из бетона опоры петлям (рис. 5.18, в) и таким образом кре- пят облицовку к бетону опоры. Опалубку- облицовку из- готовляют в виде прямоугольных плит или блоков из высокопрочного железобетона, армированного сет- эа ками с размерами сторон 40—80 см и толщиной 5—7 см. Для связи с бетоном опоры из облицовочных плит выпускают арматурные петли. Плиты облицовки устанавливают перед бетонированием опоры и удерживают деревянным или из ме- таллических инвентарных элементов каркасом так же, как и в стацио- нарной опалубке. Известны и другие конструктив- ные разновидности опалубки-обли- цовки, например железобетонные плиты с устройством реборд (флан- цев) по всему периметру с отвер- стиями для болтовых соединений (тюбинговая облицовка), не требу- ющая каркасов для установки. Здесь плиты соединяют болтами, а противостоящие стенки облицовки связывают тяжами. Монтаж сборных и сооружение сборно-монолитных опор Краны и другое монтажное обо- рудование, а также способ монтажа сборных опор выбирают с учетом конструкции опор, массы и разме- ров монтажных блоков и местных условий строительства. Организа- цию работ по монтажу опор увязы- вают с организацией возведения пролетных строений; в ряде случаев опоры и пролетные строения могут быть собраны при помощи одних и тех же кранов. Технология и организация мон- тажных работ, обеспечивающие вы- сокое качество и требуемую произ- водительность, предварительно раз- рабатываются в технологических картах в соответствии с конкретны- ми условиями и особенностями кон- струкции. При этом уделяют внима- ние способам подготовки и доставки блоков, строповке и укрупнитель- ной сборке; закреплению блоков, обеспечению точности их установки, контролю монтажных работ и спо- собам омоноличивания стыков. Облегченные конструкции опор, например стоечные опоры автодо- рожных эстакад и путепроводов, со-
бирают самоходными стреловыми и портальными (козловыми) крана- ми. Блоки фундаментов мелкого за- ложения устанавливают на уплот- ненную щебеночную подушку. Стой- ки поднимают краном за один ко- нец, разворачивают в вертикальное положение и устанавливают в ста- каны подколенников фундаментов на стальные подкладки и временно закрепляют в них деревянными клиньями (рис. 5.19). Стаканы омо- ноличивают в две очереди: сначала нижнюю часть до клиньев, затем верхнюю после извлечения клиньев. Ригели и насадки стоечных и свай- ных опор поднимают и устанавлива- ют краном при помощи траверс с двумя стропами (рис. 5.20). На стой- ках перед их сборкой устанав- ливают инвентарные подмости (рис. 5.21). Опоры из мелких бетонных бло- ков, масса которых не превышает 5 т, можно собирать легкими стре- ловыми, портальными и другими монтажными кранами соответству- ющей грузоподъемности и размеров. Для монтажа русловых сборных опор из крупных блоков успешно применяют плавучие стреловые кра- ны большой грузоподъемности, бло- ки доставляют на плавучих средст- вах. Крупные коробчатые блоки пе- ремещают и устанавливают с по- мощью траверс с двумя или тремя стропами. Рис 5 19 Схема сборки стоечной опоры и деталь закрепления стойки /- фундамент, 2 —стойка; 3 — деревянные клинья Рис 5 20 Схема монтажа ригеля рамно- стоечной опоры портальным краном 1 подмости, 2 — фундамент опоры. 3 — подкра новый путь, 4 -- стойка. 5 — ригель опоры. 6 — тележка. 7 - подвесные подмости Блоки сборных и сборно-монолит- ных опор, в которых не предусмот- рено монтажных соединений, уста- Рис. 5.21 Подмости-обстройка стоек опоры / — стойка опоры, 2 — деревянная прокладка, // — рама подмостей, 4 — настил и< досок, 5 — болт с шайбой И1 швеллера 4* 99
Рис 5 22 Блоки сборных опор / — блок коробчатой формы, 2— клинья, 3 — упорный выступ навливают на постель из бетонного или песчано-цементного раствора с прокладкой стальных клиньев, обес- печивающих постоянную толщину шва и предотвращающих выдавли- вание раствора. В блоках целесооб- разно устраивать узкую нижнюю постель (до 5 см) и скосы основа- ния стенок во внутреннюю сторону блока под углом до 30° (рис. 5.22). Устойчивость блока обеспечивается выступом 3. Такая конструкция блоков позволяет применять более совершенную технологию монтажа с установкой блоков насухо на вы- соту до трех-четырех рядов с про- кладкой в швах клиньев и коно- паткой. Затем полость опоры бетонируют и при этом обеспечивается надеж- ное заполнение швов раствором. Монтажные соединения коробчатых блоков иногда делают с устройст- вом закладных деталей из стальных полос, располагаемых в углах с внутренней стороны блоков и сва- риваемых или соединяемых бол- тами. В горизонтальных швах устанав- ливают анкеры из стальных стерж- ней для подвешивания подмостей, с Рис 5 23 Сборно-монолитная опора Ленгипротрансмоста ь — схема опоры, б - - торцовый контурный блок Б-1 (5-2 — переходный контерный блок; Б-3 — боковой ПЛОСКИ»! блок) 100
которых расшивают швы и ведут отделочные работы. В целях уменьшения влияния эк- зотермии цемента и внутреннего осматического давления бетона на напряженное состояние стен блоков вместо монолитного бетона в поло- сти блоков на слой цементо-песча- ного раствора или бетона иногда укладывают готовые бетонные бло- ки. После окончания монтажа и омоноличивания швы между наруж- ными блоками заполняют цемент- ным раствором. В практику строительства мостов в последние годы внедряются сбор- но-монолитные опоры с раздельны- ми контурными блоками, обладаю- щие рядом преимуществ (типовые проекты Ленгипротрансмоста, Гип- ротрансмоста совместно с СКВ Главмостостроя). Контурные блоки, не замкнутые по контуру (35 ма- рок), позволяют собирать опоры, различные по размерам и очертани- ям. Торцовые и переходные блоки имеют криволинейное очертание ли- цевой грани, а боковые — плоскую поверхность. На рис. 5.23 показана схема варианта сборно-монолитной опоры на свайном фундаменте. Блоки опоры можно собирать с помощью стреловых, портальных или плавучих кранов со строповкой специальными захватами. Бетон в ядро можно подавать бетононасоса- ми или в бадьях теми же кранами. Контурные блоки (рис. 5.23, а) можно устанавливать в ярусах с перевязкой вертикальных швов или без их перевязки. При установке блоков без перевязки швов в них устанавливают металлические ин- вентарные нащельники на высоту до 4 м. При этом обеспечивается плотное касание горизонтальных швов предпочтительно с клеевым соединением. При сборке с перевяз- кой швов применяются инвентарные нащельники из водостойкой фанеры. Схема монтажа опоры показана на рис. 5.24. В каждом ярусе пер- 101
выми устанавливают криволиней- ные торцовые блоки Б-1, затем кри- волинейные переходные Б-2 и по- следними плоские блоки Б-3. В столбчатых опорах оболочки, блоки ригеля, подферменный ригель и другие элементы обычно монти- руют тем же краном, что и фунда- мент. Если позволяет грузоподъем- ность крана, ригели целесообразно устанавливать в собранном виде (после укрупнительной сборки). В предварительно напряженных крупноблочных опорах (опоры рам- но-консольных мостов) арматуру размещают внутри блоков, заанке- ривают в фундаменте и напрягают домкратами двойного действия. В последние годы успешно приме- няются безростверковые опоры в руслах рек. В таких однорядных столбчатых опорах ростверки в уровнях ледохода не устраивают, а объединяющие столбы ригели рас- полагают сверху, под опорными частями. Такие конструкции воз- можны в условиях, когда отдельно стоящие столбы (диаметром 1,7— 2 м) способны воспринимать давле- ние льда. Технология возведения таких опор заметно упрощается, но имеет свои особенности. Фундамент- ные части столбов — буронабивные с уширениями. Надфундаментные стойки меньшего диаметра устанав- ливают кранами с устройством стаканных стыков. Сборные опоры высоких виаду- ков монтируют кабель-кранами или стреловыми кранами. При сооружении опор выше обре- за фундамента нужно выполнять все требования безопасности работ на высоте. Все места нахождения рабочих должны иметь надежные подмости и ограждения. До начала монтажа должны быть подготовле- ны и проверены на прочность и устойчивость вспомогательные об- устройства и приспособления. Во избежание аварий поднимать, уста- навливать и закреплять любой эле- мент нужно в течение одной смены без перерыва в работе. 102 Стойки должны быть оборудова- ны подвесными люльками или ин- вентарными обстройками и лестни- цами для последующих монтажных работ, а также освобождения стро- пов, установки ригелей и т. д. Если масса или размеры монтаж- ного элемента требуют использова- ния предельных грузоподъемности крана, вылета стрелы или высоты подъема, то места расположения крана должны быть размечены. Одна из важнейших проблем мо- стостроения — совершенствование конструкций и технологии возведе- ния сборных и сборно-монолитных опор. Строительно-монтажные работы по возведению опор мостов в райо- нах северной климатической зоны сопряжены с технологическими трудностями. В районах вечной мерзлоты строят преимущественно столбчатые опоры с диаметрами столбов сплошного сечения 0,8—1 м Рис 5 25 Технологическая схема сооруже- ния столбчатой опоры со сборными насад- ками и — монтаж ригеля, б — монтаж шкафною бло- ка, / — насадка, 2--столбы; J - кран. 4 - блок
Рис 5 26 Схема тепляка / — насадка; 2 — тепляк, 3 — опалубка; 4—калО' рифер и высоко расположенным ригелем сборной, сборно-монолитной и моно- литной конструкций. Монтаж цель- ноперевозимых насадок часто за- трудняется, так как на труднодо- ступных участках трассы применя- ют краны небольшой грузоподъем- ности, недостаточной для монтажа тяжелых блоков. Монтаж расчле- ненного ригеля устоя показан на рис 5.25. Для омоноличивания ри- елей, члененных на блоки, требует- ся в этих условиях значительный объем бетонной кладки. Для бето- нирования монолитных и сборно-мо- нолитных ригелей в условиях север- ной климатической зоны зимний ме- тод «термоса» обычно не применим, требуется применение тепляков в сочетании с подогревом заполните- лей. Схема тепляка при бетонирова- нии насадки показана на рис. 5.26. Устройство и омоноличивание сты- ков между столбами и ригелем тре- буют особой тщательности и точно- го соблюдения проектных размеров столбов в плане и по высоте. Рис. 5 27 Схема сборки пилона перемеща- емым деррик-краном. / — блоки пилона, 2 — телескопическая распорка, 3 —лебедка. 4 - полиспаст. 5 — деррик-кран 5.5, Особенности пилоноь вантовых И ВИСЯЧИХ MOCVOB Способы сооружения пилонов за- висят от их высоты, конструкции и материала. Относительно низкие пилоны (до 30 м) собирают стрело- выми кранами, расположенными на свайных подмостях или плашко- утах. Часто высота пилонов дости- Рис 5 28 Схема бетонирования пилона с использованием башенного крана: I - с!рела, 2 — жесткие арматурные каркасы; 3 — щитовая металлическая опалубка, 4 - мон 1ажный мостик, 5-- временные распорки, 6 — ригель пилона 103
Рис 5 29 Схема подъема пилона: / - опора моста, 2 — монтажный шарнир, —тяговая лебедка, 4 — тяговый полиспаст; 5 — мон- тажная рама, 6 - тормозной полиспаст, 7 пилон # —тормозная лебедка; 9— подмости гает 80 м и больше и для их возве- дения требуются иные способы. Железобетонные моно- литные пилоны (рамные двух- стоечные, одностоечные) бетониру- ют в щитовой или скользящей опа- лубке (см. п. 5.9). При этом сколь- зящую опалубку можно перемещать трубчатыми гидравлическими дом- кратами с опиранием их на арма- турные стержни или с помощью тя- говых средств (электродвигатель с системой редукторов), расположен- ных на предварительно собранных подмостях из МИК над опалубкой. Переставляют щиты, устанавли- вают арматурные каркасы и подни- мают бетонную смесь с помощью легких грузовых механизмов или кранов-укосин, прикрепленных к каркасу или установленных на под- мостях. Пилоны можно бетонировать с ис- пользованием башенного крана (на- пример, КБ-573) и монтажного мо- стика (рис. 5.28). Сборные пилоны из стальных или ж е л е зобе- тон'ных коробчатых блоков собирают ползучими кранами, пере- мещающимися по пилону по мере монтажа и опирающимися телеско- пическими стойками на торцы бло- ков через оставленные для этой це- ли в стенках блоков ниши. Двух- стоечные пилоны собирают стрело- выми кранами (обычно жестконоги- ми деррик-кранами), установленны- ми на подвесной площадке, периоди- чески поднимаемой с помощью ле- бедок с полиспастами и закрепляе- мой на требуемых позициях к со- бранным стойкам с помощью стерж- ней и болтов (рис. 5.27). Если позволяют условия (напри- мер, если балки жесткости уже со- браны или возведены для них под- мости), то стальные пилоны можно собирать из блоков и сваривать в горизонтальном или наклонном по- ложении, а затем поднимать и уста- навливать в проектное положение с помощью монтажной рамы, поли- спастов и лебедок (рис. 5.29). В со- пряжении пилона с опорой устраи- вают для этого монтажный шарнир. 104
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ СООРУЖЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ Г г г в г 6 ПОСТРОЙКА мснопил-,ьг> ЖЕЛЕЗОБГ ЭНННХ ПРОЛЕТНЫХ С-ОЕНИЙ 6Л« Способы Ахмолитных лр^ше гныз: строений ’’елезобетонные пролетные стро- енп 1 сооружают в пролетах моста в проектном положении. Возведение их состоит из устройства временных вспомогательных конструкций, за- готовки и установки опалубки и ар- матуры, приготовления и укладки бетонной смеси, разборки опалубки и временных конструкций, устрой- ства гидроизоляции и мостового по- лотна. При постройке предвари- тельно напряженных пролетных строений, кроме того, производят натяжение напрягаемой арматуры и обжатие бетона. На строительной площадке моста устраивают бетон- ный завод, склады цемента и запол- нителей, опалубочный и арматур- ный цехи, энерго- и водоснабжение, доставляют и устанавливают раз- личные строительные машины и оборудование. В холодное время года необходимы тепляк или утеп- лительная опалубка, подогрев воды и заполнителей или бетонной смеси. Поэтому сооружение монолитных железобетонных строений требует значительных материальных и тру- довых затрат. Однако применение инвентарных временных конструк- ций и опалубки, товарного бетона, а также местных строительных ма- териалов (песка, щебня, леса и др.) существенно повышает эффектив- ность монолитных пролетных строе- ний, особенно при большой длине пролетов и высоте моста. Железобетонные монолитные про- летные строения сооружают следую- щими способами. 1) на подмостях или кружалах; 2) методом навесно- го бетонирования; 3) с помощью же- стких арматурных каркасов. Сооружение пролетных строений на подмостях или кружалах обеспечивает простоту и высокое качество произ- водства работ по устройству опа- лубки, арматуры и бетонированию, но требует дополнительных затрат на устройство и разработку подмо- стей или кружал, что увеличивает продолжительность и стоимость строительства Сооружение пролетных строений методом навес- ного бетонирования произ- водят секциями в передвижном аг- регате, расположенном на готовой части пролетного строения. Каждую секцию армируют и бетонируют в опалубке агрегата. После выстрой- ки бетона и разборки опалубки аг- регат передвигают вперед и возво- дят в нем следующую секцию. Этот способ применяют при строительст- ве больших мостов, когда устройст- во подмостей или кружал невоз- можно или невыгодно. Сооружение пролетных строений с помощью же- стких арматурных карка- сов требует устройства каркасов из стержневой арматуры и прокат- ного металла, рассчитанных на строительные и эксплуатационные нагрузки. Каркасы собирают в про- 105
лете моста или в стороне с последу- ющей надвижкой и установкой в проектное положение. Затем к кар- касу подвешивают опалубку и бето- нируют пролетное строение. Таким образом, арматурные каркасы заме- няют подмости, но, оставаясь в кон- струкции железобетонных пролет- ных строений, увеличивают расход металла на строительство моста. При строительстве мостов приме- няют также сборно-монолитные про- летные строения, состоящие из сбор- ных железобетонных несущих эле- ментов и монолитного бетона, укла- дываемого на них, как правило, без опалубки. Способ сооружения монолитных железобетонных пролетных строе- ний применяют в соответствии с конструкцией и размерами пролет- ных строений, местными условиями производства работ и обосновывают технико-экономическим расчетом. Железобетонные монолитные ба- лочные пролетные строения возво- дят на стационарных или передвиж- ных, деревянных или металлических подмостях, индивидуальной или ин- вентарной конструкции. При этом индивидуальные подмости допуска- ются только при соответствующем технико-экономическом обоснова- нии. Подмости должны иметь прочную, устойчивую и жесткую, а также простую и экономичную конструк- цию. Для повышения жесткости под- мостей следует применять элемен- ты, работающие преимущественно на сжатие и растяжение, уменьшать количество швов сопряжений эле- ментов, принимать возможно более простые стыки и узлы элементов. Конструкция подмостей должна до- пускать удобное изготовление ее ча- стей, укрупнительную сборку в пло- скостные и пространственные блоки для сокращения трудоемкости и 106 продолжительности возведения под- мостей. Конструкция стационарных под- мостей. Для сооружения монолит- ных балочных пролетных строений мостов небольшой высоты обычно применяют простые стоечные под- мости на лежневом или свайном фундаменте (рис. 6.1, а). Лежни применяют при отсутствии воды и наличии малосжимаемых грунтов. Для устройства лежневого основа- ния срезают верхний (раститель- ный) слой грунта, отсыпают и уплот- няют подушку из щебня или гравия. Вокруг лежней устраивают водоот- водные канавы для защиты грунта от разжижения и чрезмерной осад- ки подмостей. Сваи забивают в грунт до расчетного отказа, но на глубину не менее 3 м. При наличии воды глубиной более 3 м сваи р ic- крепляют тяжами или забиваю е- рез подводные каркасы. Если опо- рам подмостей угрожает ледоход или навал судов и плотов, то они должны иметь защитные устрой- ства. При значительной высоте моста или необходимости иметь в подмо- стях отверстия для судоходства или лесосплава применяют подкосные подмости (рис. 6.1,6) или подмости с башенными опорами и балками между ними (рис. 6.1, в). При очень большой высоте при- меняют подкосно-ригельные подмо- сти (рис. 6.1, г), а также с балками или фермами (рис. 6.1,6), опираю- щимися на постоянные опоры мо- ста. Балки и фермы подмостей уста- навливают на приборы для опуска- ния пролетного строения. Выбор конструкции подмостей за- висит от системы и размеров про- летного строения, общей организа- ции строительства и условий произ- водства работ. Подмости до их ис- пользования применяют по акту и проверяют перед началом каждой смены. Конструкция передвижных подмо- стей. При строительстве многопро- летных мостов с однотипными про- летными строениями применяют пе-
Рис 6 1 Схемы стационарных подмостей / — настил, 2 — поперечина, 3 — прогон, 4 — насадка; — стойка, 6*— свая, 7 — продольные свя- зи; 8 — поперечные связи, 9 — подкос, Ю -- шяжка. // балка 12- прибор для опускания 13 ферма редвижные подмости, с помощью которых перемещают опалубку из одного пролета в другой и таким образом одним агрегатом сооружа- ют все пролетные строения моста. При небольшой высоте моста под- мости с опалубкой перемещают вдоль и поперек моста по земле на катучих опорах или по воде на пла- вучих опорах. При значительной вы- соте моста подмости перемещают вдоль моста по готовым опорам. В этом случае передвижные подмо- сти имеют главные продольные бал- ки, расположенные ниже или выше сооружаемого пролетного строения (рис. 6.2). Главные балки имеют коробчатое сечение или состоят из двух ферм, соединенных продольными и попе- речными связями. Балки собирают из элементов, что позволяет изме- нять их длину и применять для со- оружения пролетных строений раз- личной длины. На концах балки имеют легкие аванбеки и противовес для устойчивости подмостей против опрокидывания при перемещении их из пролета в пролет Передвижные подмости с главны- ми балками, расположенными ниже сооружаемого пролетного строения, имеют поперечные балки, поддер- живающие опалубку, приборы для перемещения подмостей, рамы, уста- новленные на обрезы фундаментов или кронштейны, прикрепленные к опорам моста, тележку с подвеской, поддерживающей конец главной балки при перемещении (рис. 6.2, а). Передвижные подмости с главны- ми балками, расположенными выше пролетного строения, имеют верх- ние поперечные консоли с подвеска- ми в трубках, поддерживающими опалубку, нижние консоли с откид- 107
ними площадками и настилом, гид- равлические домкраты и подвижные опоры для перемещения подмостей (рис. 6.2, б). Подмости перемещают на катках, роликах или приборах скольжения гидравлическими домкратами с большим ходом поршня или поли- спастами с электрическими лебедка- ми. Скорость перемещения подмо- стей достигает 30 м/ч. На передвижных подмостях со- оружают железобетонные предва- рительно напряженные пролетные строения, расположенные на пря- мой, кривой и уклоне, плитной, реб- ристой и коробчатой конструкции балочно-разрезной, неразрезной и рамно-консольной систем. Применение передвижных подмо- стей целесообразно для сооруже- ния нескольких однотипных пролет- ных строений мостов длиной не ме- нее 300 м При этом снижаются тру- доемкость и продолжительность строительства, не требуются транс- портные средства и краны большой грузоподъемности. Средний темп со- оружения пролетных строений на передвижных подмостях составляет 2—3 м/сут. Передвижные подмости имеют большую массу и высокую стои- мость, поэтому их применение дол- жно быть обосновано технико-эко- номическим расчетом. Расчет подмостей. Подмости име- ют сложную пространственную си- стему, поэтому в целях упрощения расчета конструкцию подмостей расчленяют на отдельные плоскост- ные, статически определимые систе- мы и элементы. Расчет подмостей состоит из проверки прочности, устойчивости и жесткости элемен- тов настила и поперечин, прогонов, балок, рам и ферм, насадок, стоек и подкосов, свайных или лежневых фундаментов. Подмости рассчиты- вают на нагрузки от веса опалубки и арматуры, свежеуложенного бето- на, транспортного оборудования, Рис 6 2 Схемы передвижных подмостей и- с 1лавными балками, расположенными ниже сооружаемых пролетных строений, б — то же выше пролетных строений, / -опалубка, 2 - готовая часть пролетного строения, 3 — поперечна я балта, ч—)лавная продольная балка, 5 - приборы для перемещения подмостей, 6- рама, 7 — Фундамент опоры, 8 --опора моста, 9 - кронштейн, 10 -крыша, // — верхняя поперечная кон • оль, 12 нижняя поперечная консоль. /й -- откидная площадка, 14 — настил, /5 — подвески, 16 - 1 идравлические домкраты, 17 - подвижная опора; 18 — рельсовый путь, 19— тележка с подвеской 2<> - аванбек 21 — нрошвовес, /. Ill - сооружение пролетною ыроения, //, IV — передвижка подмостей 108
Рис 6 3 Конструкция опалубки железобетонного ребристого пролетного строения / поперечина, 2 — наружная рамка, 3 — внутренняя рамка, 4 — щит, 5 — стойка, 6- опал\бка 7 - болт ктяжк<1 - бетонная р.топорка собственного веса конструкций под- мостей, людей и случайных нагру- зок, находящихся на незанятых уча- стках настила, и на ветровую на- грузку Нормативные нагрузки, ко- эффициенты перегрузки, расчетные сопротивления материалов и пре- дельные прогибы принимают по нормам и техническим условиям проектирования временных вспомо- гательных конструкций. Подмости должны иметь строи- тельный подъем, который определя- ют из условия, обеспечивающего проектное очертание низа пролетно- го строения после опускания. Для стоечных подмостей строительный подъем определяют по формуле Л - 6П , 6У • 6„. (6 1) где 6п — прогиб пролетного строения от нормативных постоянных и половины вре- менной нагрузок, b}=cjvpH/E — упругая деформация подмостей, оср — сжимающие напряжения в элементах подмостей, переда- ющих нагрузки на основание, Н — полная высота подмостей посередине пролета; Е— модуль упругости материала подмостей, 6(, = 2пшс — остаточная деформация под- мостей вследствие обжатия стыков элемен- тов и осадки основания, пш—количество одинаковых сопряжений (швов) между эле ментами подмостей на пути передачи на- грузки на основание, с — остаточное обжа- тие стыка, принимаемое равным в местах примыкания дерева к дереву на одно пере- сечение 2 мм, в местах примыкания дерева к металлу на одно пересечение 1 мм, на осадку песочниц 5 мм и осадку плотно под битых лежней 10 мм Очертание подмостей не должно отклоняться от проектного более чем на +20 и —10 мм Опалубка пролетных строений. Для сооружения монолитных ба- лочных пролетных строений приме- няют деревянную, деревометалли- ческую или металлическую опа- лубку стационарной или щитовой сборно-разборной конструкции. Вид опалубки выбирают главным обра- зом в зависимости от количества однотипных пролетных строений При сооружении одного или не- скольких разных пролетных строе- ний обычно применяют деревянную стационарную опалубку, а при не- скольких однотипных пролетных строениях может оказаться эконо- мически целесообразной оборачи- вающаяся щитовая деревянная или даже металлическая опалубка Деревянная опалубка железобе- тонного ребристого пролетного строения (рис. 6.3) имеет попереч- ные наружные и внутренние рам- ки и щиты или короба Рамки сос- тоят из вертикальных, горизонталь- ных и диагональных досок, сши- тых гвоздями. Щиты сколачивают из досок на планках. При толщине досок опалубки 4—5 см расстоя- ние между рамками обычно 70— 100 см. Такая конструкция опалуб- ки позволяет изготовлять ее на 109
стройдворе крупными элементами и затем быстро собирать в пролете. Элементы опалубки устанавливают на поперечины и закрепляют от сдвига упорами. Внутри опалубки балок для уменьшения изгибающе- го момента в стойках рамок от дав- ления бетонной смеси и для обес- печения проектной толщины балок ставят болты-ciяжки, проходящие в бетонных распорках. Опалубку балочных пролетных строений рассчитывают на проч- ность, устойчивость и жесткость (см. гл. 5). Конструкция опалубки должна быть согласована с принятым спо- собом подачи и укладки арматуры и бетонной смеси, а также с по- рядком разборки опалубки В не- обходимых местах опалубки долж- ны быть предусмотрены закладные щиты или доски, а также окна для очистки опалубки от мусора перед бетонированием и пропуска вибра- тора для уплотнения смеси Детали опалубки изготовляют механизированным способом с при- менением кондукторов, шаблонов и других приспособлений, обеспечи- вающих правильность формы и точность размеров. Поверхность опалубки, соприкасающуюся с бе- тоном, делают ровной и строганой или обшивают пластиком Рамки, щиты или короба опалубки уста- навливают на место кранами и со- единяют болтами Возможное смещение оси опа- лубки, отклонения от проектных размеров, местные неровности по- верхности, ширина щелей между досками и другие неточности, допу- щенные при изготовлении и сбор- ке, должны не превышать значе- ний, установленных нормами и пра- вилами производства работ. Откло- нения от проектных размеров опа- лубки пролетных строений должны быть не более: по длине +30 и —10 мм, по высоте +15 и —0 мм, по наибольшей ширине +20 и —10 мм. До начала бетонирования про- летного строения опалубку освиде- 110 тельствуют с участием геодезиста и принимают по акту. Армирование пролетных строе- ний. Арматурная смаль для пролет- ных строений должна удовлетво- рять требованиям проекта, СНиПа и ГОСТа Запрещается применять сталь, не имеющую сертификата завода-изготовителя. Замена клас- са, марки и сортамента арматур- ной стали и анкеров допускается только после согласования с про- ектной организацией Вся поступающая на строитель- ство моста арматурная сталь и ан- керы должны подвергаться внешне- му осмотру и замерам. Не допус- кается применение стали, имеющей трещины, следы от протяжки и профилирования, пленки, ракови- ны, забоиины, закаты, местные по- вреждения ребер и выступов, ржав- чину и другие недопустимые дефек- ты Высокопрочную проволоку, по- раженную коррозией, площадь по- перечного сечения который умень- шилась более чем на 5%, приме- нять не разрешается Образцы всей напрягаемой арматуры подверга- ют контрольным испытаниям по установленным правилам Арматурную сталь хранят на стеллажах и настиле под навесом, защищающим ее от атмосферных осадков и загрязнения. Очистку, правку, резку, стыкование и гнутье арматуры, а также сварку сеток производят механизированным способом. Плоские арматурные каркасы балок собирают и свари- вают на горизонтальных шаблонах с деревянными планками или ме- таллическими штырями-фиксатора- ми положения стержней, обеспечи- вающими быстроту и высокую точ- ность изготовления каркасов (рис. 6.4, а). Пространственные каркасы балок собирают в вертикальном положении на кондукторах (рис. 6.4, б). Расстояния между подвес- ками и монтажными стержнями принимают в зависимости от кон- струкции, размеров и веса арма- турного каркаса балки. Жесткость и неизменяемость каркасов дости-
гается сваркой арматуры и уста- новкой дополнительных косых стержней. Способы соединения арматуры (сваркой, муфтами или вязальной проволокой), а также виды свар- ных соединений должны соответст- вовать проекту. Сварку допускает- ся производить при температуре окружающего воздуха не ниже —30°С, а арматуры класса A-III и выше — при температуре воздуха не ниже — 20°С Напрягаемые арматурные пучки из высокопрочной провочоки изго- товляют на установках, обеспечи- вающих плотное формирование прямолинейных пучков. Проволоки в пучках скрепляют скрутками, кольцами или спиральной обмот- кой. Готовые пучки хранят под на- весом на настиле или стеллажах, причем расстояния между опорами, поддерживающими пучки от прови- сания, не должны превышать 1 м. Срок хранения должен исключать появление коррозии. Всю заготов- ленную напрягаемую арматуру пе- ред установкой в опалубку прини- мают по акту. Установку арматуры в опалубку производят кранами с помощью приспособлений (траверс), предо- храняющих сетки и каркасы, пучки и стержни от резких перегибов, ос- таточных деформаций, поврежде- ний и загрязнения. Длинные про- волочные пучки, стальные канаты и стержни перемещают лебедками по гладким дощатым трапам. Уста новленную арматуру закрепляю! от возможного смещения в процес- се производства работ. При этом запрещается приваривать (прихва- тывать) к напрягаемой арматуре распределительную арматуру и за- кладные детали, а также подвеши- вать к ней опалубку и другое обо- рудование. Требуемую толщину защи гного слоя обеспечивают установкой меж- ду арматурой и опалубкой цемент- ных кубиков («сухарей»), прикреп- ляемых к арматуре вязальной про- волокой. Проектное расстояние Рис Ь4 Схемы шаблона и кондукюра для сборки арматурных каякасов ч - тан шаблона для сборки плоских арматур^ ных каркасов, б - кондуктор для сборки прост рансiвенных каркасов, 1 фиксаторы продоль ных стержней, 2 то же отгибов стержней, 3 — стойка, -/--поперечина, 5 - продольная балка; 1> подвеска, 7 шпилька, 8 монтажная арма- rxp.i, « -рабочая арматура, 10 хомут между рядами арматуры нижних поясов балок достигается постанов- кой прокладок из обрезков круг- лой стали. Торцы этих прокладок не должны заходить в толщу за- щитного слоя. Для поддержания верхней арматуры применяют ме- таллические поперечины или рам- ки. Правильное положение верхней арматуры в плитах обеспечивают установкой на нижнюю арматуру подставок из круглой стали. Откло- нения размеров и положения арма- туры должны не превышать значе- ний, установленных проектом, нор- мами и правилами производства работ. Установленную арматуру прини- мают до бетонирования с составле- нием акта на скрытые работы. Бетонирование пролетных строе- ний. Состав бетонной смеси для мо- нолитных пролетных строений под- бирают в соответствии с проект- ным классом бетона по прочности и морозостойкости, требуемым во- доцементным отношением и осад- кой конуса, условиями укладки сме- си (густоты армирования, толщи- ны и высоты балок), метеорологи- ческими условиями производства работ Бетонную смесь приготовляют на бетонных заводах и доставляют к месту укладки на автомобилях, ва-
гонетках и плавучих средствах, а также ленточными конвейерами, бетононасосами и кранами. При строительстве мостов, зна- чительно удаленных от бетонных заводов, применяют автобетоно- смесители, состоящие из загрузоч- но-разгрузочного устройства, сме- сительного барабана с приводом, бака для воды с дозировочным уст- ройством и системы управления. Автосмесители могут транспортиро- вать в барабане сухую бетонную смесь на большие расстояния со скоростью до 60 км/ч Бетонная смесь может быть приготовлена в пути или на объекте Бетонную смесь укладывают в опалубку не- прерывно слоями толщиной 10— 30 см с тщательным уплотнением вибраторами. Для обеспечения мо- нолитности кладки зона вибриро- вания свежеуложенного бетона должна не захватывать начавший схватываться бетон. Балочные пролетные строения следует бетонировать горизонталь- ными слоями на всю длину (рис. 6.5, а). При больших пролетах или недостач очной производительности бетоносмесптельной установки смесь укладывают наклонными сло- ями по всему поперечному сечению пролетного строения. Угол наклона к горизонту поверхности укладыва- емой смеси должен быть не более 35° и не вызывать расслоения бето- на при его укладке и вибрирова- нии (рис. 6.5, б). При большой вы- соте балок и густом армировании нижнюю часть и тонкие стенки ба- лок бетонируют через проемы в опалубке, закладываемые досками или щитами по мере заполнения опалубки бетонной смесью (рис. 6.5, в). Высокие и подвесные подмости для уменьшения деформации перед началом бетонирования можно за- гружать балластом, вес которого должен быть равен весу свежеуло- женного бетона пролетного строе- ния. В процессе бетонирования этот балласт удаляют с таким расчетом, чтобы в любой стадии бетонирова- ния сумма весов оставшегося бал- ласта и уложенного бетона была постоянной. Во избежание появления трещин балочные неразрезные и консоль- ные пролетные строения бетониру- ют с устройством рабочих швов над постоянными и временными опора- ми, с последующим заполнением их бетонной смесью (рис. 6.6). Естественное твердение бетона допускается при устойчивой поло- жительной температуре наружного воздуха, влажности воздуха не ни- же 50% и устройстве влагоизоля- ции открытых поверхностей бетона. В жаркую погоду необходимо за- ранее принять меры по защите опа- лубки и арматуры, а также транс- портируемой бетонной смеси от солнечных лучей и ветра. По окон- чании укладки смеси наружные по- верхности бетона укрывают меш- ковиной или опилками и поливают водой в течение первых 7—14 сут. Рис. 6 5 Способы укладки бетонной смеси в опалубку пролетных строений: / окно в опалубке; 2- опалубка 112
Рис 6b Последовательность (I—VI) бетонирования секций балочного неразрезного пролетного строения В холодное время года в зависи- мости от температуры наружного воздуха бетонную смесь приготов- ляют на подогретой воде и с подо- гревом заполнителей, применяют электропрогрев бетонной смеси, утепленную опалубку (способ «тер- моса»), двухстенчатую металличе- скую опалубку, заполненную цир- кулирующей горячей водой, вре- менные тепляки с калориферным отоплением и другие меры, обеспе- чивающие твердение бетона При- менение противоморозных хими- ческих добавок в железобетонных конструкциях мостов запрещается. В процессе бетонирования систе- матически контролируют качество материалов для бетона и соблюде- ние технологических правил приго- товления, транспортирования и ук- ладки бетонной смеси. Для опреде- ления марки бетона из каждых 50 м3 уложенной смеси отбирают контрольные образцы (кубики), ко- торые изготовляют, хранят и испы- тывают в соответствии с ГОСТом. Натяжение напрягаемой армату- ры. Предварительные напряжения в монолитных железобетонных про- летных строениях создают обычно натяжением на бетон проволочных пучков, стальных канатов или вы- сокопрочных стержней, располо- женных в металлических гофриро- ванных или полиэтиленовых труб- ках, установленных в опалубку до бетонирования пролетных строе- ний. До начала натяжения арматуры разбирают опалубку и проверяют соответствие фактических размеров конструкции пролетного строения проектным, а также отсутствие ра- ковин, каверн и других дефектов бетона. Дефекты, снижающие проч- ность конструкции, заделывают по согласованию с проектной органи- зацией. Торцы балок должны быть плоскими и перпендикулярными оси напрягаемой арматуры. Про- летное строение должно опираться на местах, предусмотренных проек- том, иметь свободу перемещения и не подвергаться непредусмотрен- ным нагрузкам. Прочность бетона должна быть не ниже установлен- ной проектом для данной стадии производства работ и подтверждать- ся испытаниями контрольных образ- цов уложенного бетона. Натяжение арматуры производят с одного или двух концов оборудо- ванием и в последовательности, ус- тановленной проектом. Замена на- тяжного оборудования, захватных устройств, порядка и последова- тельности натяжения без согласо- вания с проектной организацией не допускаются Значение наибольше- го натяжения арматуры с учетом перетяжки контролируемого уси- лия, а также значение давления масла в домкрате и удлинения на- прягаемой арматуры при наиболь- шем и контролируемом усилиях принимают по проекту производст- ва работ Перед натяжением арматуры проверяют правильность установки домкрата и надежность закрепле- ния проволок на нем. Оси домкра- 113
та, анкера и арматуры должны сов- падать в период натяжения Пучки натягивают сначала усилием, рав- ным 20% контролируемого с уче- том потерь от трения в каналах, домкрате и анкере, замеряют зазор по линейке на домкрате или нано- сят на пучок метку — условный нуль. Затем пучок натягивают до полного усилия, установленного проектом, замеряют удлинение пуч- ка с точностью до 1 мм, давление масла в домкрате по тарированно- му манометру п по полученным данным, определяют усилие натяже- ния пучка с точностью до 5%, пос- ле чего закрепляют пучок в анкере и снимают домкрат. Отклонение силы натяжения дол- жно быть не более в отдельных пучках при поочередном натяже- нии ±5% и при групповом ±10%, а вытяжка в отдельных пучках ±15% и для всех пучков ±10% Пучки, канаты и стержни, имею- щие отклонения более указанных, натягивают повторно Результаты натяжения каждого пучка записы- вают в специальный журнал. По требованию инспекции по качеству или технадзора заказчика произво- дят контрольное натяжение арма- туры Инъекция раствора в каналы. Для защиты напряженной армату- ры от коррозии каналы заполняют цементным раствором Раствор должен полностью заполнять кана- лы, иметь малую усадку, надежное сцепление с арматурой и стенками каналов, обладать требуемой проч- ностью и морозостойкостью Раствор для инъекции приготов- ляют из портландцемента марки не ниже 400, мелкого или молотого песка с крупностью зерен не боль- Рис 6 7 Агрегат для приготовления и нагнетания раствора / — смесительным бак. 2 перепускной клапан, 3 - бак для хранения раствора. 4 редуктор. 5 - электродвигатель насос ручной 114
ше 1 мм и пластификатора — мы- лонафта или сульфитно-спиртовой барды. Состав раствора подбира- ют и испытывают в лаборатории. При испытании на текучестемерс раствор сразу после приготовления и через 60 мин должен иметь пока- затели текучести соответственно не более 40 с и 80. Уменьшение объе- ма раствора в течение 24 ч должно не превышать 2%. Прочность ра- створа на сжатие должна быть в 7-дневном возрасте не менее 20 МПа, а в 28-дневном — не ме- нее 30 МПа. Изготовленный из ра- створа образец в 3-дневном возрас- те должен выдерживать однократ- ное замораживание до —23 °C в течение 3 ч без увеличения объема (удлинения). Заполнение каналов раствором начинают непосредственно за на- тяжением арматуры. Сначала про- веряют герметичность каналов пу- тем заполнения их водой и вы- держкой в течение 3—4 ч. Если герметичность каналов нарушена, то вопрос о необходимых мерах ре- шает комиссия с участием предста- вителя проектной организации. Раствор приготовляют и нагнета- ют в каналы специальным агрега- том (рис. 6.7). Раствор готовят порциями для использования в те- чение 1 ч или для заполнения одно- го канала. Составляющие раствора дозируют по массе, цементно-пес- чаную смесь просеивают через си- то, пластификатор растворяют в воде. Раствор перемешивают в сме- сительном баке в течение 5 — 10 мин, а затем сливают в нижний бак. Время хранения раствора при пе- ремешивании не должно превы- шать 60 мин Нагнетание раствора в каналы производят насосом агрегата с по- мощью резинового шланга, кото- рый присоединяют к приспособле- нию (стакану), установленному на входном конце канала (рис. 6.8). Сначала канал заполняют водой, а затем раствором без перерыва рав- номерно со скоростью 2—3 м/мин. Нагнетание прекращают после то- Рис 6 8 Крепление стакана для нагнетания раствора / анкерная колодка, 2 - резиновая прокладка / - стакан, -/--скоба 5 винт го, как из противоположного от- верстия канала вытечет вся вода и 10—12 л раствора. Затем выходное отверстие закрывают пробкой и по- вышают давление в канале до 0,4— 0,5 МПа. Давление контролируют по манометру, установленному на выходном ковше канала. После вы- держки давления в течение 5 мин снимают шланг и закрывают вход- ное отверстие пробкой. Заполнение каналов расiвором следует производить при среднесу- точной температуре окружающего воздуха не ниже +5 °C При темпе- ратуре воздуха от +5 до —20°C конструкцию перед инъекцией на- гревают до температуры + 54-40 °C, а каналы промывают водой, нагре- той до +30-4-35°C Раствор для за- полнения каналов должен иметь температуру не ниже +10 °C и не выше +30 °C. Конструкцию прогре- вают и после заполнения каналов, до приобретения раствором прочно- сти не менее 20 МПа, определяемой испытанием образцов раствора, хра- нящихся при температуре конст- рукции. Температуру раствора си- стематически контролируют термо- метрами через специальные отвер- стия в бетоне При температуре на- ружного воздуха ниже —20°C про- изводить инъекцию раствора не ре- комендуется. В процессе заполнения каналов постоянно контролируют качесгво 11 ”)
Рис. 6 9 Приборы для опускания пролетных строений: а — клинья, б -- колодка, в — песочный цилиндр, / — прогон подмостей 2 — поршень, 3 песок. 4 — пробка приготовления раствора и условий его нагнетания, ведут журнал уста- новленной формы и по окончании работ составляют акт. Раскружаливание готовых желе- зобетонных строений производят при помощи специальных прибо- ров: клиньев, колодок, песочниц и домкратов (рис. 6.9). Клинья и ко- лодки изготовляют из древесины и применяют при сооружении неболь- ших пролетных строений. Песочница состоит из деревянно- го или бетонного поршня и сталь- ного цилиндра с отверстиями, за- крытыми пробками. Цилиндр за- полняют прокаленным мелким пес- ком. Зазор между поршнем и стен- ками цилиндра заливают горячим битумом для защиты песка от ув- лажнения. Песочницы могут иметь большой ход поршня и восприни- мать значительные давления, по- этому их применяют для раскружа- ливания больших пролетных строе- ний. Раскружаливание пролетного строения производят путем посте- Рис 6 10 Раскружаливание балочного иролегного сч роения и бетонирчi м<к пролетное строение, б — эпюра постепенного опускания приборов, в — то же стчпенчатого опускания приборов. П1—П5 - приборы опускания, I—VI — очередность постепенно io опускания приборов / 21 - то же ступенчатого 1 16
пенного выбивания клиньев или опиливания торцов колодок, или выпускания песка через отверстия в цилиндрах песочниц. Значение опускания пролетного строения над каждым прибором определяют по формуле = //к + + 8 • где — прогиб пролетного строения от собственного веса над прибором, бк — упру- гая вертикальная деформация (отдача) подмостей, освобожденных от опирания пролетного строения под прибором, е — запас хода прибора, обеспечивающий отде- ление подмостей от пролетного строения, равный 10—30 мм Полный ход прибора должен быть больше величины hK опуска- ния. Раскружаливание пролетного стро- ения разделяют на несколько ста- дий, поэтому каждый прибор на каждой стадии опускают на вели- чину Ск = кк1т (где т — число ста- дий опускания пролетного строе- ния). Если у некоторых приборов величина ск окажется малой, за- трудняющей контроль опускания, то у этих приборов следует умень- шить число стадий. Пролетные строения освобождают от опирания на подмости от сере- дины пролета к опорам, постепен- но опуская на каждой стадии все приборы одновременно (рис. 6.10, б). В целях сокращения персонала до- пускается ступенчатое, строго сим- метричное опускание пролетного строения в очередности, соответст- вующей переходу от приборов с наибольшим ходом к приборам с наименьшим общим ходом (рис. 6.10, в). При раскружаливании консоль- ных пролетных строений от опира- ния на подмости вначале опускают консоли, а затем межопорную часть. Раскружаливание пролетных строений производят при постоян- ном геодезическом контроле и оформляют актом, в котором ука- зывают все данные, характеризую- щие процесс опускания, а также результаты освидетельствования конструкции пролетного строения. Устройство мостового полотна. Работы по устройству мостового полотна начинают после закрепле- ния пролетных строений на посто- янных опорных частях, окончания и приемки всех работ по устройст- ву гидроизоляции и водоотвода. Гидроизоляционные ра- боты следует выполнять в сухую погоду при температуре наружного воздуха не ниже +5 °C. При тем- пературе воздуха ниже +5 °C гид- роизоляцию устраивают в пере- движных тепляках. Технология уст- ройства подготовительного слоя с уклонами для стока воды, оклеен- ной изоляции и защитного слоя описана в гл. 1. Устройство железнодо- рожного мостового по- лотна с ездой на баллас- те состоит из отсыпки и уплотне- ния балласта, укладки шпал, путе- вых рельсов, контррельсов или контруголков, устройства тротуа- ров и перил. Водоотводные трубки устанавли- вают до бетонирования пролетного строения. Перед отсыпкой баллас- та вокруг крышек трубок уклады- вают щебень или гальку крупно- стью 80—120 мм. При отсыпке и уплотнении балласта, а также при укладке пути принимают меры по предохранению гидроизоляции от повреждения. Толщину балласта назначают с запасом на осадку, она не должна отличаться от про- ектной более чем на 4-5 см. Откло- нение оси пути от оси пролетного строения в плане на прямых уча- стках дороги должно не превышать 3 см. Отклонения положения путе- вых рельсов и контруголков долж- ны быть не более значений, уста- новленных ГОСТами и СНиПами. 6.3. Сооружение балочных и рамно-конссльных пролетных строений навесным бетонированием Условия применения. Способ на- весного бетонирования позволяет сооружать монолитные преднапря- 117
женные неразрезные, консольные и рамно-консольные пролетные строе- ния, в которых опорный изгибаю- щий момент при бетонировании по знаку соответствует моменту при эксплуатации, без устройства сплошных подмостей в пролете, что уменьшает трудоемкость и стои- мость работ. Он заключается в по- следовательном бетонировании сек- ций пролетного строения в опалуб- ке на подмостях, подвешенных к консолям агрегатов, перемещае- мых по ранее забетонированным секциям, или закрепленных непо- средственно к этим секциям. Навесное бетонирование техни- чески целесообразно и экономиче- ски эффективно при затруднитель- ности и большой стоимости возве- дения подмостей в пролете (требо- вания судоходства, гидро- и геоло- гические условия). Несмотря на необходимость организации бетон- ного завода с механизированными складами заполнителей, способ на- Рис. 6.11 Схемы навесного бетонирования* «--одностороннее бетонирование, б— уравнове- шенное бетонирование; в — бетонирование рамно консольного моста; 1 — анкер, 2 — противовес, 3 — подмости, J — монтажная арматура, 5— ai- регат для бетонирования; 6' — промежуточная опора; 7 — обстройка опоры, 8 — рама, 9— гидро- домкраты; 10 — ванты, 11 — приопорныс подмо- сти, 12 — бетониру еч ri секция пролетною стро- ения веского бетонирования в таких ус- ловиях дает существенную эконо- мию времени, мате-риальных и тру- довых затрат. Существенный эффект может быть достигнут при возможности получать товарный бетон, что ши- роко используется в зарубежном мостостроении. Применение навес ного бетонирования в нашей стра- не ограничивается и по климатиче- ским условиям (продолжительная зима с низкими температурами) Навесное бетонирование может производиться односторонне с бе- рега в сторону русла реки (рис. 6.11, а). При этом анкерным про- летам консольных и неразрезных пролетных строений служит бере- говой пролет, бетонируемый на под- мостях. При большой высоте моста, не- благоприятных гидро- и геологиче- ских условиях, по условиям судо- ходства, когда сооружение подмос- тей под анкерный пролет затрудни- тельно или невозможно, а также при сжатых сроках строительства может быть применен уравно- вешенный способ бетониро- вания (рис. 6.11, б). В этом случае надопорный участок пролетного строения бетонируют на двусторон- ней или односторонней обстройке опоры из металлических конструк- ций на приопорных инвентарных подмостях или закрепляют анкера- ми за постоянную опору (рис. 6.12). Обе консоли бетонируют одновре- менно с опережением одной из них не больше, чем на одну секцию бе- тонирования. Анкерами служат стержни пери- одического профиля диаметром 30—36 мм, заделанные в оголовке опоры и в надопорной части пролет- ного строения. В процессе бетони- рования пролетное строение опира- ется на опорные части и бетонные тумбы, которые потом срубаются, а стержни срезаются автогеном. При бетонировании поверхности контакта бетона тумб, бетона ого- ловка опоры и пролетного строе- ния смазываются известковым мо- 118
Рис 6 12 Конструкция закрепления пролет- ного строения за опору / - пролетное строение, 2 — опорные тумбы, 3 — оголовок опоры, 4 — опорная часть, 5 ~ анкер- ные стержни локом. Анкеры воспринимают не- уравновешенную часть «птички». Усилие в них со стороны короткой консоли составляет N = EMo/e(M0— сумма моментов всех сил, действу- ющих на бетонируемое пролетное строение («птичку») относительно точки О (см. рис. 6.12). При сооружении рамно-консоль- ных пролетных строений устойчи- вость положения системы обеспе- чивается жестким соединением ри- геля с опорой и одновременным бе- тонированием обеих консолей (см рис. 6.11, в) Напряженное состоя- ние пролетного строения при экс- плуатации исключает необходи- мость усиления надопорных сече- ний при монтаже. Обеспечение устойчивости и проч- ности при бетонировании. Устойчи- вость положения при односторон- нем навесном бетонировании (рис. 6.13, а), если вес берегового пролета не обеспечивает устойчи- вости пролетного строения на опро- кидывание, достигается укладкой на его конец противовеса, закреп- лением его на опоре при помощи анкера или в пролете временной промежуточной опоры, тем самым уменьшая длину консоли и опроки- дывающий момент. Проверка устойчивости произво- дится по условию А1опр'^уд<^ (Ь.2) Опрокидывающий момент отно- сительно оси вращения О (см. рис. 6.13, а) •’^ппр- У i i i ’ П> , -г ------- r п Qe (6 3) Удерживающий момент tipi- пРс А1Уд-- - —--- - -----• (6.4) где т = 0,95 --коэффициент условий рабо- ты, q'f, —вес 1 м участков монтируе- мого пролетного строения; /?Z>1,() и и <1,0 — коэффициенты нагрузки, а\, аг -- длины участков пролетного строения; ch Ci — расстояние от ц т участков до оси О; р и р'— вес монтажного и транспортного оборудования, людей и инструмента, Q - вес агрегата для навесного бетонирования, Р— усилие в анкере или вес противовеса, /?и = 2,0 — коэффициент надежности Устойчивость пролетного строе- ния при уравновешенном способе навесного бетонирования при нали- чии обстройки или приопорных под- мостей проверяют аналогично из- ложенному расчету, принимая за ось вращения опорный узел об- стройки или подмостей Вертикаль- ные нагрузки на обстройку опоры Рис б 13 Расчетные схемы. а проверки }ст ойчивост и положения пролет Но io С1роечия. 6 — определения давления на опор> подмостей I — aiper.iT, 2- забетонироваиная секция пропетною строения 119
или опору подмостей определяют по схеме двухконсольной балки с пролетом /, равным расстоянию между опорной частью на постоян- ной опоре и опорным узлом вре- менной опоры со стороны длинной консоли. Расчетная схема приведе- на на рис. 6.13,6. Нагрузка на опору A^[Q(n' cj. — ncj + n' qac0] I. (6.5) где Ci, с — расстояния от агрегатов до по- стоянной опоры; q, а — вес 1 м и длина бетонируемой секции пролетного строения; Со — расстояние от секции до опоры; / — расстояние между постоянной и временной опорами; Q — вес агрегата. Кроме того, следует учесть на- грузку от веса подмостей и веса бе- тонируемой на них части пролетно- го строения. Прочность пролетного строе- ния на всех стадиях навесного бе- тонирования проверяют сопостав- лением момента в рассматривае- мом сечении от собственного веса и строительных нагрузок с предель- ным моментом запроектированной конструкции. При Мстр>Л4пр, что возможно, если при проектирова- нии не были учтены усилия, возни- кающие при сооружении пролетно- го строения, сечения (обычно над- опорные) могут быть усилены по- становкой временной мон- тажной напрягаемой ар- матуры (см. рис. 6.11, а), укла- дываемой поверх плиты и закреп- ляемой в съемных металлических упорах. Другим способом обеспечения прочности является уменьшение мо- мента Л1СТр постановкой опорной рамы с вантами (см. рис. 6.11,6), усилия в которых регулиру- ются в процессе бетонирования гид- родомкратами 9. Этого же можно достигнуть по- становкой промежуточной опоры. Таким образом, при соответствую' щих судоходных, гидро- и геологи- ческих условиях постановка проме- жуточной опоры, т. е. переход на полунавесное бетонирование, одно- временно обеспечивает устойчи- вость и прочность при бетонирова- 120 нии сооружаемого пролетного стро- ения. Особое внимание должно быть уделено обеспечению прочно- сти сечения над временной опорой. Промежуточную опору сооружа- ют из инвентарных элементов УИКА4 или МИК (см. рис. 6.13). Оголовок имеет ростверк из балок, на которых расположены опорные клетки из сварных балочек. Фундамент опоры, расположен- ной обычно в русле реки, состоит из вертикальных или наклонных де- ревянных или железобетонных свай. Одиночные сваи из бревен диаметром 24—28 см, работающие под действием горизонтальных и вертикальных сил, применимы при свободной длине до 1,0—1,5 м. При большей длине применяют метал- лические тяжи из двух стержней диаметром 16—20 мм (рис. 6.14, б). Вместо свай из отдельных бре- вен применяют мощные сваи-сплот- ки из трех бревен или четырех бру- сьев, соединенных болтами (рис. 6.14, в). При таком сечении число свай в фундаменте сокращается, что упрощает конструкцию рост- верка, свободная длина может быть увеличена до 2,5—3,0 м. Для восприятия горизонтальных нагрузок может быть применен де- ревянный каркас (рис. 6.14, г), в ячейках которого забивают сваи. Каркас, кроме того, формирует свайный фундамент и уменьшает свободную длину свай. Высота фун- дамента в этом случае может дос- тигнуть 4 м. Применение наклонных в попе- речном направлении от оси моста (рис. 6.14, д) сваи увеличивает жесткость фундамента и уменьша- ет перемещения в горизонтальной плоскости. Деревянные сваи погружают в грунт на глубину не менее 4 м. При слабых грунтах (мелких пылева- тых песках, плывунах, слабых суг- линках) для повышения сопротив- ления сваи по грунту применяется уширение пят из двух или четырех коротышей бревен (рис. 6.14, е).
Рис. 6 14. Промежуточная временная опора- и опора на фундаменте из одиночных свай; б — фундамент из одиночных свай с тяжами, в — то же из свай сплотков, г — то же из одиночных свай в каркасе; д — то же из наклонных свай; е — уширение пяты сваи, ж — балочка опорной клетки; 1 — пролетное строение; 2— домкрат, 3 — опорная клетка, -/ — верхний ростверк, 5 — опора из инвентарных конструкций; 6 — нижний рост- верк, 7— насадка. 8 — свая, 9 — тяж; 10 — швеллер, //-свая-сплоток; 12 — каркас, 13 — ячейка каркаса Ростверк фундамента из дере- вянных свай состоит из стальных двутавровых балок, обычно № 50 (рис 6.14, а). Нижний ярус распо- лагается на насадках над сваями, верхний ярус — под стойками опо- ры. Для увеличения площади смя- тия насадки прокладывается отре- зок швеллера. При больших пролетах и нагруз- ках на опору возможности воздей- ствия льда и навала судов приме- няют железобетонные призматиче- ские сваи или сваи-оболочки не- больших диаметров. Возможно применение небольшого числа (2— 3) оболочек диаметром 1,0—1,6 м. В таких случаях ростверк делают железобетонным, бетонируемым на месте. Расчет опор и фундамента при- веден в п. 8.5. Технология навесного бетониро- вания. Навесное бетонирование ве- дется секциями длиной 3—4 м и со- держит следующие этапы: установ- ка арматурного каркаса и прикреп- ление его сваркой к выпускам ар- матуры из забетонированной сек- ции пролетного строения; установ- ка подвесных подмостей, монтаж опалубки и бетонирование секции; укладка и натяжение напрягаемой арматуры; раскружаливание и рас- палубка секции. Такая очередность работ соблюдается при подъеме арматурного каркаса с плавучих средств. Если его подают с берега по забетонированной части пролет- ного строения, то подвесные под- мости сооружают перед установ- кой каркаса. Весь процесс прохо- дит в агрегате, перемещаемом вдоль пролетного строения. К агрегату с наклонной рамой (рис. 6.15, а) подвешива- ют подмости с опалубкой бетони- руемой секции. Положение их регу- лируют тягами, арматурный каркас и бадью с бетонной смесью подни- мают шевр-краном. Устойчивость агрегата обеспечивают анкерным закреплением к ранее забетониро- 121
Вид А Рис. 6 15. Агрегаты для навесного бетонирования: а — с наклонной рамой, б —с консольными балками, / — противовес, 2 — площадка для лебедок; 3 — лебедки, 4 — опорная рама, 5 — наклонная рама, 6 — оттяжки; 7 — подвески; 8 — рама крана; 9--ТЯ13. 10 — настил, // — подмости, /2 — консоли, 13 — гидравлические домкраты; 14 — рельсовый путь; /5 — анкер, /6’ — консольная балка, /7 — поперечные балки, 18— тележка, 19 — бетонируе- мая секция Рис. 6 16 Агрегат с консольными фермами для навесного бетонирования: / — гидравлический домкрат, 2 — тяга; <3 — поперечная балка; 4 — консольная ферма 122
Рис. 6.17. Схемы бетонирования пролетного строения а — балочно-неразрезного на передвижных подмостях; б — то же на подвесных подмостях; в —* рамно-консольного на подмостях, подвешенных к агрегату; / — передвижные подмости; 2 — бето нируемая секция, 3 — замыкающая бетонируемая секция, «/ — подвесные подмости; 5 — рабочий мостик; 6 — агрегат ванной секции, а при перемеще- нии — противовесом. Агрегат балочно-кон- сольной схемы (рис. 6.15, б) состоит из продольных балок дву- таврового сечения, расположенных над стенками пролетного строения. К поперечным балкам на тягах с гидравлическими домкратами под- вешены подмости, на которых рас- положено днище опалубки бетони- руемой секции пролетного строе- ния. По консоли продольных балок перемещается тележка с полиспас- том для подъема арматурных кар- касов и бетонной смеси. Балку с расположенными на ней лебедка- ми закрепляют анкерами. Агрегат упрощенной кон- струкции (рис. 6.16) представ- ляет собой консольные подмости, подвешенные на тяжах к тележке, перемещаемой по рельсам по гото- вым секциям балки. Подмости сос- тоят из двух вертикальных ферм соединенных поперечными связями. Хвостовая часть ферм упирается в нижний пояс готовой секции бал- ки Готовую секцию раскружалива- ют гидродомкратами, установлен- ными в хвостовой части подмостей. Затем подмости перекатывают в следующую позицию по рельсам. При этом хвостовая часть на роли- ках перемещается по нижней плос- кости балки. Находят применение перекрыва- ющие пролет неразрезные решетча- тые подмости из инвентарных эле- ментов (рис. 6.17), состоящие из двух плоских ферм с продольными и поперечными связями, легко пе- ремещаемые из пролета в пролет продольной перекаткой. К нижним поясам ферм подвешивают опалуб- ку бетонируемой секции. Примене- ние таких подмостей может быть оправдано лишь при большом ко- личестве пролетов строящегося мо- ста. Секции бетонируют в металличе- ской щитовой опалубке, конструк- ция которой позволяет менять вы- соту при переменной высоте балки. Если сечение коробчатое, то внача- ле бетонируют нижнюю плиту, по- том устанавливают внутреннюю опалубку и бетонируют стенки и плиту. Бетонируют горизонтальны- ми слоями с тщательным углубле- нием глубинными вибраторами и регулярной проверкой положения подмостей. Если прогиб их отлича- ется от расчетного для данной ста- дии бетонирования, подмости соот- ветственно поднимают или опуска- ют гидродомкратами, расположен- ными в хвостовой части агрегата. 123
Для придания пролетному строе- нию проектного очертания при бе- тонировании дается строительный подъем. Для ускорения набора прочности бетоном и в период производства работ при низких температурах во внутреннюю полость коробки пос- ле распалубки пускают пар. За ру- бежом для этой цели применяют быстротвердеющие бетоны, набира- ющие на третьи сутки прочность, необходимую для обжатия бетона напрягаемой арматурой, раскру- жаливания секции и передвижки подвесных подмостей. После натя- жения рабочей арматуры и дости- жения бетоном прочности 0,7— 0,8 Rb секцию раскружаливают. Од- ним агрегатом обеспечивают темп сооружения пролетного строения 0,7—1,0 м в 1 сут. Тротуарные консоли бетонируют одновременно с балками или вслед за ними в опалубке, поддерживае- мой передвижными подмостями. После смыкания консолей в це- лях уменьшения возникающих при их бетонировании опорных момен- тов в неразрезной балке произво- дят регулирование усилий путем опускания ее над промежу- точными опорами или подъемом на концевых опорах, что предпочти- тельнее. Очередность и значение опускания или подъема определяют расчетом при проектировании моста. При этом должны быть учтены из- гибающие моменты от обжатия се- чений напрягаемой арматурой пос- ле замыкания консолей пролетного строения. 6.4. Сооружение арочных пролетных строений Монолитные арочные пролетные строения распорных систем соору- жают последовательно. Вначале бетонируют своды или арки, а за- тем надсводное строение с опирани- ем подмостей и опалубки на гото- вый свод. Конструкции подмостей и кру- жал. Своды Pi арки бетонируют на подмостях и кружалах. Очертания расположенного на кружалах (под- мостях) опалубочного настила дол- жно соответствовать очертанию ни- за свода с учетом строительного подъема. Криволинейную форму настила (катеноил, парабола) обес- печивают установкой на кружала косяков соответствующего очерта- ния (см. рис. 6.19). В конструкциях подмостей и кру- жал предусматривают устройства, позволяющие осуществлять равно- мерное и полное раскружаливание пролетного строения Прежде для бетонирования или каменной кладки арок и сводов от- носительно небольших пролетов широко применяли сплошные дере- вянные подмости из бревен или брусьев (стоечно-подкосные, веер- Рис. 6.18 Инвентарные кружала при трехшарнирной схеме / — опорное устройство; 2 — опорный шарнир; 3 — прибор для раскружаливания (римскими циф рами показаны марки элементов) 114
Рис 6 19 Подмости под свод -промежуточная опора, 2 - прибор для раскружаливания. <?— металлические балки; 4 — кося- ки, 5 обстройка крхжал (поперечины. ни< опалубки) ные и пр ) или деревянные кружа- ла из брусьев или досок. В настоящее время для бетони- рования сводов (арок) применяют инвентарные стальные арочные кру- жала распорных систем (рис. 6.18), перекрывающие весь пролет, или подмости из стальных балочных прогонов, опирающихся на проме- жуточные опоры из инвентарных конструкций (рис. 6.19). Арочные кружала должны удов- 125
летворять требованиям прочности, устойчивости формы (общей и ме- стной) при последовательном иля блочном бетонировании свода, а также устойчивости положения на ветровую нагрузку в незагружен- ном состоянии. Инвентарные арочные кружаль- ные фермы (ИАК) (рис. 6.20) пред- назначены для возведения железо- бетонных арок и сводов средних и больших пролетов. Плоские кру- жальные фермы соединяют между собой при помощи поперечных и продольных связей из инвентарных элементов, образуя устойчивую пространственную конструкцию. Основной элемент кружал пред- ставляет собой плоскую трапецеи- дальную ферму длиной 5800 мм с верхними поясами из швеллеров № 30 и с раскосами из спаренных уголков 75X75X8 мм. Имеются две марки таких элементов /ш и Л, отличающиеся только расстоянием между ветвями верхнего пояса и ветвями решетки, что позволяет вводить проушину узкого элемента /у в проушину широкого элемента /ш и соединять их болтом-шарни- ром с шайбами стаканного типа. Изменением длины соединительно- го элемента марки XV позволяет расположить кружала в соответст- вии с очертанием свода по вписан- ной ломаной к кривой свода (см. рис. 6.20). Длину этого элемента изменяют смещением соответству- ющих болтовых отверстий на его концах. Рис. 6.21. Опорные устройства а - на уступе опоры, б-- на приставной консо- ли, в — на подушке; 1 — упругая прокладка; 2 — монтажный шарнир кружал, 3 — железобетонная консоль, 4 — анкерный болт. 5 — стальная балка Кружальные фермы ИАК соеди- няют между собой поперечными горизонтальными (марки IX и VIII) и наклонными (марка X) связями из уголков 75X75X8 м*м. Все свя- зи прикрепляют болтами диамет- ром 25 мм. Инвентарные элемен- ты связей позволяют размещать фермы на расстоянии 0,4; 1,05; 1,9 и 3 м. При перекрытии кружалами ИАК больших пролетов (больше 150 м) их собирают в два яруса. Одноярусные ИАК в зависимости от пролета, способа раскружалива- ния и требуемой жесткости конст- рукции могут быть смонтированы и работать как трехшарнирная (см. рис. 6.18, а), двухшарнирная или бес- шарнирная арочные системы (см. рис. 6.22, а, б). При пролетах по 100—120 м применима трехшарнир- ная система, при которой приборы для раскружаливания 3 устанавли- Рис. 6 22. Статические схемы инвентарных арочных кружал. и — двухшарнирных, б бесшарнирных 126
вают в замке арочных кружал (см. рис. 6.18) Для опирания кружальных ферм на опоры применяют различные устройства (рис. 6.21). Шарнир- ность в пятах кружал обеспечива- ют при помощи упругих прокла- док 1 в местах опирания кружал, например, из дубовых досок. Зам- ковые и пятовые секции кружал с опорными площадками для песоч- ниц и шарниров изготовляют обыч- но на строительстве из профильной и листовой стали. В пролетах более 120 м применя- ют двухшарнирную или бесшарнир- ную систему арочных кружал (рис. 6.22). При двухшарнирной системе приборы для раскружали- вания устанавливают под пятовы- ми шарнирам1И. В качестве прибо- ров для раскружаливания арок обычно применяют песочные цилин- дры (см. рис. 6.9, в). Большие бес- шарнирные коробчатые своды рас- кружал ивают гидравлическими домкратами, расположенными в их замках. Арочные кружала можно собирать в навес (рис. 6.23,6) или устанавли- вать в пролет укрупненными бло- ками в виде полуарок (рис. 6.23, а). Кружальные фермы относительно небольших пролетов обычно мон- тируют укрупненными пространст- венными блоками из двух плоско- стей со связями Укрупнитель- ную сборку производят на шпаль- ных клетках или легких свайных подмостях под местом установки. При значительной глубине воды кружала собирают на берегу и до- ставляют в пролет на плавучих средствах. Полуарки кружал иног- да доставляют к месту установки при помощи портальных, шлюзо- вых или других кранов и устанав ливают последовательно. Вначале поднимают пяту полуарки и закре- пляют ее на опоре с помощью вре- менного шарнира (см. рис. 6.21). Затем поднимают другой ее конец с поворотом вокруг временного шарнира. После подъема второй полуарки и установки в замке при- бора для раскружаливания кружа- ла замыкают. Полуарки можно поднимать и устанавливать с помощью лебедок с полиспастами и закреплять рас- чалками к опоре. Если высота опо- ры над пятами свода невелика, то для уменьшения усилий в полиспа сте концы тросов закрепляют за монтажную раму 3, установленную на опоре (см. рис. 6.23, а). Для подъема арочных кружал можно использовать также кабель-кран и подъемные устройства в виде ба- шен из инвентарных конструкций. При навесной сборке арочных кружал больших пролетов приме- няют портальные краны, кабель- краны или плавучие стреловые кра- ны. В процессе навесного монтажа кружала подвешивают к опорам при помощи расчалок и полиспас- тов, которые необходимы также для регулирования положения кру- жал. В бесшарнирных арочных кру- Рис Ь.23 Схемы мошажа кружал а полуарками, б секциями. / лебедка. 2 - полиспаст. 3 мошажная рама, 4 трос. 5 полуарка кружал, 6 трос, идущий к анкеру, 7 - стоика переменной высоты, 8 монтажный кран. V секция кружал, 10 трос идущий К лебедке 127
Рис. 6.24. Обстройка инвентарных кружал: / — косяки, 2 — поперечины; 3 — доски опалубки (поддон); 4 кружала, 5 - песочница жалах целесообразно регулировать усилия в элементах кружал перед их замыканием, создавая усилия обратного знака при помощи рас- чалок или домкратов. Если широкие своды бетонируют по частям с продольным членени- ем, собранные секции кружал мож- но перемещать поперек свода. Обстройка инвентарных кружал (рис. 6.24) состоит из косяков 1, по- перечин 2 и досок опалубки 3. На плазу деревообделочного це- ха предварительно размечают рас- положение верха инвентарных кру- жал, положение и очертание кося- ков, изготовляемых из брусьев по форме низа свода. Поперечины из брусьев, к которым прибивается опалубочный настил, устанавлива- ют на косяки через 0,4 --0,6 м Ко- сяки к кружалам и поперечины к косякам прикрепляются болтами Расчет подмостей и кружал. Под мости и кружала арочных пролет- ных строений рассчитывают на прочность и устойчивость при ос- новном и дополнительном сочета- нии нагрузок с введением соответ- ствующих коэффициентов пере- грузки Особенность расчета подмостей арочных пролетных строений свя- 128 зана с криволинейным очертанием арок и заключается в разложении вертикальной нагрузки на нор- мальную и тангенциальную к по- верхности опалубки. Поперечины и косяки рассчитывают на изгиб от нормальных составляющих веса свежеуложенного бетона (рис. 6.25). Тангенциальные составляющие вы- зывают в элементах опалубки и ко- сяках сдвигающие усилия. На уча- стках большой крутизны свода си- ла Т может превосходить сопротив- ление трения между бетоном и опа- лубкой. В этих случаях при бето- нировании свода или арок частями устанавливают торцовую опалубку с подкосами, воспринимающими давление Т бетонной смеси. Инвентарные арочные кружала, перекрывающие весь пролет свода, рассчитывают в соответствии с их статической схемой. Прежде всего определяют наибольшие значения изгибающего момента и продольно- го усилия, действующих на ароч- ную систему и элементы кружал. В трехшарнирных кружалах наиболь- шие усилия возникают в четверти Рис 6 25 Расчетые схемы: косяка, б определения строительного подъ- ема
пролета, в двухшарнирных — в зам- ке, а в бесшарнирных — в пяте или замке. При определении изгибающего момента М и продольной силы W всю неравномерно распределенную нагрузку, т. е. вес свежеуложенно- го бетона свода, опалубки, кружал и обстройки, а также транспортных средств и людей разделяют на ряд участков и заменяют равнодейству- ющими, приложенными в центрах их тяжести. При этом надо варьи- ровать загружение на различных этапах принятой схемы бетониро- вания и выявлять наиболее небла- гоприятное. Коэффициенты перегрузки и ус- ловий работы принимают в соот- ветствии с ВСН 136-78. Прочность верхнего сжатого поя- са трехшарнирной кружальной фермы проверяют по формуле S Fht М' < R"’ (6.6) а устойчивость сжатого пояса кру- жал — по формуле (6.7) при Л’ л2Е1 /2 1 о В В этих формулах: S — расчетное усилие в поясе фермы, Fnr — площадь сечений пояса фермы с учетом ослабления болтовы- ми отверстиями; М? — приведенное значе- ние расчетного момента в середине панели пояса от распределенной нагрузки (веса бе- тона, опалубки и обстройки), передаваемой через поперечины и косяки; №Нт — момент сопротивления сечения пояса фермы; RK — расчетное сопротивление стали по изгибу; — коэффициент продольного изгиба для внецентренно сжатых элементов; Ffip — пло- щадь сечений пояса без учета ослабления болтов; Rq — расчетное сопротивление ста- ли по сжатию; W— расчетная продольная сжимающая сила, действующая по оси арочных кружал в четверти пролета; п — количество ферм; М — расчетный изгибаю- щий момент, действующий на кружала в четверти пролета от веса свода, опалубки, ’ обстройки и кружал; h — высота фермы; ? Мр — изгибающий момент в поясе кружал; ! 5 Зак 156 Мэ — Эйлерова сила; Е1 — жесткость кру- жал; /о — длина панели верхнего пояса кружал. Следует также учитывать допол- нительные усилия в поясах фермы от ветровой нагрузки обычными способами. Устойчивость формы сквозных кружал и устойчивость их положе- ния на поперечное ветровое давле- ние относительно пятового шарнира крайней фермы (устойчивость кру- жал с опалубкой свода до его бето- нирования) проверяют общими ме- тодами строительной механики. Опалубка арок и сводов. Опалуб- ка арок двутаврового сечения (рис. 6.26,6) имеет каркас из сто- ек 7, горизонтальных ригелей 9 и диагональных связей. Все элемен- ты каркаса изготовляют из досок и скрепляют между собой гвоздями или болтами. Нижние и верхние концы стоек прикрепляют к насти- лу и к ригелю при помощи упор- ных досок. Рамы каркаса устанав- ливают перпендикулярно оси арки через 0,7—1,2 м в зависимости от давления свежеуложенного бето- на и толщины опалубочных досок. Опалубочный настил из досок при- крепляют к поперечинам гвоздями. В верхней части арок в процессе бетонирования устанавливают за- кладные доски 8, которые пропус- кают в щель между опалубочными досками. На участках арок, где ка- сательные к кривой наклонены к горизонту на угол, меньший 30°, за- кладные доски не ставят. Боковую опалубку удобно изготовлять в ви- де готовых щитов, стыкуемых на сближенных вплотную сгойках. Конструкция опалубки коробча- тых сводов (рис. 6.26, а) должна соответствовать принятой после- довательности бетонирования и позволять устанавливать укруп- ненные арматурные каркасы и зак- ладные детали, а также уклады- вать бетонную смесь во все части свода. Опалубка нижней плиты и стены коробчатого свода, бетонируемого в две очереди (см. рис. 6.26, а), мо- 129
Рис. 6.26. Опалубка арки и свода: и опалубка коробчатого свода, б — опалубка арки (фасад), 1 — внутренний короб, 2 — наруж- ный короб, 3 - распорка, 4 -- наклонная схватка, 5 — бетонная распорка, 6 — закладные доски, 7 стойки каркаса, 8- закладные доски, 9 — ригель каркаса; /^ — боковые щиты опалубки, 11 настил, 12 - упоры, 13 — поперечины жет быть выполнена из наружных и внутренних коробов. Щиты внут- ренних коробов раскрепляют рас- порками и диагональными связями. Толщина стен и плит фиксируется бетонными распорками Опалубка имеет закладные доски. Опалубку арок и сводов рассчи- тывают обычными способами (см. п. 5.2). Своды и арки можно сооружать навесным бетонированием. При этом часть пролетного строения бе- тонируется на сплошных подмос- тях, а затем внавес до замка с при- менением перемещаемого агрегата для подвешивания арматурного каркаса и опалубки специальной конструкции. Армирование арок и сводов. Ар- матуру арок и сводов можно свя- зывать на месте или собирать из укрупненных, заранее изготовлен- ных арматурных блоков в виде се- ток или каркасов. Размеры укруп- ненных арматурных блоков зави- сят от имеющегося подъемно-тран- J30 спортного оборудования и возмож- ности установки их в опалубку. Жесткость и неизменяемость карка- сов, необходимые при их переме- щениях, обеспечивают установкой дополнительных наклонных стерж- ней и рамок или при помощи тра- верс. При этом стремятся к сокра- щению количества стыков, свари- ваемых на месте, и, следовательно, к увеличению размеров каркасов. Бетонирование арок и сводов. Арки небольших пролетов, соору- жаемые на достаточно жестких подмостях и кружалах, можно бе- тонировать непрерывно от пят к замку с оставлением в пятах и зам- ке стыков, бетонируемых в послед- нюю очередь. Бетонную- смесь ук- ладывают слоями, наклонными от- носительно оси арки. Такой способ непрерывного бетонирования арок обеспечивает высокие темпы работ. При пролетах арок более 80 м способ бессекционного бетониро- вания не обеспечивает требуемого качества конструкции, так как в
ivi ci ju, tin пидмисгеи и кружал возникают трещины в схватившемся, но неокрепшем бе- тоне. Поэтому своды и арки сред- них и больших пролетов при бето- нировании делят на отдельные секции и бетонируют секцион- ным способом, исключающим вли- яние деформаций подмостей и зна- чительной части усадки бетона на напряженное состояние бетонируе- мой конструкции. Количество и размеры секций назначают в зависимости от длины пролета и размеров арок (рис. 6.27, б). Длина секций обычно со- ставляет 6—12 м. Между секциями в отдельных местах оставляют бе- тонируемые в последнюю очередь замыкающие клинья (длиной 0,7— 1,2 м) в тех частях свода, где де- формации кружал вызывают наи- большую для него опасность (в пя- тах, в замке), а также в местах пе- релома кривой осадки подмостей (кружал). Секции бетонируют в последова- тельности, обеспечивающей наибо- лее равномерное нарастание де- формаций кружал под нагрузкой и исключающей возможность потери ими устойчивости (см. рис. 6.27, б). Продольные стержни арматуры пропускают сквозь торцовую опа- лубку секций и стыкуют сваркой ванным способом. Своды больших пролетов, имею- щих коробчатое сечение, бетониру- ют последовательно, слоями, вклю- чающими нижнюю плиту (первая очередь), стенки (вторая очередь) и затем (рис. 6.27, а) верхнюю плиту (третья очередь) или нижнюю вме- сте с частью стен и верхнюю вме- сте с другой частью стен. Каждый слой бетонируют отдельными сек- циями с замыкающими клиньями. Такое с л о й н о - с е к ц и о н н о е бетонирование сводов вызывается условиями работ при установке внутренней опалубки и арматуры. При слойно-секционном бетони- ровании нижний слой бетона, уло- женный в первую очередь, исполь- зуют обычно как несущий элемент, работающий совместно с арочными кружалами и воспринимающий давление верхних слоев бетона. Это позволяет значительно облегчить кружала. Наиболее эффективное включение в работу бетона свода происходит при условии восприя- тия касательных напряжений в сты- ке между бетоном и верхними поя- сами кружальных ферм. Для это- го обеспечивают достаточно жесг- Рис. 6 27. Последовательность (/—III, 1—10) бетонирования а — сводов при слоимо секционном способе, б - арок при секционном способе 131
кое и прочное соединение поясов ферм с косяками, косяков с попе- речинами и поперечин с опалубоч- ным настилом. Для лучшей связи с бетоном опалубочный настил уст- раивают ребристым, пробивая рей- ки или снимая фаски с досок. При совместной работе с бетоном свода кружала рассчитывают с учетом приведенных значений пло- щадей и моментов инерции сечений (включенных в работу элементов) и с учетом возможной податливос- ти взаимных связей между этими элементами. Секции арок и сводов бетони- руют слоями, параллельными или наклонными относительно их ниж- ней грани, применяя настенные или глубинные вибраторы. Для подачи и распределения смеси можно при- менять переносные бункера. Весь свод при этом обстраивают ступен- чатыми подмостями для установки бункеров (рис. 6.28). Раскружаливание арок и сводов. При раскружаливании конструкции арок и сводов нужно освобождать от нагрузки равномерно, симмет- рично и в определенной расчетом последовательности, чтобы избе- жать возникновения непредусмот- ренного напряженного состояния конструкции и ее повреждения. При трехшарнирной схеме ин- вентарные арочные фермы раскру- жаливают при помощи располо- женных в замке приборов раскру- жаливания (песочниц или клино- вых приспособлений). Ход прибо- ров раскружаливания должен при этом обеспечивать опускание кру- жал, при котором можно освобо- дить их от нагрузок и разобрать. Расчетный ход песочницы с не- которым запасом можно опреде- лять, используя расчетный упругий прогиб кружал и свода в замке (см. п. 6.2). Арки и своды раскружаливают после приобретения бетоном проч- ности, предусмотренной в проекте. Раскружаливание с регулирова- нием напряжений в сводах. При бесшарнирной схеме кружал ко- робчатые своды больших пролетов раскружаливают гидравличе- скими домкратами, уста- новленными в замке свода, где при его бетонировании оставляют сквоз- ной зазор. Домкратами создают распор свода, позволяющий под- нять его, полностью освободить от нагрузки и разобрать кружальные фермы. Гидравлические домкраты опирают в торцы полусводов и раз- мещают в устроенных для них ни- шах в теле свода (рис. 6.29, а). Опорные поверхности ниш армиру- ют сетками. При домкратном рас- кружаливании применяют батареи из нескольких мощных домкратов (до 5000 кН каждый). Давление создают общей насосной установ- кой и регулируют с центрального пульта управления. Величину подъ- ема свода определяют из условия беспрепятственного демонтажа кру- жал и требуемого значения изгиба- ющего момента в замке, но при этом величину создаваемого распо- ра ограничивают предельными зна- чениями напряжений в сечениях свода. Между торцами полусводов в предусмотренных местах устанав- ливают стальные или железобетон- ные прокладки, фиксирующие по- Рис. 6.28. Обстройка кружал подмостями для установки бункеров: / — переставные бункера; 2 — площадки подмостей; 3 — кружала 132
Рис. 6.29. Размещение гидродомкратов в своде при раскружаливании: а — домкратами плунжерного типа, б — плоскими домкратами; / — пульт управления раскружали- ванием; 2 — лаз, 3 — бетонные плиты; 4 — сварной шов ложение свода, затем давление в домкратах полностью снимают. За- мок свода после разборки домкрат- ной установки армируют и омоно- личивают. При домкратном раскружалива- ни-и бесшарнирных сводов, как пра- вило, регулируют напряжения в их сечениях при помощи тех же гид- равлических домкратов. Давления в нижних и верхних батареях дом- кратов назначают такими, чтобы создать не только необходимый распор, но и требуемый эксцентри- ситет, добиваясь заданных значе- ний изгибающих моментов в пятах и замке в целях компенсации влия- ния упругого обжатия свода и уса- дочных процессов. Для регулирования напряжений s в сводах и арках можно с успехом применять плоские домкра- ты Фрейсине. Плоский домкрат (рис. 6.29, б) представляет собой простейшую конструкцию в виде тонкостенного резервуара из двух металлических листов, сваренных по контуру. По периметру домкра- та образуется окаймляющий валик цилиндрического сечения, позволя- ющий перемещаться плоским стен- кам под давлением нагнетаемой в него жидкости. Плоские домкраты могут иметь различную форму и размеры в зависимости от очерта- ний конструкции, в которую их ус- танавливают. При относительно небольших пе- ре м е щени ях плоек и ми дом кр а т а м и можно создать большие усилия. Конструкция домкратов позволяет размещать их между блоками арок и сводов в различных сечениях и ос- тавлять их в теле свода после регу- лирования напряженного состояния (см. рис. 6.29,6). При нагнетании в них твердеющих жидкостей (эпок- сидных смол, цементного раствора и др.) можно создавать необрати- мые деформации в конструкциях. Швы впоследствии заполняют бето- ном или цементно-песчаным раство- ром. Сооружение надсводного строе- ния. В период выстойки бетона сво- да устанавливают опалубку и мон- 133
тируют арматуру элементов моно- литного надсводного строения. Ар- матуру стоек или стенок сварива- ют с арматурой, выпущенной из подколонников. Арматуру элемен- тов конструкции проезжей части и ригелей поперечных рам устанав- ливают в опалубку этих элементов. Опалубку стоек надсводного строения устанавливают на подкол- лонники, бетонируемые обычно вместе с арками. Коробы опалубки стоек раскрепляют между собой связями из брусьев или досок и, кроме того, поддерживают гибкими наклонными расчалками. Конструк- ция опалубки стоек надсводного строения (рис. 6.30) состоит из вер- тикальных досок, оформляющих три из четырех стенок колонн, ра- мок из досок с клиньями, стоек из брусьев и закладных досок. Рас- стояния между хомутами зависят от толщины досок опалубки и их принимают в пределах 0,5—1,5 м Конструкция несущего каркаса Рис. 6.30. Опалубка надсводного строения /—доска опалубки; 2 — рамка hi досок, 3 стойка, 4 -поперечины; 5- прогоны, 6- опор- ные доски; 7 — продольная схватка; 8— клинья; 9 болты или гвозди опалубки и конструкции проезжей части зависят от длины панели. При панелях малой длины и плит- ной проезжей части прогоны из брусьев (см. рис. 6.30) опирают на насадки, уложенные на торцы сто- ек. С другой стороны прогоны опи- рают на доски, прикрепленные к щитам опалубки колонн. На прогоны укладывают попере- чины и опалубочный настил плиты. При длине панели свыше 5 м и реб- ристой проезжей части применяют прогоны из двутавровых балок, швеллеров или ферм. Такие прого- ны можно опирать на поперечные балки, уложенные на торцы опалу- бочных стоек смежных колонн, или на коротыши двутавров, выпущен- ные из бетона колонн. Опалубку конструкции проезжей части можно также устанавливать на подмости из инвентарных эле- ментов. При большой высоте стоек надсводного строения целесообраз- на скользящая опалубка. Надсводное строение обычно бетонируют после раскружалива- ния свода. В отдельных случаях кружала или подмости под арками сохраняют после раскружаливания до завершения бетонирования над- сводного строения арки или свода. Стойки надсводного строения бето- нируют с рабочих настилов с тща- тельным уплотнением бетонной смеси с мелкими заполнителями. Порядок бетонирования проезжей части не отличается от бетониро- вания балочных пролетных строе- ний. При строительстве монолитных арочных мостов применяют кабель- ные, плавучие, стреловые и пор- тальные краны. Наиболее рацио- нальными часто оказываются ка- бель-краны, особенно при строи- тельстве виадуков. Основы расчета внутренних уси- лий в конструкциях пролетного строения и строительного подъема свода. Внутренние усилия в эле- ментах железобетонных арочных мостов, используемые при расчетах 134
сечений и подборе арматуры (изги- бающие моменты, продольные и поперечные силы в сечениях свода и элементах надсводного строе- ния), зависят от условий строи- тельства. На каждом этапе строительства возникают и накапливаются необ- ратимые внутренние усилия в эле- ментах моста, наследуемые на пе- риод его эксплуатации. Эти усилия зависят от способов и последова- тельности работ, приемов регули- рования и раскружаливания, а так- же от длительных процессов в бе- тоне (ползучести и усадки), причем они суммируются с усилиями, воз- никающими при эксплуатации мос- та. Поэтому, приступая к проекти- рованию конструкций моста, необ- ходимо располагать основами предполагаемого способа строи- тельства. При непрерывном или секцион- ном бетонировании свода (арок) без включения в совместную рабо- ту кружал расчетная схема на пер- вом этапе /, т е. после раскружа- ливания свода, представляет собой бесшарнирный свод, загруженный только его собственным весом (рис. 6.31). Расчет усилий должен осуществляться с учетом упруго- пластического обжатия свода соб- ственным весом и ползучести бето- на. На втором этапе //, т. е. непо- средственно после бетонирования надсводного строения, свод ока- жется загруженным дополнительно сосредоточенными силами от соб- ственного веса элементов этого строения, так как его конструкция не способна пока включаться в совместную со сводом работу и лишь загружает его. При расчете составляющих внутренних усилий следует использовать ту же рас- четную схему бесшарнирного сво- да (см. рис. 6.31), дополнительно загруженного силами от веса над- сводного строения (без учета веса подмостей и опалубки) с учетом ползучести бетона После бетони- рования надсводного строения, сня- тия подмостей и опалубки в его элементах (ригеле, проезжей час- ти, стойках, подвесках) возникают внутренние усилия от собственного веса этих элементов. Расчетная схе- ма надсводного строения представ- ляет собой на этапе III рамную конструкцию, опирающуюся на не- деформируемый свод После выстройки бетона элемен- тов и омоноличивания надсводного строения включается в работу вся система арочного моста на нагруз- ки, действующие после этого этапа строительства, т. е. на вторую часть постоянной нагрузки (бал- ласт с частями пути, дорожное по- крытие, тротуары и пр.) и на вре- менную (подвижную) нагрузку. Расчетную схему последних загру- жений следует принять в виде объ- единенной системы свода с над- сводным строением (рис. 6.32). Значения расчетных внутренних усилий представляют собой алгеб- ♦нш нншшшШИШГ Рис 6 31 Расчетные схемы этапов соору- жения арочного пролетного строения 1-111- этапы за1 руления, /—нагрузка от соб сгвенного веса свода (арок) без учета веса опа лубки и обстройки, 2-- сосредоточенные нагруз- ки ио осям стоек о г веса блоков надсводного ci роения (элементов ригеля, проезжей части, стоек, распорок, без учета веса опалубки и об- стройки), 3-- нагрузка от веса ригеля, проезжей части, стоек, распорок, без учета веса опалубки и обстройки 135
1 «Ж»ЖЖНЖНЖШ11Ж»НЖЖЖЖШЖЖЖНННННГ 2 ЖЖ*ЖЖ1ЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЩ/ Рис. 6.32. Расчетная схема завершающего загружения арочного пролетного строения второй частью постоянной нагрузки и вре- менной нагрузкой- / — временная подвижная нагрузка; 2 — вторая часть постоянной нагрузки (балласт с частями пути, дорожное покрытие, тротуары и пр.) раические суммы упомянутых сос- тавляющих. При послойно-секционном бето- нировании свода с включением в совместную работу арочных кру- жал необходимо суммировать на- копления напряжений в элементах свода (нижней плиты, стен, верх- ней плиты), возникающих при бе- тонировании его на каждом этапе. Кружалам арочных пролетных строений придают строительный подъем с тем, чтобы после раскру- жаливания, загружения норматив- ной постоянной и половиной вре- менной нагрузками, завершения про- цессов усадки и ползучести бетона очертание пролетного строения со- ответствовало проектному. Ординаты строительного подъ- ема в различных точках свода di = = 611 + 621 должны включать в себя упругие и остаточные деформации кружал (подмостей) 6н под соот- ветствующей нормативной нагруз- кой, а также прогиб свода 62г под воздействием полной нормативной постоянной и половины временной нагрузок, усадки и ползучести бе- тона, а также разности температур среднегодовой и замыкания арки или свода. При арочных кружалах, пере- крывающих весь пролет, первая со- ставляющая ординат би слагается из трех величин: + (6-8) Ординаты упругого прогиба стальных кружальных ферм при трехшарнирной схеме определяют с применением матричного алгорит- ма или непосредственно по форму- ле Мора для ферм <6-9> 1 где Wp — усилия в элементах кружальных ферм от нагрузки; N — усилия в элементах ферм от вертикальной единичной силы, действующей в соответствующей точке сво- да; /п — длина элементов ферм; Е — модуль упругости стали; F— площадь сечения эле- мента ферм При бесшарнирной или двухшар- нирной схеме кружал ординаты оп- ределяют с учетом их статистиче- ской неопределимости. Вторая составляющая ординат 61/ представляет собой прогиб сво- да от деформаций элементов об- стройки кружал (косяков, попере- чин, настила) и сопряжений между ними. Эти составляющие определя- ют по формуле q°p-*-4-SA, (6.Ю) где Пер — средняя величина напряжений в элементе; hi — высота отдельных элемен- тов; Ei — модуль упругости материала эле- ментов; Д — обжатие в сопряжении, рав- ное 0,2—0,3 см. Третья составляющая 6'". соответ- ствует прогибам кружал от обжа- тия прокладок под замковой песоч- ницей и пятовых шарниров где а, — расстояние от пяты до точки, про- гиб которой определяется; AS — укороче- ние хорды, равное обмятию прокладок (2—3 см); S — длина хорды вертикальной фермы; f — стрела кружал; L — расчетный пролет свода. Величины 62ъ т. е. составляющие ординат строительного подъема свода, соответствующие его проги- бам на различных этапах строи- тельства моста, следует определять последовательно. Прогибы бесшарнирного свода под собственным весом и весом надсводного строения (первый и 136
второй этапы строительства), ве- сом второй части постоянной и по- ловинной временной нагрузки сле- дует определять с учетом упругого обжатия ползучести и усадки бето- на, а также изменения температу- ры (амплитуды Д/ между темпера- турой замыканий свода и среднего- довой). Ординаты прогиба опреде- ляют расчетом по соответствую- щим матричным алгоритмам (для бесшарнирного свода и замкнутой арочной конструкции) (см. рис. 6.31 и 6.32). В первом приближении состав- ляющая ординат строительного подъема б2, 2at -i-L2) г я 21 4fL [ £ -г- (15 -ь Д /) a j , (6.12) где R — расчетное сопротивление материала свода; Д/ — амплитуда изменений темпера- туры между среднегодовой и замыкания; 15 — температурный эквивалент усадки бе- тона; а — коэффициент линейного расши- рения бетона. Сооружение арочных пролетных строений с ездой посередине и арок с затяжками. Порядок бетонирова- ния пролетных строений с ездой по- середине следующий: вначале бето- нируют арки, а затем проезжую часть на среднем участке, опалуб- ка которой подвешивается на арма- туре подвесок, потом бетонируют подвески. При этом арматура под- весок напрягается весом бетона кон- струкции проезжей части, что пред- отвращает появление в бетоне под- весок силовых трещин. Порядок бетонирования арок с затяжками зависит от их конструк- ции и применяемых подмостей. При сплошных подмостях и пролетных строениях с жесткой затяжкой в первую очередь сооружают затяж- ку и проезжую часть вместе с опор- ными узлами арок. Затем устанав- ливают стоечные кружальные под- мости с опиранием на отвердевший бетон затяжки или на нижние под- мости с установкой приборов для раскружаливания. Во вторую очередь сооружают арки с установкой опалубки и ар- матуры на кружальных подмостях. После твердения бетона арок их раскружаливают и удаляют кру- жальные подмости; распор при этом воспринимается затяжной. За- тем опускают приборы раскружа- ливания нижних подмостей, удаля- ют их и бетонируют подвески. При применении арочных кру- жал для сооружения арок с затяж- ками вначале бетонируют арки. После раскружаливания распор от собственного веса передают арма- туре затяжки, закрепленной в опор- ных узлах кружал Опалубку и ар- матуру проезжей части и затяжки подвешивают при этом к арматуре подвесок, которую временно при- крепляют к кружалам. Затяжку бе- тонируют после раскружаливания арок. Монтажные напряжения в арках, вызываемые удлинением арматуры затяжки, предотвращают устрой- ством временных шарниров в зам- ке или в четвертях, омоноличивае- мых после раскружаливания. Под- вески бетонируют в последнюю оче- редь. Чтобы увеличить натяжение ар- матуры затяжки и подвесок перед бетонированием, увеличивают мон- тажную нагрузку на пролетное строение, загружая проезжую часть балластом. При выполнении работ на под- мостях на большой высоте особое внимание обращают на выполне- ние всех требований техники безо- пасности для высотных, монтаж- ных и бетонных работ. Г л а з й 7 МОНТАЖ СБОРНЫХ ЖСЛЕЗОЕНОННЫХ пролетных строений 7.1. Способы монтажа пролетных строении Индустриализация мостострое- ния как основное направление его развития связана с применением различных способов монтажа про- летных строений. 137
Способы монтажа выбирают в зависимости от конструкций, мас- сы и размеров монтажных блоков, наличия грузоподъемных и транс- портных средств и местных усло- вий строительства. Выбранный спо- соб монтажа экономически обосно- вывается при проектировании ре- зультатами варьирования возмож- ных решений. Цельноперевозимые и продольно- члененные балочные пролетные строения, изготовленные на заво- дах или полигонах и доставленные по железной дороге или на автомо- бильных трейлерах, обычно уста- навливают консольными, консоль- но-шлюзовыми кранами или специ- альными монтажными агрегатами большой грузоподъемности. Для установки тяжелых блоков пролет- ных строений находят также при- менение плавучие краны грузоподъ- емностью до 1600 т. Относительно легкие пролетные строения устанавливают стреловы- ми кранами. Поперечно-члененные неразрез- ные пролетные строения собирают обычно навесным или полунавес- ным способом, без применения или с частичным применением инвен- тарных подмостей. При этом при- меняют специальные монтажные краны. Навесной монтаж особенно целесообразен для сооружения вы- соких мостов и виадуков, а также при большой глубине водоема, на- личии судоходства и других усло- вий, препятствующих устройству подмостей. Рамно-консольные авто- дорожные мосты обычно монтиру- ют из мелких блоков уравновешен- но-навесным способом, наиболее перспективным для таких мостов. Для некоторых типов балочных пролетных строений (например, ПРК — плитно-ребристых конст- рукций) применимы передвижные подмости. Находит успешное применение способ продольной надвижки ба- лочных пролетных строений с кон- вейерно-тыловой сборкой их из мел- ких блоков. 138 При небольшой высоте моста, неглубокой реке и благоприятных грунтовых условиях, т. е. когда воз- можно возведение временных опор и подмостей, поперечно-члененные пролетные строения из мелких бло- ков собирают на инвентарных под- мостях и кружалах (МИК, УИКМ, АПК и др.). При сжатых сроках строительст- ва и благоприятных условиях (глу- бокая река с малой скоростью тече- ния, наличие нескольких однотип- ных пролетных строений, высокий берег и пр.) целесообразна уста- новка крупных блоков в виде полу- сводов или балок, а также цельно- перевозимых пролетных строений при изготовлении или укрупнитель- ной сборки их на берегу на стапе- лях или подмостях с Последующим перемещением в пролет на плаву- чих средствах. В труднодоступных районах мо- жет применяться навесной монтаж транспортабельных мелких блоков. В суровых климатических условиях следует избегать или резко ограни- чивать мокрые процессы при омо- ноличивании блоков. 7.2. и укрупнкгеяьная балсж Перевозка балок. Изготовленные на заводах или полигонах железо- бетонные балки пролетных строе- ний доставляют на строительство мостов железнодорожным, автомо- бильным, а иногда и водным тран- спортом. Блоки грузят на транс- портные средства при достижении бетоном проектной прочности од- ним или двумя кранами, тип и гру- зоподъемность которых должны соответствовать массе и размерам блоков, условиям производства ра- бот. Положение и опирание балок должно соответствовать установ- ленным габаритам и грузоподъем- ности транспортных средств, а так- же условиям работы балок в соору- жении и не вызывать в них пере- напряжений и повреждений.
При перевозке по же- лезным дорогам железобе- тонные балки в зависимости от массы и длины грузят на одну или две железнодорожные платформы. Таким образом, на платформах гру- зоподъемностью 60 т можно пере- возить балки массой до 120 т. Для перевозки балок длиннее загружен- ных платформ спереди и сзади их устанавливают платформы прикры- тия (рис. 7.1, а) или между загру- женными платформами располага- ют незагруженную (рис. 7.1, б). По- груженные на подвижной состав блоки не должны выходить за пре- делы габарита очертания погрузки шириной 3250 мм на прямых и кри- вых участках пути радиусом 320 м. Грузы, выходящие за пределы это- го габарита, называют негабарит- ными. Установлено пять степеней негабаритности (от 0 до IV) шири- ной 3414—4450 мм. Перевозка не- габаритных грузов требует специ- ального разрешения, стоимость ее выше на 50—300% в зависимости от степени негабаритности. При погрузке на одну платфор- му балку опирают на деревянные брусья и прочно прикрепляют к по- лу платформы болтами, тяжами и проволочными скрутками. При по- грузке на две платформы балки опирают на специальные устройст- ва — турникеты, обеспечивающие по- ворот балки относительно плат- форм на кривых участках железно- дорожного пути, а также устойчи- вость балки от опрокидывания, продольных и поперечных смещений. Турникет (рис. 7.2) состоит из нижней рамы, прикрепляемой к платформе, и верхней, опирающей- ся на нижнюю с помощью сфериче- ской пяты, обеспечивающей пово- Рис 7 1 Расположение железобетонных балок на транспортных средствах- и — на одной железнодорожной платформе, б — на сцепе железнодорожных платформ, в — на ав- тотягаче и пол'\ прицепе, г — на управляемых тележках, д — на трейлере, / —железобетонная бал на, 2 — опорные бр\сья, 3 — тчжи и проволочные скрутки; 4 — платформа прикрытия, 5 — турни- ьег, 6 - автотягач, 7 - полуприцеп с вертлюгом, 8— трактор; 9 — управляемая тележка; 10 — трейлер 139
Рис 7.2. Турникет для перевозки балок / — железнодорожный габарит, 2 — железобетон- ная балка, 3 — подкосы, -/ — упор; 5 — скользун; 6 — шкворень; 7 — нижняя рама рот рамы вокруг вертикальной и горизонтальной осей, что позволя- ет сцепу платформ свободно про- ходить кривые участки пути и сор- тировочные горки. Верхняя рама имеет подкосы и упоры, обеспечи- вающие устойчивость балки от оп- рокидывания и поперечных смеше- ний. Один турникет имеет растяж- ки с пружинными амортизаторами для закрепления балки от продоль- ных смещений. Для перевозки железобетонных балок для автодорожных мостов применяют скользящие турникеты АГ-ЗМ, позволяющие грузить на сцеп из двух железнодорожных платформ две балки длиной 21 м. Применение скользящих турнике- тов значительно сокращает ручные операции и простои вагонов при по- грузочно-разгрузочных работах, полностью исключает закладные детали в железобетонных балках для крепления к подвижному сос- таву. Прочность крепления блоков и устойчивость их и груженых плат- но форм против опрокидывания рас- считывают на действие продольной, поперечной и вертикальной инерци- онных сил, возникающих при рез- ком торможении и прохождении кривых участков пути, а также на давление ветра. Коэффициент ус- тойчивости против опрокидывания должен быть не меньше 1,25. Центр тяжести груженой платформы дол- жен возвышаться над головкой рельса не больше чем на 2,3 м. При перевозке по автомобильной дороге небольшие блоки пролетных строений доставляют на строитель- ство мостов на грузовых бортовых автомобилях грузоподъемностью до 8 т, а тяжелые и длинные балки — на полуприцепах или прицепах (см. рис. 7.1, в), на управляемых двух- осных 16-колесных тележках грузо- подъемностью 20—25 т (см. рис. 7.1, г) или на трейлерах (см. рис. 7.1, д), 'буксируемых автотягачами или тракторами. Вид транспортных средств выбирают в зависимости от массы и габаритных размеров блоков, плана и профиля автомо- бильной дороги, типа и состояния ее покрытия. Поступающие на строительство блоки железобетонных пролетных строений разгружают при помоши стреловых, портальных, козловых и других кранов, а также при по- мощи портальных рам с полиспас- тами и лебедками (рис. 7.3, а) или с помощью подъемных балок и домкратов (рис. 7.3, б). Блоки поперечно-члененных ба- лок подают в пролет на сборку про- летных строений или на монтаж- ную площадку для укрупнительной сборки балок с последующей уста- новкой их в пролет краном, над- вижкой или другим способом. Укрупнительная сборка балок. Сборка поперечно-члененных ба- лок состоит из установки и вывер- ки блоков, омоноличивания швов между ними, установки и натяже- ния арматурных пучков, заполне- ния каналов цементным раствором. Установку и выверку бло- ков при малых объемах работ про-
Рис. 7.3. Способы разгрузки железобетонных балок а — при помощи портальных рам; б — при помощи подъемных балок; / — железобетонная балка, 2 — портальная рама; 3 - расчалка, 4 — подъемная балка, 5 — домкрат, 6 — клетка и^ дере* вянных брусьев изводят на клетках из деревянных брусьев высотой 30—40 см, уло- женных на песчаную, хорошо ут- рамбованную подушку, а при боль- ших объемах работ — на стенде (рис. 7.4), имеющем металличе- скую раму с фиксаторами, обеспе- чивающими быструю и точную ус- тановку блоков в проектное поло- жение, а также неизменяемость их положения в процессе омоноличи- вания швов и натяжения армату- ры. Перед установкой блоки тща- тельно осматривают, проверяют их геометрические размеры и пра- вильность расположения каналов, очищают торцы блоков и каналы от грязи и наплывов бетона. Раз- меры каналов проверяют протаски- ванием челнока и при необходимо- сти прочищают металлической ша- рошкой. Блоки устанавливают краном, техническая характеристика кото- рого должна соответствовать усло- виям производства работ. Правиль- ность установки блоков в плане проверяют стальной проволокой, закрепленной по оси торцов край- них блоков, а по вертикали — ниве- лиром, уровнем и отвесом. Для вы- правления положения блоков при- меняют ручные домкраты и дере- вянные клинья. После выверки блоки закрепляют на стенде фик- саторами. В собранной балке 4ie- А~А Рис. 7.4. Стенд для сборки составных балок: / — железобетонный блок; 2— фиксатор; 3 — металлическая рама; 4 — клетка из деревянных брусьев; 5 — песчаная подушка 141
совпадение нижних поверхностей блоков должно не превышать 2 мм, а боковых поверхностей — 5 мм. Уменьшение рабочей площади каж- дой части сечения (нижнего пояса, стенки, верхней полки) в стыке из- за несовпадения граней должно быть не более 5% их проектной площади. Несовпадение положе- ния каналов, отклонение толщины швов и другие отступления от про- екта должны не превышать допус ки, установленные нормами и тех- ническими условиями на производ- ство работ. Стыки блоков могут быть тонкими, заполняемые цементным раствором, и толстыми — бетонной смесью. Для образования каналов между блоками и предохранения их от попадания материала запол- нения применяют надувные заглуш- ки, трубки, шайбы и другие кана- лообразователи. При тонких швах применяют круглые шайбы из микропористой резины. Внутренний диаметр шайб назначают на 3—4 мм больше диа- метра канала, а толщину — на 4— 5 мм больше ширины шва. Шайбы наклеивают на торцы блоков кле- ем или битумом. Надувные заглушки (рис. 7.5, а, б) представляют собой резино- вые камеры, закрепленные прово- локой на стальной трубке. Заглуш- ки заводят в каналы блоков, про- веряют положение их в швах, а затем нагнетают в трубку сжатый воздух, который расширяет резино- вые камеры. Надувные каналооб- разователи устраивают также из ре- зинотканевых рукавов (рис. 7.5, в), которые заводят в каналы блоков и надувают сжатым воздухом под давлением 0,2—0,3 МПа. Через 2— 3 ч после заполнения швов цемент- ным раствором воздух выпускают и каналообразователи извлекают. При толстых швах применяют каналообразователи в виде трубок из кровельной стали с упором (рис. 7.5, г) и раздвижных трубок (рис. 7.5, д). Трубки заводят в ка- налы по мере установки блоков. Раздвижные трубки с пружиной Рис 7.5 Каналообразователи и --трубка с надувными »а!лушками, б — надувная заглушка, в — резинотканевый или полиэти леновый рукав, г - металлическая трубка с упором, д — раздвижная трубка с пружиной, / — контрольная заглушка, 2 — железобетонный блок, 3 - стальная трубка 4 — отверстие в трубке. 5 — резиновая камера, 6— проволочная скрутка, 7 — рукав, 8 - упор, 9- пружина 142
можно устанавливать после сборки балки. Заполнение швов между блоками производят после установ- ки и выверки положения блоков балки и каналообразователей. Швы шириной 10 мм заполняют беспесочным быстротвердеющим цементным раствором, который наг- нетают в шов снизу диафрагмен- ным или плунжерным насосом или заливают сверху через воронку Перед заполнением торцы блоков промывают водой и швы закрыва- ют досками или заделывают це- ментным раствором по наклеенной ткани. Швы шириной 30 мм заполняют быстротвердеющим цементно-пес- чаным раствором с крупно- и сред- незернистым песком. Перед запол- нением с одной стороны такого шва устанавливают опалубку и тор- цы блоков обильно смачивают во- дой. Раствор укладывают снизу вверх слоями толщиной 10—20 см и уплотняют деревянной лопаткой. По мере заполнения наружную по- верхность шва закрывают доской. Через 3—4 ч опалубку снимают, и шов затирают вровень с поверхно- стью. Швы шириной 70 мм и больше заполняют быстротвердеющей сме- сью с мелким щебнем крупностью не более 20 мм. Выпуски ненапря- гаемой арматуры сваривают. Для толстых швов применяют инвен- тарную металлическую или дере- вянную опалубку. Щели между опалубкой и блоками заделывают цементным раствором или паклей. Бетонную смесь укладывают слоя- ми с уплотнением глубинными виб- раторами или металлическими трамбовками. Опалубку снимают через 4—6 ч после бетонирования, тщательно затирают швы и защи- щают их влажной мешковиной или этиноленовым лаком. Для ускоре- ния твердения бетона разрешается пропаривание и электропрогрев уложенной смеси. В холодное время года швы за- полняют цементным раствором или бетонной смесью, приготовленной на горячей воде или на подогретых воде и заполнителях. Свежеуло- женный раствор или бетон обогре- вают в объемлющих или местных тепляках или устраивают электро- прогрев. При клеевых стыках на торцовые поверхности блоков нано- сят слой клея, состоящего из эпок- сидной смолы, отвердителя, плас- тификатора и заполнителя — це- мента, алебастра и др. Стыки об- жимают натяжением части рабо- чей арматуры с напряжением 0,1 — 0,15 МПа. При температуре ниже —20°C клей не полимеризуется, поэтому при низкой температуре воздуха клей наносят на поверхности бло- ков, предварительно нагретые в ме- стных тепляках с калориферами или электронагревателями. Каче- ство клеевых стыков проверяют внешним осмотром и испытанием на срез и изгиб склеенных бетон- ных образцов. После приобретения раствором или бетоном заполнения швов тре- буемой прочности и отвердения клея в каналы блоков при помощи «'пионерной» проволоки и лебедки устанавливают арматурные пучки, затягивают их с помощью домкра- тов в последовательности и до уси- лий, установленных проектом, а за- тем производят инъекцию цемент- ного раствора в каналы для защи- ты арматуры от коррозии (см. п. 6.2). 7.3. Монтаж простых балочных пролетных строений Монтаж сборных железобетон- ных простых балочных пролетных строений плитной и ребристой кон- струкции с ненапрягаемой и пред- варительно напряженной армату- рой железнодорожных и автодо- рожных мостов состоит из установ- ки блоков пролетных строений на опоры, соединения блоков и уст- 143
ройства мостового полотна, тротуа- ров и перил. Железобетонные блоки пролет- ных строений можно устанавливать на опоры мостов следующими спо- собами: 1) различными кранами; 2) надвижкой и 3) при помощи плавучих средств. Установка бло- ков кранами в большинстве случа- ев обеспечивает сокращение сро- ков, снижение трудоемкости и сто- имости строительства мостов. Железобетонные блоки типовых пролетных строений устанавлива- ют на опоры мостов стреловыми, консольными, шлюзовыми, козло- выми, плавучими и другими крана- ми и агрегатами. Способ установки балок на опо- ры и тип крана принимают в зави- симости от конструкции пролетных строений, массы и размеров бло- ков, условий строительства моста, путем сравнения технико-экономи- ческих показателей вариантов про- изводства работ. Установка балок стреловыми кранами. Для установки балок на опоры мостов применяют стрело- вые самоходные полноповоротные краны на автомобильном, пневмо- колесном, гусеничном и железнодо- рожном ходу. В настоящее время на строитель- стве мостов применяют автомобиль- ные краны грузоподъемностью на выносных опорах до 16 т, а без вы- носных опор до 5 т, поэтому их ис- пользуют только для монтажа плитных и ребристых пролетных строений небольшой длины. Пнев- моколесные краны имеют грузо- подъемность на выносных опорах до 63 т, а без выносных — до 30 т. Гусеничные краны не имеют вынос- ных опор, грузоподъемность их до- стигает 100 т. Железнодорожные краны на выносных опорах имеют грузоподъемность до 50 т, а без вы- носных опор до 25 т. Кроме того, применяют пневмоколесные краны фирмы «Като» грузоподъемностью до 120 т и железнодорожные кра- ны ЕДК грузоподъемностью до 250 т. 144 Г рузоподъемность стреловых кранов находится в обратной зави- симости от длины и вылета стре- лы — расстояния от оси вращения крана до оси крюка. Установка кранов на выносные опоры (аутри- геры) увеличивает их опорную ба- зу, что повышает устойчивость про- тив опрокидывания и грузоподъем- ность кранов. Возможность применения стре- ловых кранов для установки балок проверяют по таблицам или графи- Рис. 7.6. График грузоподъемности стрело- вого крана: / — кривая грузоподъемности при работе крана без выносных опор; 2 — то же при выносных опо- рах; 3 — кривая высоты подъема стрелы Рис. 7.7. Положение крана при монтаже пролетного строения: а — на проезжей части моста; б — на земле или понтонах; /ь /2— вылет стрелы крана
кам грузоподъемности (рис. 7.6). Сначала для конкретных условий производства работ определяют не- обходимый вылет стрелы крана, а затем по графику соответствующую ему грузоподъемность. При монтаже пролетных строе- ний краны можно располагать вверху (на проезжей части моста или насыпи) или внизу (на земле или понтонах) (рис. 7.7). В первом случае кран устанавливает балки перед собой с большим вылетом стрелы и поэтому имеет меньшую грузоподъемность; во втором кран устанавливает балки сбоку при ми- нимальном вылете стрелы и поэто- му имеет большую грузоподъем- ность, однако для возможности ус- тановки балок на высокие опоры кран должен иметь длинную стрелу. Балки пролетных строений мож- но устанавливать на опоры одним или двумя кранами, с одной или нескольких стоянок, без изменения вылета стрелы или с изменением. Легкие балки обычно устанавлива- ют одним краном с одной стоянки и без изменения вылета стрелы (рис. 7.8, а, д). Тяжелые балки можно устанавливать одним кра- ном с двух стоянок и с изменени- ем вылета стрелы (рис. 7.8, б) или двумя кранами. Во время подъема и перемещения балок двумя кра- нами полиспасты их должны быть в вертикальном положении. Для этого один из кранов одновремен- но с разворотом стрелы должен медленно перемещаться по гори- зонтали (рис. 7.8, в, г) или оба кра- на должны перемещаться к месту установки балки с одинаковыми скоростями и неизменными выле- том и углом поворота стрел (рис. 7.8, е). При этом оба машиниста Рис. 7.8 Способы установки балок стреловыми кранами о —одним краном, с одной стоянки по оси моста, с поворотом на 180°; б - одним краном, рас- положенным по оси моста, с поворотом и перемещением; в — двумя кранами, расположенными по оси моста, с поворотом одного и поворотом и перемещением другого; г — двумя кранами, расположенными рядом с мостом, с поворотом одного и поворотом и перемещением другого; д — одним краном, расположенным рядом с мостом, с поворотом на 180°; е — двумя кранами, рас- положенными рядом с мостом, с перемещением кранов, без поворота и изменения вылета стрел. / — балка; 2 — кран, 3 — опора моста; 4 — ось моста; I, II— стадии установки балок на опоры 145
Рис 7.9. Строповка балок а -- тросом; б - траверсой должны постоянно видеть балку и друг друга. Балки пролетных строений необ- ходимо строповать по заранее раз- стальными тросами или траверса- работанным схемам инвентарными ми (рис. 7.9). Применение траверс уменьшает высоту строповки и ис- ключает горизонтальные сжимаю- щие усилия в поднимаемых бал- ках. Тросы и траверсы рассчитывают на действие собственного веса под- нимаемого блока с учетом динами- ческого коэффициента Прочность троса проверяют по формуле Q (1 м) „ R<ih (7 п соь a k где Q — расчетный вес балки; (1 + ц) — ди- намический коэффициент, п — количество тросов; а—угол наклона троса к вертика- ли, Rdh — разрывное усилие троса, k — ко- эффициент запаса, равный 4—8 Прочность траверсы проверяют по формуле M.Wn<R^ (7 2) где М — максимальный расчетный изгиба- ющий момент в сечении траверсы. W„ — момент сопротивления сечения нетто тра- версы; Rh — расчетное сопротивление на изгиб стали траверсы При строповке балок стальными тросами в обхват под стропами в местах соприкасания с бетоном ус- танавливают и закрепляют дере- вянные подкладки, исключающие повреждения бетона и троса. Установку балок стреловыми кранами производят по технологи- ческим картам, утвержденным 146 главным инженером строительст- ва. На карте должны быть указа- ны места установки и пути переме- щения крана, конструкция основа- ний и путей, строповочных уст- ройств и других приспособлений, порядок подъема, поворота и опус- кания монтируемых блоков, состав бригады рабочих и другие данные, необходимые для высокопроизво- дительного и безопасного производ- ства работ Установка балок козловыми и портальными кранами. Балочные Ьролетные строения многопролет- ных мостов, путепроводов и эста- кад небольшой высоты и ширины целесообразно собирать козловыми или портальными кранами Эти краны также используют при соору- жении опор, изготовлении, разгруз- ке и укрупнительиой сборке балок Козловые краны (рис. 7.10, а) состоят из рам, имеющих ригель и стойки, жестко и шарнир- но соединенные с ригелем, ходовых гележек с электродвигателями и редукторами, грузовой тележки с полиспастом и кабиной управле- ния. Промышленность выпускает се- рийно козловые краны различной конструкции грузоподъемностью до 65 т, с простыми балочными и консольными, сплошными и сквоз- ными ригелями пролетом до 38 м, с ходом грузовой тележки до 34 м, высотой подъема крюка до 24 м, расстоянием между осями ходовых тележек вдоль пути до 12 м, мош-
ностью электродвигателей до 62 кВт и массой до 86 т. Портальные краны (рис. 7.10, б) из инвентарных элементов имеют вертикальные рамы со сквоз- ными ригелями и стойками, ходо- вые и грузовые тележки с полиспа- стами. Эти краны имеют грузоподъ- емность до 100 т, пролет до 50 м, высоту подъема крюка до 34 м, мощность электродвигателей до 223 кВт и массу до 220 т, в том числе инвентарных элементов до 70%. Козловые и портальные краны пе- редвигаются вдоль моста по под- крановым путям, состоящим из же- лезнодорожных рельсов Р43, шпал и слоя щебня или гравия толщиной не менее 0,4 м. На местности, по- крытой водой и при монтаже высо- ких мостов, подкрановый путь ук- ладывают по рабочим мостикам, со- стоящим из деревянных свайных опор и прогонов из металлических двутавров (№ 55). Продольный ук- лон путей должен не превышать 0,02, поперечный — 0,01. На под- крановых рельсах устраивают тупи- ковые упоры, а на кранах — захва- ты против угона ветром и концевые выключатели. Краны транспортируют в разоб- ранном виде по железным и авто- Рис. 7.10. Установка балок козловым (а) и портальным (б) кранами: / — подкрановый путь, 2— ходовая тележка; .'/ — жесткая Стойка, 4 — лебедка подъема груш, 5- грузовая тележка, 6 - полиспаст; 7- железобетонная балка; 8 — ригель; .9 —шарнирная стойка, 10 — жесткая затяжка; // — лебедка перемещения грузовой тележки, 12— эстакада, L — пролет крана, В - ход грузовой тележки, // — высота подъема крюка; D — база крана вдоль пути, / - подъем балки 7 полиспастом 6\ I/ - поперечное перемещение балки грузовой тележкой 5; III — опускание балки в проектное положение на опорные части 147
мобильным дорогам и собирают стреловыми мобильными кранами в вертикальном или горизонтальном положении с последующим поворо- том на 90°. Железобетонные балки устанав- ливают на опоры одним или двумя козловыми или портальными кра- нами в зависимости от массы и раз- меров балок, грузоподъемности кра- нов и условий производства работ. При установке балок двумя крана- ми они должны быть снабжены уст- ройствами для синхронной работы. Балки подают под кран на авто- прицепах, трейлерах, железнодорож- ных платформах или на специаль- ных тележках по путям, уложенным по земле, эстакаде или по ранее собранным пролетным строениям. При необходимости козловые и пор- тальные краны могут перемещаться вдоль моста на склад балок и до- ставлять их в собираемый пролет. Установка балок состоит из следу- ющих операций: строповка и подъ- ем балки полиспастом; поперечное перемещение балки грузовой тележ- кой; опускание балки в проектное положение на опорные части; рас- строповка балки; возврат грузовой тележки и опускание крюка за следующей балкой. За одну смену козловой или портальный кран уста- навливает четыре-пять балок. Установка балок плавучими кра- нами. При строительстве мостов че- рез широкие и глубокие реки круп- ноблочные балочные пролетные строения целесообразно монтировать плавучими кранами и установками, которые не требуют устройства вре- менных эстакад, имеющих значи- тельную трудоемкость и стоимость. Плавучие краны делятся на цельные неразборные и сборно-раз- борные, перевозимые по железным и автомобильным дорогам. Цельные плавучие краны имеют различную конструкцию и значительную грузо- подъемность. Эти краны обычно принадлежат организациям речного и морского флота и арендуются мо- стостроителями только для установ- ки очень тяжелых балок. На строи- 148 тельстве мостов, как правило, при- меняют сборно-разборные плавучие краны и плавучие установки с раз- личными кранами, размеры и грузо- подъемность которых принимают в соответствии с размерами и массой монтируемых балок и с местными условиями производства работ. Плавучий кран ПРК-100 (рис. 7.11, а) имеет сборно-разборную конструкцию, состоящую из следую- щих основных частей: плашкоута из понтонов, распределительной рамы, поворотной платформы, стрелы-шев- ра с полиспастами, лебедок, элек- тростанции и пульта управления. Плашкоут состоит из 24 инвентар- ных понтонов типа КС-3 при основ- ной сборке и из 16 понтонов при об- легченной сборке. Водоизмещение плашкоута соответственно составля- ет 530 и 400 т; осадка при работе — 1,55 и 1,5 м. Два задних понтона за- ливают водой для уменьшения диф- ферента крана. Плашкоут оборудо- ван швартовыми лебедками и уст- ройствами, якорями с канатами. Стрела-шевр А-образной формы состоит из решетчатых сварных сек- ций, соединяемых болтами. Она име- ет главный и вспомогательный по- лиспасты с крюками. Вылет глав- ного крюка от торца плашкоута из- меняется от 3 до 20 м. Высота подъ- ема главного крюка над палубой плашкоута до 32 м. Максимальная грузоподъемность крана при распо- ложении стрелы вдоль продольной оси плашкоута: на главном крюке 100 т при основной сборке и 70 т при облегченной, на вспомогательном крюке 30 т. Масса крана без понто- нов и противовеса 205 т при основ- ной сборке и 125 т при облегченной. Кран несамоходный, перемещается буксиром мощностью не менее 450 кВт. Плавучие крановые уста- новки состоят из стреловых мо- бильных кранов, деррик-кранов или козловых кранов, распределитель- ных рам или надстроек из элемен- тов инвентарных конструкций и пла- шкоутов из инвентарных понтонов. Тип крана, грузоподъемность, длину
Рис. 7.11. Установка балок плавучими кранами: а — плавучим краном ПРК-ЮОО, б — плавучей установкой с краном ДК-Зб^бО; / — противовес; 2 — стойка, 3 — подкос, 4 — полиспаст стреловой, 5 — то же вспомогательный; 6 — то же грузовой; 7 — железобетонная балка, Я — стрела, 9 — грузовые и стреловая лебедки; 10 — электростанция, // — поворотная платформа, 12 — распределительная рама; 13 — плашкоут из понтонов КС-3; 14 — водный балласт, 15 — надстройка из УИКМ и вылет стрелы принимают в соот- ветствии с размерами и массой же- лезобетонных балок и условий про- изводства работ. Размеры плашкоу- тов назначают в соответствии с ти- пом и грузоподъемностью принято- го крана, а высоту надстройки — в зависимости от высоты моста. Плавучая установка с краном ДК-45/60 (рис. 7.11, б) имеет плаш- коут из 33 или 52 понтонов КС-3 в зависимости от высоты надстройки из инвентарных элементов, равной 16,7 или 28 м. Деррик-кран имеет стрелу длиной 32 или 26 м, высоту подъема крюка над водой до 44 или 50 м, максимальную грузоподъем- ность 45 или 60 т. Плавучие крановые установки рас- считывают на плавучесть, остойчи- вость и осадку, прочность плашкоута и надстройки, швартовных канатов и якорей. Схему плавучей установки составляют в соответствии с разме- рами и массой монтируемых балок, грузоподъемностью принятого кра- на, высотой моста и другими усло- виями производства работ (рис. 7.12). Расчет выполняют на верти- кальные нагрузки от собственного Рис. 7.12. Расчетная схема плавучей крановой установки- 01 — вес противовеса; б2— вес плашкоута; бч—вес крана; б<— вес опоры; 65 — вес блока; дав- ление ветра, 1Г| - на блок; W'2 — н~ - ран; П"3 — на опору 149
веса плашкоута, надстройки, проти- вовеса, лебедок и другого оборудо- вания, крана с грузом и без груза; на горизонтальные нагрузки от дав- ления ветра и воды, а также на инерционные силы, возникающие при передвижении и поворотах кра- на. Все нагрузки учитывают в наи- более невыгодных сочетаниях и с соответствующими коэффициентами перегрузки и динамичности. Остойчивость и осадку плавучих установок проверяют вдоль плашко- ута (дифферент) и поперек (крен). При этом дифферент на нос плаш- коута с максимальным грузом дол- жен быть равен дифференту на кор- му при нерабочем положении крана. Якоря и канаты подбирают на мак- симальные горизонтальные нагруз- ки от ветра и течения воды (см. п. 9.4). Плавучие краны и установки транс- портируют в разобранном виде по железным и автомобильным доро- гам. Плашкоуты собирают на бере- говых стапелях с последующим спус- ком на воду или собирают на воде днищем вверх с поворотом на 180°. Надстройки монтируют легкими стреловыми мобильными кранами. Плавучие краны и установки осна- щают спасательными средствами со- гласно Правилам Речного регистра. До начала работы краны и установ- ки осматривают и испытывают проб- ной нагрузкой по установленным правилам, с составлением акта. Установку балок плавучими кра- нами производят по утвержденному проекту производства работ, при глубине воды не менее 1,2 высоты борта плашкоута и при отсутствии в воде предметов, которые могут пов- редить понтоны. Работа плавучих кранов и установок с опиранием плашкоутов на грунт категорически запрещается. Сборно-разборные плавучие кра- ны и установки могут работать при скорости ветра до 13 м/с и высоте волны до 0,5 м. Перевозка груза на крюке крана разрешается при скоро- сти ветра не свыше 7,4 м/с. Во вре- мя работы плашкоут расчаливают 150 не менее чем в четырех направлени- ях к якорям или ранее забитым сва- ям. Все движения с грузом, а также торможение должны производиться плавно, без рывков Балки сначала поднимают на 0,2 м, проверяют ис- правность тормозов, правильность строповки и остойчивость крана. Балки опускают двигателем крана при наименьшей скорости. Точную наводку балок в проектное положе- ние осуществляют швартовыми ле- бедками крана, что создает опреде- ленные трудности и занимает зна- чительное время. Зимой кран еже- дневно очищают от снега и льда и окалывают лед вокруг плашкоута. Надвижка балок. При отсутствии кранов или по экономическим сооб- ражениям железобетонные балоч- ные пролетные строения перевозят и устанавливают на опоры при по- мощи плавучих или катучих опор, а также путем надвижки балок вдоль и поперек оси моста по сплошным подмостям или временным непод- вижным опорам. Плавучая опора (рис. 7.13, а) состоит из плашкоутов из инвентар- ных понтонов, распределительной фермы и башенных надстроек из элементов инвентарных конструк- ций, опорных ростверков из метал- лических балок и клеток из деревян- ных брусьев для опирания железо- бетонных балок и регулирования вы- соты плавучей опоры в зависимости от отметок воды и оголовков опор моста. На плашкоутах расположены лебедки с якорями для перемеще- ния и установки плавучей опоры, а также насосы и компрессоры для балластировки понтонов. Размеры плавучей опоры принимают в соот- ветствии с длиной балки и высотой моста. Количество понтонов опре- деляют в зависимости от массы бал- ки, обстройки и оборудования. Ос- тойчивость, осадку, прочность плаш- коутов и обстройки, канаты и якоря рассчитывают по указаниям п. 9.4. Железобетонные балки устанавли- вают на плавучие опоры кранами, подъемниками или при помощи пир- сов. В последнем случае понтоны
Рис 7.13. Установка балок плавучими опорами (а) и надвижкой по подмостям (6): /--железобетонная балка, 2 - опорный ростверк. 3 - надстройка; 4 распределительная форма; 5—плашкоут, 6 — лебедка. 7- якорь, 8 - транспортная тележка, 9— подмости. 10 - свайный фундамент. /, ,// — направления перемещения балки плашкоутов сначала заполняют во- дой (балластируют) для понижения опоры, затем ее подводят под же- лезобетонную балку, освобождают понтоны от воды, и опора, поднима- ясь, снимает балку с пирсов. Пла- вучую опору перемещают по аква- тории буксирами или лебедками с якорями, заводят в пролет, закреп- ляют за опоры моста и, заполняя понтоны водой, опускают железобе- тонную балку на опорные части, пос- ле чего плавучую опору возвраща- ют за следующей балкой. Продольн о-п оперечную на- движку балок (рис. 7.13, 6) производят по сплошным подмостям, расположенным вдоль моста, и по постоянным или временным опорам, расположенным поперек моста. Под- мости собирают из инвентарных эле- ментов на лежневых или свайных фундаментах. Балки надвигают по рельсовым накаточным путям на тележках, кат- ках или по устройствам скольжения, с помощью лебедок с полиспастами или гидроцилиндрами. При надвиж- ке железобетонных балок принима- ют меры, обеспечивающие устойчи- вость балок против опрокидывания и исключающие появление трещин в бетоне. Балки устанавливают на опорные части домкратами. Устройство монтажных стыков. Балки железобетонных пролетных строений соединяют после установ- ки всех балок на опорные части, вы- верки их положения и надежного закрепления. Эти работы выполня- ют с легких подвесных или катучих подмостей. Диафрагмы и плиты железобетон- ных балок соединяют сваркой за- кладных стальных деталей (рис. 7.14, а) или выпусков арматурных стержней с последующим заполне- нием швов бетонной смесью (рис. 7.14, б, в). Выпуски арматуры с крюками и петлевые выпуски сое- диняют вязальной проволокой. Пос- ле приемки сварочных работ и ус- транения обнаруженных дефектов устраивают легкую подвесную опа- лубку из досок, тщательно промы- вают и увлажняют водой поверхно- сти стыка и опалубки, заполняют стыки бетонной смесью с водоце- 151
Рис 7 14. Монтажные соединения балок а — металлический сварной стык диафрагм, б - опалубка стыка диафрагм; в — опалубка желе зобетонного стыка плиты; г - натяжение попе речных арматурных пучков плиты, 1 - окаймля ющий стальной уголок, 2 - накладка с арматур ной сеткой, 3 — стяжные болты, 4 -- клинья; 5 - доска опалубки, 6 — швеллер, 7 - насосная стан ция, 8 — домкрат двойного действия ментным отношением 0,35—0,5 и осадкой конуса 4—5 см. Бетонную смесь укладывают непрерывно и тщательно уплотняют. Наружную поверхность стыка выравнивают за- подлицо с соединяемыми элемента- ми и защищают водонепроницаемым покрытием. Опалубку стыков снима- ют при достижении бетоном прочно- сти на сжатие не менее 15,0 МПа. При объединении балок попереч- ным натяжением арматурных пуч- ков прежде всего тщательно прочи- щают каналы и проверяют качество пучков, затем пучки протягивают в каналы с подвесных подмостей. В швах между блоками пучки обер- тывают рубероидом. Эти обертки вводят в каналы на 1—2 см и за- 152 крепляют на пучке вязальной про- волокой. Затем швы заполняют бетонной смесью. После того как заполнение швов приобретет не- обходимую прочность, натягивают пучки с одной стороны домкратами двойного действия (рис. 7.14,г). На- тянув пучки до требуемого усилия, проволоки их заклинивают в конус- ных анкерах. Каналы заполняют це- ментным раствором, а анкеры заде- лывают бетоном. В зимних условиях перед уклад- кой бетонной смеси или раствора сборные железобетонные конструк- ции в районе стыков прогревают до температуры не менее 4-5°C и обо- гревают уложенную смесь горячим воздухом или водой, электротоком, переменным электромагнитным по- лем или инфракрасными лучами. Скорость повышения температуры при прогреве должна быть не более 5—7 °C в 1 ч, температура изотер- мического прогрева — не выше 4-45 °C Обогрев прекращают при достижении бетоном в стыках проч- ности не менее 70% проектной, а в конструкциях, предназначенных для эксплуатации в северных районах с расчетной минимальной темпера- турой наружного воздуха ниже —40 °C, — не менее 100% для бето- нов без добавок и 80% для бетонов с воздухововлекающими добавками. Загружать балки монтажной или эксплуатационной нагрузкой разре- шается при достижении бетоном стыков прочности, указанной в про- екте для данной стадии работ, что должно подтверждаться испытания- ми контрольных бетонных образцов. Сборные железобетонные тротуа- ры и перила монтируют легкими стреловыми кранами, соединяя бло- ки болтами или сваркой закладных стальных деталей. Гидроизоляционные работы вы- полняют в теплую и сухую погоду (см. п. 6.2). При устройстве гидро- изоляции из термопластичной, теп- ломорозостойкой битумной мастики, армированной высокопрочным стек- лосетчатым полотном, выполняют следующие операции: очистка изо-
лируемой поверхности и грунтовка ее битумным лаком, приготовление и доставка автогидронатором горя- чей битумной мастики, нанесение первого слоя битумной мастики тол- щиной 3—4 мм, раскатка армирую- щего стеклосетчатого полотна по ос- тывшему первому слою мастики, пропитка стеклополотна горячей би- тумной мастикой и устройство вто- рого слоя мастики толщиной 3— 4 мм. При производстве работ по такой технологии укладывают за 1 ч около 500 м2 гидроизоляции. Устройство ездового полотна приве- дено в п. 6.2. При строительстве сборных же- лезобетонных балочных мостов ши- роко применяют консольные и шлю- зовые краны и специальные агрега- ты, обеспечивающие быструю уста- новку балок на опоры. До начала работы краны и агрегаты освиде- тельствуют, проверяют надежность пути и насыпи, прочность и устойчи- вость ранее смонтированных конст- рукций, определяют порядок уста- новки и омоноличивания балок, уст- ройства ездового полотна. Установка балок консольными кранами. Балки пролетных строений железнодорожных мостов можно устанавливать на опоры специаль- ными неповоротными или поворот- ными железнодорожными консоль- ными кранами. Этот способ уста- новки балок наиболее распростра- нен и экономичен при монтаже тя- желых пролетных строений. Неповоротные консольные краны ГЭК-50, ГЭК-80, ГЭК-120 и др. устанавливают балки по оси пути, а поворотные краны ПВК-70 и ГЭПК-130 — с выносом балок от оси пути. В транспортном положении консольные краны вписываются в габарит подвижного состава, а в ра- бочем состоянии — в габарит при- ближения строений, поэтому они мо- гут проходить через пролетные стро- ения с ездой понизу. Консольные краны транспортируют по железным дорогам в составе грузовых поездов со скоростью до 80 км/ч. При сборке крана противовес и грузовые полиспасты для строповки блоков можно располагать на лю- бой консоли в зависимости от усло- вий производства работ. Привод электродвигателей крана осущест- вляется от вагона-электростанции. В рабочем положении кран переме- щают локомотивом со скоростью без груза до 8—10 км/ч, а с грузом — до 3—5 км/ч в зависимости от вида и состояния железнодорожного пу- ти. Краны могут проходить кривые участки пути радиусом до 150 м. Железнодорожный подкрановый путь укладывают на хорошо уплот- ненное земляное полотно. Конструкция верхнего строения пути должна соответствовать на- грузке на ось ходовых тележек кра- на. Например, при нагрузке на ось тележки 350 кН путь должен иметь рельсы Р50 и 1840 шпал на 1 км пу- ти. Перед пропуском крана железно- дорожный путь обкатывают подвиж- ным составом, имеющим не менее восьми осей и нагрузку на ось 220— 230 кН. Эта нагрузка должна совер- шить не менее 20 заездов до пре- кращения остаточных деформаций пути. Все обнаруженные дефекты пути тщательно устраняют. Разре- шение на работу консольного крана оформляют актом. Неповоротный консоль- ный кран ГЭК-80 (рис. 7.15) со- стоит из стальной сварной коробча- той главной балки, расположенной на двух опорных рамах, установлен- ных на шестиосных железнодорож- ных тележках, двух консолей с глав- ными полиспастами грузоподъем- ностью 82,5 т и со вспомогательным полиспастом грузоподъемностью 50 т, дополнительной консоли с по- лиспастом грузоподъемностью 30 т, двухосной платформы с лебедками, четырехосной платформы, противо- веса массой 80 т на шестиосной платформе. Кран имеет 11 лебедок 153
Рис 7 15 Схема неповоротного консольного крана ГЭК-80 а - в рабочем состоянии: б в транспортном положении; / - консоль; 2 — главная балка; 3 — опорная рама; 4 дополнительная консоль с полиспастом, 5 —траверса; 6— главный полиспаст, 7 - вспомогательный полиспаст; 8 железобетонная балка, 9 — ходовая тележка; 10 -- двухосная платформа с лебедками; 11 четырехосная платформа, 12--противовес грузоподъемностью по 5,5 т с элек- тродвигателями мощностью по 5 кВт и с ручным приводом. Длина глав- ной балки с основными консолями 68,22 м. Для транспортирования крана по железным дорогам противовес его опускают и закрепляют на шестиос- ной тележке, главную балку опус- кают и закрепляют на опорных ра- мах ходовых тележек, консоли от- соединяют от главной балки и гру- зят на платформы (рис. 7.15,6). Опорные рамы имеют полиспасты для подъема главной,балки в три рабочих горизонтальных и наклон- ное положения. Железнодорожные шестиосные те- лежки имеют балансирные балки, обеспечивающие равномерное рас- пределение нагрузки на колеса кра- на. Давление на ось тележки от соб- ственного веса крана 188 кН. Противовес крана состоит из сек- ций, поэтому передающаяся на кон- соль масса его может составлять 45, 55, 65, 75 и 80 т. Необходимая мас- са противовеса набирается автома- тически при подъеме груза в зависи- мости от его массы. Блоки пролетных строений подве- шивают к крану при помощи уст- ройств (рис. 7.16), состоящих из по- перечных грузовой и строповочной балок и тяжей. Применяют унифи- цированный комплект строповочных приспособлений, имеющий три по- перечные балки, четыре типа уни- версальных стропов, уголковые под- кладки и ручную рычажную лебедку. Железобетонные балки кран мо- жет брать с железнодорожных плат- S) Рис. 7.16. Схемы строповочных устройств: а — одной балки; б — двух балок; / — грузовая балка; 2 — тяж, 3 — строповочная балка; 4 — де- ревянные брусья 154
Рис 7 17 Способы подачи блоков пролетных строений под стрелу неповоротного консольного крана а — строповка блока с железнодорожной платформы; б — подача блока под стрелу крана на платформе, в -- строповка блоков с железнодорожного пути на складе; г — поперечная передвиж- ка блоков под стрелу крана, / --консольный кран; 2 — блок пролетного строения; 3 — платформа; — путь на мост, 5 — тупик (стрелками показано направление движения крана на мост) форм (рис. 7.17, а, б), с железнодо- рожного пути (рис. 7.17, в) или с поперечной передвижкой балок под стрелу крана (рис. 7.17, г). При подъеме максимального груза конец основной консоли прогибается на 344 мм. При необходимости высоту подстрелового габарита можно уве- личить укладкой железнодорожного пути с «горкой» под передней ходо- вой тележкой крана. При монтаже пролетных строений спаренные балки длиной до 16,5 м кран ставит на опоры в проектное положение за один прием, а отдель- ные балки длиной до 27,6 м — на опоры по оси моста, поэтому для ус- тановки их в проектное положение производят поперечную передвижку. Инвентарное оборудова- ние для поперечной пере- движки балок (рис. 7.18) со- Рис 7 18 Инвентарное оборудование для поперечной передвижки балок: /- консоль, 2— накаточный путь, 3 — опора скольжения, 4 — элемент для соединения опор скольжения 5 — гидропередвижчнк. 6' - viiop. 7 - тдродомкрат 155
стоит из накаточного пути с консо- лями, опор скольжения на фторо- пласте и с резиновыми прокладка- ми, элемента для соединения опор скольжения, гидропередвижчика с максимальным усилием 200 кН и ходом поршня 650 мм, упора и 100- тонного гидродомкрата для опуска- ния балок на опорные части. Процесс монтажа пролетных стро- ений из отдельных балок неповорот- ным краном состоит из следующих операций: строповка и подъем балки краном на складе; передвижение на мост, установка и закрепление кра- на; опускание балки краном на опо- ры скольжения по оси моста и ее расстроповка; поперечная перед- вижка балки в сторону; возвраще- ние крана на склад за второй бал- кой; доставка и установка краном на опоры скольжения второй балки; соединение опор скольжения и по- перечная передвижка балок в про- ектное положение; подъем балок гидродомкратами и разборка пере- каточного оборудования; установка опорных частей и опускания на них балок. В некоторых случаях непово- ротным консольным краном можно устанавливать отдельные балки в проектное положение без поперечной передвижки. Для этого подкрановый путь укладывают в плане (рихтуют) таким образом, чтобы полиспасты крана располагались над местом установки балки. Поворотный консольный кран ГЭПК-130 (рис. 7.19) состо- ит из стальной сварной коробчатой главной балки (базы) с двумя кон- солями, лежащей на двух опорных рамах, установленных на восьмиос- ных железнодорожных тележках, двух строповочных балок, подвесно- го и катучего противовесов, кабины управления и двух четырехосных платформ. Кран имеет 15 электро- лебедок. Длина главной балки с консолями 73 м. Масса крана 510 т. Железнодорожная восьмиосная тележка крана (рис. 7.19, в) имеет основную верхнюю раму, лежащую на двух балансирных балках каж- дая из которых опирается на две 156 двухосные вагонные тележки. Таким образом, нагрузка от опорной рамы равномерно распределяется на ко- леса крана. Нагрузка на ось тележ- ки от собственного веса крана 205 кН. На каждой ходовой тележке находится электролебедка с полис- пастом для передвижения крана; ко- нец троса полиспаста при этом кре- пят за рельс. Опорные пятистоечные рамы име- ют полиспасты для установки глав- ной балки в три рабочих горизон- тальных и наклонное положения. Поворот главной балки крана про- изводят путем одновременного по- перечного перемещения в разные стороны опорных рам по верху ходо- вых тележек горизонтальными по- лиспастами с силой тяги 500 кН. При этом главная балка жестко опирается только на две точки — шаровые опорные части, установлен- ные на основной раме восьмиосных тележек. Рядом с этими опорами размещены упругие опоры с конеч- ными выключателями (см. рис. 7.19, А—А). Кран имеет систему блокировки поперечного равновесия, обеспечива- ющую поворот главной балки без выносных опор (аутригеров), при незначительной перегрузке колес хо- довых тележек. Кран оснащен двумя противове- сами: подвесным массой 43 т и ка- тучим массой 63 т. Подвесной про- тивовес представляет собой метал- лический каркас, заполненный бето- ном; в рабочем положении его закрепляют на задней траверсе. Ка- тучий противовес состоит из четы- рех чугунных секций и перемещается электролебедкой на катках по рель- сам, уложенным по главной балке и консолям. Положение катучего про- тивовеса зависит от массы груза. Каждая консоль крана имеет по два главных полиспаста, состоящих из двух половин грузоподъемностью по 74 т. Верхние обоймы полиспас- тов прикреплены к консолям крана, а нижние — к траверсе. Поперечное расстояние между верхними обой- мами равно 2,4 м, а между нижни-
29000 15000 29000 Рис 7 19 Схема поворотного консольного крана ГЭПК-130. fl — кран в рабочем положении, б — главная балка повернута, в — схема ходовой тележки, 1 — подвесной противовес, 2 — катучий противовес, 3 — консоль главной балки, 4 — опорная рама; 5 — главная балка, 6 — главный полиспаст, 7 —траверса. 8 — железобетонная балка; 9 — ходовая те- лежка, 10 - кабина управления; 11 — платформа, 12 — полиспаст подъема и опускания главной балки, 13 — направляющая коробка, 14 — пятистоечная опорная рама, /5 — упругая опора; 16 — шаровая опорная часть, /7 — ось железнодорожного пути, 18 — верхняя обойма главного полиспа- • cia /9 — нижняя обойма ми— 1,2 м. Такая конструкция глав- ных полиспастов обеспечивает раз- Ьорот траверсы с железобетонной ^балкой вдоль оси пути при поворо- те главной балки крана (см. рис. ^.19, Б—Б, В—В). Максимальный |вынос балки в сторону от оси пути |крана составляет 5,3 м. Кран ГЭПК-130 позволяет уста- гавливать на опоры в проектное юложение по оси моста спаренные 1алки типовых железобетонных фолетных строений длиной до 8,7 м включительно и отдельные балки длиной до 34,2 м с выносом в любую сторону от оси пути на 5,3 м, а также принимать железобе- тонные балки со склада и железно- дорожных платформ, стоящих на со- седнем пути. Без грузовой траверсы кран ставит балки массой до 140 т. Установка отдельных балок по- воротным краном состоит из следу- ющих операций: поворот главной балки с катучим противовесом на грузовой консоли; строповка железо- бетонной балки; подъем балки с пе- ремещением катучего противовеса 157
на противоположную консоль; по- ворот главной балки крана по оси пути; передвижение крана на мост; — установка крана и поворот главной балки; опускание железо- бетонной балки и установка ее на опорные части в проектное положе- ние с перемещением катучего проти- вовеса на грузовую консоль; рас- строповка железобетонной балки и поворот главной балки крана по оси пути; возвращение крана на склад за следующей железобетон- ной балкой. Для транспортирования крана по железным дорогам подвесной проти- вовес укладывают на платформу, катучий противовес располагают на главной балке и вместе с ней опус- кают на ходовые восьмиосные те- лежки, траверсы грузят на платфор- мы, консоли отсоединяют от глав- ной балки и также укладывают на платформы Расчеты возможности примене- ния консольных кранов выполняют в тех случаях, когда условия произ- водства работ отличаются от преду- смотренных в паспорте крана. Для исполнения этих расчетов составля- ют схему крана и строповки блока пролетного строения с указанием необходимых размеров, положения и значений нагрузок (рис. 7.20). Усилия в полиспастах крана оп- ределяют из условия равновесия = 0. Например, для способа стро- повки балки, показанного на рис. 7.20: усилие в главном полиспасте / Qa \ .S',. - nk —- - С,. U |S,.|; (7.3) \ h 6 J усилие во вспомогательном поли- спасте / ш \ SB — nk I -4-CB j < ISB] (7.4) \ «4 / В этих формулах, n — коэффициент пе- регрузки; k — динамический коэффициент; Q — нормативный вес балки, а, b — рассто- яния от центра тяжести балки до оси со- ответственно вспомогательного и главного полиспастов; Сг и Св — вес строповочных устройств главного и вспомогательного по- лиспаста, кН; [Si] и [Sb] —предельные усилия, воспринимаемые главным и вспо- могательным полиспастами по паспорту крана, кН Прочность строповочных устройств (см. рис. 7.16) проверяют на расчет- ные усилия в полиспастах. Грузо- вую и строповочную балки рассчиты- вают на изгиб, а тяжи — на рас- тяжение. Максимальную нагрузку на ось передней Nn и задней Лг3 ходовых тележек крана определяют из усло- вия ИМ = 0. Например, для схемы крана, показанной на рис. 7.20, /V,, [л, |P.0,5Zc-. (Ze-|-ZK —Ъ)1 — л2 DlK \ . Iq п{) < [zV] (> • >) Для крана ГЭК-80 нагрузку на ось тележек можно определять по фор- мулам: Лп---18,8- (0.37 — O,()1Z;) Q(. — — 0.27)<[ЛЧ. (ЛЬ) Лэ-- 18.8- (0,2 - 0.016) Qc - 0.377) < |,V| В этих формулах. Л1 = 1,1 и л_> = 0 9 -- коэффициенты перегрузки; Р, Qc, D — нор- мативный собственный вес соответственно конструкции крана, блока пролетного стро- ения со строповочнымн приспособлениями, противовеса; /с, /ю b — расстояния, пока- занные на рис 7.20; ло — количество осей 158
ходовой тележки; [Л7J - юпустимая на- |р\зка на ось тележки крана, равная 350 кН при движении крана с грузом и 450 кН при установке блоков в исключи- тельных случаях Устойчивость консольного крана против опрокидывания проверяют вдоль и поперек оси пути на различ- ных стадиях производства работ по формуле 41()Ц ^"Нуд. где Лйи>, ЛЛД — опрокидывающий и удержи- вающий моменты, т — коэффициент усло- вии работы. Например, при проверке устойчи- вости против опрокидывания попе- рек оси пути крана в рабочем по- ложении без груза. ^оп —Ч11 М I h-i> 11>д - и. . где nt, — коэффициент перегрузки. W, — ветровая нагрузка на кран, fit. с — рассюя- ния, указанные на рис 7 20 Установка балок шлюзовыми кра- , нами. Шлюзовыми называют крапы, i главные балки (фермы) которых перекрывают собираемый пролет и опираются передним концом на опо- ру моста. Поэтому наибольший из- гибающий момент в главных балках (фермах) шлюзовых кранов при- мерно в 2 раза меньше, чем у кон- сольных, вследствие чего при про- чих равных условиях шлюзовые кра- ны имеют существенно меньшую массу стали. Характерной особен- ностью шлюзовых кранов является продольное перемещение (шлюзо- вание) блоков монтируемых конст- рукций с помощью грузовых теле- жек, расположенных на их главных балках или фермах. Шлюзовые краны применяют для сборки балочных пролетных строе- ний автодорожных и городских мо- стов в тех случаях, когда установка балок стреловыми кранами невоз- можна или экономически невыгод- на. Для установки железобетонных балок длиной до 24 м и массой до 40 т применяют шлюзовые краны КШМ-35, КШМ-40 и КШМ-2Х20; для балок длиной до 33 м и массой до 60 т — краны ГП-2Х30, КШК-33 и КШК-2Х32; для балок длиной до Рис 7 21 Мобильный шлюзовой кран KH1AV40 Lfl — ipaHcnop ) н<>е положение крана, б остановка крана на пролете в — рабочее положение крана, Ы — еч,гцльнын авннжач с противовесом и шарнирной опорой, 2 — 1рузовая тележка с полиспа- стом < Т/1ГОВЫС и 1 р\ юниц, электролебедки, 4— транспортная пневмоколесная тележка; 5 зад ряя опора, 6 jданная балка 7 передняя опора, 8 - путь для поперечного перемещения крана; Г жсл( «обетонная балка / продольное перемещение (шлюзование) балки. // опускание бал- ки на опоры моста 159
42 м и массой до 100 т — краны МКШ-100, МСШК-2Х50, из УИКМ- 2X50 и др. Мобильный шлюзовой кран КШМ-40 (рис. 7.21) состоит из главной балки, грузовых тележек, задней и передней опор, путей для поперечного перемещения крана, тя- говых и грузовых электролебедок и выносного пульта управления. Уста- новленная мощность электродвига- телей 44,2 кВт. Масса крана в ра- бочем положении 28,4 т. Главная балка длиной 41,4 м име- ет сварную коробчатую конструк- цию. По нижнему поясу балки пере- двигаются две грузовые тележки с полиспастами грузоподъемностью по 20 т, предназначенные для подъ- ема, продольного перемещения и опускания на опоры моста балок пролетных строений.. Задняя опора крана состоит из двух телескопических стоек, верхние части которых жестко прикреплены к главной балке, а нижние выдвига- ются гидравлическими цилиндрами. Стойки опираются на ходовые те- лежки, установленные на путь для поперечного перемещения крана. Соединение стоек с главной балкой предусматривает разворот задней опоры в плане для монтажа косых пролетных строений. Передняя опо- ра шарнирно прикреплена к концу главной балки; высота ее может из- меняться на 1,2—3 м. Кран КШМ-40 транспортируют по автомобильным дорогам без демон- тажа главной балки, грузовых теле- жек, лебедок и полиспастов, задней и передней опор, что позволяет при- водить кран в рабочее и транспорт- ное положения с минимальными за- тратами времени и труда (рис. 7.21, а). Для приведения крана в рабочее положение автотягач соединяют с задним концом главной балки, затем поднимают передний конец балки, выкатывают транспортную тележ- ку, поворачивают переднюю опору в вертикальное положение, подвеши- вают к ней поперечный путь для ка- тания крана по опоре, укладывают 160 поперечный путь для перемещения задней опоры. После этого кран мед- ленно перемещают автотягачом в пролет моста, устанавливают перед- нюю и заднюю опоры, поднимают главную балку, выкатывают вторую транспортную тележку и отводят тя- гач (рис. 7.21,6). Кран КШМ-40 может устанавли- вать железобетонные балки длиной до 24 м и массой до 40 т пролетных строений с косиной до 30° и про- дольным уклоном до 0,04. Балки по- дают к крану на пневмоколесных или специальных тележках, стропу- ют передним концом за переднюю грузовую тележку, передвигают балку вперед и стропуют задним концом за заднюю тележку, переме- щают балку на грузовых тележ- ках в пролет, поперечно передвига- ют кран и опускают балку на опор- ные части в проектное положение (рис. 7.21, в I, II). Кран КШМ-35 имеет аналогичную конструкцию, грузоподъемность его 35 т, поэтому он может устанавли- вать балки длиной до 21 м. Кран КШМ-40 имеет сборно-раз- борную конструкцию и специальную опорную платформу-трейлер для транспортирования. Шлюзовой кран ГП-2Х30 (рис. 7.22, а) состоит из главной фермы треугольного поперечного се- чения длиной 63,7 м, двух грузовых тележек с ригелями и каретками для продольного и поперечного пе- ремещений балок, полиспастов гру- зоподъемностью по 30 т для подъема и опускания балок на опоры моста в проектное положение. Кран име- ет переднюю опору с винтовым дом- кратом для поддержания переднего конца фермы при установке балок, среднюю и заднюю портальные опо- ры с ходовыми тележками для про- дольного перемещения крана по рельсовому пути, уложенному на собранном пролетном строении, про- тивовес массой 30 т для обеспече- ния устойчивости крана при пере- движке в соседний пролет, грузовые и тяговые электролебедки. Монъ ность электродвигателей 44 кВт.
4-4 Рис 7 22. Шлюзовые краны и - ГН-2,\30, б- КШК-2 32, / — подкрановый путь, 2 — задняя опора с ходовой тележкой, — противовес, Л — главная ферма, 5 — средняя опора с ходовой тележкой, 6— грузовая тележка, 7—пчть для продольного перемещения балок; 8 — передняя опора; 9 — железобетонная балка, /" — ригель, //— каретка для поперечного перемещения балок, 12 — путь для поперечного пере мешения балок. /- продольное перемещение (шлюзование) балки, // — опускание балки, /// поперечное перемещение балки Масса крана 112,5 т. Кран управля- ется из кабины, подвешенной к фер- ме около средней опоры. Монтаж крана состоит из сборки главной фермы на клетках, установ- ки грузовых тележек, подъемки фермы, сборки и подведения под ферму опор, установки противовеса. Бригада из 10 монтажников собира- ет кран за 10—12 смен. Кран ГП-2Х30 устанавливает на опоры балки длиной до 33 м и мас- сой со строповочными устройствами до 60 т пролетных строений с рас- стоянием между осями крайних ба- лок до 8,4 м. Более широкие про- летные строения кран собирает за несколько проходов. Одну балку кран устанавливает на опоры за 3—4 ч. Kohco.i ьн о-ш л юзовой кран КШК-2Х32 (рис. 7 22, б) имеет главную пространственную ферму прямоугольного сечения 2x2,6 м, длиной 63,4 м, переднюю, среднюю и заднюю опоры с ходовыми тележ- ками для продольного перемещения крана, грузовые тележки с полиспа- стами грузоподъемностью по 32 т, противовес массой 20 т, грузовые 6 3.1 к 156 и тяговые лебедки. Установленная мощность электродвигателей 35 кВт. Масса крана с противовесом 81 т. Кран имеет сборно-разборную конструкцию и перевозится по же- лезным и автомобильным дорогам. Его собирают стреловым краном грузоподъемностью 10 т. Кран КШК-2Х32 может устанав- ливать балки длиной до 33 м и мас- сой до 64 т пролетных строений с продольным уклоном до 0,03 Кран перемещает балки вдоль пролета и опускает на опоры моста по оси кра- на, поэтому для установки в проект- ное положение балки поперечно передвигают по накаточным путям, уложенным на опорах, что увеличи- вает продолжительность и трудоем- кость монтажа пролетных строений. В следующий пролет моста кран перемещают по консольной схеме Кран КШК-33 имеет конструк- цию, аналогичную крану КШК-2Х Х32. Он также устанавливает бал- ки длиной до 33 м по оси крана с последующей поперечной перед- вижкой. Шлюзовой кран МКШ-100 (рис. 7 23) состоит из главной фер- 161
I Ё^М!2гг1ИЛМ№1№^1Ш^4Ш г J 'IWM 4 z7Wz3vKkz/z?/z// ////// , w///z^/z? Л _2 __J 4 №2D ^ffiZ^aiZCTZZMffezS® 2rg_L ------IWWW^ Рис. 7 23. Последовательность сборки опор и пролетных строений шлюзовым кра- ном МКШ-100. / - сборка опоры моста, // - перемещение крана в пролет, /// - продольное перемещение (шлю- зование) балки пролетного строения; /V’ — поперечное перемещение балки; I’ —опускание балки на опоры, / главная ферма крана, 2 — телескопическая опора крана, 3 — грузовая тележка с полиспастом; 4 - вспомогательная ферма, 5 — элемент опоры моста, 6 — вспомогательная опора на пневмоколесной тележке, 7 железобетонная балка. 8 п\ть для поперечною перемещения крана мы длиной 67,7 м, грузовых тележек с полиспастами грузоподъемностью по 50 т для подъема и опускания блоков, телескопических опор с хо- довыми тележками, путей для по- перечного перемещения крана, вспо- могательной фермы, пневмоколесной тележки для продольного перемеще- ния крана, электролебедок, гидрав- лического оборудования для подъе- ма и опускания главной фермы и вы- носного пульта управления. Мощ- ность электродвигателей 75 кВт. Масса крана 160 т. Конструкция крана сборно-раз- борная, сварная с болтовыми мон- тажными соединениями. Кран со- стоит из 20 блоков; наибольший блок имеет массу 27 т. Шлюзовой кран собирают на пло- щадке вблизи моста 30-тонным стреловым краном за 12—15 смен. Главную ферму монтируют длиной, 162 соответствующей длине железобе- тонных балок. В пролет моста кран перемещают по вспомогательной ферме с помощью опоры на пневмо- колесной тележке. Кран МКШ-100 может устанавли- вать балки длиной до 43,6 м и мас- сой до 100 т пролетных строений лю- бой ширины и с косиной до 40°, с продольным до 0,04 п поперечным до 0,02 уклонами, а также для установ- ки блоков опор массой до 16 т при пролетах моста 42 м. Порядок сбор- ки опор и пролетных строений, а также перестановки крана в пролет моста показан на рис. 7.23. Произ- водительность крана 3—4 балки в смену. Установка балок монтажными аг- регатами. Балочные железобетон- ные пролетные строения автодорож- ных и городских мостов можно со-
бирать монтажными агрегатами АМК-20, АМК-50 и др. Агрегат АМК-20 (рис. 7.24, а) предназначен для установки железо- бетонных балок длиной до 21 м и массой до 24 т. Агрегат состоит из монтажного моста и двух самоход- ных козловых кранов. Монтажный мост имеет две про- дольные балки, соединенные по кон- цам поперечными связями. Длина балок 42,3 м, расстояние между их осями 7,8 м. В пределах собираемого пролета балки имеют постоянную высоту, а в смежном пролете — пе- ременную. На верхних поясах балок уложены рельсы для движения кра- нов. Балки снабжены ходовыми ко- лесами, салазками и бетонным про- тивовесом массой 12 т для надвижки в собираемый пролет моста, а так- же винтовыми опорами для под- домкрачивания передних концов ба- Рис. 7.24. Монтажные агрегаты: а АМК-20; б — АМК-50; / — противовес; 2 — рельсы для продольного передвижения козловых кранов, 3 — колесо для перемещения монтажного моста, -/ — самоходный козловой кран, 5 — же- лезобетонная балка. 6— монтажный мост; 7 — винтовая опора; 8 — аванбек; 9 — передняя кату- чая опора для поперечного перемещения монтажного моста; 10 — задняя опора; 11 - продольная балка, 12 - электролебедки; 13 — грузовая тележка; 14— полиспаст; /5 — ходовая тележка; 16- полеречные связи; 17 — рельсы для поперечного перемещения монтажного моста; I — продольное перемещение козловых кранов; //— поперечное перемещение балки; ///--опускание балки на опорные части: /Г — поперечное перемещение агрегата 6* 163
лок. Масса монтажного моста 35,9 т. Козловые краны имеют ходовые тележки для продольного движения, грузовую тележку для поперечного перемещения балок, полиспаст гру- зоподъемностью 12 т для подъема и опускания балок и электролебе- дки. Мощность электродвигателей 17,5 кВт. Масса крана 10,7 т. Агрегат АМК-50 (рис. 7.24, б) предназначен для установки железо- бетонных балок длиной до 24 м и массой до 50 т, пролетных строений любой ширины и с косиной до 52°. Монтажный мост агрегата состо- ит из продольных балок и попереч- ных связей Длина балок 33,4 м, расстояние между их осями 3,2 м. Балки имеют переднюю и заднюю катучие опоры для поперечного пе- ремещения агрегата по рельсам. Катучие опоры можно устанавливать под углом к оси моста в зависимо- сти от его косины. Балки снабжены аванбеком длиной 6,9 м для надвиж- ки в собираемый пролет моста. Мас- са монтажного моста 38,4 т. Краны агрегата имеют нижние и верхние ходовые тележки для про- дольного перемещения: нижние — по рельсам, уложенным на подходах и собранных пролетных строениях, верхние — по рельсам, расположен- ным на продольных балках монтаж- ного моста. Грузоподъемность крана 25 т. Мощность электродвигателей 50,4 кВт. Масса крана 11,9 т. Агрегаты АМК-20 и АМК-50 име- ют сборно-разборную конструкцию, перевозят их поэлементно по авто- мобильным и железным дорогам и монтируют стреловым 5-тонным краном. На подходах к мосту уклады- вают рельсовые пути для передви- жения кранов и монтажного моста. Козловые краны используют при изготовлении, разгрузке и укрупни- тельной сборке железобетонных ба- лок. Монтажные мосты надвигают в пролет места ручными лебедками. Процесс установки балок агрега- том АМК-20 состоит из следую- щих операций: строповка и подъем балки полиспастами, расположен- ными посередине ригелей козловых кранов; продольное передвижение кранов с балкой на монтажный мост; закрепление козловых кра- нов; поперечное перемещение балки грузовыми тележками кранов; опус- кание балки в проектное положение на опорные части; расстроповка бал- ки; возвращение козловых кранов за следующей балкой. При установ- ке балок агрегатом АМК-50 попереч- ное перемещние балок осуществля- ется поперечной передвижкой всего агрегата на катучих опорах по рель- сам. Производительность агрегатов 3—4 балки в одну смену. Рис 7.25 Прицепной монтажный агрегат Г1МА-25 / стрела 2 электростанция ДОС 60. < (рузовая лебедка. 4 стреловая лебедка: 5 рама 164
Прицепной монтажный аг- регат ПМА-25 (рис. 7.25) состоит из рамы с тележкой на пневмоко- лесном ходу, стрелы с полиспастом и крюком, грузовой и стреловой ле- бедок и электростанции мощностью 60 кВт; перемещают агрегат трак- тором К-700. Агрегат ПМА-25 имеет грузоподъ- емность 25 т, высоту подъема крю- ка 10 м Он предназначен для раз- грузки, погрузки и установки балок на опоры мостов и путепроводов. При строительстве автодорожных мостов одним агрегатом устанавли- вают балки длиной до 18 м и двумя агрегатами — до 24 м; железнодо- рожных мостов — соответственно 9,3 и 16.5 м 7.5. Монтаж сборных балочных, консольных и неразрезных пролетных строений и рамно-консольных мостов Монтаж на подмостях. При мон- таже на подмостях к месту монта- жа железобетонные блоки подают на плавучих средствах, по рабоче- му мостику или кабель-краном, а устанавливают портальным или ка- бель-краном (рис. 7.26). Стыки бло- ков устраивают так же, как и при сборке на подмостях разрезных ба- лочных пролетных строений. Пучковую арматуру протягивают в каналы блоков и натягивают дом- кратами двойного действия с фик- сацией натяжения конусными анке- рами. Бетонирование открытых и инъ- ектирование закрытых каналов це- ментным раствором производятся после сборки и обжатия всего про- летного строения. После промыва- ния каналов водой раствор нагне- тают с одного конца до выхода его с противоположного конца канала, после чего отверстие закрывают пробкой и давление поднимают до 0,3—0,4 МПа. При низких (не ниже —25°С) температурах стенки кана- ла нагревают, промывая несколько раз водой, нагретой до 40°C, или продувая теплым воздухом от кало- рифера. Нагнетаемый затем раствор должен иметь температуру не ниже + 10°С. Русловые пролетные строения монтируют также секциями, соби- раемыми на берегу из блоков на подмостях в проектном уровне. Сек- ции передвигают по пирсам на пла- вучую опору, перевозят и устанавли- вают на отдельные промежуточные опоры (рис. 7.26, б). Представляет интерес монтаж плитно-ребристых балочно-нераз- резных автодорожных пролетных строений ВНИИ транспортного стро- ительства с пролетами до 63 м плит- но-ребристой конструкции (ПРК) на перемещаемых подмостях (рис. 7.26, в). Подмости представляют со- бой двухпролетную неразрезную си- стему из двух сборных на болтах главных балок со связями. Их соби- рают на берегу и перемещают про- дольной надвижкой в пролет. На конце стреловой кран-перегружатель снимает блоки с транспортных средств и укладывает их на рельсы, прикрепленные к верхним поясам балок. По ним блоки лебедкой пе- редвигают в проектное положение. Затем торцы блоков обмазывают клеем и сдвигают вплотную. Стыки обжимают частью пучков, протяну- тых через каналы в блоках, с напря- жением 0,1—0,15 МПа на поверхно- сти торцов. Секции стыкуют по бе- тонируемому шву с соединением пучков муфтами и изоляцией их от сцепления с бетоном шва. После полимеризации клея и твердения бетона в швах все пучки натягива- ются на проектное усилие, подмости передвигают в очередной пролет, а кран-перегружатель устанавливают на консоль собранной секции. Монтаж навесным способом. Мон- таж ведется аналогично навесному бетонированию (см. рис. 6.11) из блоков, масса которых определя- ется грузоподъемностью монтажно- го агрегата, обычно не больше 60 т Навесная сборка возможна также укрупненными секциями из блоков, которые собирают на берегу 165
A-A Рис 7.26 Схемы монтажа неразрезного балочного пролетного строения и — на сплошных подмостях; б на отдельных опорах крупными секциями, в - на передвижных подмостях, / -сплошные подмости, 2 — бетонируемый стык. 3 - портальный кран, 4 — блок; 5 - опора подмостей. 6 секция, 7 плавучая опора, 8 - стреловой кран; 9 - передвигаемый блок. 10 передвижные подмости, // — лебедка, /2 рельсы на подмостях в проектном уровне, передвигают по пирсам на плавучую опору и доставляют в пролет (рис. 7.27, а). Устойчивость пролетного строения при односторонней сборке в процессе монтажа обеспечивают укладкой противовеса или устройст- вом анкера, а также постановкой временной промежуточной опоры (см рис. 6.10, а). При уравновешенном способе на- весной сборки (рис 7.27, б) блоки надопорного участка неразрезного пролетного строения укладываются на обстройку опоры или приопорные подмости, как в способе навесного Рис. 7.27. Схемы навесного монтажа неразрезного балочного пролетного строения и рамно-консольного моста: и — монтаж секциями, и монтаж блоками уравновешенным способом неразрезною пролетною строения, в то же рамно-консольною моста, / - клеевой стык, 2 - бетонируемый стык, '3— сек ция; 4 - плавучая опора, 5 - монтажный кран. 6 обстройка опоры. 7 блок 166
бетонирования (см. рис. 6.11). Сбор- ка ведется в обе стороны с опереже- нием не больше чем на один блок. Чтобы избежать устройства об- стройки опоры и подмостей при про- летах 60—80 м, применяется закреп- ление надопорных блоков за оголо- вок постоянной опоры при помощи напрягаемых анкерных пучков или стержней (рис. 7.28). Блоки устанав- ливают на постоянные опорные час- ти и монтажные клетки из сварных балочек (см. рис. 6.13). При монта- же рамно-консольных мостов обст- ройка опоры 6 (см. рис. 7.27). Натяжение анкерных пучков или стержней производится небольшими усилиями после установки блоков для включения их в работу с нача- ла монтажа. После окончания мон- тажа натяжение при помощи дом- кратов снимается, клетки разбира- ются, анкеры срезаются и опорное усилие пролетного строения пол- ностью передается на опорные части. При затруднении подачи и уста- новки надопорных блоков может быть применен монолитный надо- порный участок, закрепляемый стержневыми анкерами, в обе сто- роны от которого ведется сборка. Усилия в анкерах определяются по формуле (6.5). В ней / равно рас- стоянию между анкерами со сторо- ны короткой консоли и опорной частью. Для навесного монтажа применя- ют агрегаты, аналогичные применя- емым при навесном бетонировании (см. рис. 6.15). Широкое применение имеет консольный кран СПК-65 (рис. 7.29). Стрелой такого крана служат две консольные балки, опер- тые на две тележки. На переднюю консоль подвешивают блок монти- руемого пролетного строения и под- мости, к задней консоли крепят противовес. Краном управляют из кабины. Если плавучие средства с блоком нельзя подвести под ко- нец монтируемой консоли (монтаж на пойме), к крану подвешивают удлиненную траверсу. Кран отводят назад, поднимают блок и с ним пе- Рис. 7.28. Конструкция закрепления пролет- ного строения за опору: / — надопорные блоки; 2 - опорная часть; 3 — анкер. 4 — опорные клетки; 5 — оголовок опоры ремещают к месту установки. В этом случае переднюю тележку усилива- ют дополнительными осями. Для малых продольных перемещений блока перед и после намазывания на торцы клея должны быть уста- новлены гидродомкраты 4 на балках крана. Для сборки автодорожных нераз- резных пролетных строений проле- том до 105 м и рамно-консольных мостов пролетом до 84 м применя- ют кран МСШК-50/50 (рис. 7.30). Несущая главная балка со сквоз- ными фермами в поперечном сече- нии имеет два нижних пояса и один верхний. Балка усилена шпренге- лем из стойки 3 высотой 14 м и ка- натов диаметром 42 мм. Опорами балки служат задняя и средняя рам- ные опоры, перемещаемые вдоль пролетного строения при помощи гидравлических домкратов. Перед- няя телескопическая вспомогатель- ная опора 4 служит при установке надопорных блоков пролетного строения. Монтаж ведется уравновешенным 167
способом двумя грузовыми тележ- ками 5 грузоподъемностью 50 т каждая, перемещаемыми по ниж- ним поясам балки при помощи ле- бедок. К тележке подвешена по- перечная балка, к которой присое- динена поворотная в горизонталь- ной плоскости траверса 6. Перемещение крана производится на перекаточных тумбах при кон- Рис 7 29. Монтажный кран СПК-65 на сборке пролетного строения а - в русловом пролете, б — в пойменном пролете, / — фиксатор, 2 — тележка, 3 — консольные балки, 4 — гидравлические домкраты, 5 — подмости, 6 — кабина управления; 7 — траверса Рис 7 30 Монтажный кран МСШК-50/50. 1 — балка крана, 2— канаты, 3 — стойка, 4 — вспомогательная телескопическая опора, 5 — грузо- вые тележки, 6--траверса; 7 — блок пролетного строения. 8 - средняя опора; 9 — крайняя опора 168
сольной схеме балки. Передняя опорная рама устанавливается на металлические кронштейны посто- янной опоры. Передней грузовой тележкой подаются и устанавлива- ются на временные опорные части и объединяются горизонтальными пучками два опорных блока. Устой- чивость пролетного строения в про- цессе сборки обеспечивается натя- жением вертикальных пучков (см. рис. 7.28). На опорные блоки уста- навливается опорная тумба, опор- ная рама поднимается, кран переме- щается вперед, опирается средней опорной рамой на верх опорных бло- ков и начинается уравновешенная сборка «птички» — двух консолей пролетного строения. Блоки подаются на сборку подве- шенными к грузовым тележкам в развернутом положении вдоль оси моста. После проследования опор- ных рам блок разворачивается на 90° в проектное положение, опуска- ется и крепится к собранным блокам фиксаторами. Через каналы прота- скиваются пучки, после чего болты фиксатора снимаются, блок отодви- гается, торцы смазываются клеем, блоки опять сдвигаются, ставятся болты фиксаторов и стыки обжима- ются частично натянутыми пучками с напряжением в стыке 0,15— 0,2 МПа. После отвердения клея пучки натягиваются до проектного усилия и производится расстроповка блока. По сравнению с краном СПК-65 описываемый кран имеет следующие преимущества: «птичка» монтирует- ся без перестановки крана; пере- мещение крана в очередной пролет происходит без демонтажа; над- опорные блоки монтирует сам кран; подача блоков происходит по гото- вой части пролетного строения и не зависит от судоходства или ледовой обстановки на реке. На рис. 7.31 представлены агрегат (кран МК-128/65) и последователь- ность монтажа железобетонного ба- лочного неразрезного пролетного строения с пролетами по 128 м. Кран состоит из двух главных ферм с продольными и поперечными свя- зями и двух опорных тележек 1 и 3, из которых тележка 3 в процессе Рис. 7 31. Схемы монтажа неразрезного балочного пролетного строения навесным спо- собом при помощи крана МК-128/65 / — опорная тележка; 2 — главная ферма, 3 — передняя опорная тележка, 4 грузовая тележка, 5 — блок пролетного строения; 6 — передняя опорная стойка, 7 — противовес, 8 — надопорный блок пролетного строения; 1—VI — стадии монтажа пролетною строения 169
Рис. 7.32. Устройства для закрепления блока при монтаже: а - при бетонируемом стыке; б — фиксатор при клеевом стыке; / — прокладка; 2 — подкладка, 3 консольные балки; 4 - верхняя поперечная балка; 5 — напрягаемая арматура; 6 — тяги, 7 — нижняя поперечная балка монтажа меняет свое место. Блоки пролетного строения подаются на монтаж подвешенными по бокам крана к грузовой тележке. Достоин- ства такого агрегата следующие: упрощается установка надопорных блоков и отпадает необходимость в кранах СПК-65; отсутствует шлю- зование блоков при их подаче на монтаж; возможность одновременно вести сборку двух балок пролетного строения в четырех точках круглый год. Масса крана 450 т. Мощность электродвигателей 193,5 кВт. . При клеевом стыке после подъема очередного блока торцовые поверх- ности смазываются клеем, блоки сдвигаются и стык обжимается на- тяжением части пропущенной через каналы пучковой арматуры. Взаим- ное положение блоков обеспечива- ется торцовыми уступами (см. рис. 7.29) или шпонками и фиксато- рами (рис. 7.32, б). При бетонируемом (мокром) сты- ке, устраиваемом через три-четыре клеевых стыка для выправки воз- можных неточностей при изготовле- нии или сборке консоли как в пла- не, так и в профиле, блок на время твердения бетона стыка остается подвешенным к крану или к кон- сольным балкам при помощи ниж- них и верхних поперечных балок и стальных лент (рис. 7.32,а). После твердения бетона натягивается ра- бочая пучковая арматура на проект- ные усилия. Подвесные балки консольных про- летных строений и рамно-консоль- ных мостов (рис. 7.33) устанавлива- ют теми же монтажными или плаву- чим краном. Блоки таких балок обычно таврового сечения, достав- ляют на плашкоутах. Завершающим этапом при двусто- ронней навесной сборке является замыкание консолей. Оно осущест- вляется бетонированием замыкаю- щего блока небольшой длины и об- жатием его вместе с блоками сред- ней части пролетного строения на- прягаемой арматурой. Предвари- тельно проверяют положение консо- 1 2 пттТт-Ьч Рис. 7.33. Схемы установки подвесной балки монтажными кранами: / — бетонируемый стык; 2 — клеевой стык; 3 — монтажный кран; 4 — подвесная балка I70
лей в плане и профиле. Несмотря на придание монтируемым консолям строительного подъема, предусмот- ренного при изготовлении блоков, и расчетные деформации собираемых консолей, на практике не исключе- на необходимость исправить поло- дение концов консолей. Для этой дели гидродомкратами производит- ся подъемка или опускание и гори- зонтальное перемещение хвостовых концов анкерных пролетов (рис. 7.34, д, е). При низких температурах твер- дение бетона и отвердение клея в стыках происходят при их обогреве, в клей добавляется ускоритель твер- дения. Бетонируемые стыки обогрева- ются в местных тепляках калорифе- рами или электропрогревом сетка- ми, устанавливаемыми в середине шва при его толщине до 16 см и у торцов шва при большей толщине. Во всех случаях бетон подается с подогревом минеральных материа- лов и воды до температуры +40 °C. При температуре воздуха не ниже —5 °C в клеевом стыке клей можно наносить на холодные поверхности. К Рис. 7.34 Расчетные схемы определения усилий при уравновешенной сборке неразрез- ного пролетного строения: а — при сборке «птички>. б — то же концевых участков, в — при снятии нагрузки с промежу- точной опоры, г — при натяжении нижней арматуры; д, е — при регулировании усилий; / — мон- тажный кран 2 - монтируемое пролетное строение. 3 — промежуточная опора. 4 — монтажный стык? 5 — напрягаемая арматура 171
При температуре от —5 до —20°C в клей следует добавлять ускоритель твердения. Обогрев клеевых стыков при тем- пературе воздуха ниже —20°C с предварительным прогревом торцо- вых участков стыкуемых блоков про- изводится в тепляках калорифером. При электропрогреве сетки из стер- жней диаметром не менее 6 мм с шагом около 10 см (определяется теплотехническим расчетом) разме- щаются в изготовляемых блоках на расстоянии 2—2,5 см от торца. Пос- ле нагрева торцовых поверхностей до температуры не больше 4-40°C производится намазка клеем и пред- варительное обжатие стыка. Прочность пролетного строения в процессе монтажа обеспечивается на всех стадиях монтажа при Л4М>» >Л4пр, как и при навесном бетони- ровании, укладкой монтажной ар- матуры, постановкой мачты с ван- тами либо сооружением временной промежуточной опоры (см. рис. 6.11). Во многих случаях примене- ние полунавесной сборки обеспечи- вает одновременно устойчивость и прочность монтируемого пролетно- го строения. При расчете должны быть учте- ны все усилия и деформации на каждой стадии сборки пролетного строения. На рис. 7.34 приведены расчетные схемы на основных ста- диях уравновешенной навесной сбор- ки неразрезного пролетного строе- ния: Q — вес крана; q — вес «птич- ки»; Р — давление на промежуточ- ную опору; е — расстояние от ц. т. напрягаемой арматуры до ц. т. сече- ния; R — усилия в домкратах. Кро- ме усилий, должны быть определены деформации пролетного строения с учетом ползучести бетона за время его сооружения, особенно при навес- ном бетонировании. Суммарные усилия и деформации должны быть учтены при проектировании конст- рукций и регупировании их, если это предусмотрено проектом. Такое ре- гулирование может быть произведе- но путем подъема концов крайних пролетов или концов консолей на 172 временной промежуточной опоре в середине среднего пролета (см. рис. 7.34, е). В обоих случаях достигает- ся уменьшение опорного момента, значение которого достигает боль- шого значения при сборке, а во вто- ром случае уменьшается, кроме то- го, момент в середине пролета. При расчетах должны быть учтены уси- лия, возникающие от обжатия сече- ний напрягаемой арматурой после смыкания консолей, в частности нижней арматурой 5 в середине про- лета (рис. 7.34, г). Продольная надвижка с конвей- ерно-тыловой сборкой. Такой способ особо эффективен при строительстве длинных мостов с неразрезными пролетными строениями до 100 м. Продольная надвижка с конвейерно- тыловой сборкой (рис. 7.35) заклю- чается в монтаже пролетного строе- ния из небольших (массой до 60 т) блоков коробчатого сечения на же- стком стапеле, сооруженном на на- сыпи. Стапель состоит из железобе- тонных плит сечением (0,35-4-0,5) X X 1 м. Длину стапеля определяют из условия устойчивости на опроки- дывание монтируемой части пролет- ного строения с аванбеком при на- движке в первом пролете. Для уменьшения деформации от веса блоков и усилий при надвижке насыпь в пределах стапеля отсыпа- ют с тщательным уплотнением, а под плиты укладывают слой гравия толщиной 0,5 м. При высоте насыпи больше 5—6 м плиты укладывают на столбчатые опоры из оболочек, погруженных до плотных грунтов. На плиты укладывают рельсы, по которым перевозятся блоки, и сое- диняют тягой с устоем, которая пре- дотвращает перемещение этих плит при монтаже и надвижке от усилий в домкратах. Для обеспечения ус- тойчивости от опрокидывания и уменьшения изгибающего момента в опорном сечении консоли при на- движке применяют аванбек, вес ко- торого значительно меньше веса про- летного строения (около 10 кН/м) (рис. 7.35, а). Длину его определя- ют расчетом при различных стадп-
Рис. 7.35 Схема сборки неразрезного пролетного строения способом конвейерно-тыло- вой сборки с продольной надвижкой и -схема сборки и надвижки, б — устройство скольжения с антифрикционным листом, в — то же с непрерывной антифрикционной лентой: / — упор, 2 — козловой кран; 3 — стапель, 4 — тележка, 5 тяга, 6 устройство скольжения, 7 аванбек, 8 — стальной полированный лист, 9 — лист фторопласта, 10—опорная стальная плита; //—резиновая прокладка, 12—обойма, 13 — гидрав- лический домкрат, 14 — лента антифрикционной ткани ях надвижки. Обычно определяю- щей является надвижка в пределах большого пролета. Пролетное строение собирают портальным краном, грузоподъем- ность которого связана с массой блока. После сборки секцию про- летного строения из нескольких бло- ков обжимают напрягаемыми рабо- чими и монтажными пучками или тросами. Рабочую напрягаемую ар- матуру протягивают через закрытые каналы в блоках. Для усиления отдельных сечений пролетного строения при продольной надвижке применяют монтажную напрягаемую арматуру, ванты с опорной рамой или сооружают вре- менные промежуточные опоры. Мон- тажную арматуру укладывают по верхней и нижней плитам и закреп- ляют в монтажных упорах. В про- цессе надвижки количество напря- гаемой арматуры и усилие меняют в зависимости от напряженного со- стояния конструкции. Надвигают пролетное строение по устройствам скольжения (рис. 7.35, б), устанавливаемых на перед- нем конце стапеля (на устое), и на промежуточных постоянных и вре- менных опорах. Надвигаемое про- летное строение скользит через стальной хромированный полирован- ный лист по антифрикционной про- кладке, которой служит лист фторо- пласта-4 или антифрикционная ткань (нафтлен), имеющие коэффи- циент трения 0,03—0,05 и допускаю- щие давление до 50 МПа. Смазка стального листа уменьшает коэффи- циент трения до 0,01, благодаря че- му уменьшается воздействие на про- межуточную опору и снижается не- обходимое тяговое усилие. Для воз- можности поворота надопорного се- чения балки устройство скольжения имеет резиновую прокладку в сталь- ной обойме. Недостаток такого устройства — необходимость периодической пере- становки стального листа, для чего 173
нужно приподнимать пролетное строение гидродомкратом или иметь второй лист для замены перемещае- мого. Этот недостаток устраняется заменой листа фторопласта непре- рывной антифрикционной тканью (рис. 7.35, в). В этом случае сталь- ной лист укладывают на опорную часть, а ткань помещают между ли- стом и пролетным строением. Про- летное строение перемещают гид- равлическими домкратами с боль- шим ходом поршня, которые упира- ют в упор стапеля. Преимущества такого способа монтажа — малый объем вспомога- тельных сооружений, сосредоточение механизации сборки и надвижки в одном месте (в пределах стапеля); возможность рациональной органи- зации работ в зимний период с уст- ройством тепляка в пределах ста- пеля. Совершенствованием описанного способа является конвейерно-тыло- вое бетонирование с продольной на- движкой. При нем на стапеле про- летное строение собирается не из ранее изготовленных на заводе или полигоне МЖБК и привезенных блоков массой до 50 т, а из крупно- размерных блоков длиной 15— 20 м и массой до 500 т. Эти блоки бетонируются тут же на стапеле с отпечатком переднего торца по тор- цу переднего блока 1 (рис. 7.36). После твердения бетона блок 1 при- двигается к концу надвинутой части пролетного строения, соединяется с ним обычным монтажным стыком с напрягаемой арматурой. Новая плеть надвигается в пролет, а на стапеле готовится очередной блок. При этом способе резко уменьша- ется количество монтажных стыков, Рис. 7.36. Схема сооружения неразрезного пролетного строения способом конвейерно- тылового бетонирования с продольной надвижкой: /—бетонируемый блок; 2 — готовый блок; 3 — проектный уровень прое<да; 4 — устройства сколь- жения; 5 - аванбек; 6 - стапель 174 сокращается трудоемкость работ, отсутствуют расходы на перевозку блоков с предприятия изготовления к месту монтажа при сохранении всех преимуществ тылового монта- жа. Уровень надвижки при готовой на- сыпи подхода обеспечивается вре- менной надстройкой на промежуточ- ных опорах. Чтобы избежать по- следующего опускания надвинутого пролетного строения на проектный уровень, пролетное строение надви- гают на проектном уровне, для чего стапель оборудуют на не полностью отсыпанной насыпи и при недобето- нированном устое. Монтаж пролетных строений с фермами. Сборка на сплошных под- мостях производится портальным или стреловым краном. При стыках со сваркой выпусков арматурных стержней и омоноличиванием бето- ном элементы решетки в процессе сборки закрепляют с помощью вре- менных монтажных болтовых соеди- нений закладных стальных листов и накладок или поддерживают мон- тажными вышками из элементов УИКМ. Омоноличивание стыков требует тщательной укладки и уп- лотнения жесткой бетонной смеси на мелком гранитном щебне. Усадоч- ные трещины, появления которых надо опасаться на контакте бетона элемента с бетоном омоноличивания (особенно в стыках раскосов), вызы- вают большую концентрацию напря- жений, обычно не учитываемую рас- четом. Бетонируемые и клеевые сты- ки обжимаются напрягаемой пучко- вой или стержневой арматурой. Про- ектный строительный подъем обес- печивают точностью изготовления .j , .„1-„.-j.., ,,
элементов и узловых блоков с флан- цами. Навесной сборке наиболее соот- ветствуют неразрезная система про- летного строения с элементами из оболочек (конструкция ЦНИИСа), с фланцевыми соединениями сжа- тых элементов, объединением уз- ловых блоков и растянутых раско- сов обжатием стыков при изготовле- нии или укрупнительной сборке на строительной площадке. 7.6. Сооружение вантовых железобетонных пролетных строений Постройка пролетного строения балочно-вантовой системы состоит из сооружения пилона, балки жест- кости, установки вант и регулиро- вания в них усилий. Очередность и технология сооружения пилонов и балки жесткости зависят от усло- вий судоходства, гидро- и геологиче- ских условий, высоты моста и пило- нов, наличия монтажного оборудо- вания и других местных условий (см п. 5.5) Монтаж балки жесткости. При отсутствии пилонов балку жестко- сти сооружают на подмостях или на берегу с продольной надвижкой по промежуточным опорам. Технология сборки такими способами не отли- чается от технологии сооружения неразрезных пролетных строений (см. пп. 6.3 и 7.5). Более рациональным является монтаж при наличии пилона, когда ванты могут служить промежуточ- ными опорами (рис. 7.37). Монтаж сборной балки жесткости на пере- движных подмостях из мелких бло- ков возможен в пределах поймен- ных и несудоходных пролетов мо- стов. Подмости в виде неразрезной конструкции (рис. 7.37, а) переме- щают по временным промежуточ- ным опорам. Балку монтируют пол- ным сечением попанельно с по- мощью козлового или плавучего кра- на. После обжатия клеевых стыков напрягаемой арматурой к передне- Рис 7 37 Схемы монтажа балки жесткости винтового пролетного строения </ на передвижных подмостях, б - на плаву- чих подмостях, н - мелкими блоками на подвес- ных подмостях, г то же в навес уравновешен- ным способом: д - то же крупными блоками (секциями), / — арьербск, 2 — передвижные под мости, 3 - монтажный шарнир. 4 монтируемая балка. 5 - аванбек, 6 - временная опора, 7 плавучая опора; 8 — плашкоут. 9 - монтажные винты, iti - подвесные подмости, // обстройка опоры, /2 - рабочие ванты, 13 монтажный кран, 14 блок балки /5 опорная стойка му концу секции (панели) прикреп- ляют пару вант, а в стыке с предше- ствующей секцией оставляют мон- тажный шарнир, подмости опуска- ют и перемещают вдоль моста на 175
следующую позицию. Монтаж ведут уравновешенным способом, т. е. в обе стороны от пилона с опережени- ем не больше чем на одну панель, что предотвращает появление в его основании больших изгибающих мо- ментов. Для обеспечения устойчивости при перемещении подмости име- ют аванбек и арьербек. Шарниры в стыках секций делают систему ста- тически определимой, что позволя- ет по окончании монтажа регулиро- вать продольный профиль балки с учетом строительного подъема без изменения усилий в вантах и балке. Регулирование усилий, если оно пре- дусмотрено проектом, производят после омоноличивания (бетониро- вания с обжатием) стыков. При наличии судоходства и труд- ности возведения промежуточных опор по местным условиям могут быть применены плавучие монтаж- ные подмости на плашкоуте из пон- тонов (см рис. 7.37, б) При большой высоте моста целе- сообразны подвесные подмости (см. рис. 7.37, в). Задний конец подмо- стей подвешивается к собранной консоли балки, передний прикрепля- ют монтажными вантами к пилону. Мелкие блоки укладывают порталь- ным (в пределах поймы) или пла- вучим краном, соединяют на клее- вых стыках. После обжатия секцию подвешивают к вантам, оставляя монтажный шарнир. Подмости пере- мещают краном или на плавучей опоре. Навесной монтаж мелки- ми блоками без перемещаемых подмостей производится монтажны- ми кранами с подвешиванием соби- раемой консоли монтажными и по- стоянными вантами (см. рис. 7.37, г). Стыки железобетонных блоков кле- евые, за исключением нескольких бетонируемых для регулирования положения собираемой балки в пла- не и профиле. Если позволяет гру- зоподъемность крана, то устанавли- вают блоки полного поперечного сечения балки жесткости, т. е. без продольного стыка плиты. 176 Для уменьшения числа стыков при монтаже в русловых пролетах на бе- регу производят укр у пн и тель- ную сборку секций, которые подают на плавучей опоре и закреп- ляют передним концом к вантам, а задним — монтажным шарниром. В целях стабилизации положения закрепляемого блока к плашкоуту прикрепляют трубчатые стойки 15 с опорными подушками, опирающи- мися на дно (см. рис. 7.37, д). На стойки передают гидродомкратами часть веса плавучей опоры с блоком (по 100—150 кН на стойку). Усилия в стойках регулируют объемом бал- ласта в понтонах в зависимости от колебания уровня воды. Изготовление и монтаж вант. Ванты формируют из канатов в единое сечение с общей изоляцией или в виде отдельных канатов с ав- тономной изоляцией. На заводах или приобъектных полигонах изготов- ляют канаты спиральной свивки из проволок специального профиля или из параллельных проволок, в которых полнее используется прочность ста- ли, более высокий и стабильный мо- дуль деформации и стоимость кото- рых на 10—15% ниже. Канат с ав- тономной изоляцией имеет два слоя стеклоленты, пропитанной антикор- розионной мастикой, и антикоррози- онное заполнение пустот между про- волоками. От солнечной радиации автоном- ную изоляцию защищают двойной обмоткой стальной лентой толщиной 0,3 мм. На заводе канаты наматывают на барабан диаметром до 800 см с за- кручиванием в процессе намотки во избежание искривления их спиралью при размотке вследствие разницы в длине внутренних и наружных про- волок в канате. После намотки круглую бухту каната снимают с барабана и формируют в овал с размерами в пределах габарита для перевозки на строительную площадку. На полигонах канат изготовляют на специальном стенде (рис. 7.38). Оцинкованная проволока с катушек
Рис 7 38 Канат вантовою мосча и схема и и огов.’Н ния, б анкер. / катмики проволоки, 2 проволока, Л сепаратор, 4 ванна с мастикой, 5 навиватели, ь -трхбка, 7 - втхлка m антифрикционною сплава. 8 - обой- ма (стакан) 4 упорный сепаратор, 16 уширения проволок, 11 эпоксидный компаунд с на полнителем (дробью). 12 канат поступает в сепаратор, формирую- щий поперечное сечение каната. Ка- нат пропускают через ванну с горя- чей мастикой, через навиватели, сначала стеклоленты, а затем сталь- ной защитной ленты. После обрез- ки корундовым диском по тщатель- но замеренной длине концы каната заделывают в анкеры-захваты ста- канного типа. Предварительно про- волоки у концов сплющивают в прес- се. Стакан заполняют эпоксидным компаундом с наполнителем (сталь- ной дробью) Готовые канаты пода- ют по рольгангам на балку жестко- сти и двумя лебедками горизонталь- ного и наклонного перемещения или краном поднимают на пилон. Кон- цы закрепляют в голове пилона и балке жесткости. Усилия в вантах и изгибающие моменты в балке жесткости регули- руют натяжением вант гидравличе- скими домкратами, расположенны- ми в узлах прикрепления вант к балке жесткости. Усилия в вантах контролируют измерением маномет- рами давления жидкости в гидро- домкратах и накладными динамо- метрами. 7.7. Монтаж арочных пролетных строений Сборные железобетонные ароч- ные пролетные строения распорных систем с ездой поверху или посере- дине собирают различными спосо- бами в зависимости от их конструк- ции, размеров и массы блока, об- щих размеров моста и его высоты, глубины воды, скорости течения и других местных условий. Конструк- цию проектируют с учетом предла- гаемого способа монтажа, в частно- сти предусматривают жесткие или гибкие стыки между блоками арок. Арки монтируют на инвентарных подмостях навесным и уравновешен- но-навесным способами из блоков средних размеров или крупными блоками (полуарками). В каждом случае необходим технико-экономи- ческий анализ возможных решений с учетом конкретных условий строи- тельства. Монтаж арок на кружалах. Сбор- ные арочные пролетные строения с ездой поверху без жестких монтаж- ных стыков обычно собирают на инвентарных арочных к р у - 177
Шкалах (см. п. 6.4). Вначале мон- тируют арки, затем надсводное стро- ение. Инвентарные арочные кружа- ла (ИАК) собирают так же, как и для монолитных арок. Обстройку ин- вентарных кружал для сборных арок (косяки, поперечины, настил) мож- но выполнять с менее строгим соб- людением очертания свода, так как каждый блок устанавливают в про- ектное положение на клиньях и под- кладках. Сборные элементы коробчатых сводов могут состоять из отдельных элементов (нижняя плита, стены, верхняя плита). Коробчатые своды можно делить на блоки продольны- ми швами в стенках по верхней и нижней плитам. Арки на подмостях монтируют ка- бельными, портальными, шлюзовы- ми и плавучими кранами. При мас- се блока арок до 20 т применяют спаренные кабель-краны, и мачты типовых кабельных кранов устанав- ливают с расстоянием между несу- щими канатами до 12 м. Перемеща- ют и устанавливают в проектное по- ложение блоки арок с помощью тра- верс, к которым подвешивают бло- ки по осям арок. Находят примене- ние также кабель-краны с попереч- ным перемещением мачт. При использовании плавучих и козловых кранов масса блоков ар- ки может быть 100 т и больше. Та- кие крупные блоки, как правило, изготовляют на полигоне строитель- ства и доставляют к крану на пла- ву или по рабочим мостикам. Мон- таж сборных арок и сводов из бло- ков относительно небольших разме- ров позволяет изготовлять их на заводах, транспортировать по желез- ным и автомобильным доргам, а монтировать более маневренными кранами. Однако это приводит к большому количеству монтажных стыков и значительному объему бе- тона омоноличивания. Для равномерного загружения арок с целью избежать потери ус- тойчивости и обеспечить минималь- ные изгибающие моменты блоки арок (сводов) устанавливают на инвентарные кружала в определен- ной последовательности аналогично принимаемой при секционном бето- нировании арок (см. рис. 6.27, б). После установки и закрепления блоков арок и распорок армируют стыки между ними — сваривают ар- матурные выпуски из блоков ван- ным способом и устанавливают до- полнительную арматуру. Обычно стыки располагают в местах опира- ния колонн надсводного строения и бетонируют вместе с подколенника- ми. В таких стыках предварительно устанавливают арматуру подколен- ников, анкерные болты и закладные детали, необходимые для последую- Рис. 7.39. Схемы навесного монтажа арок- а уравновешенным способом совместно с надсводным строением; б уравновешенным способом; в - односторонний монтаж с применением вант, 1- форкопф или монтажные стяжки: 2 — рас- чалка. 3 блоки арки 178
щего монтажа стоек. При установке расчлененных блоков коробчатых сводов применяют монтажные креп- ления для поддержания элементов стен и верхней плиты. Стеновые блоки при установке можно крепить к плите сваркой или сболчиванием закладных деталей. Своды пролетов до 100 м собирают из готовых бло- ков коробчатого сечения, не членен- ных на элементы. В стыках перед омоноличиванием устанавливают опалубку из досок или щитов. В последнюю очередь бетонируют замковый и пятовые стыки, так как в замке и пятах воз- можны наибольшие изгибающие мо- менты, возникающие вследствие де- формаций кружал. Раскружаливают сборные арки и своды аналогично монолитным. Монтаж арок навесным способом. Сборные арки можно монтировать навесным и уравновешенно- навесным (рис. 7.39) способами. Монтажные соединения блоков-арок должны иметь при этом жесткую конструкцию (рис. 7.40), способную воспринимать изгибающие моменты, возникающие при монтаже от соб- ственного веса блоков и их обстрой- ки. Устройство жестких стыков, спо- собных воспринимать собственный вес одного или двух блоков арки, требует значительного расхода ме- талла. При навесном монтаже блоки подвешивают на жестких стыках и там, где это необходимо, устанавли- вают гибкие расчалки, присоединяе- мые к опорному устройству на опоре или к установленным на опорах j шевр-мачтам (см. рис. 6.22,6). Регу- । лировать усилия в расчалках и уста- навливать блоки в проектное поло- жение можно при помощи полиспас- тов или домкратных установок. По мере монтажа блоков смежных арок устанавливают распорки, закрепляе- мые с помощью закладных металли- ческих деталей и болтовых соедине- ний. Неопределенность совместной работы жестких стыков и гибких расчалок устраняют путем создания расчетных усилий в расчалках с Рис. 7.40. Жесткий стык блоков арки- / — монтажный шарнир, 2 — арматура; 3 — за- кладная деталь (планка); 4 — шарнир, 5 — болты контролем их при помощи тензомет- ров или манометров при гидродом- кратах. После замыкания арок сты- ки блоков омоноличивают, а расчал- ки снимают. При уравновешенной сборке блоки устанавливают сим- метрично от промежуточной опоры в оба смежных пролета. Свободные концы блоков соединяют между со- бой гибкими тягами. Блоки арок можно собирать сов- местно с блоками надсводного стро- ения (см. рис. 7.39, а), создавая зам- кнутые системы (треугольники), что значительно облегчает монтаж. При монтаже в элементах проезжей ча- сти могут возникать растягивающие усилия, не учитываемые в проекте конструкции и требующие времен- ных усилений этих элементов. Наряду с мелкоблочными ароч- ными пролетными строениями на- ходят применение крупноблочные арки и своды в виде готовых полу- арок. Трехшарнирные железобетонные арки пролетом до 70 м можно мон- тировать стреловым вантовым дер- рик-краном, передвигаемым в уров- не проезжей части (рис. 7.41, а). Для опирания такого крана в середине каждого пролета и на постоянных опорах сооружают временные опоры из инвентарных элементов. К крану доставляют блоки на платформах по железнодорожному пути, уло- женному на собранных надарочных строениях соседних пролетов. Каж- дую полуарку при монтаже сначала 179
Рис 7 41 Схемы монтажа пролетного строения полуарками (/ — вантовым деррик-краном, б — портальным (козловым) краном, 1 — промежуточная опора, 2 - полуарка, .1 — вантовый деррик кран, 4 — портальный (козловой) кран опирают на пятовый шарнир, а за- тем устанавливают на промежуточ- ную опору. После установки полу- арки замыкают. Арки можно собирать портальны- ми кранами (рис. 7.41, б). Полуарки одного из мостов были собраны со льда при помощи вышек из УИКМ. При строительстве виадуков через глубокие ущелья полуарки иногда изготовляют на месте в вертикаль- ном положении, а затем опускают с помощью тросов, поворачивая во- круг монтажных шарниров в пятах, и замыкают в середине пролета. Своды больших пролетов можно со- бирать из крупных блоков в виде по- лусводов с доставкой и установкой их в пролет при помощи плавучих средств (мост через р. Енисей в г. Красноярске). После установки и закрепления пятовых шарниров полусводов на постоянных опорах при помощи дом- кратов и балластировки понтонов окончательно устанавливают полу- своды в проектное положение. Бло- ки (полусводы) обычно изготовля- ют на берегу на подмостях в проект- ном или пониженном уровне. Их бе- тонируют целиком в опалубке или собирают из отдельных блоков (пли- ты, стены). При перевозке и мон- таже крупных блоков в их сечениях 180 могут возникать большие изгибаю- щие моменты, зависящие от выбора точек опирания, которые надо опре- делять расчетом. Полуарки можно усиливать монтажными шпренге- лями. Монтаж надарочных строений. Надарочные строения и конструкцию проезжей части арочных мосте', с ездой поверху и посередине собира- ют из блоков, изготовляемых на за- воде или полигоне в виде отдельных стоек, ригелей и прогонов. Длину блоков проезжей части принимают равной длине панели. Стойки, под- вески и ригели при наличии кранов достаточной грузоподъемности ук- рупняют, собирая в рамы. Надсводное строение монтируют, как правило, после раскружалива- ния свода. Элементы надсводного строения устанавливают кабельны- ми, портальными, консольно-шлю- зовыми (рис. 7.42), плавучими и стреловыми кранами. Краны можно перемещать по временным подмос- тям по собранной части надсводного строения. Элементы надсводного строения и собранная из них конструкция дол- жны быть установлены с требуемой точностью и сохранять неизменяе- мость формы вплоть до омоноличи- вания всех стыков. Их собирают и
скрепляют по закладным деталям на монтажных болтах. Регулируют по- ложение с помощью наклонных и горизонтальных расчалок. Иногда для монтажа надсвайного строения применяют подмости из инвентар- ных элементов (см. рис. 7.42). Чтобы при сборке без подмостей можно было устанавливать блоки проез- жей части, к стойкам предваритель- но присоединяют инвентарные кон- сольные подмости. Подмости и средства регулирования снимают после сварки арматуры и омоноли- чивания всех стыков в узлах. В арочных мостах с ездой посере- дине вначале к готовым аркам под- вешивают рамы из подвесок и по- перечных балок проезжей части, предварительно собранных и омоно- личенных на полигоне. В кружалах предусматривают отверстия для пропуска подвесок. Блоки проезжей части устанавливают на поперечные балки. Монтаж арочно-консольных про- летных строений. Арочно-консоль- ные мосты можно собирать на кру- жалах. Более целесообразен урав- новешенно-навесной мон- таж смежных пролетных строений в обе стороны от готовой опоры. При этом создают замкнутые треуголь- ники из блоков арки, стоек из вспо- могательных элементов в виде стальных инвентарных раскосов, присоединяемых к инвентарным эле- ментам верхнего пояса, расположен- ного над проезжей частью моста. После монтажа полуарок между замковыми блоками и опоре- за- водят и натягивают канаты,-- раз- гружая тем самым наклонные и горизонтальные вспомогательные элементы, а затем демонтируют их. Блоки проезжей части устанавлива- Рис 7.42. Схемы монтажа надсводного строения а — консольно-шлюзовым краном, б — стреловым деррик-краном, 1 — консольно-шлюзовой кран 2—полиспаст, 3 —жесткая расчалка, 4 — устанавливаемая рама; 5 — монтажный башмак стоек, 6 — подколлонник, 7 — расчалка,' b — инвентарные подмости. 9 — деррик-кран 181
юг после демонтажа вспомогатель- ных элементов и создают в них пред- варительное напряжение с помощью особых канатов. Стыки блоков арок бетонируют после сварки арматуры. Чтобы обе- спечить достаточно точное распо- ложение блоков, первые (пятовые) блоки рекомендуется бетонировать на месте на подмостях. Монтаж арочных пролетных стро- ений с жесткими затяжками. Спосо- бы монтажа жесткой затяжки зави- сят от размеров монтажных блоков. При членении затяжки на мелкие блоки, что позволяет доставлять их в труднодоступные районы (напри- мер, в горах), пролетные строения собирают на подмостях или в сто- роне с последующей надвижкой в пролет. Затяжку из крупных желе- зобетонных блоков можно собирать консольным или консольно-шлюзо- вым краном с установкой блоков на постоянные и временные опоры с последующей сборкой конструкции проезжей части, подвесок и арок. При таком способе консольный кран используют также для монта- жа балочных (пойменных) пролет- ных строений, если они имеются. Арочные пролетные строения с крупноблочной затяжкой можно также собирать в стороне и пода- вать в пролет продольной надвиж- кой по сплошным подмостям или по промежуточным опорам. При этом, как правило, требуется усиление пролетного строения на монтажные нагрузки, резко отличающиеся от эксплуатационных. Можно также производить продольную надвижку на временные опоры только блоков затяжки. Если предусматривается исполь- зовать консольный кран, необходи- мо обеспечить его непрерывную ра- боту при монтаже всех пролетных строений. Для этого предварительно возводят все временные опоры обыч- но из инвентарных элементов (МИК и др.) на свайных фундаментах. Верхнюю часть постоянных и вре- менных опор приспосабливают для 182 поперечной передвижки монтируе- мых блоков, для чего укладывают балки и рельсы. Консольным краном последова- тельно устанавливают балочные пролетные строения и блоки затя- жек (рис. 7.43, а). Вначале блоки затяжек устанавливают сближенно так, чтобы можно было уложить на них подкрановый путь и пропустить консольный кран дальше. При этом приходится повышать уровень пути, устанавливать под ними сплотки из брусьев и клинья. После установки всех крупных блоков консольный кран освобождается. В проектное положение блоки за- тяжки устанавливают с помощью домкратов или лебедок после про- пуска крана. При поворотных кон- сольных кранах блоки раздвигают и ставят в проектное положение стрелами кранов при движении их в обратном направлении. Арматуру в стыках блоков затяж- ки соединяют петлевыми стыками и напрягают гидравлическими дом- кратами (рис. 7.44). Батарею дом- кратов и сварную упорную конст- рукцию размещают в средней части сечения стыка. Петли арматуры со- единяют при помощи стальнь^ ци- линдров с ребордами (пальцами). После натяжения арматуры плун- жеры домкратов закрепляют сто- порными кольцами, затем бетониру- ют пояса затяжки. По достижении требуемой прочности бетона поясов домкраты извлекают и бетонируют среднюю часть сечения стыка. Для натяжения арматуры в сты- ках более целесообразно применять плоские гидравлические домкраты. Их можно устанавливать и закреп- лять на торцах блоков затяжки еще на заводе, причем так, чтобы ими не занимать расчетной площадки сечения. После натяжения арматуры стык бетонируют одновременно по всему расчетному сечению затяжки (пояса, вертикальной стенки). Ма- лая стоимость плоских домкратов позволяет оставлять их в стыке, для чего после выпуска жидкости в дом- крат заливают цементный раствор,
а стык по его периметру штукату- рят. Блоки проезжей части устанавли- вают стреловыми автомобильными или локомотивными кранами (см. рис. 7.44) с применением пионерно- го способа, т. е. укладывают блоки перед краном с последующим пере- мещением его по уложенным уже блокам. После установки блоков по- Рнс. 7.43. Схемы монтажа нижнего яруса арочного пролетного строения с жесткой затяжкой. а —установка блока затяжки, б — установка блоков проезжей части, 1 - блок затяжки. 2 — кон- сольный кран, 3 — временная промежуточная опора, 4 — блок проезжей части. 5 — стреловой кран Рис. 7.44. Схема обжатия стыка затяжки; а — плунжерными гидравлическими домкратами; б — плоскими гидравлическими домкратами; 1 -- распределительные пакеты, 2 — плунжерный гидродомкрат; 3 — арматурные пучки, 4 — петлевой стык лучка, 5- блоки затяжки, 6 — плоский гидродомкрат; 7 — каркасно-стержневой анкер; Я — патрубок домкрата; 9 — пробка 183
Рис. 7 45 Схема монтажа верхнего яруса арочного пролетного строения с жесткой затяжкой- 1 - стреловой кран, 2 - расчалки перечных балок проезжей части про- пускают через каналы и натягива- ют поперечные арматурные пучки домкратами двойного действия. Арки, подвески и распорки можно монтировать тем же стреловым кра- ном, которым собрана проезжая часть, для чего после монтажа про- езжей части кран перемещают на- зад (рис. 7.45). Закрепление элементов в проект- ном положении и неизменяемость собранной части конструкции в про- цессе монтажа достигаются при по- мощи монтажных болтовых соеди- нений (через закладные детали) и стяжек. После тщательной провер- ки положений всех элементов омоно- личивают узлы и стыки. Можно собирать блоки арок, под- вески и распорки портальным кра- ном. Для этого в уровне верха затяжки нужно уложить настил из двутавровых балок с выступаю- щими консолями, на которых рас- положить подкрановые пути. Для монтажа затяжки из мелких бло- ков на сплошных подмостях или на насыпи подхода можно применять автомобильные или другие перед- вижные краны соответствующей гру- зоподъемности. Арматуру в каналах блоков на- прягают домкратами двойного дей- ствия с опиранием на бетон; после натяжения каналы инъектируют це- ментным раствором. Особенности расчета сборных арочных мостов распорных систем. При монтаже сводов (арок) на ин- вентарных кружалах, без продоль- 184 ного их членения и включения в сов- местную работу с кружалами, а также при обычном монтаже над- сводного строения с креплением блоков болтами по закладным дета- лям в узлах последовательное вклю- чение в работу элементов конструк- ции не отличается от условий стро- ительства монолитных арочных мо- стов. Поэтапные расчетные схемы и формулы для внутренних усилий и ординат строительного подъема мо- гут быть приняты по п. 6.4. Следу- ет только принять соответствующие характеристики ползучести бетона и деформации усадки его (темпера- турный эквивалент усадки в преде- лах +15 °C. При монтаже сводов из крупных блоков (полусводов) расчетная схе- ма первого этапа в соответствии с реальными условиями монтажа дол- жна быть принята в виде трех- шарнирного свода, загруженно- го только его собственным весом, а расчетная схема второго этапа, т. е. после омоноличивания свода и монтажа надсводного строения,— в виде бесшарнирного свода, загру- женного сосредоточенными силами от веса надсводного строения. Рас- четные схемы последних этапов аналогичны приведенным в п. 6.4. При послойно-секционном мон- таже свода с последовательным включением в совместную работу его элементов с кружалами (блоков нижней плиты, стен, верхней плиты) напряжения в своде следует рассчи- тывать с учетом такого монтажного приема Расчет сборных пролетных строе- ний типа арка с затяжкой. При мон- таже таких конструкций с затяжка- ми из мелких блоков в стороне с последующим перемещением в про- лет (продольной надвижкой или на плаву) необратимые монтажные напряжения и деформации элемен- тов практически не возникнут. При установке крупных блоков затяжки с опиранием их на времен- ные опоры (рис. 7.46) с последую- щим монтажом проезжей части, блоков арки, подвесок и распорок
стреловым краном, учел необрати- мых накоплений в напряжениях и деформациях элементов необходим. На первом этапе монтажа, т е. после установки блоков затяжки на опоры, в их сечениях возникнут не- обратимые изгибающие моменты и поперечные силы только от собст- венного веса блоков. Расчетная схе- ма будет в виде системы простых (разрезных) балок, загруженных распределенной нагрузкой от соб- ственного веса 1 (рис 7.46, б) Пос- ле натяжения арматуры в стыках блоков затяжки и их омоноличива- ния изменение внутренних усилий в сечениях будет зависеть от усилия натяжения и главным образом от эксцентриситета его приложения. На втором этапе после монтажа проезжей части и сборки всех дру- гих блоков (арок, подвесок, распо- рок) на закладных деталях расчет- ная схема будет в виде неразрезной балки, загруженной сосредоточен- ными силами 2 и распределенной нагрузкой 3 от веса этих блоков (рис 7.46, в). Расчетная схема внутрен- них усилий в элементе верхнего строения (арках, стойках, распор- ках) до омоноличивания его стыков соответствует шарнирной раме, за- груженной собственным весом эле- ментов (рис 7.46, г). Только после омоноличивания всех стыков и уз- лов может быть использована рас- четная схема замкнутой системы в виде арки с затяжкой. После омоно- личивания пролетного строения уст- раняют промежуточную опору При этом изменяются внутренние усилия во всех его элементах. Значения усилий определяют расчетным за- груженном линий влияния для каж- дого усилия сосредоточенной силой R рис. 7.46, б), т. е. направленной вниз. Затем систему загружают вто- рой частью постоянной нагрузки 6 и временной нагрузкой 7 Ординаты строительного подъема рассчитыва- ются поэтапно в соответствии с упо- мянутыми расчетными схемами. В наиболее неблагоприятных ус- ловиях монтажа необходимо прове- рять несущую способность времен- hhiiihIhhIiihhh JihJhhIhhIhhh к,., 6 Рис 7 46 Расчетные схемы пролетного строения типа арка с затяжкой при спосо- бе монтажа, показанном на рис 7.45: и схема пролеi hoi о строения, б, в - этапы за гружения, г расчетная схема верхнего строения перед оменоличиванием, <) — система замкнута, омоноличены вес стыки, уложено мостовое по лотно, / — распределенная нагрузка от собствен ною веса блоков затяжки, 2 — сосредоточенные на1рхзки 01 веса блоков арок, подвесок, распо- рок, 3 — распределенная нагрузка от веса блоков проезжей части, 4 — распределенная нагрузка на зркн от их веса, сосредоточенные нагрузки от Be- ta стоек и распорок, 5 обратно направленная реактивная сила во временной опоре от нагрузок первою и второю этапов, 6 вторая часть по- стоянной наг ру<ки, 7 временная (подвижная) натру5ка ных опор (см. п 6.2) и прочность элементов пролетного строения, на- пример прочность блока затяжки, загруженного консольным краном. 185
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ МОНТАЖ СТАЛЬНЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ Глава 8 СБОРКА СТАЛЬНЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ ЗА. Основные способы сборки Стальные пролетные строения в зависимости от размеров поступают на строительство мостов отдельны- ми элементами или в собранном ви- де. Поэтому монтаж пролетных строений состоит из сборки, уста- новки и окраски пролетных строе- ний из элементов или только из установки на опоры готовых про- летных строений. Пролетные строения, состоящие из отдельных элементов, можно со- бирать в пролете (непосредст- венно на месте их установки), или вне пролета (в стороне с после- дующим перемещением и установ- кой их на опоры). Сборку в проле- те обычно производят после соору- жения опор, что, как правило, уве- личивает продолжительность строи- тельства моста, но снижает трудо- емкость и стоимость из-за отсутст- вия затрат на возведение времен- ных накаточных устройств и на- движку пролетных строений. Сбор- ку вне пролета производят одновре- менно с постройкой опор, что сокра- щает сроки возведения моста, но в некоторых случаях вызывает повы- шение трудоемкости и 1 стоимости строительства моста. Стальные пролетные строения можно собирать на сплошных под- мостях, полунавесным и навесным способами (рис. 8.1). 186
При сборке на подмостях (рис. 8.1,а) каждый узел пролетно- го строения в процессе монтажа опирают на сборочные клетки. Этот способ обеспечивает высокое каче- ство монтажа, но требует значи- тельных затрат на устройство под- мостей, поэтому его применяют только при сборке небольших про- летных строений, малой высоте мо- ста и незначительной глубине воды. При полунавесной сбор- ке (рис. 8.1, б) пролетное строение в процессе монтажа опирают только некоторыми узами ферм на отдель- ные временные опоры. Такой способ сборки требует меньших затрат и поэтому широко применяется при монтаже стальных пролетных стро- ений. Навесную сборку (рис. 8.1, в) производят без опирания про- летного строения на подмости или временные опоры. Следовательно, она не требует затрат на возведе- ние временных устройств, поэтому навесная сборка является основным способом монтажа стальных про- летных строений. При строительстве многопролет- ных мостов применяют комбини- рованную сборку, при кото- рой пролетные строения собирают, например, сначала на подмостях, а затем полунавесным и навесным способами. Способ сборки стальных пролет- ных строений выбирают в зависи- мости от системы и конструкции, размеров и массы элементов пролет- ного строения, а также местных ус- ловий и общей организации строи- тельства моста, путем тщательного и всестороннего сравнения технико- экономических показателей возмож- ных вариантов монтажа. 8.2. Подготовка и укрупнительная сборка стальных элементов пролетных строений Элементы стальных пролетных строений должны поступать на строительство моста комплектно и по графику, обеспечивающему при- нятую последовательность монта- жа. Завод-изготовитель обязан представить строительной организа- ции монтажные и маркировочные схемы пролетного строения, комп- лектовочные ведомости, чертежи и акты приемки элементов заводской инспекцией. Поступающие с завода на строительство элементы пролет- ных строений принимает специаль- ная комиссия или приемщик с со- ставлением акта. Склад элементов (рис. 8.2). Эле- менты разгружают стреловым или козловым краном и укладывают на склад по заранее составленному плану в соответствии с принятой технологией монтажа пролетного строения. Для более полного ис- пользования грузоподъемности кра- на рекомендуется укладывать тяже- лые элементы вблизи от кранового пути, а легкие — дальше. Элементы укладывают на деревянные под- кладки в один ярус таким образом, чтобы в них не могла застаиваться вода и развиваться ржавчина, иск- лючалась возможность остаточного прогиба от собственного веса. Для возможности осмотра и строповки элементов необходимо оставлять проходы между ними шириной не менее 1 м. Фасонки, накладки и другие мелкие элементы укладыва- ют на дощатый настил. Подготовка элементов к сборке состоит из очистки метал- ла от грязи и ржавчины, удаления заусенцев монтажных отверстий, выправки местных погнутостей и искривлений элементов и деталей, укрупнения элементов и обстройки их подвесными подмостями для монтажников. Заусенцы удаляют наждачными машинками. Погнутые части пролетных строений правят холодным или горячим способом при помощи домкратов, талей, пра- вильных скоб и плит в зависимости от характера и степени искривле- ния. Очистка контактных по- верхностей в узловых соедине- ниях элементов, особенно при фрик- 187
Рис 8 2 Склад элементов стальных проле 1ных строений и план склада, б — блок продольных балок со свячями, в—укрупненный элемент главной фер мы. / — железнодорожный путь. 2 — направление подачи элементов на склад. 3 — склад инвеч тарных конструкций подмостей. 4 — площадка для элементов святей, 5 — то же для элеменюв j данных ферм, 6 — то же для балок проезжей части, 7 — железнодорожные платформы А - кран м — площадка для фасонок, накладок и других мелких деталей, 10 — склад высокопрочных бол- тон, // — площадка для очистки и смазки болтов. 12 — площадка для очистки элементов проле! hoi о ороения. 1.1— площадкгт для укрупнительной сборки элементов. 14— мотонот, 15 — укруп ненный элемент на тележке, 16 — направление подачи элементов на сборку. 17 — штабель песка 1Ь - сушильная печь, 19 — пескоструйный аппарат, 20—компрессор. 2/— слесарная мастерская кладовая, раздевалка, 22 — кривая грузоподъемности крана, 23 — [рафик массы элеменюв, 24 — стеллаж, 25 — монтажные тележки ционных соединениях высокопроч- ными болтами, имеет важное значе- ние. Поверхности соединений эле- ментов очищают стальными щетка- ми, огневым или пескоструйным способом. Очистка стальными щетками и скребками вручную или механизи- рованным инструментом требует значительных трудовых затрат и поэтому допускается только в труд- нодоступных местах, где невозмож- но применить другой способ, или при очень малых объемах работ. Очистку огневым спосо- бом производят ацетилено-кнсло- родным пламенем. Широкие по- верхности отжигают многопламен- ными горелками, а узкие — обычны- ми автогенными горелками. Ско- рость движения горелки принимают в зависимости от толщины металла и степени загрязнения поверхности. Температура нагрева металл; не должна превышать 200 °C. Огневой способ обеспечивает хо- 188 рошее качество очистки поверхно- сти, но может изменить механиче- ские характеристики стали и вы- звать деформацию элемента. Поэто- му листовые детали (фасонки, на- кладки и т. п.) рекомендуется до отжига соприкасающихся поверхно- стей нагревать с противоположной стороны. После огневой обработки поверхности очищают стальными щетками поперек направления рас- четного усилия в элементе. Огневая очистка допускается с разрешения проектной организации. Пескоструйную очистку производят чистым кварцевым или металлическим песком, который просушивают горячим воздухом во вращающемся барабане с ситом на конце для отделения частиц круп- нее 2,5 мм (рис. 8.3, а). Очистку вы- полняют с помощью компрессора с воздухосборником и пескоструйного аппарата с резиновым шлангом диа- метром 50 мм и металлокерамиче- ским соплом (рис. 8.3,6). Давление
воздуха в аппарате устанавливают от 0,2 до 0,5 МПа в зависимости от длины шланга. Пескоструйный ап- парат до начала работ испытывают сжатым воздухом под давлением в 1,5 раза больше рабочего. Его при- нимает инспекция Котлонадзора. Рабочие должны иметь пневмошле- мы или полускафандры из полиуре- тана. Очистку производят на открытой огражденной площадке. Элементы укладывают на стенды, а фасонки и накладки ставят в контейнеры. Очи- стка одного элемента занимает 5— 25 мин в зависимости от площади и степени загрязнения очищаемой по- верхности Обработку производят до полного удаления прокатной ока- лины и ржавчины, до образования однородной поверхности светло-се- рого цвета. Пескоструйный способ обеспечивает высокое качество очи- стки поверхностей, не вызывает де- формации элементов и требует срав- нительно небольших трудовых за- трат. Очищенные элементы подают на сборку или укладывают на стелла- жи или подкладки и накрывают брезентом; так их можно хранить до сборки не более 12 ч. Для защи- ты от окисления воздухом очищен- ные поверхности полезно покрывать специальным консервирующим со- ставом, не снижающим фрикцион- ных свойств соединений. При сбор- ке элементы должны иметь сухие и чистые соприкасающиеся поверхно- сти. Если поверхности будут покры- ты пылью, их следует обдувать сжа- тым воздухом, а не обтирать ве- тошью или тряпками. Качество очи- стки элементов отмечают в журнале работ. Подготовка высокопрочных бол- тов. Перед подачей на укрупнитель- ную сборку и монтаж высокопроч- ные болты проходят расконсерва- цию, комплектование и прогонку резьбы. Эти работы обычно выпол- няют на площадке (рис. 8.3, в), име- ющей кран-балку с электротельфе- ром грузоподъемностью 0,5 т, ем- кость перфорированную (50 л) для болтов, гаек и шайб, котел с топ- кой, бак (150 л) для промывки бол- тов и гаек, верстак для сушки и Рис 8 3 Оборудование для пескоструйной очистки в- печь для сх шки песка, б вескоеiрунный аппарат, в — линия подютовки высокопрочных бол- J0R, / — гр}бс провод для сжатою воздуха, 2 — форсунка, 3 бак с топливом, -/ - лоток для 'песка, 5 вращающийся барабан с ребрами, 6 — сито, 7 — транспортер, 8— кран (вентиль), 9 клапан с рычатом. Н> песок, // шланг для песка, 12 сопло, 13 - кран балка, /•/ тельфер ./5 - ящики с болтами со сктада 16 емкость, перфорированная для болтов и таек, /7 — котел [стопкой, 18 бак для промывки болтов, 19 верстак для сушки и сборки болтов. 20 ттриспо собление для прогонки речьбы болтов, 21 ящики с Титовыми болтами 184
комплектования болтов, приспособ- ления для прогонки резьбы. Болты, гайки и шайбы кипятят в течение 10—15 мин в растворе, состоящем из 1 кг каустической соды, 1 кг жидкого стекла и 0,5 кг питьевой соды на 100 л воды. Болты и гайки промывают в бензине с автолом (9: 1). Прогонку резьбы производят на приспособлении, состоящем из гайковерта и обоймы для болтов. Предварительно укомплектованный двумя шайбами и гайкой болт уста- навливают головкой в патрон гайко- верта, закрепляя его гайку в обой- ме. Прогонку резьбы осуществляют поочередным включением реверса на прямой и обратный ход. Готовые высокопрочные болты сортируют по длине и укладывают в соответству- ющие ящики. Укрупнительная сборка элемен- тов. Монтажные элементы пролет- ных строений укрупняют для умень- шения количества подач и подъемов элементов при сборке, что снижает трудоемкость и продолжительность монтажных работ. Укрупнительная сборка состоит в прикреплении к элементам фасонок, накладок, про- кладок и других деталей, которые должны быть поданы на сборку вме- сте с основным элементом. Элемен- 1ы укрупняют в максимально воз- можном объеме, допускаемом гру- зоподъемностью монтажного крана. Укрупнительную сборку элемен- тов выполняют по специальным кар- точкам, составленным в соответст- вии с конструкцией пролетного стро- ения, принятой технологией его мон- тажа и очередностью подачи эле- ментов на монтаж. Карточки со- держат схемы укрупненных элемен- тов, перечень деталей (марок) и способ их прикрепления к основно- му элементу. Продольные балки обычно укрупняют в монтажный блок, состоящий из двух балок, со- единенных продольными и попереч- ными связями (см. рис. 8.2,6). К элементам главных ферм при- крепляют узловые фасонки и стыко- вые накладки (см. рис. 8.2, в). Эле- менты связей соединяют шарнирно 190 в так называемые кресты. На про- дольные балки обычно укладывают временное мостовое полотно с тро- туарами и перилами, а на верхние пояса главных ферм — подкрановые пути и проходы с ограждением. Работы по укрупнению элементов выполняет звено монтажников, ко- торое производит подборку необхо- димых деталей (марок), закрепле- ние их сначала пробками (для точ- ности соединения), затем стяжны- ми болтами (для плотности соеди- нения) в количестве не менее 20% числа отверстий, проверку правиль- ности сборки, постановку в неза- полненные отверстия высокопроч- ных болтов и затяжку их гайковер- том до 50—60% проектного натя- жения, замену пробок болтами, окончательную затяжку болтов ди- намометрическим ключом, шпаклев- ку щелей между деталями и окра- ску головок болтов. Четкая работа по подготовке и укрупнительной сборке элементов обеспечивает высокие темпы и сни- жение стоимости монтажа. 8.3. Монтажные соединения элементов пролетных строений Элементы стальных пролетных строений соединяют в процессе сборки пробками и монтажными болтами, а по окончании сборки и выверки положения конструкции — высокопрочными и обычными бол- тами, а также заклепками и свар- кой в соответствии с проектом. При установке элементов пролет- ных строений кранОхМ в проектное положение монтажные отверстия на концах элементов вначале совмеща- ют с соответствующими отверстия- ми в узловых фасонках при помо- щи конических оправок, из- готовленных из мягкой стали, во из- бежание повреждения металла эле- ментов. После этого для фиксации положения отверстий, а также для восприятия усилий, возникающих в процессе сборки, ставят цилинд- рические пробки, изготовлен-
ные из более прочной калиброван- ной стали. Диаметр пробки должен быть равен номинальному диаметру отверстия или быть на 0,2 мм мень- ше, а длина цилиндрической ча- сти— больше толщины пакета со- единяемых деталей. Количество пробок, необходимых для соедине- ния элементов при сборке, опреде- ляют по расчету, но их должно быть не менее 10% числа монтажных от- верстий. По окончании установки пробок конические оправки снимают и со- бранные пакеты стягивают сбо- рочными болтами, имеющими диаметр на 2 мм меньше диаметра отверстия. Болты должны иметь шайбы под головкой и гайкой. Уста- новка более четырех шайб и общей толщиной больше 40 мм не допуска- ется. Количество сборочных болтов должно быть не менее 40% расчет- ного количества пробок и не менее 20% числа отверстий в соединении. В пролетных строениях с фрикцион- ными соединениями вместо сбороч- ных болтов при сборке ставят высо- копрочные болты с затяжкой их обычным ключом на 50—80% рас- четного усилия. Элементы допускается расстропо- вывать только после установки не- обходимого количества пробок и сборочных болтов. Соединение элементов высоко- прочными болтами, заклепками или сваркой производят после оконча- ния сборки и тщательной выверки положения в плане и профиле всего пролетного строения или части его, образующей жесткую неизменяе- мую систему. Соединение элементов высоко- прочными болтами. Перед установ- кой болтов проверяют точность сов- падения (чистоту) отверстий соеди- няемых деталей и, если необходимо, прочищают или рассверливают их пневматическими или электрически- ми, прямыми или угловыми свер- лильными машинками. Прочищают отверстия четырехканальными раз- вертками (рейберами), а рассвер- ливают — трехперыми сверлами. После этого измеряют толщину со- Рис 8 4. Соединение стальных элементов главной фермы при сборке высокопрочные болты, установленные при укрупнительной сборке, 2 — пробки сборочные, J - (ысокопрочные болты, установленные при монтаже в первую очередь, / — отверстия для уставов ки высокопрочных болтов после выверки положения собранной конструкции 191
единяемых пакетов и подбирают болты соответствующей длины Поступающие со склада подготов- ленные высокопрочные болты непо- средственно перед установкой в от- верстия протирают ветошью, а резьбу слегка смазывают минераль- ным маслом. Высокопрочные болты сначала ставят в свободные отверстия и за- винчивают гайковертами (рис. 8 4) В начале завинчивания головку бол- та поддерживаю! ручным ключом от проворачивания Если проворачи- вание по мере натяжения не пре- кращается, го болт и гайку заменя- ют. Затем выбивают пробки и в освободившиеся отверстия ставят и завинчивают болты. Окончательная затяжка высоко- прочных болтов должна обеспечить 192 их натяжение и, следовательно, прочность фрикционного соединения элементов Необходимое натяжение болта достигается путем приложе- ния к его гайке крутящего момента, который можно определять по фор- муле M = kNd (Z? = 0,17— коэффи- циент закручивания, Л; — необходи- мое натяжение болта, d -диаметр высокопрочного болта) Окончательно высокопрочные бол- ты затягивают ручными динамомет- рическими ключами или мощными гайковертами. Р у ч н о й д и н а м о м е т р и ч е- ский ключ (рис 8.5, ц) имеет корпус, соединенный со шпинделем шарнирно, поэтому усилие рабоче- го, приложенное к рукоятке, переда- ется через гидроцилиндр и поршень на короткий рычаг, жестко соеди-
ненный со шпинделем. При этом поршень сжимает жидкость в ци- линдре, что позволяет определять по манометру усилие закручивания болта. Необходимое или контроли- руемое усилие закручивания S-- —M/l (I — длина короткого рыча- га). Усилие закручивания болта оп- ределяют в момент вращения гайки и записывают в журнал работ. Окончательную затяжку высоко- прочных болтов производят также динамометрическими ключами со световым контрольно-сигнальным устройством (КСУ), смонтирован- ным на рукоятках серийных ключей (рис. 8.5,6). Контрольно-сигналь- ное устройство состоит из двух мик- ровыключателей, электролампочек, сухих батареек и регулировочных винтов, расположенных на упорном рычаге. При натяжении болтов ру- коятка ключа изгибается и располо- женные на ней микровыключатели упираются в регулировочные винты, и если прогиб рукоятки соответству- ет требуемому расчетному крутяще- му моменту, то микровыключатели срабатывают, включают сигнальные лампочки и натяжение болта пре- кращают. Перед началом каждой смены ключ тарируют с помощью регулировочных винтов так, чтобы первый микровыключатель срабаты- вал при расчетном крутящем мо- менте М, а второй—'при 1,15 М. Применение динамометрических ключей со световым контрольно- сигнальным устройством позволяет производить натяжение болтов при ограниченной освещенности, повы- шает качество и производитель- ность труда. Окончательную затяжку высоко- прочных болтов можно также обес- печить путем поворота предвари- тельно закрученных гаек на угол, значение которого назначают в за- висимости от числа листов в соеди- няемом пакете. При двух — семи ли- стах в пакете этот угол равен 180°, а при восьми и больше (240±30)°. При этом способе необходимо сле- дить за тем, чтобы до окончатель- ной затяжки болтов листы пакетов 7 Зак. 156 были предварительно плотно стя- нуты. Качество соединения высокопроч- ными болтами проверяют внешним осмотром, измерением плотности прилегания деталей и проверкой на- тяжения болтов динамометрическим ключом с занесением в журнал ра- бот, после чего окрашивают головки болтов и шпаклюют швы между де- талями. В мостостроении элементы также соединяют обычными болтами и болтами-шарнирами. Обычные болты в зависимо- сти от точности изготовления делят- ся на необработанные, или черные, и точеные (получистые и чистые). Черные и получистые болты приме- няют во временных, а чистые — в постоянных соединениях конструк- ций. Бол т ы -шарниры устанав- ливают в отверстия с наконечника- ми, которые ограждают нарезку от повреждения и, проходя через от- верстия, выправляют их неровности. Перед установкой шарниры и от- верстия смазывают техническим ва- зелином. После установки шарнира наконечник снимают и навинчива- ют гайку в виде стакана. Для пред- отвращения отвинчивания гайку за- крепляют стопорным болтом. Соединение элементов заклепка- ми. Для производства клепальных работ требуются мощные компрес- соры с воздухосборниками, трубо- проводы, гибкие шланги, клепаль- ные молотки, поддержки, горны с механическим дутьем и другое обо- рудование, а также высококвалифи- цированные рабочие-клепальщики. Выполнение клепки ухудшает сани- тарные условия и противопожарную безопасность работ, повышает тру- доемкость и продолжительность монтажа. Поэтому заклепочные со- единения в настоящее время приме- няют редко. Перед клепкой пакеты плотно стягивают болтами так, чтобы щуп толщиной 0,3 мм не входил между стянутыми частями пакета. Болты при остукивании контрольным мо- 193
лотком не должны дрожать. Отвер- стия перед клепкой тщательно осматривают и очищают от грязи, ржавчины и масла. Отверстия под заклепки должны иметь правиль- ную цилиндрическую форму с глад- кими стенками. Отверстия, не удов- летворяющие этим требованиям, рассверливают на больший диаметр по согласованию с проектной орга- низацией. Для нагрева заклепок обычно применяют переносные горны с пневматическим дутьем. Заклепки нагревают до светло-желтого кале- ния (1000—1100 °C) равномерно по всей длине. Во избежание перегрева и образования толстого слоя окали- ны заклепки должны находиться в горне в нагретом состоянии возмож- но более короткое время. Нагретые заклепки вставляют в отверстия, свободные от пробок и болтов, за- тем в отверстия, занятые ранее проб- ками, и в последнюю очередь — в отверстия, занятые ранее болтами. Отверстия освобождают от пробок и болтов постепенно, по мере необ- ходимости постановки заклепок. Об- щее количество заклепок и пробок должно быть всегда не меньше рас- четного числа пробок. Клепку производят пневматиче- скими клепальными молотками с применением пневматических, вин- товых и в отдельных случаях руч- ных поддержек. Особенности клеп- ки пакетов толщиной больше 4,5 диаметров заклепок описаны в п. 2.2. Клепальные работы выполняют поточно-скоростным способом, обес- печивающим непрерывную работу клепального молотка. Состав брига- ды определяют в зависимости от характера монтажных узлов, фронта клепальных работ, качества мон- тажных отверстий, наличия подмо- стей и других факторов. Обычно клепальная бригада состоит из од- ного клепальщика, двух подручных, двух болтовщиков и двух нагреваль- щиков заклепок. Качество клепки проверяют на- ружным осмотром и измерением по- 194 ложения и формы головок заклепок при помощи стальной линейки, шаб- лона и щупа, а также путем просту- кивания заклепок контрольным мо- лотком. По требованию заказчика допускается срубка отдельных за- клепок для проверки заполнения отверстия. Принятые заклепки за- крашивают железным суриком. Дефектные заклепки заменяют новыми без повреждения основного металла элементов. Головки закле- пок срезают ацетилено-кислород- ным пламенем или срубают зубилом с предварительным сверлением го- ловок. Глубина сверления должна быть не меньше высоты головки, а диаметр сверла — на 2—3 мм мень- ше диаметра заклепки. После заме- ны бракованной заклепки проверя- ют плотность соседних заклепок. В процессе клепки пролетного строения ведут посменный журнал установленной формы. Принятые заклепки регистрируют в специаль- ном журнале. Соединение элементов сваркой. Сварные соединения обеспечивают экономию металла, снижение тру- доемкости и продолжительности монтажных работ. Выполнение мон- тажной сварки требует особого вни- мания для обеспечения необходимо- го качества и прочности соединений. Монтажную сварку элементов конструкции пролетных .строений выполняют автоматическим или по- луавтоматическим способом под слоем флюса. Ручная сварка допу- скается только при потолочной свар- ке и в труднодоступных местах. Способ сварки, марки сварочной проволоки, флюса, электродов и других материалов принимают в соответствии с проектом конструк- ции пролетного строения. Полносварной монтаж- ный стык (рис. 8.6, а) двутаро- вой балки имеет вертикальную и го- ризонтальную вставки, позволяю- щие применить автоматическую сварку и разместить сварные швы так, чтобы в любом вертикальном сечении балки имелся только один шов. Ширина вертикальной вставки
Рис. 8.6. Монтажные стыки балки: а — полносварной, б — комбинированный; в — деталь технологического отверстия в стенке балки для сварки нижнего пояса; / — верхний стыковой шов; 2 — выводная планка; 3 — подкладка; 4 — горизонтальная вставка; 5 — потолочный угловой шов; 6 — вертикальная вставка; 7 — вертикаль- ный стыковой шов, 8 — сварочный трактор, 9 — нижний стыковой шов; 10 — нижний угловой шов; // — накладка; /2 —пробка, 13 — высокопрочный болт первой очереди; 14 — то же второй оче- реди, /5 — технологическое отверстие в стенке определяется из условия свободно- го прохода автомата для сварки нижнего пояса. Для обеспечения высокого качест- ва монтажных сварных соединений проводят тщательную подготовку свариваемых элементов, сварочного оборудования и материалов, а так- же специальную подготовку рабо- чих и инженерно-технических работ- ников. Свариваемые кромки и прилега- ющие к ним зоны очищают от ржав- чины, окалины, масла, снега, нале- ди до чистого металла. Сварочную проволоку также очищают от смаз- ки, ржавчины и загрязнения. Флю- сы и электроды прокаливают в элек- тропечи при 400—450 °C в течение 3—4 ч. Непосредственно перед свар- кой кромки стыков подогревают га- зовыми горелками до 120—160°С, а флюсы и электроды просушивают при 150 °C. 7* Полносварные стыки выполняют в таком порядке: сначала сварива- ют стык нижнего пояса, затем вер- тикальные стыки стенки и после этого — стыки верхнего пояса. Свар- ку поясов выполняют сварочными тракторами, вертикальных стыков стенки — сварочным аппаратом с принудительным формованием шва, нижних угловых стыков стенки с поясом — сварочным полуавтома- том, потолочных стыков стенки с поясом — вручную. Многопроход- ную сварку швов выполняют с ми- нимальными перерывами между проходами. В суровых климатических усло- виях зимой сварочные работы про- изводят, как правило, в тепляках, защищающих сварщиков, сварочное оборудование и элементы от низкой температуры, осадков, ветра и про- чих неблагоприятных климатиче- ских факторов. 195
Контроль качества сварки состоит в проверке правильности сборки стыков, чистоты свариваемых кро- мок, наличия подкладок и выходных планок для получения полных каче- ственных швов, а также сварочного оборудования, электродов и матери- алов, режима и технологии сварки. После сварки все швы осматри- вают, измеряют и подвергают ульт- развуковой дефектоскопии. Ответст- венные стыковые швы (растянутых поясов, концевых участков стыков стенки в растянутой зоне, а также угловые швы, прикрепляющие пояса к стенке и работающие на растяже- ние и отрыв), кроме того, просвечи- вают рентгеновскими или гамма-лу- чами, если результаты проверки их ультразвуком требует уточнения. Дефектные сварные швы, имею- щие трещины, непровар, шлаковые включения, газовые поры, подрезы основного металла и наплывы элек- тродного металла вырубают и заме- няют новыми. После этого пневмо- зубилом срубают стальные под- кладки и выводные планки и наж- дачной машинкой зачищают швы. В процессе сварки ведут журнал сварочных работ, к которому при- лагают сертификаты применяемых материалов. Техника безопасности производст- ва электросварочных работ должна обеспечить отсутствие травм от световых, инфракрасных и ультра- фиолетовых лучей, от газов, образу- ющихся при расплавлении металла, покрытий электродов и флюса, от ожогов каплями расплавленного ме- талла и шлака, от поражения элек- трическим током. Подключение и отключение электросварочных агре- гатов, а также наблюдение за их ис- правной работой должен осуществ- лять только специально обученный электромонтер. Все сварщики долж- ны работать в брезентовой спец- одежде. Для защиты глаз и кожи лица сварщики должны иметь ма- ски или щитки с темными стеклами. К ом бинированный (бол- тосварной) стык (рис. 8.6,6) выполняют при навесной сборке в 196 следующем порядке: сначала, удер- живая монтируемый элемент кра- ном, ставят накладки стенки и за- крепляют их в углах пробками и болтами, выверяют положение эле- мента в плане и профиле, после че- го заполняют все свободные отвер- стия высокопрочными болтами, за- тягивая их гайковертом до усилий, близких к проектным, постепенно заменяют пробки болтами, а затем освобождают кран и производят ав- томатическую сварку сначала ниж- него, а потом верхнего поясов. Ниж- ний пояс сваривают на стальной подкладке трактором с приставкой, позволяющей его сварочной головке проходить через технологическое от- верстие в стенке, и непрерывно сва- ривать пояс (рис. 8.6, в). Нижние накладки и высокопрочные болты ставят по окончании сварки нижне- го пояса, после чего все высокопроч- ные болты дотягивают динамометри- ческим ключом до проектного уси- лия. 8.4. Сборка пролетных строений на подмостях Сборка стальных пролетных стро- ений на сплошных подмостях требу- ет устройства опор и прогонов под- мостей, сборки и испытания мон- тажного крана. Она состоит из уста- новки и соединения элементов про- летного строения, опускания его на опорные части, устройства мостово- го полотна и окраски. Достоинством этого способа является простота и высокое качество сборки пролетно- го строения, а недостатком — значи- тельный расход материалов, боль- шая трудоемкость и продолжитель- ность монтажных работ. Конструкция подмостей. Сталь- ные пролетные строения собирают на деревянных и металлических подмостях различной индивидуаль- ной и инвентарной конструкции. В настоящее время на строительст- ве мостов применяют подмости из инвентарных металлических элемен- тов УИКМ и МИК, обеспечиваю-
Рис. 8.7. Сплошные подмости из инвентарных элементов У И КМ щих существенное снижение трудо- емкости и стоимости монтажа. Де- ревянные подмости допускаются только при технико-экономическом обосновании их целесообразности и наличии местных лесоматериалов. Подмости из элементов УИКМ (рис. 8.7) применяют для сборки любых стальных пролетных строений. Эти подмости состоят из сквозных ферм и башенных опор на свайном или лежневом фундаменте. Они могут быть любой длины, ши- рины и высоты, кратной 2 м. Эле- менты УИКМ изготовлены из угол- ков размером от 75+75X8 до 125+125ХЮ мм, длиной от 1,73 до 3,99 м, а также из прокатных швел- леров № 30 и двутавров № 55. В за- висимости от нагрузки сечения сто- ек, поясов и других элементов под- мостей составляют из одного, двух, трех или четырех уголков. Необхо- димую грузоподъемность подмостей Рис. 8.8. Подмости на инвентарных элементах МИК-С и МИК-П* / — сборочные клетки; 2 — настил и поперечины; 3 — прогоны; 4 — ростверк; 5 — трубчатые стой ки; 6 — свайный фундамент 197
обеспечивают также изменением свободной длины элементов или ко- личества плоскостей ферм и опор. Элементы соединяют при помощи фасонок и накладок черными болта- ми диаметром 22 и 27 мм. Малая масса универсальных эле- ментов (от 8,5 до 76,4 кг) позволяет собирать подмости вручную. Обыч- но сначала собирают плоскостные секции или пространственные блоки подмостей, а затем их устанавлива- ют на место кранами. Недостаток конструкций УИКМ — большая тру- доемкость сборки и деформатив- ность соединений на черных болтах, ограниченность применения в рай- онах с температурой ниже —40 °C. Подмости из элементов МИК-С и МИК-П (рис. 8.8) состо- ят из башенных опор на свайном или лежневом фундаменте, прого- нов и поперечин с настилом. Они могут быть любой длины, ширины и высоты, кратной 2 м. Конструкции МИК-С состоят из четырех типов труб-стоек диамет- ром 203 и 159 мм, длиной 2 и 4 м, пяти типов труб-раскосов и распо- рок диаметром 159 и 95 мм, длиной 1,62—5,12 м, ростверка из сварных двутавровых балок и соединитель- ных планок. Все трубчатые элемен- ты имеют фланцы, фасонки и про- ушины с отверстиями для соедине- ния их болтами диаметром 24 мм (см. приложение 1). В комплект МИК-П входят два типа сварных двутаровых балок вы- сотой 1,04 м, длиной 12 и 8 м, один тип балки высотой 0,55 м, длиной 12 м, а также полудиафрагмы, сты- ковые накладки и высокопрочные болты диаметром 24 мм для объеди- нения балок и пространственные конструкции длиной 16 и 20 м (см. приложение 2). Элементы МИК изготовлены из термически обработанных труб из стали 09Г2С и листовой стали 15ХСНД. Их можно перевозить по железным и автомобильным доро- гам. Из элементов МИК можно соби- рать в любых районах нашей стра- 198 ны различные подмости, временные промежуточные опоры, пирсы и другие вспомогательные конструк- ции для монтажа пролетных строе- ний. Количество и положение стоек и других элементов МИК определя- ют в соответствии с действующими нагрузками и местными условиями производства работ. Грузоподъем- ность трубчатых стоек в зависимо- сти от их диаметра и длины равна 44 и 100 т. Сооружения из МИК монтируют поэлементное или из предвари- тельно укрупненных геометрически неизменяемых блоков. Элементы собирают с помощью оправок и про- бок, для чего во фланцах, фасонках и проушинах имеются отверстия диаметром 12 мм. Все марки МИК соединяют при сборке полным коли- чеством высокопрочных болтов. Подмости из МИК имеют в 5— 7 раз меньше монтажных элемен- тов, в 6—8 раз меньше болтов; тру- доемкость из сборки и разборки в 2—3 раза меньше, чем подмостей из УИКМ. При сборке пролетных строений кранами, расположенными на про- летном строении, можно применять подмости, состоящие только из от- дельных опор под узлами пролетно- го строения, без прогонов и ферм. Такие подмости целесообразны при небольшой высоте моста. Тип инвентарных конструкций и схему подмостей выбирают в зави- симости от конструкции пролетного строения, монтажного крана, мест- ных условий и технико-экономиче- ских показателей вариантов под- мостей. Опоры подмостей для сборки про- летных строений с фермами жела- тельно располагать под их узлами. Пролеты подмостей до 10 м реко- мендуется перекрывать инвентарны- ми балками, а большие пролеты — фермами из инвентарных элементов. Расположение прогонов в попереч- ном сечении принимают в соответст- вии с шириной пролетного строения, колеи сборочного крана и пути по- дачи элементов. Отметку верха на-
стила подмостей назначают с уче- том установки под нижними пояса- ми пролетного строения домкратов и сборочных клеток для удобства работ при соединении элементов и создании заданного строительного подъема. Расчет подмостей. Несущие кон- струкции, фундаменты и основания подмостей рассчитывают по первой группе предельных состояний на прочность и устойчивость. Подмости рассчитывают на дейст- вие постоянных нагрузок от собст- венного веса конструкций, веса мон- тируемого пролетного строения, вре- менных нагрузок от сборочного кра- на и транспортного оборудования, от людей, инструмента и вспомога- тельного оборудования, а также прочих временных нагрузок: давле- ния ветра, льда и навала судов. Нормативное значение нагрузок принимают по Инструкции по про- ектированию вспомогательных со- оружений и устройств для строи- тельства мостов. Расчеты выполняют на невыгодные сочетания нагрузок с учетом соответствующих коэффи- циентов надежности. При расчетах пространственную систему подмостей допускается рас- членять на простейшие плоскостные системы и балки, а жесткие соеди- нения элементов в узлах принимать шарнирными. Расчет подмостей обычно состоит из расчетов настила, поперечин, прогонов или сквозных ферм, опор и оснований. Настил (рис. 8.9, а) рассчиты- вают как простую балку на двух опорах с пролетом, равным расстоя- нию между осями поперечин. Проч- ность настила проверяют на дейст- Рис 8 9. Расчетные схемы подмостей: а — настила, б — поперечины, в — подферменного прогона, г — подкранового прогона 199
вие временной равномерно распре- деленной нагрузки от веса людей, инструмента и мелкого оборудова- ния и на сосредоточенную нагрузку. Поперечины (рис. 8.9,6) рас- считывают как простые балки с про- летом, равным расстоянию между осями прогонов Прочность попере- чин проверяют на действие постоян- ной нагрузки от веса настила и по- перечины и временной равномерно распределенной нагрузки, передава- емой настилом. Поперечины, распо- ложенные под пролетным строени- ем, рассчитывают на постоянную нагрузку и давление клеток и дом- кратов при выправлении строитель- ного подъема пролетного строения. Если элементы пролетного строения подают на сборку по железнодорож- ному пути, уложенному на подмо- стях, то поперечину также рассчи- тывают на постоянную нагрузку и давление монтажной тележки с на- иболее тяжелым элементом пролет- ного строения. Если сборку пролет- ного строения ведут краном, двига- ющимся по подмостям, то поперечи- ны рассчитывают на давление колес крана. Подферменные прогоны или фермы (рис. 8.9, в) рассчи- тывают как однопролетные балки или фермы на постоянную нагрузку от веса настила, поперечин и прого- нов или ферм, на временную равно- мерно распределенную нагрузку, расположенную на участке настила, не занятых пролетным строением, а также на сосредоточенное давление сборочных клеток и домкратов. Сосредоточенное давление узла монтируемого пролетного строения определяют от веса металла пролет- ного строения и подвесных подмо- стей, а также от веса подкрановых и транспортных путей, если они рас- положены на пролетном строении. Кроме того, учитывают нагрузку по- перечно направленного ветра на пролетное строение и кран с грузом и без груза. Давление узла опреде- ляют в двух случаях опирания: 1) на сборочные клетки пролетного строения с шарнирными узлами; 200 2) на домкраты пролетного строе- ния с жесткими узлами. Подкрановые прогоны (рис. 8.9, г) рассчитывают как про- стые балки на постоянную нагрузку от веса настила, поперечин и прого- нов, и на временную распределен- ную нагрузку, расположенную на свободных участках настила, а так- же на давление колес крана, кото- рые определяют от собственного ве- са крана и веса наиболее тяжелого элемента, подвешенного на крюке крана. При этом кран и его стрелу устанавливают в положение, наибо- лее неблагоприятное для работы прогона, а также учитывают ветро- вую нагрузку. Средние прогоны рассчиты- вают так же, как простые балки, на постоянную нагрузку, временную равномерно распределенную нагруз- ку и на давление колес монтажной Рис. 8.10 Расчетная схема опоры подмо- стей
гележки с наиболее тяжелым эле- ментом пролетного строения. Опоры подмостей (рис.8.10) рассчитывают на собственный вес Ро, давление опирающихся на них прогонов или ферм Рс и на ветро- вую нагрузку W, а если необходи- мо, то и на ледовую нагрузку и на- вал судов. При этом подвижные на- грузки устанавливают в положения, наиболее неблагоприятные для опо- ры. Расчет опоры состоит в провер- ке прочности и устойчивости элемен- тов верхнего ростверка, стоек, свя- зей и др., а также общей устойчиво- сти опоры против опрокидывания. Кроме того, проверяют устойчи- вость всех подмостей с пролетным строением. Фундаменты опор рассчитывают на нормальное давление, момент и горизонтальное давление опоры, действующие поперек и вдоль мо- ста. Сооружение подмостей. Сбороч- ные подмости возводят по рабочим чертежам, разработанным в составе проекта производства работ. Метод и очередность сооружения подмо- стей принимают в соответствии с конструкцией подмостей, местными условиями и общей организацией строительства моста. До начала ра- бот производят разбивку осей опор подмостей и в последующем осуще- ствляют постоянный геодезический контроль. Опоры подмостей, расположенные в русле реки, устраивают на свай- ных фундаментах. Глубину забивки свай определяют в соответствии с расчетной нагрузкой, но не менее 3 м ниже уровня размыва дна, воз- можного в период производства ра- бот. При глубине воды более 4 м свайные фундаменты сооружают с применением тяжей, каркасов или наклонных свай. При необходимости свайные фундаменты обсыпают камнем. При устройстве береговых опор на лежневых основаниях при- нимают меры к отводу от опор по- верхностных вод и защите основа- ний от подмыва, пучения и просад- ки грунта. Опоры и прогоны подмостей мон- тируют легкими мобильными стре- ловыми кранами. Конструкции под- мостей собирают из предварительно укрупненных блоков, для завинчи- вания болтов применяют гайковер- ты. Сборочные клетки выкладывают с учетом проектного строительного подъема пролетного строения и де- формации подмостей. На подмостях укладывают пути для сборочного крана и подачи элементов; прокла- дывают воздухопровод и электро- сеть, устраивают электроосвещение. Законченные подмости до их ис- пользования принимают по акту. Отклонения в размерах и положе- нии подмостей должны не превы- шать значений, предусмотренных нормами и техническими условиями. За исправным состоянием конст- рукций подмостей должен быть установлен систематический техни- ческий надзор. Перед началом каж- дой смены надлежит проверять со- стояние подмостей в целом, отдель- ных элементов, соединений, ограж- дений и перил, а также противопо- жарных средств. Технология сборки пролетных строений. Перед началом сборки на настиле подмостей разбивают и за- крепляют оси ферм и поперечных балок пролетного строения. По этим осям под каждым узлом пролетно- го строения выкладывают обычно две сборочные клетки из деревян- ных брусьев с просветом для уста- новки домкрата, необходимого для выправки строительного подъема (рис. 8.11). Стальные пролетные строения можно собирать на подмостях ярус- ным, секционным и комбинирован- ным способами. Ярусная сборка состоит из низовой (рис. 8.12, а) и верховой (рис. 8.12,6) сборки. Вначале про- изводят низовую сборку всего про- летного строения, состоящую из укладки нижних поясов главных ферм, продольных связей и балок проезжей части (при езде понизу), затем — верховую, состоящую из установки элементов решетки и 201
Рис 8 11. Опирание узла пролетного стро- ения при сборке 1 - страховочная клетка; 2 — гидравлический домкрат верхних поясов ферм, поперечных и верхних продольных связей. По окончании сборки всей конструкции проверяют правильность положения пролетного строения в плане и про- филе, выправляют его при помощи домкратов, а затем приступают к сболчиванию или клепке узлов. Этот способ сборки обеспечивает высокую точность монтажа. Секционная сборка (рис. 8.12, в) состоит из установки и со- единения всех элементов поочередно в каждой панели или секции про- летного строения. При секционной сборке применяют обычно один кран, которым в пределах каждой секции вначале укладывают нижние пояса ферм, продольные связи и балки проезжей части, а затем — элементы решетки и верхние пояса ферм, поперечные и верхние про- дольные связи. Окончательное со- единение элементов производят сра- зу после сборки и выверки положе- ния секции, что сокращает продол- жительность монтажа. Комбинированная сборка (рис. 8.12, г) состоит из полной ни- зовой и секционной верховой сбор- ки пролетного строения. В отличие от ярусной сборки окончательное со- единение элементов производят сра- зу после выверки положения со- бранной секции. Эту сборку можно вести одновременно двумя кранами, что обеспечивает сокращение сро- ков монтажа и рациональное ис- пользование квалифицированных монтажников-верхолазов. Комбини- рованную сборку можно также про- изводить краном, двигающимся по проезжей части собираемого пролет- ного строения. При этом кран, дви- гаясь вперед, производит сначала низовую сборку, а затем, двигаясь назад, сборку секций. В этом случае пролетные строения можно собирать на отдельных опорах, расположен- ных под узлами главных ферм. Стальные пролетные строения можно собирать козловыми, стрело- выми и другими кранами, располо- женными на подмостях или собира- емом пролетном строении. Тип кра- Рис. 8.12. Способы сборки пролетного строения: а — низовая; б — верховая; в — секционная; г — комбинированная; 1 — направление подачи эле- ментов на сборку; 2 — монтажный кран; 3 — направление сборки пролетного строения; 4 — ниж- ние пояса, продольные связи, продольные и поперечные балки; 5 — главные фермы, продольные и поперечные связи; d — длина секции (панели) 202
Рис. 8.13. График профиля и плана глав- ных ферм пролетного строения: а — схема главной фермы, б — профиль ферм; в —план ферм; / — проектное положение глав- ных ферм, 2 — фактическое положение ферм пос- ле сборки на выбирают в соответствии с при- нятым способом сборки, наиболь- шей массой монтажного элемента пролетного строения, необходимым вылетом стрелы и с учетом стоимо- сти машино-смены. Направление сборки пролетных строений на подмостях может быть от одного конца пролетного строе- ния к другому, навстречу или похо- ду подачи металла на сборку. В процессе сборки систематически проверяют положение элементов пролетного строения, а также план и профиль ферм. Съемку плана и профиля пролетного строения произ- водят перед сболчиванием, или клеп- кой узлов, перед снятием пролетно- го строения с клеток и после уста- новки его на опорные части. По ре- зультатам съемок вычерчивают план и профиль ферм и вычисляют отклонения узлов от их проектного положения (рис. 8.13). Строительный подъем и план ферм исправляют при помощи дом- кратов, талей или полиспастов. При выборе способа исправления откло- нений элементов пролетного строе- ния от проектного положения необ- ходимо стремиться к возможно меньшему количеству перемещений узлов и к одновременному исправ- лению плана и профиля ферм. Ис- правлять профиль лучше опускани- ем, а не поднятием узлов. Установка на опорные части. Опорные части пролетных строений устанавливают на подферменные площадки, которые должны быть тщательно очищены и промыты, а масляные пятна — вырублены. Стальные опорные плиты устанав- ливают на слой цементно-песчаного раствора толщиной 1—2,5 см или на слой пластораствора с эпоксид- ной смолой. Анкерные болты зали- вают также цементным раствором. Марка раствора должна быть не ниже марки бетона подферменни- ков. Трущиеся поверхности стальных опорных частей и поверхности ката- ния перед установкой тщательно очищают и натирают графитом или дисульфидмолибденовой смазкой. После окончания сборки и соеди- нения элементов пролетное строение устанавливают на опорные части при помощи домкратов, расположен- ных на постоянных опорах под край- ними поперечными балками. Требу- емую грузоподъемность домкратов определяют по массе пролетного строения, увеличенной в 1,5 раза. Пролетное строение опускают сту- пенями по составленному графику; при этом под опорными узлами его выкладывают страховочные клетки с клиньями, с помощью которых по мере опускания пролетного строе- ния сохраняют просвет между узла- ми и клиньями не более 2—3 см. Вначале пролетное строение уста- навливают на неподвижные опор- ные части, а затем на подвижные. Положение катков подвижных опор- ных частей определяют в соответст- вии с температурой пролетного строения в момент этой операции и с таким расчетом, чтобы катки за- няли нормальное положение при средней годовой температуре воз- духа района строительства моста и действии только постоянной на- грузки. Окраска пролетных строений. Стальные пролетные строения окра- шивают после полного окончания и 203
приемки монтажных работ. Если элементы пролетного строения были окрашены на заводе, то после мон- тажа окрашивают только участки, не имеющие заводской окраски, а также места с поврежденной окра- ской. В этом случае качество мате- риалов грунтовки и цвет краски должны соответствовать заводской. После этого допускается нанесение одного слоя краски по всему пролет- ному строению. Очистку поверхностей от ржав- чины, грязи и масла производят ме- ханизированным способом. Огневой и химический способы очистки при- меняют только с разрешения про- ектной организации. Лучшим и ме- нее трудоемким является песко- струйный способ очистки. Работы по грунтовке, шпаклевке и окраске элементов выполняют в сухую и теплую погоду; производить эти работы во время дождя и тума- на или при температуре воздуха ни- же +5 °C запрещается. Температу- ра грунтовки, шпаклевки и краски во время нанесения не должна от- личаться от температуры окраши- ваемой поверхности. Г р у н т о в к у наносят на чистую, протертую насухо поверхность ме- талла не позднее чем через 2 чпос- ле очистки при относительной влаж- ности воздуха выше 70%, через 8 ч — при влажности от 60 до 70% и через 24 ч — при влажности менее 60%. Слой грунтовки должен быть одинаковой толщины без пропусков и потекоц; через него не должен просвечивать металл. Шпаклевку щелей и выравни- вание местных неровностей произ- водят после высыхания грунтовки. Окраску пролетных строений производят механизированным спо- собом. Аппаратура для окраски обычно состоит из компрессора с воздухосборником и масловодоотде- лителем, красконагнетательного ба- ка и шланга с краскораспылителем. Ручная окраска допускается только при небольших объемах работ и элементов малого сечения, окраска которых механическим способом вы- 204 зовет перерасход краски. Последу- ющий слой краски наносят другого цвета и только после высыхания предыдущего. Все технические надписи, имеющиеся на элементах пролетного строения, переносят на верхний слой краски и указывают дату окраски. Контроль качеств'а работ по защите стальных пролетных строений от коррозии производят после очистки, грунтовки, шпаклев- ки и нанесения каждого слоя кра- ски. Краска должна быть прочной, эластичной и химически стойкой, не иметь трещин, пузырей, неровностей и потеков. Общее освидетельствова- ние и приемку окрашенных пролет- ных строений производят не ранее 2 сут после нанесения последнего слоя краски. Особенно тщательно проверяют качество работ в местах возможного загрязнения и увлажне- ния пролетного строения и в трудно- доступных местах. 5.5. Навесная и полунавесная сборка Навесная, уравновешенная и по- лунавесная сборки во многих случа- ях являются наиболее рациональ- ными способами монтажа стальных пролетных строений. Навесная сборка. Сборку сталь- ных пролетных строений навесным способом производят без опирания их на подмости или временные опо- ры. Этот способ применяют при большой высоте моста, значитель- ной глубине воды, интенсивном су- доходстве и лесосплаве, когда уст- ройство подмостей или временных опор требует значительных затрат. Для сборки навесным способом про- летное строение закрепляют за спе- циальный анкер или опору моста, за соседнее пролетное строение или предварительно собранный проти- вовес. Навесную сборку можно вести от одного конца пролетного строения к другому (рис. 8.14, а) или от опор к середине пролетного строения (рис. 8.14,6). В последнем случае
Рис. 8.14. Виды навесной и уравновешенной сборки пролетных строений: а — навесная односторонняя; б — то же от опор к середине пролета; в — уравновешенная от опо- ры; г - то же от середины к опорам; / — подвесные передвижные подмости; 2 — сборочные под- мости на опорах устанавливают домкраты для горизонтальных, вертикальных и угловых перемещений консолей пролетного строения, необходимых при сборке замыкающей панели. Уравновешенная сборка. Сборку стальных пролетных строений этим способом начинают на небольших подмостях или обстройке постоян- ной опоры моста и ведут, равномер- но наращивая пролетное строение в обе стороны или от опоры в смеж- ные пролеты (рис. 8.14, в) или от середины пролетного строения к его концам (рис. 8.14,г). Эту сборку обычно ведут двумя кранами, что сокращает сроки монтажа. Опере- жение сборки одной консоли про- летного строения по отношению к другой более чем на одну панель не допускается. Навесным и уравновешенным спо- собом удобно собирать неразрезные и консольные пролетные строения, которые при этом обычно не требу- ют усиления. Балочно-разрезные пролетные строения для сборки на- весным способом соединяют в не- разрезную систему. Элементы пролетных строений при сборке должны удовлетворять требованиям прочности и устойчи- вости на всех стадиях монтажа. В тех случаях, когда прочность или устойчивость отдельных элементов оказывается недостаточной, их уси- ливают увеличением площади попе- речного сечения или уменьшением свободной длины. Уменьшать мон- тажные усилия в элементах пролет- ных строений можно устройством приемных и поддерживающих кон- Рис. 8.15. Способы усиления пролетных строений при навесной сборке: а — устройством консолей; б - установкой шпренгеля; / — приемная консоль; 2 — поддерживаю- щая консоль; 3 — шпренгель 205
солей (рис. 8.15, а), временных шпренгелей (рис. 8.15,6), вантами и другими способами. Полунавесная сборка. Сборку стальных пролетных строений с ча- стичным опиранием на короткие подмости или временные опоры для обеспечения устойчивости против опрокидывания монтируемой систе- мы и уменьшения усилий в ее эле- ментах в процессе монтажа приме- няют: при монтаже пролетных стро- ений, не допускающих навесную сборку; для сборки первого (анкер- ного) пролетного строения; на стро- ительстве моста с одним пролетным строением и в других случаях при соответствующем технико-экономи- ческом обосновании. В зависимости от конструкции монтируемого пролетного строения, местных условий и общей организа- ции строительства моста полунавес- ную сборку пролетных строений на- чинают: на коротких сплошных под- мостях (рис. 8.16,а); с устройством противовеса (рис. 8.16,6); с закреп- лением монтируемого пролетного строения за опору моста (рис. 8.16, в) или за ранее собранное про- летное строение (рис. 8.16,г). Сплошные подмости сооружают из инвентарных металлических кон- струкций на лежневом или свайном фундаменте. Длину подмостей оп- ределяют из условия устойчивости против опрокидывания собираемого пролетного строения. Обычно под- мости устраивают под первыми дву- мя— четырьмя панелями пролетно- го строения. Противовес устраивают из эле- ментов следующего пролетного строения. Вес его определяют из ус- ловия устойчивости монтируемой си- стемы. После сборки первого про- летного строения элементы проти- вовеса, как правило, используют для сборки следующего пролетного строения. Монтируемое пролетное строение присоединяют к опоре мо- ста или ранее собранному пролетно- му строению при помощи специаль- ных соединительных элементов, ко- торые рассчитывают на усилия, воз- никающие в них в процессе монта- жа от веса консоли собираемого пролетного строения, монтажного крана, подвесных подмостей и дру- гих временных устройств и обору- дования, а также от ветровой на- грузки. Временные опоры располагают под основными узлами монтируемо- го пролетного строения из условия устойчивости его против опрокиды- вания в процессе сборки, а также прочности конструкции пролетного строения и предельной нагрузки на опору. Смонтированные консоли пролет- ного строения опирают на стальные клетки временных опор или на опор- ные части капитальных опор после приведения домкратами конца кон- соли в проектное положение. После опирания конца консоли освобожда- ют от нагрузки предыдущую вре- Рис. 8.16. Способы полунавесной сборки пролетных строений: а — с участком сплошных подмостей; б — с противовесом; в — с закреплением за опору; г — то же за собранное пролетное строение; / — участок сплошных подмостей; 2 — противовес; 3 — анкерное закрепление; 4 — соединительные элементы 206
менную опору. Опирание собираемо- го пролетного строения на две про- межуточные опоры допускается, как исключение, по инструкции и при обязательном авторском надзоре и усиленном контроле главным инже- нером строительства моста. Конструкция временных опор. Временные опоры состоят из верх- него и нижнего ростверков, стоек и связей (рис. 8.17). На верху опор устраивают клетки из металличе- ских балок для опирания монтируе- мого пролетного строения и уста- навливают гидравлические домкра- Рис. 8.17. Временная опора: / — страховочная клетка; 2 — гидравлический домкрат; 3 — верхний ростверк; 4 — стойка; 5 — нижний ростверк ты для регулирования положения пролетного строения. Высоту временных опор опреде- ляют в зависимости от высоты мо- ста, а ширину — из условия устой- чивости против опрокидывания. Стойки и связи временных опор устраивают из инвентарных метал- лических элементов МИК-С, УИКМ и др. В некоторых случаях опоры устраивают из железобетонных обо- лочек, а в исключительных случа- ях — из древесины. Количество и сечения стоек и связей определяют по расчету на прочность и устойчи- вость. Опоры из инвентарных эле- ментов собирают легкими стреловы- ми кранами и соединяют болтами. В зависимости от местных усло- вий временные опоры устраивают на лежневых или свайных фунда- ментах. При большой глубине воды необходимую жесткость свайных фундаментов обеспечивают установ- кой подводных тяжей или простран- ственных каркасов. В особых усло- виях пролетные строения монтируют на плавучих опорах. Монтажные краны. Стальные про- летные строения можно собирать различными стреловыми кранами, грузоподъемность и вылет стрелы которых соответствуют условиям производства работ. Наиболее рас- пространенными являются жестко- ногие деррик-краны, имеющие про- стую конструкцию, малую массу, одну или две стрелы и почти посто- янную грузоподъемность при любом вылете стрелы. Монтажные краны устанавливают на верхние пояса собираемого про- летного строения или на проезжую часть. В первом случае кран может собирать все элементы секции про- летного строения, но при этом усложняется сборка первых пане- лей и установка крана на верхние пояса. Во втором случае кран может собирать первые панели, а затем без перестановки продолжать сборку всего пролетного строения. При этом кран не может собирать верхние го- ризонтальные связи и для сборки их на верхние пояса устанавливают 207
легкую кран-балку. Для пропуска тележки с элементом кран устанав- ливают на портал. Кран должен подавать элементы пролетного стро- ения вперед на одну панель, а иног- да и на две. По мере сборки кран передвигают по временному рельсо- вому пути, а во время работы на- дежно закрепляют за пролетное строение. Для навесной сборки стальных пролетных строений применяют спе- циальные монтажные краны УМК, двухстреловой 2X8 и МАС-16, а также универсальные деррик-краны ГМК 12/20, ДК-25 и др. Монтажный кран УМК-2 (рис. 8.18, а) состоит из рамы, под- косов, мачты и стрелы длиной 22,5 м. Кран оснащен грузовым и стреловым полиспастами с электро- лебедками. Наибольшая грузоподъ- емность крана 20 т; угол поворота стрелы 160°; масса крана 34,2 т. На верхние пояса пролетного строения кран устанавливают на специаль- ные балки с ходовыми колесами, а на проезжую часть — на порталь- ную подставку для пропуска теле- жек с элементами. Кран УМК-2 мо- жет собирать пролетные строения с ездой поверху и понизу пролетом до 160 м. Монтажный дер’рик-кран ДК-25 (рис. 8.18,6) состоит также из рамы, подкосов, мачты и стрелы длиной 20; 25 и 30 м. Он имеет ос- новной и вспомогательный грузовой и стреловой полиспасты с электро- лебедками. Наибольшая грузоподъ- емность крана 25 т; угол поворота стрелы 90—120°; установленная мощность электродвигателей 80 кВт; масса крана 44,2 т. Кран можно устанавливать на верхние пояса и проезжую часть собираемого про- летного строения. Отличительная особенность крана состоит в воз- можности самомонтажа его конст- рукции с помощью полиспастов. Кран ДК-25 применяют для сбор- ки металлических, сталежелезобе- тонных и железобетонных пролет- ных строений, а также для соору- жения фундаментов и монтажа сборных мостовых опор. По сравне- нию с краном УМК-2 монтажный кран ДК-25 имеет более широкую область применения, более высокий коэффициент использования, мень- шие на 25% трудоемкость и на 20% стоимость монтажа крана. Рис. 8.18. Монтажные краны: а — универсальный кран УМК-2; б — деррик-кран ДК-25; 1 — передний подкос. 2 — оголовок. J — стреловой полиспаст, 4 — грузовой полиспаст; 5 — стрела, 6 — мачта, 7 — портал, 8- кабина управления, 9 - задняя гибкая растяжка 208
1 портал. 2 стрела, 3 Рис. 8.19. Монтажный агрегат МАС-16. тележка с грузовым полиспастом; 4 кабина управления, 5 подвес- ные передвижные подмости Монтажный агрегат МАС-16 (рис. 8.19) имеет четырех- стоечный портал с ходовыми тележ- ками и двухконсольную стрелу с грузовой тележкой. Наибольшая грузоподъемность агрегата 16 т; угол поворота стрелы в плане ±20°; установленная мощность электро- двигателей 27,5 кВт; масса агрега- та 49 т. Агрегат МАС-16 предназна- чен для сборки типовых стальных железнодорожных пролетных строе- ний с ездой понизу пролетом 88— 132 м. В разобранном виде агрегат пере- возят по железным и автомобиль- ным дорогам. Его монтируют на верхних поясах пролетного строе- ния стреловым полноповоротным краном. Агрегат перемещают по пу- тям катания верхней смотровой те- лежки; в рабочем положении его закрепляют Г-образными поворот- ными анкерами. Агрегатом МАС-16 собирают с од- ной стоянки все элементы секции пролетного строения. При этом мон- таж верхних узлов выполняют с подмостей, подвешенных к агрегату, а нижних узлов — с катучих теле- жек, перемещающихся по нижним поясам пролетного строения. После полного окончания монтажа пролет- ного строения агрегат перемещают назад и с его помощью разбирают соединительные элементы. Сборка первых панелей. При от- сутствии смежных пролетных строе- ний сборку первых панелей и мон- тажного крана производят стрело- выми мобильными поворотными кранами, расположенными на земле а) Рис. 8.20. Способы сборки первых панелей: а-- монтажным краном на прое<жей части, б — то же на подъемной платформе. 1 стреловой поворотный кран, 2 — монтажный кран; 3 — обстройка опоры; 4 - подьсмная платформа: 5 -- анкер 209
или на понтонах (рис. 8.20, а). В этом случае сначала на коротких сплошных подмостях монтируют нижние пояса главных ферм (узлы H0f Hl, Н2), продольные связи, про- дольные и поперечные балки. Затем на проезжей части собирают мон- тажный кран и первые панели глав- ных ферм (узлы Bl, В2). Дальней- шую сборку пролетного строения выполняют монтажным краном, двигающимся по проезжей части. При этом поперечные и верхние продольные связи монтируют кран- балкой, двигающейся по верхним поясам главных ферм. Если сборку начинают высоким башенным краном или мобильным краном с длинной стрелой, то сна- чала на подмостях монтируют пол- ностью первые панели, а затем на верхних поясах главных ферм мон- тажный кран. Дальнейшую сборку пролетного строения выполняют пол- ностью краном, двигающимся по- верху. Для установки монтажного крана на верхние пояса собираемого про- летного строения иногда прибегают к обстройке капитальной опоры и устройству подъемной платформы (рис. 8.20,6). В этом случае мон- тажный кран собирают на подъем- ной платформе. Затем этим краном монтируют на подмостях первые панели пролетного строения (узлы НО, Hl, Н2 и В1). После этого платформу с краном поднимают по- лиспастами в уровень верхних поя- сов, заканчивают сборку первых панелей (узел В2, верхние связи), и кран сдвигают на собранную часть пролетного строения. При наличии смежного пролетно- го строения с ездой поверху сборку первых панелей на участке сплош- ных подмостей, а затем монтажного крана на проезжей части или на верхних поясах главных ферм вы- полняют стреловым полноповорот- ным краном, расположенным на со- седнем пролетном строении. Перед началом сборки следую- щих панелей во всех случаях тща- тельно выверяют положение собран- 210 ной части пролетного строения в плане и профиле, заанкеривают опорные узлы за капитальную опо- ру и расклинивают подвижные опорные части. Соединение балочно-разрезных пролетных строений. Для возмож- ности навесной сборки разрезные балочные пролетные строения за- крепляют за ранее собранные (ан- керные) пролетные строения при помощи соединительных элементов (рис. 8.21). Эти элементы устанав- ливают в таком порядке: сначала на опорные узлы анкерного пролета монтажным краном устанавливают стойки (НЮ—В10), а затем верх- ние соединительные элементы (В9— В10) и продольные связи между ни- ми. После установки нижних поясов первой панели следующего пролет- ного строения нижние узлы (НЮ и НО) главных ферм соединяют на- кладками и высокопрочными бол- тами. Продольные балки смежных пролетных строений тоже соединя- ют накладками и высокопрочными болтами. После установки опорных раскосов (НО—В1) следующего пролета краном монтируют верхние соединительные элементы (ВЮ— В1) и связи между ними. Все со- единительные элементы прикрепля- ют высокопрочными болтами, кото- рые затягивают на полное расчетное усилие. После этого монтажный кран передвигают и собирают раз- резное пролетное строение навес- ным способом. Сечения и прикрепления соедини- тельных элементов, а также соеди- нение нижних узлов главных ферм рассчитывают на прочность при максимальной длине консоли соби- раемого пролетного строения, на действие нагрузок от собственного веса конструкции пролетного строе- ния, монтажного крана и оборудо- вания, временных путей, подвесных подмостей и ветровой нагрузки. По окончании навесной сборки конец пролетного строения поддом- крачивают до полной разгрузки со- единительных элементов, что опре- деляют простукиванием болтов.
Рис. 8.21. Соединение разрезных балочных пролетных строений (в знаменателе указа- ны номера стоянок крана, в числителе — номера подъема элементов) В первую очередь демонтируют верхние соединительные элементы и связи. Особенно тщательно и осторожно следует демонтировать соединительные элементы нижних опорных узлов. Для снятия стыко- вых накладок необходимо частично распускать опорный узел, что при неумелом или неосторожном произ- водстве работ может привести к по- тере устойчивости фасонных листов, а следовательно, и всего узла. По- этому необходимо внимательно вы- полнять особые указания проекта монтажа пролетного строения, не- медленно заполнять освободившие- ся отверстия высокопрочными бол- тами или заклепками. Для соединения нижних узлов пролетных строений применяют кон- струкцию свободного опирания опорных узлов через съемные тан- генциальные опорные части, рабо- тающие только на сжатие и автома- тически выключающиеся из работы после снятия усилия. Подвесные подмости. Сборку уз- лов и соединение элементов пролет- ного строения, контроль качества и приемку монтажных работ произво- дят с подвесных подмостей (решто- вания), которые могут быть дере- вянными, стальными или из алю- миниевых сплавов. Деревянные подвесные подмости используют обычно только один раз; они требуют значительных за- трат древесины и труда, поэтому их применяют в исключительных слу- чаях. Подмости из алюминиевых сплавов имеют высокую стоимость и поэтому не применяются. Сталь- ные подмости имеют простую конст- рукцию, малый вес и благодаря многократному использованию ма- лую относительную стоимость. 211
Подвесные подмости могут быть переносными, передвижными, кату- чими и подъемными. Переносные подмости (рис. 8.22, а) состоят из инвентар- ных люлек и лестниц, которые под- вешивают к узлам монтируемого пролетного строения. Лестницы имеют тетивы из уголков и ступени из круглой стали, соединенные свар- кой. Люльки изготовляют также из угловой и круглой стали, но сборно- разборной конструкции с болтовы- ми соединениями. Они имеют рам- ки из уголков для крепления к эле- ментам пролетного строения, доща- тый настил с бортовыми досками и перила высотой не менее 1 м. Люль- ки и лестницы обычно прикрепляют на складе при укрупнительной сбор- а — переносные, б — передвижные; в — катучие на верхней тележке; г - то же на нижней тележ- ке; д— подъемные; / — верхняя люлька, 2 — лестница с ограждением, нижняя люлька; 4 — пояс главной фермы; 5 — рамка; 6 — перила; 7 — бортовая доска; 8 — дощатый настил, 9 — мон- тажный деррик-кран; 10 — трос, // — продольная балка, /2 — поперечная балка; 13 — верхние под- мости с перилами; 14 — подвеска, /5 — нижние подмости с перилами; 16 — откидная площадка; /7 — верхняя тележка; 18 — верхняя площадка с перилами; 19 — то же нижняя; 20 — нижняя те- лежка; 21 — люлька с лебедкой 212
ке поясов и стоек главных ферм. По окончании сборки узлов и соеди- нения элементов люльки и лестницы снимают и возвращают на склад для повторного использования. Передвижные подмости (рис. 8.22,6) подвешивают к мон- тажному крану, поэтому они пере- мещаются при сборке панелей вме- сте с краном. Эти подмости имеют два или три яруса, расположенные в уровне соответствующих узлов. Каждый ярус имеет дощатый на- стил с бортами и перилами. Верх- ние ярусы, кроме того, имеют от- кидные площадки для соединения элементов с внутренней стороны пролетного строения. Сборку ниж- них узлов главных ферм и балок проезжей части производят с ниж- него яруса подмостей. Между яру- сами установлены лестницы. Катучие подмости подве- шивают к тележкам, перемещаю- щимся по верхним (рис. 8.22, в) или по нижним поясам (рис. 8.22, г) про- летного строения. Эти подмости имеют площадки с перилами и ле- стницы. Обычно их перемещают ле- бедками вслед за монтажным кра- ном и используют для окончатель- ного соединения элементов и конт- роля качества монтажных работ, а также для очистки, окраски и конт- роля качества малярных работ для освидетельствования пролетного строения при приемке моста. Подъемные подмости (рис. 8.22,6) состоят из люльки, троса, блока и лебедки. Их приме- няют для выполнения работ в от- дельных местах. Подвесные подмости рассчитыва- ют на собственный вес и нагрузки от рабочих и инструмента. Изготовленные подмости испыты- вают статической и динамической нагрузками с составлением акта. Поступающие на строительство мо- ста инвентарные подвесные подмо- сти принимают и регистрируют в журнале работ с указанием места и времени изготовления, техниче- ской характеристики и состояния. Установленные подмости тщательно осматривают, проверяют надеж- ность их закрепления и обеспечение безопасного производства работ. Технология навесной сборки. Стальные пролетные строения соби- рают поточным комплексно-механи- зированным методом по заранее со- ставленной и утвержденной техно- логической карте. В главную линию потока входит сборка балок проез- жей части, главных ферм и связей. Все остальные работы на монтаже выполняют так, чтобы обеспечива- лась непрерывная работа монтаж- ного крана. Сборку пролетного строения на- чинают после выполнения всех под- готовительных работ: сооружения подмостей, сборки и приемки мон- тажного крана и подвесных подмо- стей, устройства временных путей, прокладки воздухопровода, электро- линий и других работ. Размещение на монтируемой кон- соли оборудования, конструкций и материалов, не предусмотренных проектом, запрещается. Подачу элементов на сборку производят в соответст- вии с последовательностью монтажа пролетного строения. В зависимости от местных условий элементы пере- возят со склада на сборку по желез- ной дороге на платформах или те- лежках, по автомобильной дороге на грузовых автомобилях или трей- лерах или по воде на понтонах или баржах. Если элементы поступают на сборку не по проезжей части, а ниже монтируемого пролетного строения, то их поднимают на про- езжую часть стреловым или башен- ным краном, или подают под мон- тажный кран, если канатоемкость его грузовой лебедки позволяет под- нимать элементы на необходимую высоту. Последовательность уста- новки элементов пролетно- го строения принимают в зави- симости от системы и конструк- ции главных ферм и расположения монтажных стыков. Во всех случа- ях стальные пролетные строения со- бирают геометрически неизменяе- 213
Рис. 8.23. Последовательность сборки пролетного строения (в знаменателе указаны номера стоянок крана, в числителе — номера подъемов элементов) мыми пространственными секциями, устанавливая элементы на место под действием собственного веса. При монтаже пролетных строений Рис. 8.24. Последовательность сборки ферм: а —с двухпанельными поясами; б — со шпрен- гельной решеткой; 1—25 — порядок установки элементов с ездой понизу, имеющих главные фермы с треугольной решеткой и монтажными стыками элементов в узлах, сборку панелей с восходя- щим раскосом производят в такой последовательности: нижний пояс, подвеска, раскос, верхний пояс, а с нисходящим раскосом — нижний по- яс, раскос, стойка, верхний пояс. Одновременно со сборкой панелей главных ферм устанавливают балки проезжей части и связи между фер- мами (рис. 8.23). Последовательность установки элементов главных ферм с двухпа- нельными поясами и шпренгельной решеткой показана на рис. 8.24. Отставание сборки верхних про- 214
дольных и поперечных связей более чем на две панели, включая монти- руемую, не допускается. Установка элементов и соединение их высоко- прочными болтами должны выпол- няться в минимальные сроки, но не более чем через 3 сут после очистки соприкасающихся поверхностей. При невыполнении этого требова- ния очистку производят вновь. Строповку элементов про- изводят инвентарными стропами, из- готовленными из стальных канатов диаметром от 12 до 37,5 мм. В зави- симости от массы элементов приме- няют стропы одинарные с коушами, кольцевые, одно-, двух- и четырех- ветвенные с монтажными скобами и крюками. На монтажных элементах краской отмечают положение цент- ра тяжести и места строповки или прикрепляют серьги для строповки. Подъем элементов начина- ют после проверки надежности за- крепления крана и правильности строповки по команде сигналиста. От раскачивания элементы удержи- вают расчалками. При этом грузо- вой полиспаст крана должен быть в вертикальном положении. Заводка элементов на место про- изводится под действием собствен- ного веса элемента с помощью от- тяжек. При необходимости фасон- ные листы узлов допускается раз- двигать винтовыми домкратами. Совмещение отверстий соединяемых элементов производят сборочными ломиками, конусными оправками и пробками без повреж- дения металла. Производить навод- ку отверстий подтягиванием элемен- тов краном запрещается. Пробки устанавливают с помощью молотка массой не более 2 кг. Расстроповка элементов допуска- ется только после закрепления их полным расчетным количеством про- бок и стяжных болтов. Монтажный кран и подвесные подмости передвигают в следую- щую позицию только после полной сборки секции и проверки узлов. Окончательное соедине- ние элементов выполняют пос- ле выверки положения секции (см. п. 8.3). Не соединенных полно- стью высокопрочными болтами (за- клепками) панелей главных ферм, продольных и поперечных связей должно быть не более трех, вклю- чая собираемую панель Контроль качества сбор- к и состоит в систематической про- верке правильности положения и соединения элементов. Основным показателем правильной сборки яв- ляется хорошее совпадение монтаж- ных отверстий соединяемых элемен- тов. После сборки каждой секции производят геодезическую съемку плана и профиля монтируемого про- летного строения (рис. 8.25). При наличии отклонений выясняют их причину и принимают меры к лик- видации. Положение пролетного строения в плане и профиле исправ- ляют гидравлическими домкратами, установленными на временных и постоянных опорах. Окончательный геодезический контроль положения пролетного строения производят после установки его на опорные ча- сти. Особенности сборки сплошно- стенчатых пролетных строений. Стальные пролетные строения со сплошными главными балками дву- таврового или коробчатого сечения поступают на строительство моста крупными сварными блоками мак- симальной заводской готовности, размеры и масса которых определя- Рис. 8.25. Профиль главной фермы* / — в процессе сборки; //— после установки на опорные части; Ill - проектный профиль; 0—10 — номера узлов фермы 215
ются габаритами и грузоподъемно- стью транспортных средств. Склад элементов пролетных стро- ений располагают на берегу реки вблизи моста или на подходах к мо- сту в уровне проезжей части пролет- ных строений. На складе элементы укрупняют в соответствии с конст- рукцией пролетного строения при- нятым способом сборки и грузо- подъемностью монтажного крана. Стальные сплошностенчатые про- летные строения собирают полуна- весным, навесным и уравновешен- ным способами, а также конвейер- но-тыловым способом с продольной Рис. 8.26. Способы сборки сплошностенчатых пролетных строений: а — полунавесным способом с подачей элементов понизу; б — то же с подачей элементов поверху; в — навесная сборка козловым краном, двигающимся по эстакаде; г — то же плавучим краном; д — конвейерно-тыловая сборка с продольной надвижкой; 1 — временная опора, 2 элемент про- летного строения на тележке; 3 - кран-перегружатель; 4 — элемент на плашкоуте, 5 - сборочный деррик-кран на проезжей части; 6 устанавливаемый элемент; 7 - плашкоут, 8 — подготовленный к сборке элемент; 9 - портальный кран; 10 - мотовоз; 11 - сборочный деррик-кран на порталь- ной подставке; 12 - временная эстакада; 13- плавучий кран; 14 - нижний накаточный путь; /5 —сборочная клетка; 16 - каретка; /7 — неподвижная обойма роликов; 18 — лебедка; 19 -- по- лиспаст; 20— трос шпренгеля; 21- стойка; 22 шарнир, 23 - аванбек 216
надвижкой (см. п. 9.3). Способ сборки принимают в соответствии с конструкцией пролетного строения и местными условиями производства работ путем сравнения технико-эко- номических показателей вариантов монтажа. Для полунавесной сборки сплош- ностенчатых балочно-разрезных пролетных строений в первом про- лете устраивают две-три временные опоры, а в следующих пролетах — по одной опоре. Временные опоры собирают из металлических инвен- тарных конструкций на лежневом или свайном фундаменте. Береговые пролетные строения мостов небольшой высоты собира- ют стреловым самоходным краном с подачей элементов со склада на сборку по железнодорожному пути или автомобильной дороге. При сборке пролетных строений деррик-краном с неповорачиваю- щейся назад стрелой, установлен- ным на проезжей части, элементы на сборку подают понизу: по земле, эстакаде и на понтонах по воде (рис. 8.26, а). При этом обычно про- изводят перегрузку элементов, что увеличивает трудоемкость и стои- мость строительства моста. При установке на пролетное стро- ение деррик-крана на портальной подставке или крана с поворачива- ющейся назад стрелой элементы по- дают на сборку по проезжей части моста (рис. 8.26,6), что снижает трудоемкость и стоимость монтаж- ных работ. Навесную сборку с целью умень- шения нагрузки на монтируемую консоль производят портальным краном, двигающимся по эстакаде вдоль моста (рис. 8.26, в) или пла- вучим краном (рис 8.26, г). Навес- ную сборку можно вести от одной опоры к другой или от опор к сере- дине пролета с усилением (при не- обходимости) пролетного строения. При наличии плавучего крана боль- шой грузоподъемности (1600 т) про- летные строения собирают из очень крупных пространственных блоков, например длиной более 120 м, ши- риной 12 м и массой 500 т. Установ- ка такого блока занимает примерно одну смену. Последовательность установки элементов при сборке сплошностен- чатых пролетных строений принима- ют в соответствии с их конструк- цией и размерами поперечного сече- ния, грузоподъемностью монтажно- го крана и условиями производства работ. Узкие пролетные строения с поперечными монтажными стыками собирают из пространственных бло- ков. Широкие пролетные строения обычно монтируют из плоскостных элементов в такой последовательно- сти: сначала собирают главные бал- ки и связи между ними, а затем по- перечные и продольные балки или ортотропную плиту. В некоторых случаях для снижения изгибающего момента в монтируемой консоли сначала собирают только главные балки со связями, а затем после установки главных балок на опоры монтируют балки и плиты проезжей части. При сборке широких мостов монтажный кран и путь для подачи элементов располагают на монтиру- емом пролетном строении (рис. 8.27, а). Наводку, закрепление и соедине- ние монтажных элементов обычно производят с переносных подвесных подмостей, имеющих площадки с пе- рилами и лестницы (рис. 8.27,6). При сборке сплошностенчатых кон- струкций применяют полносварные, болтосварные и болтовые (фрикци- онные) соединения элементов (см. п. 8.3). В процессе сборки систематиче- ски проверяют правильность поло- жения и соединения элементов, план и профиль пролетного строе- ния. Техника безопасности. При сбор- ке пролетных строений на значи- тельной высоте следует уделять осо- бое внимание соблюдению правил техники безопасности. Все занятые на монтаже рабочие и инженерно- технические работники должны пройти специальный инструктаж по технике безопасности монтажных 217
Рис. 8.27. Схемы монтажа сплошностенчатого пролетного строения а — расположение монтажного крана и пути для подачи элементов по пролетному строению, б — подвесные переносные подмости; 1 — монтируемое пролетное строение; 2 — подкрановый путь; 3 — монтажный кран; 4— блок пролетного строения, 5 — трейлер, 6 — временная проезжая часть; 7 — монтируемая балка, 8 поперечина; .9 —подвеска; 10 — площадка с перилами; // — лестница работ. К верхолазным работам сле- дует допускать только опытных мон- тажников и обязательно с предохра- нительными поясами, касками и в мягкой нескользящей обуви. Зоны, опасные для движения людей во время монтажа, ограждают с уста- новкой хорошо видимых предупре- дительных сигналов. При сборке пролетных строений над водой орга- низуют спасательный пост. Расчеты при навесной и полуна- весной сборке. При проектировании навесной и полунавесной сборки рассчитывают монтируемое пролет- ное строение, сплошные подмости, временные опоры и другие вспомо- гательные устройства. Расчеты вы- полняют по методу предельных со- стояний на невыгодные сочетания постоянной, строительной и ветро- вой нагрузок, возможных при сбор- ке пролетных строений, и с учетом соответствующих коэффициентов перегрузки и сочетания нагрузок. Сплошные подмости под первыми панелями монтируемого пролетного строения рассчитывают по указаниям п. 8.4. При этом дав- ление на крайнюю переднюю опору (раму) определяют при максималь- 218 ной длине консоли пролетного стро- ения и в предположении полной раз- грузки остальной части подмостей. Опорные устройства для уравновешенной сборки пролетных строений, а также поддерживающие и приемные консоли (см рис. 8.15) рассчитывают на давление пролет- ного строения с максимальной с одной стороны консолью. Если вспо- могательные устройства прикрепля- ют к капитальным опорам моста, то опоры необходимо проверить на прочность и устойчивость при дей- ствии возможных в процессе монта- жа нагрузок. Положение временных опор при полунавесной сборке оп- ределяют исходя из следующих ус- ловий: собираемое пролетное строе- ние должно быть устойчиво против опрокидывания на всех стадиях монтажа; усилия, возникающие в элементах пролетного строения при монтаже, не должны превышать расчетную несущую способность элементов; давление пролетного строения на временные опоры долж- но быть не чрезмерно большим, тре- бующим устройства сложных и до- рогих опор. Временные опоры еле-
дует располагать под основными уз- лами главных ферм. Устойчивость пролетно- го строения против опрокиды- вания проверяют по формуле М0П ^Л4уд, где Моп — момент опрокидывающих сил от- носительно оси возможного опрокидыва- ния; ти = 0,95— коэффициент условий ра- боты в стадии строительства; Муд — мо- мент удерживающих сил относительно той же оси. Опрокидывающие силы принима- ют с коэффициентами перегрузки больше единицы, а удерживающие силы — с коэффициентами перегруз- ки меньше единицы. Расчет пролетного стро- ения состоит из проверки прочно- сти и устойчивости его элементов, прочности прикреплений и соедине- ний элементов и определения проги- ба конца консоли пролетного строе- ния на всех характерных стадиях монтажа. Усилия в элементах про- летного строения при сборке опре- деляют по правилам строительной механики от собственного веса про- летного строения, временных уст- ройств, монтажного крана и ветро- вой нагрузки с соответствующими коэффициентами перегрузки. На- пример, для случая, показанного на рис. 8.28, а из условия 2Л4о=О, уси- лие в верхнем поясе главной фермы определяют по следующим форму- лам: Q РЬ - 1 4Н + 2Н ’ Wb* b 2 1 4B 2B где q — расчетный вес 1 м собираемого про- летного строения, подвесных подмостей, настила, подкранового пути и других вре- менных устройств, расположенных на про- летном строении; b — длина консоли про- летного строения; И — высота главных ферм; Р — расчетный вес монтажного кра- на с наиболее тяжелым элементом; W — расчетная ветровая нагрузка на 1 м про- летного строения; №к — расчетное давле- ние ветра на кран; В — расстояние между осями главных ферм. Расчетные нагрузки вычисляют умножением нормативных нагрузок на соответствующие коэффициенты перегрузки и сочетания нагрузок. Прочность и устойчи- вость формы элементов пролетного строения и соединитель- ных элементов проверяют по фор- мулам: S/Fнт R» •S/cpFfjp -С R, где 3 — расчетное усилие в элементе при невыгоднейшей стадии монтажа и наибо- лее неблагоприятном сочетании нагрузок; FHT, Fep — площади поперечного сечения элемента соответственно нетто и брутто; <р — коэффициент продольного изгиба; R — расчетное сопротивление стали. Рис. 8.28. Расчетные схемы полунавесной сборки строения: а — схема для расчета пролетного строения; б—г — схемы для определения давлений на времен* ные опоры 219
В тех случаях, когда условия прочности и устойчивости элементов пролетного строения в процессе монтажа не удовлетворяются, эти элементы временно усиляют путем увеличения площади их сечения или уменьшения их свободной длины. Прогиб консоли монтируе- мого пролетного строения определя- ют для характерных стадий сборки и обязательно в момент подхода конца консоли к временным и капи- тальным опорам. Вертикальное давление на временные опоры опреде- ляют при различных стадиях мон- тажа пролетного строения, наиболь- шей длине его консоли и невыгод- нейшем положении монтажного кра- на, тележки с элементом и подвес- ных подмостей. При этом условно принимают, что пролетное строение опирается только на постоянную опору моста и рассчитываемую вре- менную опору. Так, например, в первой стадии монтажа (рис. 8.28, б) наибольшее давление пролетного строения на временную опору от вертикальных нагрузок у Р (аb-d) 1 2а а Во второй стадии монтажа (рис. 8.28, в) давление на вторую времен- ную опору у _ q (а-±b +с)* , Р (a + b-\-c-d) 2~ 2(a+b) Т a J b Для снижения давлений пролет- ного строения на временные опоры может быть рассмотрен вариант сборки его на нескольких опорах. В этом случае пролетное строение оказывается балочно-неразрезным и давление его на опоры определя- ют по правилам строительной меха- ники. Обычно при такой сборке применяют регулирование давлений пролетного строения с- помощью гидравлических домкратов, установ- ленных на опорах. Для случая, по- казанного на рис. 8.28, г, если на первой опоре домкратами создано 220 постоянное и тщательно контроли- руемое давление V3, то Уз а а-\-Ь Если желательно, чтобы V4= V3, то необходимо создать давление а-г Ь При а = Ь давление 2 V4-V3-—V2. О Горизонтальные нагруз- ки на временные опоры от давле- ния ветра на пролетное строение и монтажный кран определяют исхо- дя из тех же предпосылок и по тем же схемам, что и при определении вертикальных давлений пролетного строения. В необходимых случаях учитывают давление льда и нагруз- ку от навала судов. Расчет элементов вре- менной опоры состоит из про- верки их прочности и устойчивости, а также прочности соединений и уз- лов. Схему и размеры временной опоры принимают в соответствии с конструкцией инвентарных элемен- тов, пролетного строения и местны- ми условиями. Ширина временной опоры понизу поперек оси моста должна быть достаточной для обес- печения устойчивости опоры против опрокидывания. Элементы оголовка временной опоры рассчитывают дважды: сна- чала на нагрузку, передаваемую сборочными клетками (при сборке), а затем домкратами (при поддом- крачивании) с учетом собственного веса конструкции оголовка, людей и инструментов на рабочих площад- ках. Усилия в стойках времен- ных опор определяют исходя из условия, что вертикальные нагруз- ки воспринимаются только основны- ми стойками опор (рис. 8.29, а), а вертикальные и горизонтальные на- грузки— всеми стойками опор (рис. 8.29,6).
Рис. 8.29. Расчетные схемы временной опоры: а — схема опоры для расчета на вертикальные нагрузки; б — с учетом ветровой нагрузки; в — схема свайного фундамента; г — то же с тяжами, д — - то же с каркасом Отсюда усилия в стойках опор определяют по формулам: ------; Ус = nQ----пс t y^jhj где V — расчетное давление пролетного строения на опору от вертикальных нагру- зок; Q — расчетный вес опоры; по — коли- чество основных стоек опоры; пс — коли- чество всех стоек опоры; у — расстояние от оси опоры до расчетной стойки; Wi — приходящиеся на временную опору расчет- ные давления ветра на пролетное строение и кран и полное расчетное давление ветра на опору; hi — плечи горизонтальных сил; yi — плечи до оси каждой стойки. Если по расчету в стойках оказы- ваются растягивающие усилия, то расчет повторяют, исключая растя- нутые стойки. По вычисленным усилиям подби- рают сечения элементов, проверяют их прочность и устойчивость, рас- считывают соединения элементов. Устойчивость временной опоры против опрокидывания проверяют до загрузки ее пролет- ным строением и после. Устойчи- вость ненагруженной опоры прове- ряют при действии ветровой на- грузки вдоль и поперек моста, а после загружения — только поперек моста. Расчет свайного фунда- мента временной опоры выполня- ют на невыгодные сочетания посто- янной, строительной и ветровой на- грузок, действующих поперек и вдоль моста. Если фундамент имеет только вер- тикальные сваи, шарнирно закреп- ленные в ростверке и жестко заде- ланные в грунте (рис. 8.29, в), то продольное усилие NCB и наиболь- ший изгибающий момент Мсв в по- перечном сечении свай допускается определять по формулам: л/ Н Му ся'~~^+ ' sr ---- (/о + п^). псв где N, ZW, М — расчетная вертикальная и горизонтальная нагрузки на фундамент и момент от внешних нагрузок относительно точки пересечения оси опоры с нижней плоскостью ростверка; пСв — общее число свай в фундаменте; у — расстояние от оси опоры до оси расчетной сваи; tji—то же до оси сваи от расчетной поверхности грунта до нижней плоскости ростверка; d — толщина сваи; т) — коэффициент, принимаемый по нормам проектирования в зависимости от материала сваи и вила верхнего слоя грунта. каждой сваи; /0 — длина участка Если фундамент имеет сваи, же- стко заделанные в ростверк и грунт, или наклонные сваи, подводные тя- жи или каркасы, а также если сваи расположены в вечномерзлых грун- тах, то продольные усилия и момен- 221
ты в сечениях свай определяют по нормам проектирования. Расчетное продольное усилие NCB должно быть не больше расчетной несущей способности сваи по грун- ту, вычисленной по нормам проек- тирования. Прочность сечения сваи проверяют на совместное действие продольного усилия NCB и момен- та МСВ. При глубине воды более 3 м и слабых грунтах сваи укрепляют тя- жами (рис. 8.29,г). Расчетное уси- лие в тяже определяют по формуле NT = yiW : (nT cos a) (nT — число рас- тянутых тяжей одного направления; a — угол наклона тяжей к гори- зонту. При укреплении свай каркасами (рис. 8.29, д) усилия в элементах каркаса определяют по следующим формулам: а) при совместной работе раско- сов обоих направлений: усилие в раскосе 2U7 — ^2 - - ± Q 2npccos a усилие в распорке 21F Т — ±------; 2прп б) при учете работы раскосов только одного направления: усилие в раскосе 2№ Хг =---------; прс cos a усилие в распорке т 2 Г лрп в) наибольшее усилие в стойке каркаса а/2 ir ^1 = ^2- ± -----. ЬПС у В этих формулах: лрс, лрп — число со- ответственно раскосов и распорок одного яруса каркаса. Остальные обозначения по- казаны на рис. 8.29. По вычисленным усилиям подби- рают сечения тяжей и элементов каркаса и проверяют их прочность, устойчивость и прикрепление. А.. 6. Согбенности рсЧА"-’*.'- прли спс'.г'п/ Сборка рамных пролетных строе- ний. Стальные рамные мосты не- большой высоты монтируют круп- ными блоками с помощью самоход- ных и плавучих кранов большой грузоподъемности. Предварительно напря- женные рамные мосты (рис. 8.30) собирают в таком поряд- ке: сначала монтируют вертикаль- ные стойки и ригель на них, полу- чая таким образом двухконсольную раму. Затем на консолях рамы уст- раивают проезжую часть (рис. 8.30, а) или бетонные противовесы (рис. 8.30,6) для выгиба ригеля вверх. После этого устанавливают подкосы, которые фиксируют соз- данные предварительные напряже- ния в элементах рамы. Монтаж предварительно напряженных рам выполняют при тщательном контро- ле деформаций и напряжений с по- мощью датчиков. Рамные пролетные стро- ения с наклонными стой- ками больших пролетов, как пра- вило, собирают сначала на участке временных подмостей или на проме- жуточных опорах, а затем навесным способом от опор к середине проле- Рис 8 30. Схемы монтажа предварительно напряженных рамных пролетных строений: а — порядок сборки трехпролетной рамы; б — то же с противовесами, / — стойка, 2 — ригель; 3 — кран; 4 — проезжая часть; 5 — подкос; 6 — противовес, 7 — балочное пролетное строение; 7, 77 — стадии монтажа 222
та. При этом монтажный кран и путь для подачи элементов на сбор- ку располагают на проезжей части рамьк Соединение наклонных стоек с ригелем рамы осуществляют с по- мощью листов-вставок, приваривае- мых к листам стоек и ригеля, или с помощью коробчатых блоков, при- крепляемых сначала сборочными болтами, а затем сваркой. При за- мыкании рамы в середине пролета для совмещения сечений ригеля производят загрузку крайних проле- тов и регулирование положения конструкции домкратами. Подгонку замыкающих элементов по месту выполняют с применением газовой резки. Рамные пролетные строения с на- клонными стойками собирают и та- ким способом. Сначала монтируют стойки рамы в вертикальном поло- жении, затем их поворачивают в проектное положение с одновремен- ной установкой предварительно со- бранных вспомогательных ферм (рис. 8.31, а). После закрепления стоек на фермах собирают крайние пролеты и навесным способом — средний пролет ригеля с замыкани- ем рамы в середине пролета (рис. 8.31,6). Сборка арочных пролетных стро- ений. В зависимости от конструк- ции арок, длины пролета и условий строительства моста стальные ароч- ные пролетные строения собирают на сплошных подмостях, полунавес- ным, навесным или комбинирован- ным способом. Сплошные подмости и временные опоры устраивают из инвентарных металлических конструкций на леж- невом или свайном фундаменте. При полунавесной и навесной сбор- ке арочных пролетных строений часто устраивают анкеры, которые обеспечивают устойчивость собира- емых пролетных строений (рис. 8.32, а). Последовательность сборки ароч- ных пролетных строений принимают в зависимости от их системы. Обыч- но сначала собирают арки, а затем при езде поверху устанавливают элементы надарочного строения, а при езде понизу — подвесную про- езжую часть. Арочные фермы, как правило, собирают от опор к сере- дине пролета пространственными неизменяемыми секциями. Арочные фермы также собирают полунавесным или навесным спосо- бом, но примерно по одной трети Рис. 8.31. Сборка рамного пролетного строения с наклонными стойками: а — сборка стоек; б — сборка ригеля; / — анкер; 2 — кран; 3 — стойка; 4 — вспомогательная фер- ма, 5 — ригель, /—/V — порядок сборки (стрелками показано направление сборки) 223
J Рис. 8.32. Способы сборки арочных пролетных строений: а — навесная сборка с анкером, б — полунавесная сборка с подъемом средней части арки, в — сборка полуарок в вертикальном положении с поворотом; г — сборка пролетного строения комби- нированной системы на временных опорах; / — анкер; 2 — оттяжка; 3 — кран; 4 — временная опо ра; 5 — полиспаст, 6 — средняя часть арки; 7 — полуарка; 8— плавучий кран; 9 — балка жестко- сти; 10 — гибкая арка (стрелками показано направление сборки) пролета от каждой опоры. Среднюю часть арки собирают внизу, затем ее поднимают и закрепляют на со- бранных крайних частях арки, пос- ле чего собирают надарочное строе- ние (рис. 8.32,6). В некоторых случаях пролетное строение собирают в вертикальном положении полуарками, которые за- тем поворачивают в проектное поло- 224 жение, замыкают и на них монтиру- ют надарочное строение (рис. 8.32, в). Монтаж комбинированных пролет- ных строений типа арки с жесткой балкой ничинают обычно со сборки балки жесткости на отдельных вре- менных опорах, а затем при езде по- низу устанавливают подвески, эле- менты арок и связи, а при езде по-
верху—подпружные арки и стойки (рис. 8.32, г). Сборка вантовых и висячих про- летных строений. Монтаж вантовых и висячих мостов состоит из соору- жения пилонов, сборки балок или ферм жесткости, устройства вант, кабелей или цепей. Способы монта- жа этих мостов зависят от их стати- ческой системы и конструкции, дли- ны пролета, высоты пилонов и усло- вий строительства. Стальные пилоны небольшой вы- соты собирают в проектном положе- нии стреловыми башенными крана- ми в горизонтальном или наклонном положении с последующим поворо- том лебедками в проектное положе- ние. Пилоны большой высоты соби- рают в проектном положении дер- рик-краном, установленным на подъ- емной платформе, закрепляемой на собранной части пилона (см. п. 5.5). Стальные балки или фермы жест- кости собирают из крупных блоков следующими способами: на времен- ных опорах с помощью плавучих средств; конвейерно-тыловым спо- собом с продольной надвижкой; на- весным, уравновешенным и другими способами (см. пп. 7.5 и 8.5). Сбор- ка балок или ферм жесткости без подмостей или временных опор пу- тем подвешивания их блоков к ван- там или кабелям во многих случаях снижает трудоемкость и продолжи- тельность монтажа, позволяет воз- водить эти мосты в сложных усло- виях. Ванты и кабели изготовляют из заводских стальных канатов или от- дельных проволок диаметром 5 — 7 мм (см п. 7.5). Изготовление ка- натов на берегу состоит из размотки и вытяжки проволоки или тросов, разметки, резки, соединения прово- лок в пряди и сборки вант или кабе- лей из прядей или тросов. Проволо- ку и тросы предварительно дву- кратно вытягивают усилием на 20% больше расчетного для повышения жесткости мостов. При необходи- мости проволоки сращивают винто- выми муфтами или накладкой слег- ка расплющенных концов проволок друг на друга и обмоткой их тонкой проволокой. На концах канатов для крепления к пилонам и балкам уст- раивают анкеры. Готовые ванты и кабели доставляют на тележках или понтонах в пролеты моста, поднима- ют их кранами или лебедками и ук- ладывают на пилоны. Сборка канатов в пролете из гото- вых прядей или тросов состоит из протаскивания прядей или тросов через пилоны при помощи временно- го монтажного каната, закрепления их на пилонах и балке жесткости, регулирования длины, скрепления хомутами, регулирования усилий в канатах, очистки и окраски. Кабели из отдельных проволок собирают в пролете при помощи прядильного колеса, за- крепленного к бесконечному канату, навешенному на пилонах (рис. 8.33). Проволоку с барабана надевают на прядильное колесо и закрепляют ко- нец ее на устое моста. Затем колесо перемещают бесконечным канатом от одного берега к другому. Таким образом, за один проход колеса ук- ладывают две проволоки. Рис. 8.33. Схема изготовления проволочного кабеля в пролете: / — барабан с проволокой; 2 — бесконечный тяговый канат, 3 — прядильное колесо 8 Зак. 156 225
Рис. 8.34. Схемы сборки фермы жесткости распорного висячего моста: а — уравновешенная сборка фермы от пилонов в пролеты; б — то же от середины пролета к пи- лонам Кабели больших висячих мостов состоят из очень большого числа про- волок. Так, на мосту в устье р. Гуд- зон уложено свыше 100 000 прово- лок общей длиной около 230 000 км. В целях сокращения продолжитель- ности прядения кабелей применяют колеса с двумя желобами для одно- временной укладки четырех прово- лок, увеличивают количество пря- дильных колес и скорость их пе- ремещения. В настоящее время эта скорость доходит до 430 м/мин. Для защиты от коррозии кабели висячих мостов изготовляют из про- волоки, проваренной в масле с гра- фитом, из оцинкованной проволоки или из проволоки, покрытой смесью эпоксидной смолы с цинковым по- рошком. Навешенные на пилоны и закреп- ленные за береговые анкеры прово- локи выравнивают и соединяют в пряди, обжимают их клещами и свя- зывают проволокой. Затем проверя- ют и регулируют длину и положение прядей и объединяют их в кабель. Пространство между прядями запол- няют водоустойчивой пастой из свинцового сурика или мастики из льняного масла и сурика. После это- го кабель обжимают кольцевым дом- кратом, обматывают мягкой оцинко- ванной проволокой, покрывают смесью из растительного масла и графита, обматывают просмоленным полотном и окрашивают масляной краской. Иногда на кабели надевают футляр из листовой стали или пок- рывают нейлоновой оболочкой, уси- ленной стекловолокнистой сеткой. Изготовление кабелей обычно зани- мает несколько месяцев. Так, напри- мер, изготовление кабелей Фортс- кого моста в Англии с пролетами 405+1000 + 405 м продолжалось 8 мес. Для крепления подвесок на кабе- ли устанавливают хомуты, состоя- щие из двух стальных литых поло- винок с желобами для укладки ка- натов подвесок. Хомуты удержива- ются на кабеле только силами тре- ния, поэтому половинки хомутов сначала обжимают домкратами, а затем соединяют болтами. Фермы или балки жест- кости висячих мостов собирают в пролетах уравновешенным способом, подвешивая их элементы к готовому кабелю сначала от пилонов в пролет, а затем от середины пролета к пи- лонам (рис. 8.34). Такой порядок сборки уменьшает деформации ка- Рис. 8.35. Стадии сборки висячего моста безраспорной системы: а — сборка крайнего (анкерного) пролета на подмостях; б — сборка среднего пролета полунавес* ным способом; в — сборка пилона; г сборка кабеля или цепи на подмостях 226
беля. Элементы ферм или балок под- нимают кранами, расположенными на ранее собранной конструкции проезжей части моста, или полиспа- стами, закрепленными на тележках, перемещающихся по кабелям. Одно- временно с монтажом ферм собира- ют связи, поперечные и продольные балки и устраивают проезжую часть. Элементы ферм или балок жестко- сти сначала соединяют шарнирно. По окончании сборки выправляют продольный профиль моста путем регулирования длин подвесок, а за- тем элементы ферм и балок жестко соединяют. Сборку вантовых и висячих мостов безрас- порной системы (рис. 8.35) обычно начинают со сборки балок жесткости на сплошных подмостях, полунавесным или навесным спосо- бом. Иногда их собирают на берегу с продольной надвижкой или уста- новкой с помощью плавучих опор. Пилоны собирают после сборки край- них пролетов или всей балки жест- кости. Ванты, кабели или цепи со- бирают на сплошных подмостях, установленных на ранее собранных балках жесткости, или с помощью вспомогательных канатов, навешен- ных между пилонами. При установ- ке вант регулируют их длину и уси- лия в них. При сборке цепей из стальных пластин сначала на под- мости укладывают звенья цепи и со- единяют их болтами-шарнирами, а затем устанавливают подвески и с их помощью регулируют положение це- пи и балки жесткости. 8.7. Устройство мостового полотна Работы по устройству мостового полотна выполняют после установки пролетных строений на постоянные опорные части. Перед устройством полотна производят съемку фактиче- ского плана и профиля верхних поя- сов продольных балок и составляют эпюру укладки поперечин или плит. На железнодорожных пролетных строениях ра- 8* боты по устройству мостового полот- на производят с помощью легкого стрелового самоходного крана и мо- товоза с платформой или самоход- ной платформы с краном. Одновре- менно с устройством постоянного мостового полотна разбирают вре- менный путь для подачи элементов на сборку, подкрановые пути, трубо- проводы и другие временные устрой- ства. Устройство мостового полотна с деревянными брусьями начинают с раскладки брусьев в соответствии с проектной эпюрой, строго перпенди- кулярно оси пути и с растояниями в свету не менее 10 см и не более 15 см с зазором между брусьями и поясами поперечных балок не менее 1,5 см; мостовые брусья не должны касаться элементов и фасонок свя- зей. Глубину врубок брусьев назнача- ют в соответствии с проектным стро- ительным подъемом и фактическим профилем продольных балок; она должна быть не менее 0,5 см и не более 3 см. Врубки устраивают по шаблонам электропилами. Отвер- стия для болтов, шурупов и косты- лей сверлят электродрелями. Брусья крепят к балкам лапчатыми болта- ми, а охранные уголки и контругол- ки к брусьям — шурупами электри- ческими или пневматическими гай- ковертами. Концы брусьев стягива- ют полосовым железом, трещины заделывают антисептической пастой. На каждом брусе указывают масля- ной краской год его укладки. Металлические попере- чины укладывают по проектной эпюре на металлические подкладки, толщину которых принимают в соот- ветствии со строительным подъемом. Поперечины крепят к продольным балкам высокопрочными болтами с клиновидными шайбами, затягивая их до проектного усилия. Под рель- совые подкладки ставят полиэтиле- новые прокладки толщиной 4 мм и резинотканевые прокладки толщи- ной 10 мм. Рельсовые подкладки крепят к поперечинам болтами с текстолитовыми втулками и резино- 227
выми трубками. Рельсы устанавли- вают на резинотканевые амортизи- рующие прокладки и крепят к подк- ладкам клеммами или болтами. Сборные железобетон- ные плиты укладывают стре- ловыми самоходными кранами гру- зоподъемностью 15 — 25 т. Перед установкой плит верхние пояса ба- лок очищают от грязи, ржавчины и краски. Плиты укладывают на слой цементного раствора или на дере- вянные подкладки с последующей подливкой раствора. Для ускорения твердения раствора применяют па- ро- или электропрогрев. Рельсовый путь уклады- вают с соблюдением проектного строительного подъема. Отклонение отметок головки рельсов от проект- ных ординат должно не превышать 4 мм при ординатах менее 50 мм и 8% при больших ординатах. Откло- нение оси рельсового пути от оси пролетного строения в плане должно не превышать 3 см. Отклонения по- ложения путевых рельсов по шабло- ну и уровню, а также отклонения расположения стыков должны соот- ветствовать нормам содержания рельсовой колеи железных дорог. Уравнительные приборы уклады- вают в соответствии с проектом, с учетом длины температурного проле- та и температуры в момент установ- ки приборов. Уложенное мостовое полотно до пропуска поездов принимает пред- ставитель дистанции пути или отдел временной эксплуатации дороги. На автодорожных и городских мостах мосто- вое полотно проезжей части устраи- вают в соответствии с проектной ли- нией строительного подъема и с плавным сопряжением поверхности полотна на соседних пролетных строениях. При этом допускается на отдельных участках увеличивать проектную толщину покрытия, но не более чем на 20%. Асфальтобетон- ные и цементобетонные покрытия устраивают в соответствии с техно- логией строительства автомобиль- 228 ных дорог, уделяя особое внимание обеспечению герметизации сопряже- ний покрытия с водоотводными уст- ройствами и деформационными шва- ми пролетных строений, а также с бордюрами, парапетами и тротуар- ными блоками. Допускается пооче- редное устройство дорожного покры- тия сначала на одной половине про- езжей части пролетного строения, а затем на другой. Устройство покрытия по стальной плите состо- ит из подготовки поверхности плиты, грунтовки, нанесения слоя сцепле- ния, выравнивающего и защитного слоев. Поверхность стальной плиты очищают пескоструйным способом до металлического блеска. Грунтов- ку производят горячим резинобитум- ным клеем или резинобитумным компаундом, состоящим из битума, минерального порошка и вулканизи- рованной резины. Грунтовочный слой наносят тол- щиной 3—4 мм механизированным распылителем. Слой сцепления устраивают тол- щиной 3 — 4 мм из вязкого битума, тонкомолотого минерального запол- нителя и песка; его наносят в горя- чем состоянии механическим распы- лением. Выравнивающий слой уклады- вают толщиной 25 мм из литой ас- фальтобетонной смеси, содержащей 15% битума и заполнители круп- ностью не больше 15 мм. Верхний (защитный) слой укладывают из обычного асфальтобетона толщиной 25 мм. Смеси необходимо уплотнять сначала легкими катками, а затем тяжелыми. Для покрытия стальных плит так- же применяются эпосланбетон толщиной 15 мм, состоящий из грун- товки, основного и защитного слоев. Грунтовочный слой состоит из эпоксидной смолы, жидкого тиокола, жидкого сланцевого битума и отвер- дителя— полиэтиленполиамина. Основной слой состоит из эпосло- на-2 и мелкого песка. Приготовляют его в смесителях принудительного
действия и наносят на грунтовочный слой до потери липкости последнего, после разравнивания его уплотняют горячим катком массой 200 кг. Защитный слой из эпослона-2 на- носят до потери липкости основного слоя, по свежему защитному слою рассыпают мелкий щебень и прика- тывают ручным катком массой 50 кг. Готовые покрытия проезжей части моста принимает комиссия с состав- лением акта. Глава 9 УСТАНОВКА СТАЛЬНЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ НА ОПОРЫ 9.1. Способы установки пролетных строении Сборка стальных пролетных стро- ений в стороне с последующей уста- новкой их на опоры позволяет од- новременно возводить опоры и мон- тировать пролетные строения, что сокращает сроки строительства мос- тов, но иногда увеличивает их стои- мость и трудоемкость. Пролетные строения устанавлива- ют на опоры мостов кранами; про- дольной надвижкой; поперечным пе- ремещением; подъемкой и опускани- ем; плавучими средствами; комбини- рованным способом. Установка кранами — наиболее простой способ монтажа стальных пролетных строений. Од- нако этот способ можно применять только для небольших пролетных строений и при наличии крана необ- ходимой грузоподъемности. Продольную надвижку, т. е. перемещение пролетных строе- ний вдоль оси моста, производят по временным неподвижным опорам, на катучих или плавучих опорах и при помощи аванбека. При установ- ке нескольких балочно-разрезных пролетных строений их можно сое- динять в неразрезную систему и над- вигать по постоянным опорам моста. Поперечную надвижку или перемещение пролетных строе- нии поперек оси моста производят по опорам моста, поперечным под- мостям-пирсам, на катучих и плаву- чих опорах. Подъемка пролетных строений позволяет собирать их на земле или низких подмостях, что в некоторых случаях снижает материальные и трудовые затраты. Перевозку и установку плавучими средствами при- меняют на строительстве стальных мостов через судоходные реки при большом количестве однотипных тя- желых пролетных строений. Комбинированный способ установки стальных пролетных стро- ений представляет собой сочетания продольной и поперечной надвижек, подъемки и перевозки на плавучих опорах и других способов перемеще- ния пролетных строений. Способ надвижки и установки про- летных строений на опоры выбирают в зависимости от конструкции про- летных строений и условий строи- тельства моста путем технико-эконо- мического сравнения возможных ва- риантов производства работ. 9.2. Установка пролетных строении кранами Стальные цельноперевозимые и крупноблочные пролетные строения в зависимости от их массы, размеров и местных условий можно устанав- ливать на опоры стреловыми, пор- тальными, плавучими и консольны- ми кранами большой грузоподъем- ности. Применение кранов обеспечи- вает сокращение сроков и трудоем- кости монтажа пролетных строений. Технология установки стальных пролетных строений стреловыми, портальными и плавучими кранами аналогична изложенной в п. 7.3. Же- лезнодорожные стальные пролетные строения длиной до 55 м, как прави- ло, устанавливают на опоры непово- ротными (ГЭК-80) и поворотными (ГЭПК-130) консольными кранами грузоподъемностью до 130 т (см. п. 7.4). 229
Поступающие на строительство блоки стальных пролетных строений разгружают на шпальные клетки, расположенные параллельно пути или по оси специального тупика. Путь для движения крана проверя- ют расчетом и при необходимости усиляют, тщательно подбивают и проверяют по шаблону и уровню. До начала работ краны и подкрановые пути освидетельствует комиссия с составлением акта. Кроме того, весь путь следования крана от скла- да до моста проверяют на возмож- ность свободного прохода блоков пролетных строений. Установка пролетных строений на опоры кранами слагается из строповки и подъемки блоков, перемещения и установки крана, опускания и установки про- летного строения на опорные части, возвращения крана на склад. В за- висимости от грузоподъемности кра- на мостовое полотно устраивают после установки пролетного строе- ния или на складе — полностью или частично; иногда укладывают вре- менное облегченное мостовое полот- но. Установка пролетных строений с предварительно уложенным мосто- вым полотном существенно сокра- щает продолжительность монтажа. Порядок производства работ прини- мают в соответствии с конструкцией и массой стальных пролетных строе- ний, типом и грузоподъемностью кранов (рис. 9.1). Цельноперевозимые стальные про- летные строения с мостовым полот- ном устанавливают на опоры кон- сольными кранами за 3 — 4 ч. Круп- ноблочные пролетные строения мож- но устанавливать отдельными блока- ми с устройством временных опор или целиком с предварительной сборкой пролетных строений на складе. В первом случае можно приме- нять краны меньшей грузоподъем- ности, но требуются большие затра- ты материалов и труда, а во втором из-за отсутствия временных опор сокращаются сроки, трудоемкость и стоимость монтажа. Поэтому во всех случаях, когда это возможно, пролетные строения следует устанав- ливать на опоры кранами целиком без временных опор и с предвари- тельно уложенным постоянным мос- товым полотном. После установки блоков проверя- ют правильность положения пролет- ного строения в плане и профиле, выправляют блоки при помощи дом- кратов, установленных на опорах, Рис. 9.1. Способы установки пролетных строений на опоры консольными кранами: а — цельноперевозимого пролетного строения краном ГЭПК-130; б—крупноблочного пролетного строения краном ГЭК-80, 1 — постоянная опора моста, 2 — временная опора 230
Рис. 9.2 Схемы установки пролетных строений с ездой понизу: а — цельного пролетного строения, б — крупными блоками; / — консольный кран, 2 — пролетное строение, 3 — блок пролетного строения, -/ — временное пролетное строение; 5- опора моста; 6-- временная опора и соединяют между собой высоко- прочными болтами. В тех случаях, когда проектом предусмотрено пред- варительное напряжение стальных конструкций, его осуществляют пу- тем выгиба пролетного строения домкратами или натяжением высо- копрочных канатов. Стальные пролетные строения с ездой понизу устанавливают на опо- ры консольными кранами также целиком или крупными блоками (рис. 9.2). Реконструированный кран ГЭПК-130У может, например, уста- навливать целые пролетные строе- ния длиной 45,5 м, но без мостового полотна. Пролетные строения с ездой пони- зу собирают на площадке вблизи моста целиком или крупными блока- ми в соответствии с грузоподъем- ностью крана. Готовые блоки достав- ляют к мосту на сцепах железно- дорожных платформ, устанавливают гидравлическими домкратами на шпальные клетки и платформы уби- рают. После этого подают консоль- ный кран, вводят его стрелу в про- ВиВА Рис 9.3. Схема строповки пролетного строения / — шарнир, 2 — строп, 3 — продольная балка, 4 — вертикальный брус, 5- подбалка, 6 -гори зонтальные брусья, 7 — распорка 231
летное строение и стропуют к полис- пастам (рис. 9.3). Затем пролетное строение приподнимают, разбирают шпальные клетки и опускают до вы- соты 10 — 15 см над головками рель- сов. Кран перемещают в пролет по подходам к мосту, ранее собранной части моста или по сплошным под- мостям, после его установки и зак- репления пролетное строение опускают на опорные части. Если пролетное строение собирают из крупных блоков, то после установки их выправляют и соединяют. Наи- более эффективна установка целых пролетных строений. С талежелезобет онные пролетные строения в зависимости от их массы и грузо- подъемности крана устанавливают на опоры целиком или крупными блоками с устройством временных опор и с железобетонной плитой или без нее. Железобетонную плиту устраи- вают после установки и приемки стальной конструкции. Для сооруже- ния монолитной плиты устанавлива- ют опалубку и арматуру, укладыва- ют бетонную смесь и после выс- тойки бетона разбирают опалубку. Блоки сборной железобетонной пли- ты устанавливают железнодорожны- ми, гусеничными или автомобильны- ми кранами (рис. 9. 4). К крану бло- ки подают на тележках, автомоби- лях или железнодорожных платфор- мах по временному пути. При соединении плит со стальны- ми балками высокопрочными болта- ми контактные поверхности заклад- ных деталей и горизонтальные листы балки перед установкой плит подвер- гают пескоструйной очистке. После установки блоки плиты прикрепляют к металлической балке болтами, и кран передвигают. Окончательную затяжку болтов можно производить параллельно с монтажом плиты или после него, но обязательно не позд- нее 3 сут после очистки контактных поверхностей. После укладки всех блоков плиты и натяжения высоко- прочных болтов на полное расчетное усилие стыки между блоками омоно- личивают, устраивают гидроизоля- цию стыков, балластируют и укла- дывают путь с подъемом. При соединении железобетонных плит с металлическими балками с помощью жестких упоров или гиб- ких (петлевых) анкеров кран снача- Рис. 9.4. Схема укладки блоков железобетонной плиты на стальные балки и детали крепления железобетонной плиты высокопрочными болтами и с помощью упоров: 1 — стальная балка; 2— железобетонная плита; 3 — высокопрочный болт; 4 — упор; 5 — подкладка 232
ла ходом на себя устанавливает на подкладки насухо все блоки железо- бетонной плиты, а затем ходом на себя укладывает их на слой цемент- ного раствора. До набора раствором 80% прочности въезд крана и дру- гих механизмов на плиту запреща- ется. После набора раствором проч- ности заливают окна и стыки плит бетонной смесью, а затем устраива- ют гидроизоляцию стыков, балла- стируют и укладывают путь. В зим- них условиях стыки плит омоноли- чивают в переносных тепляках или с электропрогревом. 9.3. Продольная и поперечная надвижки пролетных строений Стальные пролетные строения надвигают на опоры при помощи на- каточных, тяговых и тормозных уст- ройств, которые должны обеспечи- вать плавное без перекосов движе- ние пролетных строений, исключать появление в них недопустимых нап- ряжений. Накаточные устройства. Для над- вижки пролетных строений применя- ют салазки, ролики, тележки, катки и устройства скольжения с антиф- рикционными прокладками. Салазки (рис. 9.5, а) устраи- вают из стальных листов, уголков или швеллеров, прикрепляют к про- летному строению и перемещают обычно по рельсам; для уменьшения трения поверхности скольжения сма- зывают тавотом или автолом. Салаз- ки применяют для надвижки неболь- ших пролетных строений. Ролики представляют собой колеса с ребордами высотой не ме- нее 20 мм, опертые на башмаки с цапфами (рис. 9.5, б) или объединен- ные балансирными балками в ро- ликовые опоры (рис. 9.5, в). Их уста- навливают неподвижно на деревян- ные брусья, железобетонные плиты или опоры моста, предусматривая возможность регулирования их поло- жения по высоте. Для перекатки по роликам к пролетному строению прикрепляют рельсы головками вниз. При надвижке сплошностенчатых сварных пролетных строений приме- няют роликовые опоры, имеющие до восьми роликов без реборд, не тре- бующих устройства верхних накаточ- ных путей. Расчет роликов состоит из проверок обода на смытие, проч- ности оси, башмака или балансир- ных балок и основания. Тележки (рис. 9.5, г) состоят из колес с ребордами и рам. Для пе- рекатки пролетных строений приме- няют обычно специальные двухос- ные тележки, а в некоторых слу- чаях — железнодорожные вагонные тележки. Расчет тележек состоит из проверок обода колес на смятие, прочности осей, подшипников и рам. Тележки перемещают по рельсовому пути, прочность которого проверяют расчетом. Катки цилиндрической формы изготовляют из чугуна, стали или стальных труб, заполненных бето- ном. Они имеют диаметр 60—150 мм и длину 600 — 1200 мм. Не допуска- ется применять катки, имеющие раз- личные диаметры, овальность, выбо- ины или кольцевой износ. Катки ук- ладывают на накаточные пути стро- го перпендикулярно их оси и с про- светом не менее 5 см. Длина катков должна быть на 20 — 30 см больше ширины цакаточного пути. Катки рассчитывают на смятие, изгиб и срез. Предельная нагрузка на одно пересечение катка с рельсом (бал- кой) зависит от материала и диа- метра катка, типа рельсов (балок) и степени их износа (табл. 9.1). Накаточные пути для надвижки пролетных строений сос- тоят из непрерывных или с разры- вами верхних и нижних путей (рис. 9.6). Пути располагают под главными фермами (рис. 9.7, а) или при слабых поясах под продольными балками пролетных строений (рис. 9.7,6). Страховочные клетки в первом случае устраивают под про- дольными балками, а во втором — под поясами главных ферм и с за- зором не менее 3 см. Пути для накатки устраивают обычно из старых железнодорожных 233
a) <i салазки; б — ролик; в — роликовая опора; г Рис. 9.5. Виды накаточных устройств: тележк|' /Опор^Ра^<' ч/сть;1ив —^олеоэ; /—рама^ ~ Р°ЛИК’ 5 - башмак с цапфой; 6 - балансирная балка,
Таблица 9.1 Диаметр стального катка, мм Предельная нагрузка на одно пересечение катка, кН с рельсом типа П-а без износа с балкой № 55 80 29 74 100 49 98 120 59 108 140 79 128 рельсов, а при больших нагрузках — из стальных двутавровых балок. Ко- личество рельсов (балок) в нака- точных путях ир должно удовлетво- рять условию Яр > Р : як Рп. где р — расчетная нагрузка на 1 м пути, кН/м; пк — количество катков, приходя- щееся на 1 м пути; Рп — предельная на- грузка на одно пересечение катка с рель- сом (балкой), принимаемая по табл. 9.1. Стыки рельсов (балок) располага- ют вразбежку и соединяют без зазо- ров накладками и болтами или свар- кой. Концы путей для облегчения входа и выхода катков плавно отги- бают по радиусу не менее 50 см, с уклоном до 15% и длиной у верхних путей не менее 0,2 м, нижних — не менее 1,0 м. Рабочие поверхности путей должны быть ровными, глад- кими, без выступов. Верхние накаточные пути состоят из брусьев и рель- сов. Брусья прикрепляют к пролет- ным строениям лапчатыми болтами или тяжами, а рельсы — к брусьям костылями или шурупами. Размеры брусьев и расстояние между ними определяют расчетом на смятие и из- гиб. Пути должны быть прямолиней- ными в горизонтальной и вертикаль- ной плоскостях, что достигается при- Рис. 9.6. Виды накаточных путей: а - непрерывные пути; б —с разрывами верхнего пути, в - то же нижнего пути; г — непрерыв ный нижний путь- 1 верхний накаточный путь; 2 - каток; 3 - нижний накаточный путь: 4 - тележка Рис. 9.7. Конструкция верхнего и нижнего накаточных путей: а - под поясами главных ферм; б - под продольными балками, / — брус: 2 — каток; 3 — лежень, 4 — страховочная клетка 235
Рис. 9.8. Перекаточные каретки: а — под одним узлом пролетного строения; б — под двумя узлами с гидравлическими домкрата- ми; / — узел пролетного строения; 2 — шарнирная опорная часть; 3 — каретка; 4 — каток; 5 — на- каточный путь; 6 — гидравлический домкрат; 7 — соединительная трубка менением брусьев разной высоты, их прирубкой или установкой металли- ческих прокладок. Нижние накаточные пути при надвижке на катках с учетом возможности незначительных боковых смещений имеют, как пра- вило, на один рельс больше, чем верхние. На насыпях подходов путь укладывают на щебеночный или крупнозернистый балласт толщиной не менее 25 см, а при значительных нагрузках — на железобетонные пли- ты. Путь укладывают со строитель- ным подъемом и уклоном в сторону надвижки не более 5 %, что соответст- вует половине значения коэффициен- та трения накаточных устройств. Рис. 9.9. Комплект инвентарных приспособ- лений КИП-200 для надвижки стальных пролетных строений: / — нижний пояс пролетного строения; 2 - верх- няя опора; 3 — опорная лыжа; 4— направляю- щая; 5 — секция накаточного пути; 6 — основа- ние; 7 — металлофторопластовый лист Конструкция накаточных путей должна обеспечивать возможность размещения домкратов для установ- ки пролетных строений на пути и опорные части. Прочность основания нижних накаточных путей проверя- ют расчетом. Перекаточные каретки (рис. 9.8) устраивают обычно из дву- тавровых балок и в зависимости от условий надвижки устанавливают под одним или двумя узлами пролет- ного строения. Нагрузку на каретки передают через шарнирные опорные части или гидравлические домкраты, соединенные трубкой. Инвентарные устройства скольжения КИП-200 для на- движки стальных пролетных стро- ений (рис. 9.9) состоит из верхних опор, лыж с нижним полированным листом из нержавеющей стали, сек- ций накаточных путей с направляю- щими, между которыми уложены металлофторопластовые листы. Гру- зоподъемность одной опоры сколь- жения 200 т. Масса комплекта 20 т. Верхние опоры прикрепляют болта- ми к пролетным строениям и через резиновые прокладки опирают на лыжи. Секции накаточных путей ус- танавливают и закрепляют на жест- ком основании и в процессе надвиж- ки переставляют. Положение пролет- ного строения в плане при надвижке выправляют ручной рычажной 3-тон- ной лебедкой. Применение устройств скольжения существенно сокращает трудовые затраты, улучшает условия 236
труда и повышает скорость надвиж- ки пролетных строений. Тяговые и тормозные средства. Пролетные строения обычно пере- мещают полиспастами с ручными или электрическими лебедками (рис. 9.10). На каждое пролетное строение устанавливают, как прави- ло, по одному или два тяговых и тормозных полиспаста. Диаметр тро- са и число роликов полиспастов опре- деляют расчетом: диаметр роликов принимают не менее 15 диаметров троса, а расстояние между блоками— не менее 5 диаметров роликов. По- лиспасты располагают строго сим- метрично относительно оси перекат- ки, закрепляя их неподвижные бло- ки за опоры моста или анкеры на бе- регу. При большой длине перекатки необходимо предусмотреть возмож- ность быстрого перекрепления бло- ков полиспастов. Тяговые и тормозные лебедки ус- танавливают на земле, опорах моста или надвигаемой пролетном строе- нии. Паспортная грузоподъемность лебедок P^X^N/k (N — норматив- ная грузоподъемность полиспаста; k — коэффициент полезного дейст- вия полиспаста, зависящий от чис- ла рабочих роликов в полиспасте и числа отводных роликов). На- пример, при четырех рабочих роли- ках и двух отводных на подшипни- ках трения Л=4,26. Лебедки долж- ны иметь канатоемкость, соответст- вующую расстоянию передвижки и числу ниток в полиспасте. При конвейерно-тыловой сборке пролетных строений и поэтапной продольной надвижке на устройст- вак скольжения применяют толкаю- щие и тянущие гидравлические дом- краты с ходом поршня до 1,2 м. Дом- краты располагают горизонтально по оси надвижки и объединяют в ба- тарею. Паспортная грузоподъем- ность домкратов должна превышать не менее чем на 30% тяговое уси- лие. Домкраты упирают в неподвиж- ные или переставные упоры. В пер- вом случае при надвижке применя- ют вставки между домкратами и торцом пролетного строения, а во втором переставляют домкрат. При надвижке тянущими домкратами усилия их передают пролетному строению с помощью рамок или тра- верс. Тяговые средства должны обеспе- чивать плавное трогание с места и безопасное перемещение пролетных строений. Скорость надвижки долж- на допускать своевременную заклад- ку катков или полимерных прокла- док. Скорость перемещения на ро- ликах, тележках и катках обычно не превышает 0,5 м/мин, на устройствах скольжения — 0,25 м/мин, домкрата- ми — 0,3 м/мин. Смещение оси про- летного строения поперек моста в процессе надвижки должно не пре- вышать 50 мм. Рис. 9.10. Схемы тяговых и тормозных средств: а —одиночными полиспастами и лебедками на пролетном строении; б — парными полиспастами и лебедками на земле; 1—тормозной полиспаст; 2 — тормозная лебедка; 3 — надвигаемое про- летное строение; 4 — тяговая лебедка; 5 — тяговый полиспаст (стрелкой показано направление надвижки) 237
Тормозные приспособления обяза- тельно устраивают при надвижке по путям с уклоном более 10%, а также тяговыми лебедками и при ветровой нагрузке больше половины норма- тивного усилия трения в устройст- вах скольжения. Во избежание само- произвольного перемещения пролет- ного строения при уклоне пути и значительной ветровой нагрузке устраивают стопорные устройства с концевыми выключателями механиз- мов надвижки. Тяговые и тормозные средства рассчитывают на суммарную нагруз- ку от силы трения, давления про- дольного ветра на пролетное строение в процессе надвижки, составляющей веса, направленной вдоль надвижки. Для надвижки пролетных строе- ний при температуре наружного воз- духа ниже —40° С применяют маши- ны и механизмы северного исполне- ния. Продольная надвижка пролетных строений. На строительстве мостов применяют продольную надвижку стальных пролетных строений на опоры следующими способами: по сплошным подмостям; по времен- ным неподвижным опорам; на кату- чих опорах; на плавучих опорах; при помощи аванбека; путем соединения пролетных строений в неразрезную систему. Способ надвижки прини- мают в зависимости от количества и конструкции надвигаемых пролет- ных строений, местных условий и на основании технико-экономических расчетов. В процессе надвижки осу- ществляется геодезический контроль за направлением движения. Продольную надвижку пролетных строений по сплошным подмостям применяют при небольшой высоте моста и малой глубине воды. Под- мости устраивают из инвентарных металлических конструкций на леж- невом или свайном фундаменте. Пролетные строения надвигают обычно на стальных катках по неп- рерывному нижнему накаточному пути из железнодорожных рельсов, при помощи лебедок с полиспа- стами. Пролетные строения можно также устанавливать на опоры путем на- катки их на железнодорожных плат- формах (рис. 9.11, а). В этом слу- чае пролетные строения собирают на полигоне, связанном с мостом же- лезнодорожным путем. Смонтиро- ванные стальные пролетные строе- Рис. 9.11. Схемы надвижки пролетных строений: а — по сплошным подмостям на железнодорожных платформах, б — по временным неподвижным опорам, / — надвигаемое пролетное строение; 2 — железнодорожная платформа, 3— сплошные под- мости, 4 — временная опора 238
Рис. 9.12. Обстройка перекаточной опоры: 1 — надвигаемое пролетное строение; 2 — верхний накаточный путь; 3 - каток; 4 нижний нака* точный путь; 5 — ловушка для катков; 6 — клинья; 7 — балка ростверка опоры; 8 - перекаточная опора; 9 — перильное ограждение; d — длина панели надвигаемого пролетного строения (стрелкой показано направление надвижки) ния грузят на платформы и достав- ляют локомотивом в пролет по вре- менному мосту из инвентарных кон- струкций. Затем пролетное строение при помощи домкратов поднимают и после уборки платформ опускают на опорные части. Надвижку пролетных строений по временным неподвижным опорам (рис. 9.11, б) применяют при большой вы- соте моста и значительной глубине воды, когда устройство сплошных подмостей требует существенных материальных и трудовых затрат. В каждом пролете моста устраивают одну или две временные опоры в за- висимости от конструкции, длины и веса пролетных строений. При на- движке балочно-разрезных пролет- ных строений длину консоли обычно допускают не более 0,25—0,30 длины пролета. Иногда для увеличения расстояния между временными опо- рами и сокращения их количест- ва целесообразно применять аван- бек. Длину временных опор по направ- лению надвижки определяют расче- том в зависимости от количества кат- ков и расстояния между ними. Обыч- но длину опор принимают равной 0,15 — 0,2 длины пролета, но не ме- нее 1,25 длины панели, чтобы про- летное строение постоянно опира- лось на опору минимум одним уз- лом. Временные промежуточные опоры устанавливают из инвентарных ме- таллических конструкций на лежне- вом или свайном фундаменте. Отмет- ки верхних ростверков опор назнача- ют с учетом принятого уровня на- движки пролетного строения, проги- ба его консоли, упругих и остаточных деформаций опор под нагрузкой. При надвижке по каткам на верху опоры устраивают нижний накаточный путь из железнодорожных рельсов или двутавровых балок (рис. 9.12). Путь укладывают на клиньях для возможности регулирования его по- ложения по высоте. Там же устраи- вают ловушки для катков и приспо- собление для поддомкрачивания консоли пролетного строения. Расчеты на прочность и устойчивость при продоль- ной надвижке пролетных строе- ний, накаточных устройств и времен- ных опор выполняют на воздействие вертикальных нагрузок от собствен- ного веса пролетного строения и вре- менных конструкций, тягового уси- лия и давления ветра, принимаемых в наиболее невыгодных сочетаниях 239
Рис. 9.13. Расчетные схемы продольной надвижки пролетного строения: а, б — при надвижке по сплошным подмостям; в — то же по отдельным опорам и положениях. Давление пролетного строения на подмости определяют по формулам внецентренного сжа- тия, принимая фермы за жесткий диск. В начале перекатки при поло- жении пролетного строения с малой консолью (рис. 9.13, а), т. е. при с<3 а, давление а при большой консоли, т. е. при с^З а (рис. 9.13, б). P1 = 2Q/3a. При опирании пролетного строе- ния на отдельные перекаточные опо- ры (рис. 9.13, в) сначала находят положение центра тяжести опорных площадок £о = Sci . Scf, затем вычисляют момент инерции опорных площадок, принимая их ши- рину равной 1,0 м: -1- + сг d? . 12 ' ‘ / После этого определяют давление — ± —х. 1 Величины, входящие в эти форму- лы, показаны на рис 9.13. Перекаточные опоры рассчитыва- ют на прочность и устойчивость по- ложения в продольном и поперечном 240 направляениях (рис. 9.14, а). Опоры рассчитывают на вертикальную на- грузку Qo = O»5(p1 + p2)c и на горизонтальные нагрузки от тя- гового усилия и давления ветра,пол- ное значение которых распределяют между опорами пропорционально вертикальным давлением пролетного строения. Временные опоры должны иметь достаточную жесткость в продоль- ном и поперечном направлениях, ко- торая может быть достигнута ушире- нием опор внизу или установкой под- косов и оттяжек. При надвижке пролетных строений контролируют фактические опорные реакции и напряжения в конструк- циях с помощью гидравлических и иных датчиков и приборов. Гидравлический датчик давления (ГДД) (рис. 9.14, б) состоит из стальных тонкостенных сосудов — плоских домкратов, запол- ненных жидкостью и установленных горизонтально и вертикально в жесткой обойме, расположенной на перекаточной опоре. При надвижке пролетного строения жидкость в домкратах сжимается, и манометры показывают создавшееся давление жидкости. Вертикальное давление пролетного строения на опору вычис- ляют по формуле N = PbFb, а гори- зонтальное— T = prFr (рв, рг—дав-
Рис. 9.14. Схемы перекаточной опоры и гидравлического датчика давлений: а —расчетная схема нагрузок на опору; б — схема гидравлического датчика; / — надвигаемое про» летное строение; 2 — накаточное устройство; 3 — перекаточная опора; 4— шарнир; 5 — манометр горизонтального давления; 6 — вертикальный тонкостенный сосуд с жидкостью (плоский домкрат); 7 — вертикальная распределительная плита, 8 — боковой упор; 9 — основание прибора; 10 — гори- зонтальный тонкостенный сосуд с жидкостью (плоский домкрат); // — горизонтальная распреде- лительная плита; 12 — каток; 13 — горизонтально-подвижной столик; 14 — манометр вертикально- го давления ление жидкости соответственно в горизонтальном и вертикальном дом- кратах; FB, Fr—площади опира- ния соответствующих домкратов). Исходя из условий надвижки вычис- ляют предельные давления жидко- сти в домкратах, а затем в процес- се надвижки следят за тем, чтобы фактические давления жидкости в домкратах не превышали предель- ных. Таким образом, применение гидравлических датчиков давлений обеспечивает безопасность надвиж- ки пролетных строений. При надвижке особо тяжелых и длинных пролетных строений устраи- вают автоматические системы для контроля за усилиями и напряжени- ями в конструкциях. Продольную надвижку на катучих опорах (рис. 9.15, а) применяют в тех случаях, когда устройство временных неподвиж- ных опор затруднительно или эко- А-А Рис. 9.15. Схемы продольной надвижки пролетных строений: а — на катучих опорах; б — на плавучих опорах 241
номически нецелесообразно. Кату- чие опоры устраивают из инвен- тарных металлоконструкций и пе- редвигают на катках или тележ- ках по рельсовому пути, уложенно- му по земле или низководному мос- ту. Катучне опоры, накаточные пути и тяговые устройства рассчитывают на вертикальные и горизонтальные силы, возникающие при перекатке. При надвижке нескольких пролет- ных строений накаточный путь укла- дывают параллельно оси моста. Каждое пролетное строение при этом перекатывают на двух катучих опо- рах, а затем устанавливают на опо- ры моста поперечной надвижкой. Продольную надвижку пролетных строений на плавучих опорах (рис.9.15,6) применяют при большой глубине воды, когда другие способы на- движки оказываются экономически невыгодными. Плавучие опоры устраивают из инвентарных пон- тонов и металлических конструк- ций. Грузоподъемность их должна быть больше максимального давле- ния пролетного строения на опору, возможного в процессе надвижки. Высоту плавучих опор принимают в зависимости от разности отметок низа пролетного строения и уровня воды, ожидаемого во время надвиж- ки. Высоту опор регулируют водным балластом, который накачивают на- сосом в плашкоут, а также изме- нением высоты клеток из брусьев, расположенных на верху опор. Пла- вучие опоры проверяют расчетом (см. п. 9.5). Собранное по оси моста на под- мостях или насыпи подходов пролет- ное строение сначала продольно выдвигают в пролет частично и под конец его подводят плавучую опору, заполненную балластом. Затем вод- ный балласт откачивают насосом или отжимают сжатым воздухом до тех пор, пока плавучая опора, подни- маясь, не примет на себя нагрузку от пролетного строения. После это- го опору перемещают лебедками с полиспастами поперек реки к опоре моста, удерживая тросами и якоря- 242 ми, расположенными под разными углами с верховой и низовой сто- рон. Чтобы нагрузка на плавучую опору в процессе надвижки была постоянной, другой конец пролетно- го строения опирают на тележки или каретки — балансирные балки с кат- ками (см. рис. 9.8). Пролетное строе- ние устанавливают на постоянную опору моста путем балластировки плашкоута плавучей опоры. При строительстве многопролетных мостов продольную надвижку про- летных строений выполняют при по- мощи двух плавучих опор. В этом случае надвижка существенно ос- ложняется перестановкой плавучих опор из пролета в пролет. Надвижку пролетного строения с аванбеком в ви- де легкой конструкции, удлиняю- щей пролетное строение и пре- пятствующей опрокидыванию его при надвижке (рис. 9.16), применя- ют при большой высоте моста, боль- шой глубине воды, слабых грунтах и других условиях, когда сооруже- ние подмостей или отдельных опор требует значительных материальных и трудовых затрат. Для надвижки пролетного строения этим способом устраивают накаточные пути, соби- рают аванбек, устанавливают тя- говые и тормозные лебедки с по- лиспастами. Для облегчения нака- тывания на опору конец аванбека устраивают с плавным подъемом кверху, равным прогибу от собствен- ного веса консольной части надвига- емой системы. Длину аванбека опре- деляют из условий устойчивости против опрокидывания пролетного строения в невыгоднейшем положе- нии, когда конец аванбека достигает противоположной опоры, но еще не опирается на нее. Система, показанная на рис. 9.16, должна удовлетворять следующему условию устойчивости: Pt (l — a) l±2qal tn a\pa-Y Py(l-a}-rqa] " уп где I — длина пролетного строения; а — длина аванбека; pi — расчетная нагрузка от собственного веса консольной части про- летного строения; р -то же части, распо-
Рис. 9.16 Расчетная схема продольной надвижки с аванбеком: ЦО — центр опирания ложенной на подмостях; q — расчетная на- грузка от веса аванбека; т — коэффициент условий работы; уп — коэффициент надеж- ности Оптимальная длина аванбека обычно составляет 0,6 — 0,7 расстоя- ния между опорами. Она может быть уменьшена путем устройства противовеса на противоположном конце пролетного строения. Конструкции пролетного строения и аванбека, а также накаточных и тяговых устройств рассчитывают для следующих положений: аванбек на- ходится на весу и работает как кон- соль; передний конец аванбека под- домкрачивается; аванбек опирается в любом его промежуточном узле. Расчеты выполняют на собственный вес аванбека и пролетного строения с невыгодными коэффициентами пе- регрузки, а также на продольную и поперечную ветровую нагрузки. Конвейерно-тыловая сборка состоит из поочередной сборки и продольной надвижки сек- ций пролетных строений (рис. 9.17). В этом случае секции пролетных Рис. 9.17. Схема конвейерно-тыловой сборки и надвижки многопролетного строения: а — план сборочной площадки и надвигаемого пролетного строения, б — опирание аванбека на домкрат с кареткой; в — опирание конца пролетного строения на опору; / — кран; 2 — сборочные подмости, 3 — главные балки; 4 — опора. 5 — конец надвигаемого пролетного строения. 6 - аван- бек. 7 домкрат. 8 - каретка. 9—каток. 10 — накаточный путь: //- страховочная клетка 243
строений собирают на небольшой монтажной площадке, расположен- ной на насыпи подходов к мосту или на подмостях из инвентарных конструкций на лежневом или свай- ном фундаменте. Сборочную пло- щадку оборудуют соответствующими машинами и приспособлениями, что позволяет организовать ритмичную, поточно-скоростную сборку по цик- личному графику, обеспечивающему высокую производительность труда. Продольную надвижку постепенно собираемого пролетного строения производят обычно с аванбеком без временных опор, что сокращает рас- ход материалов, затраты труда и стоимость монтажа. Разрезные про- летные строения многопролетных мостов при этом соединяют в нераз- резную систему (рис. 9.18). При надвижке многостенчатых стальных пролетных строений их го- ловной участок монтируют в виде ступенчатого в плане аванбека (см. рис. 9.17). Для возможности ликвидации прогибов консоль надви- гаемых пролетных строений значи- тельной длины обустраивают корот- ким аванбеком, а на опорах уста- навливают домкраты на тележках для поддомкрачивания и перемеще- ния конца пролетного строения. Поперечная надвижка пролетных строений. Поперечную надвижку применяют в следующих случаях: при сборке пролетных строений па- раллельно оси моста; раздельных пролетных строений двухпутных же- лезнодорожных мостов; широких го- родских и автодорожных мостов; при выкатке пролетных строений на плавучие опоры; при смене пролет- ных строений на эксплуатируемых мостах. Поперечную надвижку пролетных строений производят следующими способами: по постоянным опорам многопутных железнодорожных и широких городских или автодорож- ных мостов; по временным подмос- тям — пирсам, расположенным под опорными или промежуточными уз- лами пролетных строений; на кату- чих опорах; на плавучих средствах (рис. 9.19). Поперечная передвижка по пирсам — наиболее распрост- раненный способ установки про- летных строений на опоры. Пирсы располагают под опорными узлами пролетного строения (рис. 9.19, а) или под ближайшими к опорам ос- новными узлами ферм (рис. 9.19,6). В первом случае пирсы примы- кают к постоянным опорам моста и поэтому нижние накаточные пути укладывают на пирсах и подфер- менных площадках опор, что со- кращает длину пирсов, но ослож- няет установку пролетного строения на опорные части из-за необходимо- сти разбирать накаточные пути. Во втором случае длина пирсов увели- чивается, но установка пролетного строения на опорные части упроща- ется. Пирсы устраивают из инвентар- ных металлических конструкций на лежневом или свайном фундаменте. Ростверки свайных фундаментов пирсов устраивают из стальных двутавровых балок или из монолит- ного железобетона. Размеры пирсов определяют в зависимости от усло- вий производства работ, длины на- Рис. 9.18. Схема надвижки балочно-разрезных пролетных строений, соединенных в неразрезную систему: 1 — сборочная площадка 244
Рис. 9.19. Способы поперечной надвижки пролетных строений: а — по пирсам под опорными узлами; б — по пирсам под промежуточными узлами; в — на кату- чих опорах каточных путей и условия устойчи- вости их при действии горизонталь- ных и вертикальных нагрузок. Пир- сахМ придают строительный подъем, равный упругой и остаточной дефор- мациям их под нагрузкой. Сопряже- ние пирсов с капитальными опорами должно обеспечивать плавный пере- ход катков или тележек с пирсов на опоры. В качестве накаточных средств обычно применяют катки или те- лежки. Конструкция накаточных уст- ройств должна предусматривать возможность установки домкратов для подъемки на накаточные пути пролетного строения и снятия его с ним. Пирсы в уровне накаточных пу- тей должны иметь настил и тротуа- ры с перилами. Поперечную надвиж- ку производят горизонтальными домкратами или лебедками с полис- пастами, которые располагают на пирсах, оголовках опор моста или пролетном строении (рис. 9.20). При надвижке перемещение одного конца пролетного строения относи- тельно другого не должно превы- шать 0,001 длины пролета. Расчеты при поперечной надвижке состоят из проверки прочности и устойчивости элемен- тов пролетного строения при опи- рании его на пирсы промежуточ- ными узлами. Поперечные балки, под которыми располагают накаточ- ные пути, проверяют на изгиб, ус- тойчивость стенки и прикрепления их к фермам. Давление на катках при попереч- ной надвижке (рис. 9.21, а) опреде- ляют условно на 1 м длины накаточ- ного устройства по формуле Q 6Wh ^1,2 = — ± с2 245
Рис. 9.20. Накаточные и тяговые устройства для поперечной надвижки пролетных строений: а — начальное положение на подмостях; б — конечное положение на опоре; 1 — тормозная лебедка с полиспастом, 2 — тяговая лебедка с полиспастом; 3 — рельсовая вставка (стрелкой показано направление перекатки) Рис. 9.21. Расчетные схемы устройств для поперечной надвижки пролетных строений: а — схема к расчету накаточных устройств, б — схема нагрузок вдоль пирса; в — то же поперек пирса где Q — расчетный вес пррлетного строения с накаточными устройствами; W — расчет- ное давление ветра на пролетное строение; h — плечо силы давления ветра; с — длина верхнего начаточного пути. На эту нагрузку подбирают коли- чество катков и рельсор, проверяют прочность других элементов нака- точных устройств. Пирсы рассчитывают на проч- ность и устойчивость в продоль- ном (рис. 9.21, б) и поперечном (рис. 9.21, в) направлениях на не- выгодные сочетания нагрузок, вклю- чающие вертикальные нагрузки от перекатываемого пролетного строе- ния Q и собственного веса пирсов Р, а также горизонтальные нагрузки от тягового усилия Т и давления ветра на пролетное строение Wn и на пирсы Wq. Кроме того, пирсы рассчитывают на давление ветра при отсутствии на них пролетного 246 строения, на воздействие от переко- са катков //, а также на нагрузки в местах поддомкрачивания пролетно- го строения при установке его на на- каточные устройства и снятии с них. Тяговое усилие Г, давление ветра на пролетное строение М7П и воздейст- вие от перекоса катков И прикла- дывают в уровне верха нижних на- каточных путей. При проверке прочности элемен- тов пирсов вводят коэффициент на- дежности, равный 1,05. Прогиб про- гонов (ферм) пирсов под нагрузкой не должен превышать 1/300 I. 9.4. Подъем и опускание пролетных строений Подъем и опускание пролетных строений производят в процессе их сборки и надвижки, при регулирова-
нии положения и напряженного сос- тояния. создании строительного подъема, установке на опорные части и других случаях. Сборка пролетных строений на низких подмостях или на земле с последующей подъемкой и опускани- ем на опоры в некоторых случаях снижает материальные и трудовые затраты, сокращает сроки строи- тельства мостов. Для подъема и опускания пролет- ных строений применяют реечные, винтовые и гидравлические домкра- ты, полиспасты с лебедками, а для опускания — песочницы. Реечные домкраты имеют грузоподъемность до 20 т, а винтовые — до 50 т, поэто- му их применяют для подъема и опускания небольших пролетных строений. Гидравлические дом- краты обычной конструкции (рис. 9.22, а) имеют грузоподъем- ность до 200 т и ход поршня до 250 мм, телескопические (рис. 9.22, б) — грузоподъемность до 120 т и ход до 685 мм, непрерывного действия (рис. 9.22, в) — грузо- подъемность до 300 т и ход 160 мм. Скорость подъема домкратами не- прерывного действия примерно в 2 раза больше, чем обычными1. При необходимости домкраты объ- единяют в батареи (рис. 9.22, г) трубками, но с таким расчетом, что- бы в процессе подъема или опуска- ния пролетное строение всегда опи- ралось на три точки. Домкратные установки имеют, как правило, при- водные гидронасосы с давлением жидкости до 50 МПа, также центра- лизованное управление, позволяю- щее регулировать режим работы каждого или группы домкратов. Ба- тареи и отдельные домкраты долж- Рис. 9.22. Схемы гидравлических домкратов и песочницы: а —обычный домкрал, б — телескопический домкрат, в - домкрат непрерывного действия, г — батарея домкратов, д — песочница, / — гидронасос высокого давления с баком для жидкости, 2 - рукоятка насоса, 3 - поршень 4 — стопорные кольца, 5 — цилиндр, 6 — малый поршень; 7 —» бцльшой поршень. Я — стойка с пружиной. 9— цилиндр с опорными лапами, 10— поршень с опорной плитой, // — брус под лапой цилиндра, 12 — брус под плитой поршня, 13 — приводной гидронасос. /4 —манометр; /5 — соединительная трубка, 16 — брусья, /7 — домкрат, 13 — поршень песочницы, 19 — корпус из полуколец, 20 — стык полуколец, 21 — болт, 22 — отверстие с пробкой, 23 — песок: / — фасад домкрата в исходном положении, 11 --разрез домкрата после подъема поршня, III — разрез домкрата после подъема цилиндра. /V - то же после установки брусьев под лапами цилиндра; V — то же после подъема поршня пружинами и установки брусьев под плитой поршня; V/— фасад песочницы в исходном положении; 17/— разрез песочницы после опу- скания поршня, h - ход домкрата, f - размер опускания поршня песочницы 247
ны иметь проверенные и опломби- рованные манометры и страховоч- ные приспособления в виде набора полуколец или стопорных гаек. Домкраты опирают на металли- ческие основания через фанерные прокладки, а на деревянные основа- ния—через металлические распреде- лительные плиты или пакеты. Пере- кос домкратов более 0,005 ширины их подошвы не допускается. Пролет- ные строения опирают на домкраты через металлические плиты или па- кеты, при этом на головы домкратов укладывают фанерные прокладки. При проектировании устройств для подъема и опускания пролетных строений выполняют следующие расчеты: устойчивости положения пролетного строения на всех этапах его подъема и опускания; прочности и устойчивости элементов пролетно- го строения, если схема опирания его на подъемные устройства отли- чается от эксплуатационной; грузо- подъемности и равномерности заг- ружения подъемных устройств; прочности и устойчивости элементов подъемных устройств. Все расчеты выполняют на невыгодное сочетание нагрузок от веса пролетного строе- ния и подъемных устройств, попе- речного и продольного ветра с соот- ветствующими коэффициентами пе- регрузки. В расчетах на устойчивость поло- жение пролетного строения прини- мают с перекосом — превышением узлов опирания, равным 0,001 рас- стояния между узлами. Г рузоподъемность домкратов должна превышать не менее чем на 30% приходящуюся на них норма- тивную нагрузку с учетом перегруз- ки от ветра при скорости 13 м/с. Элементы обстройки и распреде- лительных конструкций, непосред- ственно воспринимающих нагруз- ку от подъемных устройств, и узлы подвеса или опирания пролетного строения рассчитывают на воспри- ятие увеличенных на 30% опорных давлений. Подъем пролетных строений. Про- летные строения поднимают следую- 248 щими способами: домкратами на клетках или временных опорах; по- лиспастами, подвешенными к мач- там или рамам; при помощи фермо- подъемников. Способ подъема выби- рают в зависимости от массы про- летного строения, высоты подъема и условий строительства моста. Подъем пролетных строений домкратами на клетках (рис. 9,23, а) требует устройства оснований под клетки, сборки опорных 3 и страхо- вочных 2 клеток и установки дом- кратов 1. Клетки обычно располагают по концам поднимаемого пролетного строения. Размеры их назначают ис- ходя из габаритов принятых подъем- ных устройств, высоты подъема, не- сущей способности основания и ус- ловия устойчивости. Опорные клетки устраивают на земле, на каменных подушках или свайных фундамен- тах. Клетки собирают из деревян- ных брусьев, бревен, опиленных на два канта, или из шпал; при этом их тщательно подбирают по высоте и подтесывают для уменьшения сжи- маемости клеток, а после укладки соединяют скобами. Домкраты устанавливают под по- перечными балками или узлами глав- ных ферм, а также под нижними или верхними подъемными балками. Ря- дом с домкратами устраивают стра- ховочные клетки из брусьев с клинь- ями. Зазор между верхом страховоч- ных клеток и низом пролетного стро- ения всегда должен быть не более 2 см. В процессе подъема пролетного строения на поршни домкратов уста- навливают стопорные кольца, а на страховочные клетки — стальные прокладки. После полного хода дом- крата пролетное строение опирают на страховочную клетку, снимают домкрат, укладывают ряд брусьев опорной клетки и ставят на него домкрат, затем поддомкрачивают пролетное строение, разбирают стра- ховочную клетку, наращивают опор- ную клетку и снова собирают стра- ховочную.
Рнс 9.23 Способы подъема пролетных строений: а — домкратами на клетках, б то же на временных опорах, в - полиспастами, г — портальной рамой, 0 — фермоподъемником, /--домкрат, 2-- страховочная клетка; 3 — опорная клетка; 4- поддомкратная клетка, 5- секция временной опоры. 6 — лебедка, 7 — противовес, заполняемый водой, 8 — полиспаст. 9 подъемная лента, 10 — башня, // — подъемная балка Подъем пролетных строений дом- кратами на клетках требует значи- тельных затрат лесоматериалов, труда и времени и применяется при высоте клеток не более 3 м. Подъем пролетных строе- ний на временных опорах (рис. 9.23,6) требует устройства оснований под опоры и заготовки секций рам. Временные опоры могут быть деревянными или из инвентар- ных металлических элементов. Про- летное строение поднимают гидрав- лическими домкратами, опирающи- мися на клетки, которые по мере подъема наращивают на небольшую высоту, а затем заменяют секциями временной опоры, что снижает рас- ход материалов. Клетки небольшой высоты и секции рам имеют незна- чительное обжатие, что повышает темп подъема. Пролетные строения можно поднимать на временных опорах на большую высоту. Подъем пролетных строе- ний полиспастами (рис. 9.23, в) требует сборки мачт или рам и устройства полиспастов с ручными или приводными лебедками. Высоту мачт и рам определяют в зависимо- сти от высоты подъема и конструк- ции полиспастов. Мачты и рамы со- 249
бирают на лежневых или свайных фундаментах или на постоянных опорах. В некоторых случаях поли- спасты закрепляют за ранее собран- ное пролетное строение. Поднимаемое пролетное строение подвешивают к полиспастам по ба- лочной статически определимой схе- ме, исключающей перегрузку полис- пастов. Необходимую грузоподъем- ность полиспастов обеспечивают подбором соответствующих тросов, количества роликов в блоках и тя- гового усилия лебедок. Максималь- ная грузоподъемность одного поли- спаста составляет 150 т. Для умень- шения усилия в полиспастах можно устраивать противовесы, заполняе- мые водой. Подъем пролетных строе- ний фермоподъемниками (рис. 9.23, д) требует устройства ос- нований, сборки башен и подъемных устройств. Инвентарные фермоподъ- емники имеют металлические сбор- но-разборные башни, которые уста- навливают на лежневые или свай- ные фундаменты по концам и с обе- их сторон поднимаемого пролетного строения. На верху башен устанав- ливают гидравлические домкраты. Под пролетное строение подводят подъемные балки, на концах кото- рых закрепляют стальные ленты с отверстиями. Верх лент закрепляют болтами-шарнирами за подъемное устройство периодического или не- прерывного действия. Последова- тельность непрерывного подъема двухъярусными домкратами показа- на на рис. 9.24. Опускание пролетных строений. Для опускания пролетных строений с высоты менее 2 м обычно приме- няют домкраты, а с высоты более 2 м — песочницы, которые состоят из поршня и корпуса, заполненного песком (см. рис. 9.22, д). Поршень имеет стальную сварную конструкцию круглой формы. Диа- метр поршня определяют из условия du^k(nKn+nwNw) : 0,785 /?п (k = = 1,3 — коэффициент, учитывающий возможность опирания опускаемого пролетного строения на три точки; Afn, Nw—вертикальные нагрузки на песочницу от веса пролетного строе- ния и ветра; n, nw — соответствую- щие коэффициенты перегрузки; /?п = = 5 МПа — допускаемое давление на песок). Корпус песочницы имеет цилинд- рическую форму и состоит из сталь- ных полуколец, изготовленных из швеллеров и соединенных болтами. Внутренний диаметр корпуса ^к = ^п+2с (с — зазор между порш- нем и стенкой корпуса, равный 5 — 7 см при вычерпывании песка совками). Высоту песочниц принима- ют в соответствии с высотой опуска- Рис 9.24. Последовательность непрерывного подъема двухъярусными домкратами: / — верхняя подъемная балка. 2 верхние домкраты, 3 - лента с отверстиями, 4 — болт-шарнир; .5— нижняя подъемная балка, 6- нижние домкраты, / —закрепление ленты болтом-шарниром за нижнюю подъемную балку и начало первого подъема нижними домкратами; //- конец пер- вого подъема и опускания верхней подъемной балки; /// —закрепление ленты болтом-шарниром за верхнюю подъемную балку и начало второго подъема верхними домкратами; IV — конец вто- рого подъема и опускания нижней подъемной балки; а ход домкратов 250
ния пролетного строения и условия- ми производства работ. Сечения и соединения полуколец корпуса рассчитывают на разрыв усилием jVk = 0,5 б/к/*кПг (Лк — высота полукольца; ог=цов— боковое дав- ление песка; ц — коэффициент боко- вого давления, равный 0,4 для пе- сочниц с выборкой песка сверху и 1,0 — с выпуском песка через ниж- нее отверстие; ав — вертикальное напряжение в песке от внешних наг- рузок и веса столба песка). Для опускания пролетных строе- ний применяют инвентарные песоч- ницы, изготовленные из швеллеров № 20 диаметром 90 см для нагрузки до 2000 кН и диаметром 140 см для нагрузки до 4000 кН. Песочницы устанавливают под по- перечные балки или узлы главных ферм пролетного строения, на осно- вания (клетки, подмости), проверен- ные расчетом. При этом принимают конструктивные меры, обеспечиваю- щие устойчивость песочниц и вос- приятие ими горизонтальных нагру- зок от ветра и перекоса пролетного строения. Корпус песочниц собирают вруч- ную, выполняя соединение полуко- лец плотным, не допускающим вы- сыпания песка. Корпус заполняют чистым сухим песком крупностью не более 1,2 мм и защищают его от по- падания воды и снега. Опускание пролетных строений песочницами происходит за счет выпуска песка из корпуса через от- верстия (вначале закрытые пробка- ми) или путем равномерного вычер- пывания песка совками через зазор между поршнем и стенкой корпуса. Пролетное строение опускают на песочницах поочередным снижением его концов на высоту, не превышаю- щую 0,005 длины пролета. Допуска- ется опускание на всех песочницах сразу, при этом разность отметок опорных узлов должна быть не бо- лее 5 см. В процессе подъема и опускания пролетных строений осуществляют непрерывный геодезический конт- роль за положением пролетного строения, равномерностью загрузки подъемных устройств и безопас- ностью производства работ. 9,5. Перевозка и установка пролетных строений плавучими опорами Сборка стальных пролетных стро- ений в стороне с последующей пере- возкой и установкой их на опоры мостов при помощи плавучих средств сокращает продолжитель- ность строительства многопролетных мостов через большие реки. Пролетные строения собирают обычно на берегу на сплошных под- мостях, расположенных с низовой стороны моста параллельно или пер- пендикулярно берегу реки, в проект- ном или пониженном уровне. Подмо- сти и пирсы собирают, как правило, из инвентарных металлических кон- струкций на лежневых или свайных фундаментах (см. п. 8.4). Способы погрузки пролетных стро- ений на плавучие опоры. При распо- ложении сборочных подмостей па- раллельно берегу реки (рис. 9.25, а) готовые пролетные строения выка- тывают на пирсы, устроенные по ли- нии опорных узлов главных ферм. Длину пирсов назначают в зависи- мости от длины плашкоутов плаву- чих опор и глубины воды. Для сок- ращения длины пирсов иногда уст- раивают ковш, т. е. размывают бе- рег и углубляют дно реки для завод- ки плавучих опор ближе к сбороч- ным подмостям. Запас глубины воды под днищем плашкоутов должен быть не менее 0,2 м с учетом воз- можного колебания уровня воды во время погрузки. Пролетное строение можно сни- мать с подмостей без пирсов, заводя плавучие опоры в проемы, устроен- ные в подмостях. При расположении подмостей перпендикулярно берегу готовые пролетные строения выкатывают на плавучие опоры по этим же подмос- тям или по пирсу с проемом (рис. 9.25, б). 251
Рис. 9.25 Способы погрузки пролетных строений на плавучие опоры: а — при расположении пролетных строений параллельно берегу; б — то же перпендикулярно; / - путь для подачи элементов пролетных строений со склада, 2 — сборочные подмости, 3 — собира- емое пролетное строение, 4 — монтажный кран, 5 — готовое пролетное строение; 6 — пирс с нака- точными путями, 7 — погруженное пролетное строение, 8 — плавучая опора, 9 — трос к якорю; 10 — «ковш» (стрелками показано направление движения пролетных строений) Продольное и поперечное переме- щение пролетных строений по под- мостям и пирсам производят спосо- бами, изложенными в п. 9.3. Для снятия пролетного строения с пирсов плашкоуты плавучих опор сначала балластируют (заполняют водой), заводят лебедками с троса- ми и якорями под пролетное строе- ние и надежно закрепляют. При этом зазоры между бортами плаш- коутов и пирсами должны быть не менее 0,5 м, а отклонения положения плавучих опор в плане — не более 2 см. Затем плашкоуты разбаллас- тируют (удаляют воду из понтонов) и плавучие опоры, поднимаясь, при- нимают пролетное строение на себя. После этого пролетное строение зак- репляют тросами за плашкоуты и лебедками с тросами и якорями вы- водят из-под пирсов. '^/////////// ///У// //7УУ'>/77 Рис. 9.26. Плавучая опора: / — плашкоут, 2 - распределительная ферма, 3 — надстройка; 4- опорная клетка; 5 — трос с на- тяжным устройством 252
Если пролетные строения собира- ют в пониженном уровне, то их под- нимают в проектное положение при погрузке на плавучие опоры или при установке на опоры моста (см. п. 9.4). Конструкция плавучих опор. Опо- ры для перевозки пролетных строе- ний на плаву состоят из плашкоутов, распределительных ферм, надстроек, опорных клеток и оттяжек (рис. 9.26). Плашкоуты плавучих опор комплектуют из инвентарных понто- нов закрытого типа, допускающих набор и сброс водного балласта че- рез данные отверстия сжатым воз- духом. Разрешается использовать метал- лические палубные баржи длиной не более 50 м и грузоподъемностью не менее чем на 25% больше расчетной нагрузки на них, имеющих паспорта и исполнительные чертежи, облада- ющие достаточной прочностью и жесткостью корпуса при действии сил, возникающих в процессе пере- возки пролетных строений. В необхо- димых случаях баржи усиляют. При образовании плашкоутов из несколь- ких барж они должны быть одно- типными, одинаковой грузоподъ- емности и жестко соединены между собой. Понтоны типа КС (см. при- ложение 3) представляют собой закрытые металлические сварные прямоугольные коробки размером 1,8X3,6X7,2 м. Они состоят из жесткого каркаса, обшитого листо- вой сталью толщиной 3 или 4 мм. Каждый понтон имеет штуцер для присоединения трубопровода и люк. Масса одного понтона равна 6,0 т, а грузоподъемность 26,3 т при сухом борте 0,5 м. Для соединения в плаш- коуты понтоны имеют по ребрам бортовые уголки 150+100X10 мм с отверстиями диаметром 30 мм через 90 мм. Понтоны соединяют наклад- ками и болтами диаметром 27 мм в количестве, определяемом расчетом в зависимости от конструкции и раз- меров плашкоута и действующих нагрузок. Из инвентарных понтонов типа КС можно собирать плашкоуты пря- моугольной, Н-образной и другой формы, любых размеров в плане и высотой 1,8 м (плашмя) или 3,6 м (на ребро). Размеры и водоизмеще- ние плашкоутов принимают исходя из условия обеспечения необходимой грузоподъемности и остойчивости в поперечном (крен) и продольном (дифферент) направлениях. Понтоны располагают продольной стороной вдоль продольной оси плашкоута. Каждый плашкоут должен иметь не- балластируемые понтоны, обеспечи- вающие его плавучесть при постоян- ных нагрузках. Небалластируемые понтоны располагают равномерно по площади плашкоута, а балластируе- мые— секциями (не менее трех) симметрично относительно главных осей плашкоута (рис. 9. 27). Изменения высоты плавучих опор, необходимые при погрузке и уста- новке пролетных строений, произво- дят путем заполнения и удаления воды из понтонов при помощи насо- сов или через донные отверстия сжатым воздухом. Заполнение и откачка воды насо- сами требует устройства водопро- водной сети с задвижками (крана- ми) на каждом понтоне и мерных ре- ек для контроля уровней воды в понтонах. Этот способ балластиров- ки требует значительных трудовых затрат. При заполнении понтонов водой через донные отверстия регулирова- ние уровня и сброс водного баллас- та производят сжатым воздухом, для чего на плашкоутах устанавли- 1 — небалластируемый понтон; 2 — секция воз- духопровода. 3 — балластируемый понтон; 4 — рабочий и запасной компрессоры; 5 — воздухо- сборник; 6 — пульт управления; 7 — воздухопро- вод, 8 — резервный насос; 9 — электростанция; 10 - вентиль 253
вают компрессоры с воздухосборни- ком, устраивают воздухопроводную сеть, отдельную для каждой секции понтонов, и пульт управления бал- ластировкой, позволяющий произво- дить подачу (выпуск) сжатого воз- духа одновременно во все секции или отдельно в каждую секцию и понтон. Для контроля давления воз- духа на пульте установлены ртут- ные манометры. Кроме того, на плашкоуте монтируют резервный са- мовсасывающий насос для откачки воды из небалластируемых понтонов в случае их протечки и невозможнос- ти удаления воды сжатым воздухом. Обстройка плашкоутов состоит из распределительных ферм и надстроек, собираемых из элементов инвентарных металличе- ских конструкций, а иногда из понтонов типа КС. Высоту обстрой- ки назначают исходя из разности от- меток проектного положения пролет- ных строений и наивысшего уровня воды, возможного в период пере- возки. Конструкция оголовков плавучих опор должна обеспечивать возмож- ность регулирования их высоты в со- ответствии с изменением уровня во- ды. Это достигается устройством опорных клеток с домкратами и пе- сочницами (см. п. 9.4). Плавучие опоры оснащают лебед- ками для перемещения, кнехтами для закрепления тросов, аварийны- ми якорями, противопожарными и спасательными средствами и судо- вой сигнализацией. Расчет плавучих опор. При расче- те плавучих опор проверяют: по первой группе предельных состоя- ний — прочность и устойчивость конструкций обстройки и плашкоу- тов, плавучесть, остойчивость и осад- ку опор; по второй группе—объем водного балласта и деформации конструкций плавучих опор. Пролетные строения рассчитыва- ют на собственный вес с обустройст- вами и ветровую нагрузку,действую- щие во время погрузки и перевозки на плавучих опорах. При необходи- Рис. 9.28. Схемы к расчету конструкций плавучих опор: а — схема плавучей системы; б — схема отдель- ной плавучей опоры; в — расчетная схема плаш- коута мости элементы пролетных строений на время перевозки усиляют. Расчет обстройки плаву- чих опор (рис. 9.28, а) выполня- ют так же, как опор подмостей (см. гл. 3) на действие собственного веса конструкций, давление ветра и узловые нагрузки от пролетного строения: Лу пу Вп где Рл — расчетный вес пролетного строе- ния; VTn — расчетное давление ветра на фа- сад пролетного строения; h — расстояние от равнодействующей ветровой нагрузки до верха обстройки опоры; пу — количество узлов опирания пролетного строения; Вп — расчетная ширина пролетного строения. Расчет плашкоутов на прочность (рис. 9.28, в) произ- водят на все расчетные нагрузки, кроме веса понтонов и рабочего вод- ного балласта. Интенсивность нагрузки, дейст- вующей на палубу вдоль плашкоута, вычисляют по формуле ZPt VZWihi I ± I* ' а гидростатическое давление воды на днище плашкоута 91,2 ~ L ± L2 В этих формулах* — суммарная расчетная вертикальная нагрузка; Wi — 254
расчетные горизонтальные ветровые нагруз- ки на части плавучей системы; hi — плечи ветровых нагрузок; I — длина распредели- тельной формы; L — длина плашкоута. Расчетные изгибающие моменты и поперечные силы в сечениях плаш- коута вычисляют, как в простой балке, опертой на распределитель- ную ферму, при действии указанных выше нагрузок р[)2 и а также волновой нагрузки. Прочность плаш- коутов проверяют по сечениям пон- тонов и их стыкам. Расчет плавучести плашкоутов выполняют по условию Yvyn>2^H. где у — удельный вес воды, — пре- дельное водоизмещение плашкоута при осад- ке, равной высоте борта по миделю; SP — расчетный вес плавучей системы, равный сумме расчетных весов перевозимого про- летного строения с обустройствами, плаш- коутов с обстройками и оборудованием, регулировочного и остаточного балластов; — коэффициент надежности, равный для плашкоутов, образованных из понтонов, балластируемых через донные отверстия, 1,125, а образованных из понтонов и барж, балластируемых с помощью насосов,— 1,2. Для плашкоутов, собранных из понтонов, балластируемых через донные отверстия, плавучесть обес- печивается только глухими небал- ластируемыми понтонами. Расчет остойчивости заключается в проверке способности плавучих опор возвращаться в на- чальное положение после наклоне- ния их внешними силами (рис. 9.29, а). При действии наклоняющих наг- рузок вес плавучей системы SP и равное ему выталкивающее действие воды SV образуют восстанавливаю- щую пару сил, момент которой Мв --- SP (р — a) sin ср, где р — метацентрический радиус, равный расстоянию между центром тяжести вытес- ненного объема воды (центром водоизме- щения) и метацентром, расположенным на пересечении вертикали, проходящей через смещенный центр водоизмещения и осью z плавучей системы; а — расстояние между центром водоизмещения и центром тяжести системы при начальном положении; ср — угол наклона плавучей системы. При р—а>0 момент будет воз- вращать плавучую систему в началь- ное положение, а при р—а<0 — опрокидывать. Поэтому остойчивость плавучих опор проверяют по условию р—а>0 или р>а. Рис. 9.29. Схемы к расчету остойчивости и осадки плавучей опоры- fl—плавучая опора в наклонном положении, б — положение водного балласта в плашкоуте (бар- же) без перегородок (отсеков); в — то же в глухих отсеках (понтонах); г — то же при балласти- ровке понтонов сжатым воздухом через донные отверстия; МЦ — метацентр; ЦТ — центр тяже- сти плавучей системы; ЦВ — центр водоизмещения плашкоута 255
Метацентрический радиус вычис- ляют по формуле где / — момент инерции площади плашко- утов (барж) в уровне ватерлинии относи- тельно оси наклонения; 5/п— сумма собст- венных моментов инерции поверхности вод- ного балласта в понтонах (отсеках барж) относительно осей, проходящих через цент- ры тяжести этих поверхностей, параллель- ных оси наклонения плавучей системы; 2 V’ — водоизмещение плашкоута. В плашкоутах и баржах без внут- ренних перегородок (отсеков) пере- текание водного балласта при на- клоне плавучих опор существен- но снижает их остойчивость (рис. 9.29,6). При наличии перего- родок и в плашкоутах, состоящих из глухих понтонов, перетекание водно- го балласта исключается, и остойчи- вость плавучих опор существенно по- вышается (рис. 9.29, в). В плашкоу- тах, имеющих понтоны с открытыми донными отверстиями и соединенные воздухопроводом, образуется систе- ма сообщающихся сосудов, что резко снижает их остойчивость (рис. 9.29,г). При расчете остойчи- вости плавучих опор с плашкоутами, имеющими понтоны, балластируе- мые через донные отверстия, их раз- решается принимать изолирован- ными только в том случае, когда краны воздухопровода у каждого понтона будут перекрыты, что долж- но быть особо оговорено в проекте. Остойчивость плавучих систем и отдельных опор проверяют в попе- речном (крен) и продольном (диф- ферент) направлениях. Расчет осадки плаш- коутов (см. рис. 9.29, а) выпол- няют на нормативные и расчетные нагрузки, на всех этапах погрузки, перевозки и установки пролетных строений. Осадка плашкоута от вертикаль- ных нагрузок /в где SP — расчетный вес плавучей системы; Q — площадь плашкоута по ватерлинии; kn — коэффициент полноты водоизмеще- 256 ния, равный 0,97 для плашкоутов из понто- нов КС. При балластировке понтонов через донные отверстия осадку отдельной плавучей опоры определяют при от- сутствии избыточного давления воз- духа в балластируемых понтонах по формуле где Seo — суммарная площадь небалласти- руемых понтонов. Осадка плашкоута от горизонталь- ных нагрузок /r = 6tg(p, где <р — угол крена или дифферента плаву- чей опоры или системы; b — половина раз- мера плашкоута в плоскости действия го- ризонтальных нагрузок. Приравнивая наклоняющий и вос- станавливающий моменты и прини- мая sin ф tg ср, получаем значение tg ф —-------, SP(p-a) где SAf — суммарный наклоняющий момент горизонтальных и вертикальных нагрузок относительно центра водоизмещения; т — коэффициент, учитывающий динамическое воздействие ветра при порывах его и инер- цию плавучей системы, равный 1,2. Угол <р должен удовлетворять ус- ловиям ф^ф1 и Ф^ф2 [<Р1 — угол крена (дифферента), соответствую- щий началу входа кромки палубы плашкоута в воду; <р2 — угол крена (дифферента), соответствующий на- чалу выхода из воды днища плаш- коута] . Запас надводного борта плашкоу- та А = Н—/в—tr (Н—полная высо- та борта). В процессе перевозки пролетного строения при максимальном крене или дифференте от расчетной ветро- вой нагрузки запас надводного бор- та должен быть не менее 0,2 м при палубных и 0,5 м при беспалубных плашкоутах или баржах при высоте волны до 0,4 м. Расчет балластировки плавучих опор (рис. 9.30) состоит из определения объема вод-
Рис. 9.30. Расчетная схема балластировки плавучих опор: а — положение плавучей опоры веред опускани- ем пролетного строения, б — то же после уста- новки пролетного строения на опоры моста; / — остаточный балласт, 2 — регулировочный бал- ласт, 3— рабочий балласт. Но—высота обстрой- ки, Нп — высота плашкоута ного балласта, необходимого для из- менения высоты плавучих опор при снятии пролетных строений с пирсов и установке на опоры моста. Общий объем водного балласта Гб= Ираб 4“ V per 4“ Voct (Ураб, У per, Уост — объемы соответственно рабо- чего, регулировочного и остаточно- го балласта). Объем рабочего балласта Ураб^ —Рп 4“ • Объем регулировочного балласта У per ~ &nQ/l2- Объем остаточного балласта У ост = В этих формулах: Р* —нормативный вес пролетного строения; Ли = 0,97— коэф- фициент полноты водоизмещения плашко- ута из понтонов КС, Q — площадь плашко- ута по ватерлинии; /ц = Ai4-A24-A34-A44- 4-Л5 — общее вертикальное перемещение плавучей опоры при подъеме и опускании пролетного строения; At — прогиб конца пролетного строения; Д2 — зазор между низом пролетного строения и верхом опор- ных частей, равный 5—10 см; Д3— прогиб пролетного строения над плавучей опорой; Л4 — зазор между пролетным строением и плавучей опорой; Д5 — упругие деформации обстройки плавучей опоры от веса пролет- ного строения; для предварительных расче- тов принимают Л1= (15-4-20) см, h2 — тол- щина слоя балласта, принимаемая в зависи- мости от возможной разности отметок уровней воды за время одного цикла пере- 9 Зак. 156 возки, но не менее чем за сутки; h3 — тол- щина слоя остаточного балласта, принимае- мая для понтонов КС, балластируемых на- ливом воды насосами, равной 10 см, бал- ластируемых через донные отверстия — 8 см, а для глухих небалластируемых пон- тонов того же плашкоута — нулю. Объем балластных резервуаров плашкоутов должен быть достаточен для размещения расчетного объема балласта. Перевозка пролетных строений на плаву. Работы по перевозке и уста- новке пролетных строений на плаву- чих опорах выполняют по подробной инструкции и специальному проекту производства работ, составленным с учетом местных условий и согласо- ванным с органами речного флота. До начала работ производят испы- тания прочности плавучих опор рас- четной нагрузкой, герметичности пон- тонов, балластировочных устройств, якорей, тросов, лебедок и других обустройств в соответствии с дейст- вующими правилами. Плавучие опо- ры испытывают, подводя их под про- летные строения и производя раз- балластировку плашкоутов. Герме- тичность понтонов проверяют нагне- танием воздуха давлением 0,05 МПа. Особо тщательно проверяют бал- ластировочные средства (насосы, компрессоры, трубопровод, краны), безотказный набор и сброс водного балласта, бесперебойную работу устройств при погружении палубы плашкоута ниже уровня воды на 0,2 м, а также возможность балла- стировки плавучих опор за 1,5—2 ч и разбалластировки за 2—2,5 ч. Все якоря испытывают нагрузкой, уве- личенной на 30% против расчетной, с помощью полиспастов, закреплен- ных за опоры моста или другие на- дежные анкеры. Пути движения пла- вучих опор должны быть протралены до глубины, ца 0,2 м превышающей максимальную осадку плашкоутов плавучих опор, считая от возможно- го наиболее низкого уровня воды. На пролетном строении устанавли- вают приборы для определения ско- рости и направления ветра. Перевозку пролетных строений выполняет команда, состоящая из 257
Рис. 9.31. Способы перемещения пролетных строений на плавучих опорах: а — перемещение плавучей системы буксирами; б — то же лебедками в пролет моста; 1 — пеле- нажный катер; 2 — пролетное строение; 3 — плавучая опора; 4 — главный буксир; 5 — вспомога- тельный буксир; 6 — якорь; 7 — бакен; 8 — направление движения плавучей системы; 9 — направ- ление течения воды; 10 — опора моста; // — ось моста начальника плавучей системы (ин- женера), его помощника, началь- ников плавучих опор (мастеров), техников-геодезистов, механиков, электриков и радиотехников, брига- диров, монтажников, слесарей, плот- ников и других рабочих, всего 8—10 инженерно-технических работников и 45 — 50 рабочих в смену. Техни- ческий персонал и рабочие проходят подробный инструктаж и тренировки по производству работ и технике бе- зопасности. Командный пункт перевозкой обычно располагают на плавучей системе, оборудуют громкоговоря- щей связью с плашкоутами и радио- телефонной связью с буксирами и береговыми бригадами, а также с ближайшим пунктом гидрометеоро- логической службы и местным пос- том наблюдения за скоростью и на- правлением ветра, колебанием уров- ня и скорости течения воды. Перевозку пролетных строений разрешается начинать после получе- ния благоприятного прогноза погоды и состояния реки на время произ- водства работ. Перемещение плаву- чей системы начинают при скорости ветра не более 5 м/с и колебаниях уровня воды до 15 см/сут и произво- дят при скорости ветра не более 10 м/с. При большой скорости ветра плавучую систему устанавливают на аварийные якоря. Пролетные строения перевозят на плавучих опорах буксирами, а на не- большие расстояния — электроле- бедками (рис. 9.31). 258 Перемещение лебедками производят с помощью тросов, ка- натов или цепей и стальных или железобетонных якорей. Лебедки, как правило, размещают на плаш- коутах плавучих опор, но иногда на одном или обоих берегах реки. Рас- положение якорей и тросов должно обеспечивать удобное перемещение плавучей системы и не нарушать условия судоходства. Переносные донные якоря обычно размещают в створах опор моста, тросы этих яко- рей закрепляют за бакены. Конст- рукция соединения тросов должна быть простой и обеспечивать быст- рое их соединение и разъединение. Перемещение буксирами (рис. 9.31, а) применяют при зна- чительных расстояниях от места погрузки до места установки про- летных строений. При скорости тече- ния воды менее 1 м/с плавучую сис- тему перемещают главным, вспомо- гательным и кормовым буксирами; при большей скорости течения вмес- то кормового буксира применяют два пеленажных катера. Буксиры должны удерживать плавучую си- стему при ветровой нагрузке ин- тенсивностью 1,25 МПа. Мощность главного буксира допускается опре- делять по формуле N6 = (^ + T + S)pf где W — расчетное давление ветра при ско- рости его 10 м/с на надводную часть пла- вучей системы; Т — расчетная гидродина- мическая нагрузка на подводную часть плавучей системы; S — усилие, необходи- мое для преодоления инерции плавучей си- стемы:
о 2pt/H о — , где 2р — вес плавучей системы, Н; ин — начальная скорость перемещения плавучей системы, равная 1—1,5 м/с; g— ускоре- ние свободного падения; т—период набо- ра плавучей системой начальной скорости, равный 3—5 мин, р — удельная сила тяги буксира, равная 5,0—7,5 кВт/Н. Плавучую систему заводят в про- лет моста лебедками (рис. 9.31, б). Зазор между бортами плашкоутов и постоянными опорами должен быть не менее 1,0 м. При помощи корот- ких полиспастов или талей систему устанавливают с точностью 2 см и надежно закрепляют за якоря и опо- ры моста. Опускание пролетных строений на опорные части производят домкратами, песочница- ми или балластировкой понтонов плашкоутов или отсеков барж. Бал- ластировку и разбалластировку пла- вучих опор производят в последова- тельности, установленной проектом и обеспечивающей равномерное пог- ружение (всплытие) плашкоутов, остойчивость плавучей системы и непревышение допустимых крена, дифферента и осадки. Уровень вод- ного балласта в понтонах или отсе- ках барж не должен отклоняться от проектного более чем на ±5 см. После установки пролетного строения и появления зазора между верхом плавучих опор и низом про- летного строения плавучие опоры немедленно выводят из пролета моста во избежание их подъема при неожиданном повышении уровня во- ды в реке. Расчет якорного закрепления пла- вучих опор. Для расчета якорного закрепления составляют схему дви- жения плавучих опор по реке, опре- деляют положение якорей и канатов, наиболее неблагоприятные направ- ления ветра и течения воды для каждой стадии перевозки пролетных строений. Якорные устройства, включая аварийные якоря, плавучих опор и систем (рис. 9. 32), рассчитывают на ветровую, гидродинамическую и волновую нагрузки, определяемые Рис 9.32. Схема якорного закрепления плавучих опор: а ~ железобетонный якорь-присос, б — фасад плавучей системы; в — схема расположения на плашкоуте оборудования для якорного закрепления; г — кнехт, д — киповая планка; / — подъем- ная скоба, 2 — рым; 3— шпора, 4— верховой якорь; 5 — буй; 6 — трос (цепь); 7 — бакен; 8 — плашкоут, 9 — кронштейн (катбалка); 10 — аварийный якорь; 11 — низовой якорь; 12— киповая планка, 13 — кнехт; 14— лебедка; 15 — канат к пеленажному якорю; 16 — отводной блок 9* 259
для местных условий района строи- тельства моста. Ветровую нагрузку на плавучую систему вычисляют по формуле W = Fwqw (Fw—расчетная ветровая площадь надводной части плавучих опор и пролетного строения; qw— интенсивность ветровой нагрузки). Гидродинамическая нагрузка на подводную часть плашкоута Т сла- гается из лобового давления воды Тя = фоРлуи2/2§ и силы трения воды по поверхности плашкоута TT = fFcv2. В этих формулах: <р0 — коэффициент, учитывающий обтекаемость плашкоута (баржи), равный 0,75 для заостренных или закругленных в плане очертаний и 1,0 для прямоугольных очертаний; Fn=Bt— наи- большая площадь поперечного сечения под* водной части плашкоута; В — ширина плашкоута; t — осадка плашкоута; у — удельный вес воды; v = vn±vB — относи- тельная скорость перемещения плашкоута по воде; ип — скорость движения плашко- ута в стоячей воде; у» — средняя скорость течения воды, принимаемая по данным поплавковых наблюдений и измерения вер- тушкой в пределах погружения плашкоута; g — ускорение свободного падения; f — ко- эффициент трения воды по поверхности плашкоута, равный 1,7 Н-с2/м4 для метал- лических поверхностей; Fc = (2 t+B)L — площадь смоченной поверхности плашко- ута; L — длина плашкоута. При косом течении воды площадь Гл вычисляют по проекции подвод- ной части плашкоута на плоскость, перпендикулярную направлению те- чения. Волновую нагрузку принимают равной 3 МПа для рек шириной до 300 м и 12 МПа при ширине 500 м. Усилия на каждый якорь 5Я опре- деляют для наиболее неблагоприят- ных положений в плане и направле- ний движения плавучих опор в со- ответствии с количеством и положе- нием якорей, направлением тросов, ветра и течения воды. При движении плавучей системы навстречу ветру и течению воды для схемы якорного закрепления, пока- занного на рис. 9.32, в, при углах отклонения канатов от направления ветра и течения воды ai = a2 = a уси- лие на каждый верховой якорь о е W + T •Оя! — Оя2—Т • 2cosa Требуемый вес якоря Ря = 0,15я : : кя (кя — коэффициент, принимае- мый для стальных адмиралтейских якорей равным 5—6 для песчаных грунтов дна реки и 8—12 для глини- стых и каменистых грунтов; для железобетонных якорей-присосов (см. рис. 9.32, a) ka= 1,34-1,6). При этом усилие 5Я принимают в кН. Якорные тросы (цепи) подбира- ют на максимальное усилие ST, воз- никающее в них от расчетных на- грузок при наиболее неблагоприят- ном положении плавучей системы, с учетом коэффициента безопасности, равного 3,5 к разрывному усилию троса в целом. Требуемую длину троса (цепи) (см. рис. 9.32, б) определяют по формуле /т — /о 2HS„ я vjifi Z0=5 h — длина горизонтального уча- стка троса; Н — расстояние по вертикали от якоря до места закрепления троса на плашкоуте; q — вес 1 м троса (цепи). Количество и грузоподъемность лебедок подбирают по максималь- ным усилиям в якорных тросах или цепях.
РАЗДЕЛ ПЯТЫЙ СТРОИТЕЛЬСТВО ДЕРЕВЯННЫХ МОСТОВ И ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ Глава 10 СТРОИТЕЛЬСТВО ДЕРЕВЯННЫХ МОСТОВ 10.1. Способы строительства деревянных мостов Деревянные мосты строят в очень короткие сроки и в любое время го- да. Наиболее рациональными явля- ются деревянные мосты с рамно- свайными опорами, простыми про- гонами и составными балками, име- ющие сравнительно небольшой рас- ход лесоматериалов, малую трудо- емкость и стоимость строительства. Особенно целесообразны деревян- ные мосты в лесных районах, где древесина является местным мате- риалом. Деревянные мосты можно строить следующими способами: из лесоматериалов, доставляемых на место строительства моста; из деталей и конструкций, изготовляе- мых на заводах и полигонах. Первый способ применяют при строительстве одиночных мо- стов в труднодоступных лесных рай- онах. В этих случаях около моста устраивают площадки для склада лесоматериалов и заготовки элемен- тов конструкций. При этом способе большинство работ выполняют вруч- ную, что увеличивает трудоемкость, продолжительность и стоимость строительства. Второй способ строительства деревянных мостов из сборных кон- струкций, доставляемых на объекты и монтируемых кранами, индустри- альным, комплексно-механизиро- ванным, поточным методом обеспе- чивает высокое качество, сокраще- ние продолжительности и снижение стоимости работ. В некоторых случаях опоры дере- вянных мостов сооружают из мест- ных лесоматериалов, а пролетные строения — из сборных конструкций заводского изготовления. 10.2. Изготовление деревянных конструкций Сборные деревянные мостовые конструкции изготовляют на заво- дах или полигонах с применением станочного оборудования и механи- зированного инструмента, шабло- нов и кондукторов для обработки древесины, заготовки деталей и сборки конструкций. Полигон деревянных конструкций. Полигон для изготовления деревян- ных мостовых конструкций устраи- вают на сухой и горизонтальной площадке, расположенной возмож- но ближе к месту заготовки (базе) лесоматериалов и строящимся мос- там для сокращения затрат на транспортирование. Полигон (рис. 10.1) состоит из складов круглых и пилевых лесома- териалов, пилорамы, площадок или навесов для заготовки деталей, сборки и антисептирования конст- рукций, склада готовой продукции, электростанции, кузнечно-слесар- ной мастерской, конторы и др. Поступающие на полигон лесома- териалы принимают и сортируют в соответствии с их породой, качест- вом и размерами. Лесоматериалы 261
Рис. 10.1. План полигона деревянных конструкций: / — склад круглого леса; 2 — пилорама; 3 — склад пиленого леса; 4 — цех заготовки элементов; 5 — цех сборки конструкций, 6 — цех пропитки конструкций; 7 — склад готовой продукции, 8 — автомобильная дорога, 9 — электростанция, 10 — кузнечно-слесарная мастерская; // — контора; /2 — кладовая; 13 — гараж укладывают в штабеля с расстоя- ниями между ними не менее 2 м. Штабеля бревен должны иметь вы- соту не более 2м, а пиломатериа- лов— не более 3 м. Перед уклад- кой бревна очищают от коры и сучьев, а после укладки в штабеля их скрепляют во избежание раска- тывания. Лесоматериалы защища- ют от увлажнения, загнивания и по- жара. Заготовка элементов. Заготовка деревянных элементов состоит из разметки, продольного и поперечно- го распиливания, строгания, долбле- ния и сверления. Для продольного распиливания и окантовки бревен применяют пере- движные или стационарные лесо- пильные рамы, а для поперечного — круглопильные, маятниковые или педальные станки. Доски строгают на строгальных, фуговальных и рейсмусовых станках. Для долбле- ния и сверления древесины применя- ют электросверлилки, электродол- бежники и другой электрический ин- струмент. Типы станков выбирают и расставляют в цехах в соответствии с характером и объемом предстоя- щих работ. Детали транспортируют от станка к станку по роликовым столам. Заготовку элементов орга- низуют по поточной технологии, ис- ключающей встречное движение об- рабатываемых деталей. Разметку элементов выполняют с помощью шаблонов, что обеспечива- ет высокую точность изготовления. При этом предусматривают припус- ки по длине и поперечному сечению деталей в зависимости от влажно- Рис 10.2. Приспособления для изготовления элементов деревянных опор: а — кондуктор для заострения свай; б — кондуктор для выпиливания гнезд в стойках, в — шаб- лон-кондуктор для сборки рам, / — упор, 2 — фиксатор; 3 — клин; 4 — верхняя насадка, 5 — на- садка; 6 — связи рамы; 7 — нижняя насадка 262
сти древесины и способа пригонки во время сборки. Для элементов пролетных строений, кроме того, учитывают проектный строительный подъем. Заготовка свай состоит из отбора прямолинейных бревен, об- работки поверхности, устройства острия и установки бугеля. Обра- ботка поверхности свай с естествен- ной коничностью состоит из стески бугров. Если требуется, то свае при- дают цилиндрическую форму отес- кой вручную или на специальном фрезерном станке. Для заострения свай применяют шаблон-кондуктор (рис. 10.2, а), в который вставляют и закрепляют клином конец сваи, затем его опиливают дважды попе- речной пилой, вставляемой в проре- зи кондуктора, после этого конец сваи поворачивают на 90° и также дважды опиливают. Головы свай спиливают строго под прямым уг- лом к оси свай. Для предохранения от размочаливания при забивке на голову сваи надевают бугель — кольцо из полосовой стали. Заготовка прогонов из круглого леса состоит из опилива- ния бревен на проектную длину, окантовки и обработки концов для укладки на насадки опор. Сборка блоков. Деревянные мос- товые конструкции собирают в плос- кие или пространственные блоки, соединяя заранее заготовленные элементы врубками, болтами, наге- лями или клеем. Для достижения необходимой точности и высокого качества сборки применяют шабло- ны и кондукторы. Рамы опор собирают на шаб- лоне-настиле из досок с упорами, обеспечивающими правильное про- ектное положение элементов рамы (рис. 10.2, в). Сборку четырехстоеч- ной рамы на шаблоне начинают с укладки верхней насадки и закреп- ления ее клиньями до плотного при- легания к упорам. Затем укладыва- ют стойки и нижнюю насадку и так- же закрепляют их клиньями. После проверки плотности прилегания на- садок к торцам стоек укладывают связи и соединяют элементы рамы штырями и болтами. Блоки прогонов собирают из заранее заготовленных отдельных прогонов, поперечных и диагональ- ных связей. При одноярусном рас- положении прогонов связи устанав- ливают снизу и прикрепляют гвоз- дями (рис. 10.3, а), а при двухъ- ярусном — между прогонами и при- крепляют гвоздями и болтами (рис. 10.3,6). Количество прогонов в блоке определяют в зависимости от условий перевозки и грузоподъ- Рис. 10.3. Блок прогонов из бревен: а — одноярусный; б — двухъярусный; 1 — прогон; 2 — поперечная связь; 3 — диагональная связь; 4 — гвоздь; 5 — прокладка; 6 — болт 263
Рис. 10 4. Схемы сборки составных балок и дощатых ферм: а — сборка балок, б - то же ферм; 1 — хомут; 2 — болт, <3 — клинья, 4 — составная балка, 5 — стойка жесткости. 6 — доски пояса фермы, 7 — доски решетки емности транспортных и монтажных средств. Составные балки собирают на стеллажах в вертикальном или горизонтальном положении (рис. 10.4, а). При сборке балок с пластинчатыми шпонками брусья после пригонки выгибают клинья- ми, предварительно закрепив балку болтами, а концы ее хомутами. Гнезда для шпонок прорезают элек- тродолбежником. Металлические шпонки забивают так, чтобы они плотно заполняли гнезда. Стяжные болты устанавливают после забив- ки всех шпонок и освобождения ба- лок от выгибающих клиньев. Дощатые фермы собирают на стеллажах-шаблонах в горизон- тальном положении (рис. 10.4, б). Вначале укладывают стойки жест- кости, затем на них укладывают по- ловину досок поясов и доски ре- шетки, после чего остальные доски поясов и стойки жесткости. Собран- ные стойки стягивают сжимами или струбцинами и приступают к забив- ке гвоздей или постановке нагелей и болтов по шаблонам. Фермы с крестовой ре- шеткой собирают в горизонталь- ном положении на плазу-настиле из досок с упорами, обеспечивающими точную сборку. После сборки и вы- верки положения поясов с учетом строительного подъема раскладыва- ют и подгоняют элементы решетки, затем устанавливают металличе- ские тяжи, натягивают их гайками и тщательно проверяют геометриче- ские размеры фермы и плотность всех врубок и соединений. Готовые фермы обычно разбирают на эле- менты, удобные для транспортиро- вания. Если требуется, то элементы антисептируют, а затем маркируют Рис. 10.5. План цеха изготовления деревянных клееных конструкций: / - склад лесоматериалов, 11 — отделение заготовки досок, 111 — помещение для приготовления клея, /V --отделение сборки и склеивания конструкций; V — склад готовой продукции; / — желез- нодорожный путь нормальной колеи; 2 — кран-балка; 3 — железнодорожный путь узкой колеи; 4 — маятниковая пила, 5 — круглопильный станок; 6 — фуговальный станок; 7 — рейсмусовый станок; 8 — фрезерный зуборезный станок; 9 — четырехсторонний строгальный станок; 10 — склей- ка досок по длине, //—готовые доски; 12 — станок для накалывания пласт досок, 13 — клеевые вальцы, 14 — монтажные стенды и прессы; 15 - антисептирование конструкций 264
и отправляют на склад готовой про- дукции. Изготовление клееных конструк- ций. Деревянные клееные мостовые конструкции изготовляют в закры- тых цехах при постоянной темпера- туре и влажности воздуха (рис. 10.5). Этот цех имеет склад лесоматериалов, отделение для за- готовки досок, помещение для при- готовления клея, отделение сборки и склеивания конструкций и склад готовой продукции. Изготовление клееных конструкций полностью механизировано. Цех оборудован станками для обработки древесины, приготовления и нанесения клея, сборки и запрессовки конструкций. Материалы, детали и конструкции перемещают по железнодорожным путям нормальной и узкой ко- леи, кран-балками и по рольган- гам. Деревянные клееные конструк- ции изготовляют из пиломатериалов главным образом из сосны и ели, а также из бакелизированной фане- ры. Качество их должно удовлетво- рять требованиям к лесоматериа- лам несущих конструкций. Влаж- ность древесины для клееных кон- струкций должна быть не больше 15%. Толщина досок для прямоли- нейных клееных конструкций дол- жна быть больше 5 см, а криволи- нейных — 3 см. Поступающие лесо- материалы сортируют и укладыва- ют в штабеля по породам, сортам, категориям и размерам. На складе вырезают недопустимые дефекты и пороки древесины, а при необходи- мости сушат лесоматериалы. Заготовка досок состоит из опиливания их по длине на маятни- ковой пиле или круглопильном станке, строжки — на фуговальном и рейсмусовом станках. Короткие доски сращивают по длине впритык, на ус или зубчатым шипом. Наилучшим является зуб- чатое соединение. Зубья нарезают на станке со специальной фрезой. Клей наносят на зубья кистями или губкой. Толщина слоя клея не дол- жна превышать 0,3 мм. Доски склеивают на верстаках в запрессо- вочных устройствах. Клееные конструкции требуют высокой точности обработки досок. Отклонение по толщине досок не должно превышать 0,5 мм. Оконча- тельно доски обрабатывают на че- тырехстороннем строгальном стан- ке и не раньше чем за 8—10 ч до склеивания во избежание коробле- ния. Склеивание досок произво- дят формальдегидным или казеино- цементным клеем, обладающим вы- сокой прочностью, водостойкостью и устойчивостью против грибков. Клеи приготовляют в клеемешал- ке планетарного типа (рис. 10.6, а) и выдают на производство порциями по 2—3 кг. Перед каждой выдачей клей тщательно перемешивают и проверяют его вязкость. Клей нано- сят на пасты досок с помощью роли- ков или клеевых вальцев с ручным или механическим приводом Рис. 10.6. Оборудование для изготовления клееных конструкций. а — клеемешалка, б — клеевые вальцы; в — пресс, / — станина, 2 — бак с горячей водой, 3 — мешалка, 4 — привод, 5 — бак с клеем. 6 — нижний клеевой валик, 7 — доска; 8 — верхний при- жимной валик, 9 — клееная балка; 10 — рычаг; 11 — цилиндр с поршнем 265
(рис. 10.6,6). Перед нанесением клея плоскости досок накалывают на специальных станках. Толщина слоя клея должна быть наимень- шей, так как это повышает качест- во клеевого соединения. Смазанные клеем доски перено- сят на монтажные столы прессов и собирают из них конструкции в со- ответствии с рабочими чертежами. Собирая клееную балку из досок различного качества, следят за тем, чтобы расстояния между стыками досок в смежных рядах в попереч- ном направлении были не меньше 4 см, а вдоль элемента — не мень- ше 20 толщин более толстой доски. Сборка конструкции должна быть выполнена в течение не более 30 мин после нанесения клея. По окончании сборки и проверки конструкцию обжимают винтовыми, пневматическими или электрически- ми прессами с давлением 0,3— 0,5 МПа (рис. 10.6, в). Конструк- цию выдерживают в прессе 4—24 ч. Для ускорения процесса склеивания конструкции нагревают теплым воздухом, инфракрасными лучами или токами высокой частоты. При этом срок выдержки конструкции в прессе сокращается до 1—3 ч. Готовые клееные конструкции ан- тисептируют, а затем направляют на склад готовой продукции. Каж- дая клееная конструкция должна иметь паспорт с указанием вида клея. 10.3. Защита деревянных мостов от гниения Гниение представляет собой про- цесс разрушения древесины грибка- ми, питающимися содержащимися в ней органическими веществами. Гниение невозможно при отрица- тельной температуре и отсутствии воды или воздуха. Защиту деревянных мостов от за- гнивания обеспечивают конструк- тивными мерами, предохраняющи- ми древесину от увлажнения, а так- же обработкой древесины химиче- 266 скими веществами — антисептика- ми, убивающими дереворазрушаю- щие грибки. Конструктивные меры за- щиты деревянных мостов от гние- ния состоят из устройства козырь- ков и крышек, водоотводных трубок и лотков, предохраняющих древеси- ну от атмосферных осадков и обес- печивающих быстрый отвод воды. Узлы и соединения деревянных эле- ментов не должны иметь щелей, не- плотностей и мест, где может за- держиваться вода. Конструкция де- ревянных мостов должна иметь хо- рошую проветриваемость, обеспечи- вающую быстрое просыхание дре- весины. Наилучшим способом защиты де- ревянных мостов от загнивания яв- ляется пропитка древесины антисеп- тиками. Для защиты древесины от гние- ния применяют водорастворимые и маслянистые антисептики. Водорастворимые анти- септики — фтористый и кремне- фтористый натрий, динитрофенол натрия и др. — легко проникают в древесину, но быстро вымываются атмосферными осадками, поэтому они не рекомендуются как основное средство для защиты деревянных мостов от гниения. Маслянистые антисепт и- к и сохраняют свои защитные свой- ства до 25—30 лет, не снижая проч- ности древесины и не вызывая кор- розии металлических частей моста. Наиболее распространенный анти- септик — креозотовое масло, полу- ченное путем перегонки каменно- угольной смолы. Для антисептиро- вания древесины креозотовое масло применяют в чистом виде и в смеси с зеленым мылом или мазутом. Креозот — огнеопасное вещество, поэтому подогревать его следует осторожно. Кроме того, он повыша- ет воспламеняемость древесины в течение первых 3 мес после анти- септирования. Способы антисептирования. За- готовленные элементы деревянных мостов антисептируют путем глубо-
Рис. 10.7. Схемы пропитки деревянных элементов с горяче-холодных ваннах: а — в двух ваннах, б —в одной ванне, 1 — котельная; 2— заготовленные деревянные элементы; 3 — ванна с горячим антисептиком, 4 — ванна с холодным антисептиком; 5 — пропитанные элемен- ты, 6 — поступление антисептика; 7 — запасной бак для хранения антисептика; 8 — маневровый бак для холодного антисептика; 9 — то же для горячего антисептика; 10— насос; 11— слив от- стоя антисептика; /2 — ванна для антисептирования, 13 — пропитываемый элемент; 14 — заданный уровень антисептика, /5 — бак для масла; /6 — слив конденсата; 17 — масловодоотделитель; 18 — конденсатор; 19 — вентилятор; 20 — слив горячего антисептика; /—/// —последовательность пере- качки антисептика кой пропитки под давлением в горя- чих и холодных ваннах или путем длительного вымачивания в анти- септике. При глубокой пропитке антисептики проникают в древесину на несколько сантиметров. Обраба- тывать древесину после такой про- питки нельзя, так как нарушается образованный антисептиком защит- ный слой. Если механическая обра- ботка древесины после пропитки все же потребуется, то обработанные поверхности надо покрыть двумя- тремя слоями горячего креозота. Глубокую пропитку дре- весины в горячем и холод- ном антисептике производят в одной или двух ваннах (рис. 10.7). При пропитке древесины в двух ваннах (рис. 10.7, а) заготовленные элементы сначала помещают в ван- ну с горячим антисептиком, подо- гретым до 80—95 °C. В горячей ванне воздух в порах древесины расширяется и частично выходит из них, увлекая за собой воду. Через 3—5 ч после прекращения выделе- ния пузырьков воздуха деревянные элементы быстро переносят в ван- ну с холодным антисептиком, подо- гретым до 40—50 °C, и выдержива- ют в течение 2—3 ч. В холодной ванне в порах древесины образует- ся вакуум, и антисептик засасыва- ется в древесину. Пропитанные эле- менты после высыхания отправляют на склад готовой продукции. Пропитку деревянных элементов в одной ванне (рис. 10.7,6) произ- водят в таком порядке. Сначала ан- тисептик из запасного бака перели- вают в маневровые баки и нагрева- ют. Деревянные элементы помеща- ют в ванну и затем заполняют ее горячим антисептиком до заданного уровня. После выдержки элементов в ванну насосом подают холодный антисептик, при этом горячий анти- септик из ванны по сливу поступает в маневровый бак. Через 2—3 ч хо- лодный антисептик насосом перека- чивают из ванны в бак, а пропитан- ные деревянные элементы вынима- ют и направляют на склад. 267
Глубокую пропитку дре- весины под давлением производят в специальных автокла- вах, при этом древесина должна иметь влажность не более 30%. Пропитка под давлением дает наи- лучший защитный эффект. Глубокую пропитку дре- весины путем длительно- го вымачивания производят в ваннах с холодным антисептиком. В качестве антисептика обычно при- меняют креозотовое масло с добав- лением 50% зеленого мыла. Про- питка древесины таким способом продолжается 2—3 сут. При строительстве деревянных мостов из антисептированных эле- ментов заводского изготовления для защиты древесины от гниения на месте постройки, как правило, дополнительно промазывают анти- септической пастой трещины, щели, зарубки, неплотные соединения и врубки конструкций. При строительстве мостов из не- антисептированной древесины защи- ту их от загнивания производят по- верхностным антисептированием или пропиткой диффузионным спо- собом. Поверхностное антисе п- тирование древесины состо- ит из обмазки или опрыскивания элементов и узлов деревянных мос- тов антисептиком. Этот способ не обеспечивает хорошую защиту дре- весины от гниения. Диффузионная пропитка древеси- ны. Этот способ пропитки заключа- ется в нанесении на поверхность древесины антисептической пасты (суперобмазки), содержащей очень сильный водорастворимый анти- септик (фтористый натрий), кото- рый при увлажнении растворяется и постепенно проникает в древесину путем диффузии через стенки ее клеток. Такая пропитка защищает деревянные мосты от загнивания в течение 8—10 лет. Перед нанесением обмазки вся обработка элементов деревянного моста должна быть полностью закончена. Закрытые поверхности 268 и отверстия сопряжений и врубок элементов нужно покрывать супер- обмазкой в процессе сборки конст- рукций, а после окончания сборки обмазать поверхности элементов и зашпаклевать трещины и щели. Обрабатывать деревянные мо- сты суперобмазкой рекомендуется в теплое время года. В холодную по- году и при морозе ниже —10 °C по- крывать древесину суперобмазкой нельзя. Суперобмазку можно нано- сить как на сухую, так и на сырую древесину. Перед обмазкой поверх- ность древесины тщательно очища- ют от грязи и опрыскивают 3%-ным раствором фтористого натрия. Все поверхности суперобмазки, подвер- гающиеся непосредственному воз- действию атмосферных осадков, по- крывают гидроизоляционным за- щитным слоем из нефтебитума, на- носят его через 5—10 сут после су- перобмазки. Сваи и стойки деревянных опор на уровне земли и меженных вод защищают от загнивания бандажа- ми из рубероида, брезента или другого гидроизоляционного мате- Рис. 10.8. Схема диффузионной пропитки древесины: /—свая, 2 — антисептическая паста; 3 — гидро- изоляционный материал; -/—поверхность грунта или меженных вод, 5 — движение антисептика; 6 — движение воды; 7 — проволока
риала, покрытого суперобмазкой (рис. 10.8). Высота бандажа обычно равна 60 см, при этом примерно на 30 см бандаж должен находиться ниже уровня земли или меженных вод. Бандажи должны плотно при- легать к поверхности свай или сто- ек и закрепляться на них проволо- кой или толевыми гвоздями. Снару- жи бандажи покрывают защитным слоем из горячего нефтебитума. По окончании антисептирования древесины составляют подробную опись выполненных работ с указа- нием способа антисептирования и размеров обработанных площадей. 10.4. Постройка деревянных опор Деревянные опоры строят в соот- ветствии с проектом моста и мест- ными условиями, по поточному гра- фику, специализированными брига- дами, оснащенными соответствую- щими машинами. Постройка свайных опор. Возве- дение свайных опор состоит из за- бивки свай, наращивания их, уста- новки насадок и связей. Деревян- ные сваи обычно забивают в грунт с помощью легких металлических копров, оснащенных дизель-молота- ми. В зависимости от местных ус- ловий копры устанавливают на под- мостях, плавучих средствах или на льду. При сооружении невысоких опор сваи срезают строго по нивелиру, укладывают на них насадки и сое- диняют металлическими штырями и накладками. При возведении вы- соких опор сваи наращивают с устройством врубок вполдерева с хомутами или впритык с металличе- скими накладками, затем стойки срезают по нивелиру, укладывают и прикрепляют насадки, после чего ставят горизонтальные и диагональ- ные связи, соединяя их со стойками врубками и болтами. Отверстия под болты и штыри сверлят электродре- лью. Последовательное выполнение работ и необходимость выполнения врубок увеличивают трудоемкость и продолжительность сооружения опор. Постройка рамных опор. Соору- жение рамных опор состоит из устройства свайных фундаментов или лежневых оснований, установки и соединения рам. Если рамы при- бывают на объекты в разобранном виде, их монтируют у места уста- новки в горизонтальном положении. Фундаменты опор возводят одно- временно с изготовлением рам, что сокращает продолжительность строительства. Сваи забивают обыч- но дизель-молотами, затем их сре- зают строго по нивелиру, укладыва- ют и прикрепляют насадки. При большой глубине воды для обеспе- чения жесткости свайных фунда- ментов устраивают подводные кар- касы, тяжи или подкосы. Устройст- во лежневого основания состоит из срезки грунта, устройства подушки из камня и щебня, укладки деревян- ных лежней. Рамы можно устанавливать кра- нами, копрами, лебедками и другим оборудованием. Для установки рам применяют автомобильные, гусенич- ные и железнодорожные краны, ко- торые могут находиться на земле или на плавучих средствах (рис. 10.9, а). При отсутствии кра- нов рамы можно устанавливать на место путем вращения их вокруг нижней насадки-копрами. В зависи- мости от местных условий рамы можно вращать на копер (рис. 10.9, б) или от копра (рис. 10.9, в). В последнем случае одновременно с вращением рамы копер нужно перемещать к опоре. Устанавливать рамы можно также путем вращения их при помощи ле- бедок и вспомогательной падающей стойки (рис. 10.9, г) или при помо- щи отводного блока, закрепленного за мачту или за ранее установлен- ные рамы опоры (рис. 10.9, д). Та- кие способы обычно применяют для высоких и тяжелых рам и когда нельзя использовать краны и коп- ры. Установленные на место рамы за- крепляют в проектное положение 269
Рис. 10.9. Способы установки рам- а — краном, б— копром с поворотом рамы на копер, в — то же от копра, г — лебедками с по- мощью падающей стойки, д — то же с помощью ранее собранной опоры, 1 — кран, 2 — рама, 3— копер; 4 — тяговая лебедка, 5—падающая стойка, 6 — тормозная лебедка, 7—блок временными оттяжками или подко- сами, а затем объединяют горизон- тальными и диагональными связями. Для ускорения сборки опор плос- кие рамы можно предварительно объединять в пространственные бло- ки, которые затем устанавливать на место кранами или другими спосо- бами. Постройка ряжевых опор. Возве- дение ряжевых опор состоит из устройства оснований, сборки ря- жей и загрузки их камнем. Устрой- ство оснований заключается в от- сыпке подушки из камня, которая должна иметь плоский и горизон- тальный верх. При постройке реч- ных опор планировку каменных подушек обычно выполняют водола- зы. Качество планировки проверяют промерами глубины воды. Ряжи береговых опор собирают в проектном положении на подготов- ленном основании. Ряжи речных опор летом собирают сначала на бе- регу, а затем на воде (рис. 10.10). Нижнюю часть ряжа на воду спус- кают на катках по лежням при по- мощи лебедок. На воде ее устанав- ливают на якорях по осям над зара- нее подготовленным основанием. В этом положении ряж наращивают и постепенно загружают камнем для обеспечения остойчивости. Пос- ле установки на основание ряж пол- ностью засыпают внутри и обсыпа- ют снаружи камнем, а затем нара- щивают на проектную высоту или делают рамную надстройку. Зимой ряжи речных опор собира- ют на льду. Сначала над местом опоры вырубают лед (устраивают Рис. 10.10. Последовательность сооружения ряжевой опоры: / — сборка ряжа, // — спуск ряжа на воду, /// — загрузка камнем и наращивание ряжа 270
майну) и отсыпают каменную по- душку. Затем собранный на 8—10 венцов ряж сдвигают на воду, уста- навливают по осям и закрепляют расчалками. После этого ряж нара- щивают и засыпают камнем. 10.5. Монтаж деревянных пролетных строений Деревянные пролетные строения мостов в зависимости от их конст- рукции и условий производства ра- бот собирают из мелких линейных элементов или крупных плоских или пространственных блоков. Пролет- ные строения из мелких элементов можно собирать вручную или при помощи легкого монтажного обору- дования. Такая сборка требует зна- чительного времени и больших тру- довых затрат. Сборка пролетных строений из крупных блоков требу- ет тяжелого монтажного оборудова- ния, но может выполняться в корот- кий срок при незначительных трудо- вых затратах. Деревянные пролет- ные строения можно собирать в пролете моста в проектном положе- нии или в стороне от моста с после- дующей надвижкой и установкой их на опоры. Рациональным способом монта- жа деревянных пролетных строений в большинстве случаев является сборка их в пролете из крупных блоков при помощи мобильных стреловых кранов, а также установ- ка на опоры целых пролетных строе- ний. Способ монтажа выбирают на основании сравнения технико-эко- номических показателей возможных вариантов производства монтажных работ. Сборка балочных пролетных стро- ений с прогонами. Сборка таких пролетных строений состоит из ук- ладки прогонов и поперечин, а так- же устройства настила и тротуаров с перилами (рис. 10.11, а). Для ук- ладки прогонов и поперечин устраи- вают временные подмости на козлах или опорах моста. Элементы про- летных строений поднимают легки- ми стреловыми кранами, копрами Рис. 10.11. Схемы монтажа балочных пролетных строений: а — мостов с прогонами, б —с составными балками, 1 — опора моста, 2 — подмости; 3 — прогоны; 4 — поперечины, 5 — настил, 6 — тротуар с перилами, 7 — копер; S—блок пролетного строения; 9 — кран полноповоротный; 10 — плавучий кран 271
или монтажными мачтами. Прогоны укладывают строго по проектным осям и уровню. Если потребуется, то концы прогонов подтесывают для плотного опирания их на насад- ки опор. Подклинка прогонов и под- теска насадок при этом запрещают- ся. Также укладывают поперечины, при этом подтеска прогонов запре- щается. Верх поперечин должен быть в одной плоскости. Выполнение этого требования проверяют рей- кой. Рабочий настил укладывают с просветами для стока воды и про- ветривания древесины. Верхний на- стил автодорожных мостов уклады- вают плотно для защиты от воды конструкций, расположенных ниже. Элементы пролетных строений сое- диняют болтами и гвоздями. Сборка пролетных строений с со- ставными и клееными балками. Из- готовленные на заводе или полигоне балки таких пролетных строений устанавливают на опоры моста стреловыми кранами, расположен- ными внизу (на земле) или вверху (на проезжей части моста), а также плавучими кранами (рис. 10.11,6). Тип, грузоподъемность, положение и вылет стрелы крана должны быть обоснованы расчетом. При наличии кранов большой грузоподъемности отдельные балки можно соединять продольными и поперечными связя- ми по 2 шт. в один блок. После установки балок на них укладыва- ют поперечины и устраивают настил проезжей части с тротуарами и пе- рилами. Сборка подкосных пролетных строений. Подкосные пролетные строения деревянных мостов соби- рают с двухъярусных подмостей Рис. 10.12. Схемы сборки пролетных строений: а — подкосной системы, б —с фермами, / — нижние подмости, 2 — нижний узел; 3— опора моста; 4 — верхние подмости; 5 —затяжка; 6 — подкос, 7 — верхний узел; 8 — прогон; 9 — проезжая часть; 10 — тротуар с перилами, // — клетка с клиньями, 12— нижний псяс, 13 — ось фермы, 14 — ось пролетного строения; /5 — подушка; 16 — нижние связи; 17 — верхний пояс; 18— верхние связи, 19— поперечные связи; 20— тяж 272
(рис. 10.12, а). С нижних подмостей собирают затяжки и подкосы, с верхних — прогоны и проезжую часть. Элементы подкосных мостов устанавливают на место легкими стреловыми кранами, копрами или простейшими монтажными приспо- соблениями. При сборке подкосных мостов выполняют большое количе- ство сложных врубок, что требует значительных трудовых затрат и вы- сокой квалификации плотников. Сборка пролетных строений с фермами. Деревянные пролетные строения с фермами собирают на сплошных подмостях, состоящих из настила, поперечин, прогонов и стоек, опирающихся на лежни или сваи (рис. 10.12,6). Сначала на на- стиле подмостей разбивают и за- крепляют продольные оси главных ферм и поперечные оси узлов про- летного строения. Затем выклады- вают клетки с клиньями и на них собирают нижние пояса главных ферм. После выверки положения поясов в плане и профиле устанав- ливают элементы нижних связей — узловые подушки и подкосы. Затем устраивают второй ярус подмостей и с них устанавливают на место верхние пояса, верхние связи, эле- менты проезжей части, тротуаров и перил, ставят поперечные связи и тяжи. После этого проверяют правиль- ность установки и подгонки всех элементов пролетного строения и затем натягивают тяжи последова- тельно от концов к середине пролет- ного строения. Собранное пролетное строение освобождают от опирания на подмости путем постепенного вы- бивания клиньев от середины про- лета к опорам. Надвижка и установка пролетных строений. Сборка пролетных строе- ний вне пролета с последующей над- вижкой на опоры позволяет сокра- тить продолжительность строитель- ства моста, так как пролетные строения можно собирать одновре- менно с сооружением опор. Пролетные строения можно уста- навливать на опоры консольными 10 Зак 156 или шлюзовыми кранами, надви- гать на место по временным опорам путем соединения их в неразрезную систему, устанавливать с помощью плавучих опор и другими способа- ми. Способ надвижки и установки вы- бирают в соответствии с конструк- цией, массой и размерами пролет- ных строений, с учетом местных и других условий. Глава 11 СТРОИТЕЛЬСТВО ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ 11.1. Способы строительства труб Водопропускные трубы являются на железных и автомобильных доро- гах наиболее распространенными искусственными сооружениями. Ко- личество труб составляет около 90% всех искусственных сооруже- ний, а стоимость их достигает в не- которых случаях 15% стоимости до- роги. В настоящее время на дорогах применяют сборные железобетон- ные круглые трубы отверстием 0,75—2,0 м, прямоугольные трубы отверстием 1,0—4,0 м, сборные бе- тонные прямоугольные трубы от- верстием 1,5—6,0 м и стальные гоф- рированные трубы отверстием 1,0— 3,0 м. В зависимости от расхода во- дотока устраивают одно- и много- очковые трубы. Применение сбор- ных труб обеспечивает сокращение продолжительности, снижение стои- мости и повышение качества строи- тельства. Монолитные трубы допускаются только в отдаленных и труднодо- ступных районах строительства и при соответствующем технико-эко- номическом обосновании. При по- стройке монолитных труб выполня- ют земляные, опалубочные, арма- турные, бетонные и другие обще- строительные работы. Поэтому строительство монолитных труб обычно имеет значительную трудо- 273
емкость, продолжительность и стои- мость. Строительство водопропускных труб оказывает существенное влия- ние на ход постройки дороги. Тру- бы можно строить до возведе- ния земляного полотна дороги или после возведения полотна и укладки пути. Постройка труб до возведения земляного полотна. Особенность этого способа состоит в том, что ма- териалы и элементы сборных труб доставляют на объекты по местным или временным «пионерным» доро- гам, автомобильным или гусенич- ным транспортом. Поэтому блоки труб имеют незначительную массу и небольшие размеры, вследствие чего конструкции труб состоят из большого количества мелких эле- ментов, что осложняет их сборку. Достоинство этого способа — воз- можность постройки труб на широ- ком фронте независимо от других работ по строительству дороги; не- достаток — необходимость устрой- ства временных дорог, значитель- ные транспортные расходы, слож- ность сборки труб из большого ко- личества мелких блоков. Постройка труб после возведения земляного полотна. Особенностью этого способа является необходи- мость строительства временных де- ревянных или металлических инвен- тарных мостов по оси дороги или на обходе для прокладки пути. Мате- риалы и элементы сборных труб доставляют на объекты по построен- ной дороге, поэтому блоки труб мо- гут иметь большую массу. Достоинством этого способа яв- ляется возможность применения крупноблочных конструкций труб, снижение трудоемкости и продол- жительности сборки труб, сокраще- ние транспортных расходов, а недо- статком — необходимость затрат на строительство и разборку времен- ных мостов, а также перерывы дви- жения транспорта по дороге при до- ставке грузов на объекты и для монтажа и засыпки труб. 274 В особых условиях водопропуск- ные трубы устраивают путем про- давливания их сквозь готовые насы- пи. Способ строительства водопро- пускных труб должен быть обосно- ван технико-экономическим расче- том, выполненным с учетом затрат на устройство временных дорог и мостов, транспортных расходов, стоимости изготовления конструк- ций труб и строительно-монтажных работ, а также возможной этапно- сти капитальных вложений. Большое количество однотипных труб создает весьма благоприятные условия для строительства их и н- дустриальным, комплекс- но-механизированным и поточно-скоростным мето- дами, обеспечивающими высокое качество, снижение стоимости и со- кращение сроков строительства. Поточный способ строительства труб. Особенность этого способа со- стоит в расчленении комплексного процесса строительства труб на от- дельные циклы однородных работ, в выполнении их постоянными спе- циализированными бригадами или звеньями рабочих, оснащенных со- ответствующими строительными ма- шинами и в непрерывном производ- стве работ вследствие перехода бригад (звеньев) с объекта на объект. Строительство каждой трубы обычно расчленяют на следующие циклы работ: подготовительные ра- боты и устройство котлована под фундамент трубы; сооружение фун- даментов; сборка оголовков и зве- ньев трубы; устройство гидроизоля- ции; засыпка трубы грунтом; укреп- ление русла водотока. Если на дороге приняты различ- ные трубы, отличающиеся друг от друга видами и объемами работ, то они могут строиться также поточ- ным способом. В этом случае непре- рывную работу бригад (звеньев) обеспечивают введением перерывов в строительстве некоторых труб. Строительство водопропускных труб поточным способом обеспечи-
вает повышение производительности труда, высокую эффективность ис- пользования строительных машин и оборудования. 11.2. Изготовление элементов железобетонных труб Элементы сборных железобетон- ных труб можно изготовлять на за- водах или полигонах железобетон- ных конструкций. Виды элементов сборных труб. Технология изготовления элементов труб зависит от их конструктивной формы, размеров, объема и массы, а также от количества однотипных элементов. Элементы сборных труб делятся на три группы: 1) цилиндрические, конические, овоидальные и прямо- угольные звенья, имеющие про- странственную тонкостенную конст- рукцию, сложные арматурные кар- касы и требующие для их изготов- ления наружную и внутреннюю опа- лубки; 2) железобетонные лекаль- ные блоки, портальные стенки, от- косные крылья, фундаментные пли- ты и железобетонные плиты покры- тий бетонных труб, имеющие плос- костную конструкцию, простое ар- мирование сетками и простейшую опалубку, состоящую из поддона и бортиков; 3) бетонные блоки фун- даментов, стен и оголовков труб, имеющие различную форму без ар- матурных каркасов. Способы изготовления элементов труб. Изготовление элементов сбор- ных железобетонных труб состоит из следующих операций: заготовка арматурных стержней, изготовление сеток, сборка арматурных карка- сов; изготовление, сборка, смазка, разборка и очистка опалубки; ук- ладка и уплотнение бетонной смеси; отделка и пропаривание блоков. Арматурные сетки и каркасы не- больших партий блоков изготовля- ют на деревянных или металличе- ских кондукторах, соединяя арма- турные стержни вязальной проволо- кой, а блоков массового примене- 10* ния — на специальных навивочных станках и сварочных машинах. Бетонирование небольших партий блоков производят в деревянной или деревометаллической опалубке с уплотнением бетонной смеси по- верхностными или глубинными виб- раторами, а блоков массового при- менения — в металлической опалуб- ке или виброформах, на центрифу- гах или формовочных станках с уп- лотнением бетонной смеси вибрато- рами или на вибростолах, а иногда и с применением вибропрессования и вакуумирования. Железобетонные и бетонные бло- ки водопропускных труб изготовля- ют по стендовой или поточно-агре- гатной технологии. Стендовая технология ха- рактеризуется неподвижностью из- делия в процессе его изготовления и обычно применяется на полигонах железобетонных конструкций для изготовления небольших партий блоков. Поточно-агрегатная тех- нология характеризуется пере- мещением изделия в процессе его изготовления, требует специального оборудования и поэтому применя- ется на заводах железобетонных конструкций для изготовления боль- ших партий блоков. f Способ изготовления элементов водопропускных труб должен быть обоснован технико-экономическим расчетом. Изготовление круглых звеньев. Звенья круглых водопропускных труб армируют двумя цилиндриче- скими сетками, состоящими из спи- ралей и прямых распределительных стержней. Цилиндрические сетки изготовляют на деревянных или ме- таллических вращающихся бараба- нах, на специальных навивочных станках или из плоских арматурных сеток, изготовленных на сварочных машинах. Металлический барабан (рис. 11.1) состоит из двух дисков, насаженных на трубчатую ось. К дискам приварены отрезки труб, в которые вставляют П-образные 275
Рис. 11.1. Барабан для изготовления арматурных каркасов круглых звеньев: а — для навивки внутренней спирали, б — то же внешней, / — отрезки труб; 2 — П-образные стержни, 3 — съемный диск; 4 — диск; 5 — болт, 6 — ось стержни, сваренные из гладких круглых стержней. Количество П-образных стержней назначают из условия, чтобы расстояния между ними по окружности спирали со- ставляли от 8 до 12 см. Концы стер- жней упирают в съемные диски, диаметр которых назначают в соот- ветствии с диаметром навиваемой спирали. Перед навивкой спирали на П-об- разных стержнях размечают поло- жение всех витков спирали. Затем, вращая барабан, наматывают спи- раль и закрепляют конец арматуры за последний виток спирали. На го- товую спираль устанавливают и прикрепляют вязальной проволокой или точечной сваркой распредели- тельные стержни. На внутренние спирали распределительные стерж- ни устанавливают сверху, а на на- ружные — снизу под спиралями. После этого для обеспечения неиз- меняемости по спирали наматывают один виток тонкой проволоки и го- товую цилиндрическую спираль сни- мают с барабана. Арматурные каркасы звеньев со- бирают из внутренней и наружной цилиндрических сеток. Между сет- ками сначала устанавливают дере- вянные рейки, обеспечивающие про- ектное расстояние между сетками. Затем ставят хомуты, закрепляют 276 их вязальной проволокой и вынима- ют рейки. При небольшом количестве звень- ев арматурные каркасы изготовля- ют на барабане. Для этого после из- готовления внутренней спирали на нёе укладывают и закрепляют дере- вянные рейки, а затем наматывают по ним наружную спираль, устанав- ливают и прикрепляют распредели- тельные стержни и хомуты. Круглые звенья массового приме- нения бетонируют в металлических вертикальных виброформах, обеспе- чивающих хорошее уплотнение бе- тонной смеси, высокое качество фор- мования звеньев. Виброформа (рис. 11.2) со- стоит из щитов наружной опалубки (кожуха), внутренней опалубки (сердечника) с вибромеханизмом и конуса с козырьком. Виброформу собирают на горизонтальном метал- лическом, железобетонном или де- ревянном поддоне. Сначала на под- дон устанавливают и закрепляют кожух, а затем арматурный каркас, сердечник с конусом и козырек. Требуемая толщина стенок звеньев обеспечивается горизонтальными фиксаторами, а защитного слоя — бетонными прокладками, прикреп- ленными к арматурным каркасам. Бетонную смесь уплотняют вибро- механизмом сердечника, который
Рис 11.2 Виброформа для бетонирования круглых звеньев: 1 — конус, 2 - козырек, 3 - наружная опалубка (кожи), 4 — вибромеханизм; 5—внутренняя опалубка (сердечник), 6 — фиксатор включают одновременно с подачей смеси в форму. После заполнения формы бетонной смесью с некото- рым излишком снимают все фикса- торы и вибрируют бетонную смесь с пригрузом чугунными отливками. После уплотнения смеси пригрузы снимают и торец звена затирают. Звенья, изготовленные в виброфор- мах, распалубливают сразу после окончания формования. Обнару- женные мелкие дефекты на поверх- ности бетона немедленно исправля- ют затиркой цементным раствором. Для ускорения твердения бетона звенья пропаривают в камерах или под колпаками. Поточно-агрегатная технология изготовления круглых звеньев. Тех- нологическая линия для изготовле- ния железобетонных круглых звень- ев труб состоит из станка для изго- товления арматурных каркасов, станка для формования звеньев и пропарочной камеры (рис. 11.3). Из- готовление звена начинается с заго- товки арматурных спиралей на на- вивочных станках и сборки из них арматурных каркасов звеньев. Го- товый каркас устанавливают на поддон, надевают на него наруж- ную опалубку (кожух) и соединяют ее с поддоном поворотными захва- тами. После этого поддон с карка- сом и кожухом устанавливают на тележку и подают в формовочный станок. Здесь поддон соединяют с цепными подвесами, поднимают и тележку выкатывают. Затем поддон с каркасом и кожухом опускают на вращающийся стол и внутрь карка- са вводят вибросердечник. Бетонную смесь загружают в ски- повый подъемник, который подает ее в расходный бункер. Затем одно- временно включают вращающийся стол, вибросердечник и открывают затвор бункера. Таким образом, бе- тонная смесь равномерно заполняет форму и уплотняется. После оконча- ния формования опалубку отсоеди- няют от поддона и снимают, а под- дон с изделием транспортируют в пропарочную камеру. После термо- влажностной обработки звенья труб извлекают из камеры и отправляют на склад готовой продукции. Про- изводительность такой технологиче- Рис 11.3. Технологическая линия для изготовления звеньев круглых труб: / станок для изготовления арматурных каркасов, 2 — поддон, 3 — готовый арматурный каркас, 4 — наружная опалубка. 5 — тележка, 6 — станок для формования звеньев, 7 — цепная подве- ска, вращающийся стол, 9 — вибросердечник; /// — расходный бункер, // — скиповый подъем- ник, /2 — пропарочная камера 277
ской линии составляет 12 тыс. м3 в год. Конические звенья оголовков труб и небольшие партии цилиндри- ческих звеньев изготовляют с при- менением деревянных кондукторов для сборки арматурных каркасов и деревянной опалубки для формова- ния звеньев, состоящей из двух на- ружных полукруглых щитов и четы- рех внутренних сегментных щитов. Изготовление прямоугольных зве- ньев. Арматурные каркасы прямо- угольных звеньев собирают из плос- ких сеток, изготовленных на верста- ках-шаблонах или на контактно- сварочных станках. Каркасы собирают на пространст- венных кондукторах, состоящих из горизонтальных рамок, расположен- ных через 40—50 см, и вертикаль- ных реек. Размеры рамок назнача- ют исходя из того, чтобы наружные грани реек соответствовали проект- ному положению внутренней арма- туры звена. Сборку арматурного каркаса на- чинают с установки внутренних се- ток и соединения их в местах пере- сечений вязальной проволокой. За- тем также собирают и соединяют наружные сетки, ставят хомуты и соединяют их вязальной проволокой с внутренними и наружными сетка- ми. После этого к сеткам прикреп- ляют фиксаторы защитного слоя, а в углах каркаса устанавливают и привязывают подъемные петли. Прямоугольные звенья бетониру- ют в металлической опалубке на виброплощадках с возвратно-посту- пательными колебаниями в горизон- тальной плоскости или в виброфор- мах. При небольшом количестве звенья бетонируют в деревянной щитовой опалубке с уплотнением бетонной смеси вибраторами. Изготовление плоских блоков. Железобетонные портальные стен- ки, откосные крылья, плиты покры- тия и другие плоские блоки труб не- массового применения обычно изго- товляют в деревянной опалубке. Пример опалубки портальной стен- ки круглой трубы показан на 278 рис. 11.4. Опалубку изготовляют из опиленных на один кант бревен или брусьев и строганых досок толщи- ной 5 см. Лекальные блоки массового при- менения изготовляют на бетонных матрицах-поддонах в металличе- ской опалубке, состоящей из про- дольных и поперечных щитов. Тре- буемая длина блоков достигается изменением положения поперечных торцовых щитов. Плоскостные блоки труб армиру- ют сетками. Бетонную смесь уплот- няют поверхностными вибраторами. Изготовление бетонных блоков. Бетонные блоки сборных труб изго- товляют в деревянной или металли- ческой щитовой опалубке с уплот- нением бетонной смеси вибрато- рами. Фундаментные бетонные блоки простой прямоугольной формы из- готовляют на бетонной площадке с каналами для пара. Блоки бетони- руют в металлической инвентарной опалубке, состоящей из четырех ти- пов щитов и трех типов уголковых диагоналей, обеспечивающих пра- вильность и неизменяемость формы. Щиты соединяют клиновыми на- тяжными замками. После укладки и уплотнения бе- тонной смеси верхние плоскости блоков тщательно выравнивают рейкой. Затем блоки покрывают мешковиной или рогожей и полива- ют водой через каждые 2—3 ч. Для ускорения набора прочности бетона блоки подогревают паром. Опалуб- ку снимают при достижении бето- ном 10—15% проектной прочности. Контроль качества элементов. Качество материалов, применяемых при изготовлении элементов труб, и качество готовых изделий должны соответствовать требованиям ГОСТа, СНиПа, технических усло- вий и инструкций. Контроль готовых арматурных каркасов состоит из проверки раз- меров, взаимного расположения стержней, качества их соединений, отсутствия деформаций и загрязне- ний, правильности установки карка-
Рис. 11.4. Опалубка блока трубы: 1 — деревянный поддон, 2 — низкий поперечный щит. 3 — продольный щит; 4 — щиты опалубки проема, 5 — проволочная скрутка, 6 — тяж, 7--внутренний щит; 8 — высокий поперечный щит; 9 — клинья сов в опалубку, наличия фиксаторов защитного слоя. Контроль качества опалубки и виброформ состоит из внешнего осмотра, проверки размеров и жест- кости, плотности соединений щитов и смазки поверхностей. Все обнаруженные дефекты ар- матурных каркасов, опалубки и виброформ устраняют до начала бе- тонирования, выясняют причины их появления и принимают меры к их ликвидации. Состав, подвижность и жесткость бетонной смеси регулярно проверя- ют в процессе изготовления элемен- тов. Прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона прове- ряют испытанием образцов, изготов- ленных при формовании элементов. Результаты контроля качества материалов, арматурных каркасов, опалубки, виброформ, бетонирова- ния и других работ оформляют ак- тами и записывают в журналы. Маркировка элементов. Элементы труб до приемки маркируют в соот- ветствии с ГОСТ 23009—78. Напри- мер, звено (3) круглое (К) цилин- дрическое (Ц), имеющее внутрен- ний диаметр 1250 мм, длину 1000 мм и толщину стенок 140 мм, предназ- наченное для применения в север- ных условиях (С) при расчетной температуре наружного воздуха ни- же — 40 °C должно иметь марку ЗКЦ 125.100.14.С. Маркировочными знаками также обозначают пред- 279
приятие-изготовитель, номер партии, дату изготовления и др. Знаки на- носят несмываемой краской на ли- цевой поверхности элементов, види- мых после засыпки труб грунтом. Все элементы до отправки на склад принимаются отделом техни- ческого контроля (ОТК) предприя- тия-изготовителя или заводской ин- спекцией. Приемку производят пар- тиями в количестве до 100 однотип- ных элементов, последовательно из- готовленных в течение не более од- ной недели, из материалов одного вида и качества, по одной и той же технологии. Качество элементов проверяют: по внешнему виду— 100% элементов партии; по соответствию фактиче- ских размеров проектным с учетом допусков, отсутствию отвалов и ско- лов бетона, раковин и трещин, обна- женной арматуры и других недопу- стимых дефектов — 10% элементов партии; по сопротивлению просачи- ванию воды сквозь стенки — 2 звена партии. Испытание звеньев на просачива- ние воды. Звенья труб после дости- жения бетоном отпускной прочности испытывают гидростатическим или напорным давлением воды. Для испытания гидростатическим давлением звено устанавливают в вертикальном положении на метал- лический поддон с бортиками, за- полненный расплавленным биту- мом. Звено можно также устанав- ливать на упругую прокладку и прижимать к поддону натяжным устройством. Звено заполняют во- дой до верха и наблюдают за его наружной поверхностью. Звено вы- сотой 1 м считается выдержавшим испытание, если в течение 48 ч в его верхней части и в течение 40 ч ниж- ней не будут обнаружены мокрые пятна, потеки и струи воды. Для испытания напорным давле- нием воды оба отверстия звена за- крывают крышками с упругими про- кладками и натяжными устройства- ми. Звено располагают вертикаль- но, заполняют водой и насосом соз- дают давление, равное 0,05 МПа в 280 его нижней части. Звено высотой 1 м считается выдержавшим испы- тание, если в течение 10 ч в его верхней части и в течение 0,5 ч в нижней не будут обнаружены поте- ки или струи воды. При получении неудовлетвори- тельных результатов хотя бы по од- ному из показателей проверки зве- ньев по внешнему виду, соответст- вию размеров, состоянию поверхно- стей и просачиванию воды следует отобрать удвоенное количество зве- ньев и произвести повторную про- верку их качества. Если результаты этой проверки окажутся неудовле- творительными, то звенья труб при- нимают поштучно. На каждую принятую ОТК пар- тию элементов составляют доку- мент, в котором указывают наиме- нование и адрес изготовителя, но- мер партии, наименование и марки элементов, дату изготовления, со- став бетонной смеси, марку бетона по прочности, морозостойкости и во- донепроницаемости и другие дан- ные. Элементы труб отправляют со склада предприятия-изготовителя при прочности бетона не менее 70% проектной марки, а звенья труб — не менее 100%. Постромка Строительство водопропускных труб состоит из подготовительного, основного и заключительного перио- дов. В подготовительный период, при постройке труб до отсыпки земляно- го полотна, устраивают временные дороги, расчищают и планируют территорию строительной площад- ки, отводят русло водотока, устраи- вают защитные ограждения от па- водков. В узких логах и при малых расходах водотоков устраивают со стороны входного оголовка трубы грунтовую запруду и деревянный лоток для пропуска воды. В необхо- димых случаях устраивают с нагор-
Рис. 11.5. План строительной площадки трубы: / — склад блоков оголовков, 2 — склад блоков фундаментов; 3 — склад лекальных блоков; 4 — путь движения крана; 5 — склад звеньев трубы, 6 — контейнер с цементом, 7 — бетоносмеситель; 8 — бак для воды, 9 — электростанция, 10 — склад щебня, // — склад песка ной стороны водоотводные канавы и обвалование территории. Строительную площадку (рис. 11.5) устраивают в соответст- вии с технологическим процессом постройки трубы. Особое внимание при этом обращают на расположе- ние монтажного крана, который должен обслуживать возможно большую площадь. Склады элемен- тов располагают в зоне действия монтажного крана с учетом после- довательности сборки трубы. На площадку доставляют и устанавли- вают вблизи трубы бетономешалку, электростанцию, битумоварочный агрегат и другие машины и обору- дование. Рядом с бетономешалкой располагают контейнер с цементом, бак с водой, склад щебня и песка. На площадке обеспечивают свобод- ное перемещение транспортных и монтажных средств. Перевозка элементов труб. При постройке труб до отсыпки земля- ного полотна дороги элементы труб доставляют на строительные пло- щадки, как правило, автомобиль- ным транспортом. При значитель- ных расстояниях перевозки элемен- ты труб обычно доставляют желез- нодорожным транспортом на бли- жайший к строящимся трубам раз- дельный пункт, а затем развозят по объектам на автомобилях. Погрузку элементов труб на тран- спортные средства осуществляют краном с применением захватных приспособлений за строповочные петли. Грузоподъемность транс- портных средств должна быть ис- пользована наиболее полно с уче- том состояния дорог. Высота авто- мобиля с грузом от поверхности до- роги не должна превышать 3,8 м, а ширина — 2,5 м. Элементы труб укладывают сим- метрично относительно продольной и поперечной осям пола машин и надежно закрепляют для исключе- 281
Рис. 11.6. Схема крепления звеньев трубы на автомобиле. 1 — звено трубы, 2 — продольный брус, 3 — поперечный брус, 4 — металлический угольник с бол- тами; 5 — прокладки ния возможности смещения, опро- кидывания и падения во время перевозки. Пример размещения и крепления круглых звеньев труб на автомобиле при помощи инвентар- ных рамок показан на рис. 11.6. Размещение и крепление блоков труб на железнодорожном подвиж- ном составе нормальной колеи про- изводят в соответствии с типовым проектом. Разгрузку элементов труб произ- водят кранами. Сбрасывать элемен- ты с автомобилей запрещается. В случае производственной необхо- димости разрешается перекатывать круглые звенья, но только по гори- зонтальной поверхности. При этом рабочие должны находиться сзади перекатываемого звена. Склады элементов труб. Достав- ленные на строительную площадку элементы труб укладывают вдоль котлована трубы, оставляя берму шириной не менее 4 м для проезда крана. Все элементы доставляют на объект, как правило, до начала монтажа трубы. При значительном объеме кладки допускается достав- ка элементов и во время монтажа. Порядок раскладки элементов принимают в соответствии с техно- логической последовательностью монтажа трубы. Элементы труб ук- ладывают обычно в один ярус на деревянные подкладки прямоуголь- ного сечения толщиной не менее 10 см. Количество и размеры сече- ния подкладок назначают в зависи- мости от нагрузки на них и вида грунта. Все элементы должны быть устойчивы и доступны для осмотра. При укладке цилиндрических звень- ев в горизонтальное положение крайние звенья расклинивают от раскатывания на каждой подкладке деревянными клиньями высотой не менее 10 см. В стесненных условиях элементы простой формы — фундаментные блоки, плиты, прямоугольные зве- нья и др. — укладывают в штабеля. Каждый штабель должен иметь элементы только одной марки. Меж- ду ярусами элементов располагают деревянные прокладки прямоуголь- ного сечения толщиной не менее 3 см и шириной не менее 10 см. Каждый элемент должен опираться на две прокладки. По вертикали прокладки располагают строго друг над другом. Высота штабелей дол- жна быть не более 2,5 м, а шири- на — не менее его высоты. Между штабелями оставляют проходы ши- риной не менее 1 м. 282
В основной период строительства труб выполняют следующие работы: устройство котлованов, сооружение фундаментов, монтаж оголовков и звеньев труб, устройство гидроизо- ляции, засыпку трубы, укрепление русла и откосов насыпи. В процессе строительства трубы производят разбивку контура котло- вана под фундамент трубы, провер- ку отметок дна котлована, разбивку фундаментов оголовков и секций трубы, проверку отметок обрезов фундаментов секций с учетом строи- тельного подъема, разбивку и про- верку положения конструкций ого- ловков и звеньев трубы. Разбивку трубы производят от створных стол- бов и репера, которые строители в присутствии представителя заказчи- ка принимают по акту от проектно- изыскательской организации и со- храняют до окончания строительст- ва трубы. Устройство котлована. Разработ- ку котлована начинают непосредст- венно перед устройством фундамен- та. В зависимости от вида грунта котлованы разрабатывают без креп- ления или с креплением стен. При неустойчивых грунтах или интенсив- ном притоке грунтовых вод разра- ботку котлована и устройство фун- дамента производят посекционно, начиная от выходного оголовка. Грунт котлована разрабатывают механизированным способом. При продольной разработке котлована бульдозером отвалы грунта устраи- вают по сторонам лога, не допуская накопления воды у котлована. Дно котлована окончательно зачищают и планируют и при необходимости уплотняют грунт основания непо- средственно перед кладкой фунда- мента. Готовый котлован немедленно принимает комиссия с участием представителя заказчика. После этого на дне котлована устраивают подготовку из слоя щебня или гра- вия толщиной 10—15 см и тщатель- но уплотняют ее механическими или электрическими трамбовками. В пределах каждой секции трубы верх подготовки устраивают строго горизонтально по нивелиру. Отмет- ку его назначают с учетом проект- ного уклона и строительного подъе- ма трубы. Возведение фундаментов. Водо- пропускные трубы устраивают с фундаментами из бетонных блоков или монолитного бетона. При бла- гоприятных геологических условиях трубы устраивают без фундамен- тов: на песчано-гравийных подуш- ках, железобетонных лекальных блоках или плитах, а при неблаго- приятных условиях — на свайных фундаментах. Фундаменты из бетон- ных блоков собирают в соответ- ствии с раскладочными схемами, разработанными для каждого объ- екта. До укладки все блоки фунда- мента поштучно тщательно очища- ют и осматривают, проверяют их размеры и пригодность для соору- жения. Непосредственно перед ук- ладкой поверхности блоков, сопри- касающиеся с цементным раство- ром, промывают водой. Блочный фундамент монтируют стреловым краном, грузоподъем- ность которого соответствует макси- мальной массе блока и вылету стре- лы. Сначала собирают фундаменты оголовков до уровня подошвы фун- даментов секций трубы. Затем ско- сы котлована, устраиваемые в ме- стах сопряжения более глубоких котлованов оголовков с подошвой котлована под секции трубы, запол- няют щебнем с заливкой цементным раствором, песчано-щебеночной смесью или песчано-гравийным грунтом, горизонтальными слоями толщиной не более 15 см и с тща- тельным уплотнением трамбова- нием. После этого собирают по направ- лению от выходного оголовка к входному фундаменты секций трубы с устройством деформационных швов между ними. Блоки укладыва- ют на слой цементного раствора толщиной 1—2 см по уровню и с пе- ревязкой швов. При укладке запре- щается сдвижка блоков и подливка 283
под них цементного раствора. От- клонение блоков по высоте в рядах (уступы) должны не превышать 10 мм. Неправильно установленный блок снимают краном и после очист- ки снова ставят на слой свежего раствора. Вертикальные швы каж- дого ряда блоков конопатят снару- жи бумагой, паклей или мешкови- ной и заливают цементным раство- ром через плоскую воронку с уплот- нением плоской металлической трамбовкой. После окончания сборки и прием- ки фундамента пазухи между стен- ками котлована и фундамента засы- пают местным песчаным или граве- листым грунтом одновременно с обеих сторон фундамента горизон- тальными слоями толщиной 15— 20 см с послойным уплотнением Монолитные бетонные фундаменты обычно возводят при возможности получать вблизи объектов готовую бетоннхю смесь. Сооружение монолитною фундамен- та состоит из следующих операций: устройства опалубки, транспорти- рования, укладки слоями и уплотне- ния бетонной смеси, ухода за бето- ном, распалубки и засыпки фунда- мента. Опалубку фундаментов оголовков и секций трубы обычно устраивают из деревянных щитов, которые уста- навливают в котлованах и укрепля- ют распорками и проволочными стяжками. Для образования верти- кальных деформационных швов между секциями фундамента устра- ивают деревянные щиты, оставляе- мые в кладке. Щиты изготовляют из строганых вертикальных досок и поверхности их смазывают солидо- лом. Секции бетонируют без пере- рывов на полную высоту, начиная с выходного оголовка. После бетони- рования фундаменты укрывают и периодически поливают водой в те- чение не менее 3—7 сут. Основания б е с ф у н д а- ментных труб устраивают при благоприятных геологических усло- виях. Сначала обычно бульдозером срезают поверхностный (раститель- 284 ный) слой грунта на глубину 30— 50 см, а затем устраивают подушку из щебня или гравия с уплотнением пневматическими или электрически- ми трамбовками. Верх подушек устраивают с учетом уклона и строительного подъема трубы. В некоторых случаях вместо по- душек устанавливают краном же- лезобетонные лекальные или плос- кие плиты. Монтаж оголовков. Оголовки труб собирают краном по монтажным схемам, составленным в соответст- вии с их конструкцией и с учетом местных условий. Сборку оголовков труб (рис. 11.7) производят в такой последователь- ности: сначала устраивают гравий- но-песчаную подготовку, укладыва- ют на нее фундаментные плиты, устраивают фундаменты под звенья оголовков и засыпают грунтом ско- сы котлованов, устанавливают от- косные крылья. После этого при сборке оголовков круглых труб, устанавливают лекальные блоки и конические звенья (рис. 11.7, а), при сборке прямоугольных труб — повышенные или нормальные пря- моугольные звенья (рис. 11.7,6), бетонных труб — стеновые блоки насадки и железобетонные плиты покрытия (рис. 11.7, в). Элементы оголовков устанавлива- ют в проектное положение на слой цементного раствора. При сборке оголовков особенно внимательно проверяют положение в плане и от- метку лотка звеньев оголовка. Швы между элементами оголовков тща- тельно промывают водой и запол- няют полусухим цементным раство- ром. На видимых поверхностях швы расшивают цементно-песчаным раствором. Нормальный режим твердения раствора в швах обеспе- чивают периодическим смачиванием их водой. После окончания сборки оголовка котлован между откосными крылья- ми засыпают грунтом слоями с уп- лотнением, делают щебеночно-пес- чаную или гравийно-песчаную под- готовку толщиной 30 см и устраива-
Рис. 11.7. Последовательность (/—HI) сборки оголовков труб- fl — круглой железобетонной, б — прямоугольной железобетонной; в - бетонной, / гравийно-пес- чаная подготовка; 2 — фундаментные плиты; 3 — портальная стенка; 4 — фундамент; 5 — откос- ные крылья, 6 — засыпка котлована, 7 — бетонный лоток, 8 — засыпка скоса котлована, 9 — ле- кальный блок, 10 — коническое звено; 11 — железобетонные плиты, 12 — прямоугольные звенья; 13 — стеновые блоки откосных крыльев, 14 — стеновые блоки; 15- насадка; 16 — железобетонные плиты ют лоток из бетонной смеси марки не ниже 150 толщиной 20 см. Установка звеньев труб. К монта- жу звеньев труб приступают после сборки выходного оголовка и фун- даментов секций, засыпки и уплот- нения грунта в пазухах. Перед установкой проверяют пригодность звеньев. В проектное положение звенья ставят стреловым краном соответствующей грузоподъемности. Поворот звеньев, расположенных вертикально, в горизонтальное по- ложение производят краном с помо- Рис. 11.8. Схемы установки звеньев трубы: а — установка и расклинка скобы; б — перестановка крюка и поворот звена; в - подъем и уста- новка звена; 1 — серьга для подъема звена, 2 — клинья; 3 — скоба; 4 — крюк крана; 5 — звено трубы 285
щью специальной монтажной скобы (рис. 11.8). Для сокращения про- должительности монтажа применя- ют траверсы, которыми можно под- нимать сразу 2—3 звена. Положение установленных звень- ев в плане и профиле контролируют по их внутренней поверхности. За- зоры между торцами звеньев не должны превышать проектные бо- лее чем на ±5 мм. Круглые звенья труб (рис. 11.9, а) опирают на лекальные блоки или монолитную бетонную подушку. Лекальные блоки ставят на фун- дамент на слой цементного раство- ра. После твердения раствора на них ставят цилиндрические звенья на деревянные подкладки толщиной 1—2 см. Зазор между лекальными блоками и звеньями заполняют це- ментным раствором с осадкой кону- са 11 —13 см. Раствор заливают с одной стороны и уплотняют до тех пор, пока он не выйдет с противопо- ложной стороны. После полного за- полнения зазора швы выравнивают рейкой. При установке цилиндрических звеньев на фундамент без лекаль- ных блоков звенья укладывают на деревянные неудаляемые клинья. После выверки положения под зве- ньями устраивают подушку из бе- тонной смеси с осадкой конуса 6—8 см. В круглых многоочковых трубах пазухи между звеньями заполняют слоями бетонной смеси марки не ни- же 75 с уплотнением. Верхнюю плоскость бетона устраивают с дву- сторонним поперечным уклоном не менее 0,03 для стока воды. а) Рис. 11 9. Последовательность (/—///) сборки секций труб: а —с блочным фундаментом, б —с монолитным фундаментом; в — бетонных; / — подготовка; 2 — фундамент; 3 — лекальные блоки; 4 — звенья; 5 — опалубка; 6’ — бетонный фундамент; 7 — дере- вянные подкладки, Я—бетонная подушка, 9 — стеновые блоки. 10— насадка, // — плиты пере- крытия трубы 286
Прямоугольные звенья (рис. 11.9,6) и другие звенья с плоским основанием устанавливают на слой цементно-песчаного раство- ра с осадкой конуса 6—8 см и на деревянные или бетонные подклад- ки, расположенные под стенами, предотвращающие выдавливание раствора. Звенья бетонных труб (рис. 11.9, в) собирают в таком по- рядке: сначала устанавливают сте- новые блоки, затем на них уклады- вают насадки и плиты. Все блоки ставят краном на слой цементного раствора. Если блоки имеют строповочные петли, то после установки блоков в проектное положение строповочные петли, мешающие установке следу- ющих блоков или устройству изо- ляции, обрезают вровень с поверх- ностью бетона, загибать или сру- бать петли не допускается. Устройство гидроизоляции труб. Работы по устройству гидроизоля- ции водопропускных труб состоят из заделки и гидроизоляции швов между звеньями, блоками и секция- ми и покрытия гидроизоляцией по- верхностей труб, соприкасающихся с грунтом. Гидроизоляционные работы вы- полняют при отсутствии атмосфер- ных осадков и температуре воздуха не ниже +5 °C. В дождливую и сол- нечную погоду место работ защища- ют легким разборным тентом или шатром. При температуре воздуха ниже +5 °C гидроизоляционные ра- боты выполняют в сборно-разбор- ном тепляке или без тепляка с подо- гревом изолируемых поверхностей изнутри трубы с закрытыми тор- цами. Устройство гидроизоля- ции швов между звеньями и бло- ками труб состоит из следующих операций: заготовки жгутов из пак- ли, пропитки их в битуме, конопат- ки швов, заделки швов изнутри тру- бы цементным раствором и покры- тия швов снаружи гидроизоляцией. Конопатку швов жгутами произ- водят вручную или легкими пневма- тическими молотками с плоской стальной насадкой, толщина кото- рой соответствует ширине шва. С внутренней стороны трубы жгуты утапливают в швы на 2—3 см. С на- ружной стороны швы заполняют жгутами в уровень с поверхностью звеньев и покрывают гидроизоляци- ей, состоящей из грунтовки, двух слоев армирующей ткани шириной 25—30 см, расположенных между тремя слоями горячей битумной ма- стики. В деформационных швах между секциями трубы устраивают компенсаторы гидроизоляции в ви- де складки армирующей ткани, рас- положенной внутри шва. Устройство гидроизоля- ции поверхностей труб со- стоит из очистки и грунтовки изоли- руемых поверхностей и послойного нанесения мастики и армирующей ткани. Изолируемые поверхности очища- ют скребками, щетками или песко- струйным аппаратом и выравнива- ют, скалывая бугры и заделывая раковины цементным раствором. Непосредственно перед грунтовкой поверхности продувают и просуши- вают сжатым воздухом от пере- движного компрессора или электро- воздуходувки и прогревают лампа- ми инфракрасного излучения. Грунтовку изготовляют из нефтя- ного битума (25—30%) и бензина (75—70%)- Расплавленный битум при температуре до 90 °C вливают в бензин тонкой струей при непрерыв- ном перемешивании. Готовую грун- товку хранят в герметично закрытых бочках или бидонах. К месту работ грунтовку доставляют в раздаточ- ных бачках. На изолируемые по- верхности ее наносят вручную воло- сяными кистями или механизиро- ванным способом пневмофорсункой или пистолетом-распылителем. В зависимости от конструкции труб и результатов испытаний их звеньев на водонепроницаемость устраивают следующие виды гидро- изоляции: БМ-1 или БМ-2 — би- тумную армированную, состоящую из одного-двух слоев армирующей 287
ткани между двумя-тремя слоями битумной мастики (оклеенную); БМ-3 — битумную неармирован- ную, состоящую из одного-двух сло- ев битумной мастики (обмазоч- ную); ИР — изольную рулонную, состоящую из одного-двух слоев рулонного изола между двумя слоя- ми изольной мастики. Мастики приготовляют, как пра- вило, централизованно на базах. Состав мастик принимают в соот- ветствии с климатической зоной строительства трубы. Битумную мастику готовят в битумоварочном закрытом котле-смесителе с лопас- тями. Сначала в котел загружают куски битума, расплавляют их и на- гревают до 170 °C, затем в котел при вращающихся лопастях зали- вают небольшими дозами пласти- фицирующую добавку — индустри- альное масло и, если требуется, за- сыпают наполнитель — высушен- ный асбест. Готовую мастику до- ставляют на объекты в утепленной таре или битумовозе. Для приготов- ления, доставки и нанесения на изо- лируемые поверхности битумной мастики применяют автогудрона- торы. К месту работ битумную мастику доставляют на тележках в металли- ческих бачках или электротермо- сах. Мастику наносят на изолируе- мую поверхность слоями толщиной 2—3 мм ручным черпаком, битумо- распылителем бачка-термоса или распределительным устройством пе- редвижного агрегата. Разравнива- ют мастику шпателем и волосяны- ми щетками. В качестве армирующего мате- риала применяют стекляннную или антисептированную льно-джуто-ке- нафную ткань. Полотнища ткани накатывают на слои мастики посте- пенно, соединяя их внахлестку на 10 см, плотно прижимают к поверх- ности и тщательно разглаживают шпателем или валиком. Под тканью не должно быть воздушных пузы- рей. После укладки первого слоя ткани наносят второй слой битум- ной мастики и, если требуется, ук- 288 ладывают второй слой ткани и тре- тий слой мастики. Каждый последу- ющий слой мастики укладывают на предыдущий не ранее 2 ч и не позд- нее 16 ч. Устройство изольной ру- лонной гидроизоляции вы- полняют в такой последовательно- сти: сначала на загрунтованную по- верхность наносят ковшом-шпате- лем или травяными щетками слой холодной мастики изол толщиной не менее 1 мм и выдерживают ее при- мерно 20 мин, затем укладывают, разглаживают и прижимают шпа- телем или валиком полотна рулон- ного изола, после этого наносят вто- рой слой холодной мастики и, если требуется, второй слой рулонного изола. Контроль качества гидроизоля- ции. При устройстве гидроизоляции проверяют качество применяемых материалов, правильность составов грунтовок и мастик, состояние изо- лируемых поверхностей, соответст- вие конструкции гидроизоляции проекту и правильность ее выполне- ния. Сцепление слоев гидроизоля- ции проверяют путем медленного их отрыва на небольшом участке. Прочность приклейки считается до- статочной, если отрыв битумной гидроизоляции произойдет по слою мастики. Наличие неприклеенных мест обнаруживают по глухому зву- ку при простукивании поверхности гидроизолирующего слоя. Толщину гидроизоляции проверяют контроль- ными проколами или надрезами с замерами толщины отогнутых сло- ев. Проколы и надрезы допускают- ся не более одного на каждые 10 м2 и после проверки изоляции тща- тельно заделываются. Состояние поверхности гидроизоляции прове- ряют визуально, фиксируя подлежа- щие устранению дефекты: вздутия, складки, просветы и разрывы арми- рующих тканей и др. Приемка гид- роизоляции производится предста- вителем заказчика и оформляется актом. Устройство защитного слоя. За- щитный слой устраивают после
ликвидации дефектов гидроизоля- ции. Эта работа состоит из укладки слоя мелкозернистого бетона или цементно-песчаного раствора марки 150 толщиной 2—2,5 см, стальной сетки из проволоки диаметром 2— 4 мм с ячейками 45—75 мм, второ- го слоя бетона проектной толщины, уплотнения бетона и выравнивания его поверхности. После выстойки поверхность бетона покрывают грунтовкой и слоем горячей битум- ной мастики толщиной 2—3 мм. Засыпка труб. Водопропускные трубы засыпают грунтом после их освидетельствования и приемки. За- сыпка трубы состоит из следующих работ: заполнение грунтом пазух между стенками котлована и фун- дамента; устройство уплотненной грунтовой призмы по бокам трубы; возведение земляного полотна доро- ги над трубой до проектной отметки (рис. 11.10). Пазухи котлована заполняют грунтом одновременно с обеих сто- рон трубы горизонтальными слоями толщиной не более 15 см с тщатель- ным послойным уплотнением элек- тротрамбовками. Категорически за- прещается засыпать пазухи при на- личии в них воды. Трубы засыпают песчаным или глинистым грунтом, пригодным для земляного полотна дороги. Отсыпку грунта производят автомобилями- самосвалами или скреперами по кольцевой схеме движения вдоль трубы или с разворотом автомоби- лей-самосвалов и подачей их зад- ним ходом к трубе. Грунтовую призму устраивают шириной не менее 4 м в каждую сторону от трубы высотой, равной высоте трубы. При возведении зем- ляного полотна из каменистых грун- тов с фракциями крупностью более 50 мм во избежание механических Рис. 11.10. Схемы засыпки трубы: а —движение транспортных и уплотняющих машин; б — сечение грунтовой призмы; / — транс- портная машина; 2 —труба; 3 — бульдозер; 4 — уплотняющая машина; 5 — фундамент трубы; 6 — пазуха котлована; 7 — уплотненная грунтовая призма; 8 — зона пониженного уплотнения грунта; 9 — наклонные слои, /б — горизонтальные слои 289
повреждений трубы высоту призмы назначают не менее чем на 1 м больше высоты трубы. Грунт укладывают в призму по- слойно, разравнивают бульдозером, придавая поверхности слоев уклон не круче 1 : 5 в сторону от трубы. Уплотнение грунта производят ударно-вибрационными машинами на тракторах, пневмоколесными катками массой 25—30 т и электро- трамбовками. Толщину слоев назначают в зави- симости от вида грунта и уплотняю- щей машины. При уплотнении грун- та ударно-вибрационными машина- ми толщину слоев принимают для глинистых грунтов 40—45 см, для песчаных — 50—65 см, при уплот- нении пневмоколесными катками — 20 см, ручными электротрамбовка- ми — до 15 см. Превышение засыпки звеньев трубы с одной стороны по отноше- нию к другой не допускается более чем на толщину одного слоя. Каждый слой грунта уплотняют машинами вдоль трубы, начиная с удаленных от нее участков, с при- ближением к трубе с каждым после- дующим проходом. Уплотнение грунта непосредственно у трубы до- пускается только после отсыпки с противоположной стороны по всей длине трубы слоя грунта до такого же уровня. При этом рабочие орга- ны ударно-вибрационных машин не допускается приближать к трубе на расстояние менее 10 см, пневмоко- лесных катков — менее 30 см, элек- тротрамбовок — менее 5 см. Особое внимание обращают на качество уплотнения грунта в труднодоступ- ных местах: в нижних четвертях звеньев труб, в местах соединения звеньев трубы с оголовками и др. Плотность грунта призмы долж- на быть не менее 0,95 максимальной стандартной плотности ртах- Пробы грунта берут через каждые 50 см по высоте, на расстояниях 10 и 100 см от стенок трубы в обе стороны. Отсыпку земляного полотна доро- ги над трубой производят после приемки грунтовой призмы и со- 290 ставления акта. Грунт укладывают горизонтальными слоями, не допус- кая его переуплотнения непосредст- венно над трубой. Переезд через трубу транспортных и уплотняющих машин разрешается только после отсыпки над трубой слоя грунта толщиной не менее 1 м. При высоте насыпи более 8 м часть грунта над трубой на высоту 2 м должна иметь пониженную плотность (0,85-4-0,9) ртах- Укрепление русла и откосов насы- пи, Укрепительные работы выполня- ют после отсыпки и осадки насыпи и, как правило, при положительной температуре воздуха. Эти работы состоят из планировки и уплотнения грунта, устройства подстилающего слоя и мощения камнем или бетон- ными плитами. При планировании грунта подво- дящее и отводящее русла плавно сопрягают соответственно с вход- ным и выходным оголовками трубы. Подстилающий слой устраивают из щебеночно-песчаной или гравий- но-песчаной смеси толщиной 10— 20 см. Камень для мощения заготов- ляют из слабовыветривающихся твердых скальных пород. Для оди- ночного мощения применяют ка- мень размером 13—20 см, а для двойного: для нижнего слоя — от 10 до 18 см, для верхнего — от 20 до 35 см. Мощение откосов начинают с устройства упоров, заглубленных в естественный грунт у подошвы насы- пи. Камни укладывают по откосам горизонтальными рядами снизу вверх, с подбором их формы и раз- меров, с расщебенкой и уплотнени- ем. Бетонные плиты раскладывают в соответствии с проектными схема- ми и омоноличивают цементно-пес- чаным раствором или бетонной сме- сью. При необходимости перед вход- ным оголовком устраивают сквоз- ное ограждение из железобетонных свай, а за выходным оголовком — рисберму или водобойный колодец. Особенности строительства труб на косогорах. Косогорные трубы лю-
Рис. 11.11. Монтажно-транспортная подвесная установка: 1 — якорь, 2 — мачта, 3 — несущий трос, 4 — тяговый трос, 5 — каретка, б — электрокабель; 7 — автомобильная дорога; 8 — боковая оттяжка; 9 — лебедка бой длины с продольным уклоном не более 20%, а также трубы дли- ной до 50 м и уклоном свыше 20% строят с применением устойчивых гусеничных кранов грузоподъемно- стью 5—10 т. В этих случаях вдоль трубы бульдозером устраивают пло- щадки для стоянки кранов. Элемен- ты трубы и материалы доставляют при уклонах до 10% автотранспорт- ными средствами, а при уклонах свыше 10% — транспортом на гусе- ничном ходу. Трубы длиной более 50 м с про- дольным уклоном свыше 20% стро- ят с помощью монтажно-транспорт- ной подвесной установки (рис. 11.11). Пролет и диаметр не- сущего троса установки определя- ют с учетом длины и уклона трубы и местных условий. Блоки труб под- возят по автомобильной дороге к выходному оголовку, а затем пода- ют на место подвесной установкой. Особенности строительства труб в северных условиях. При строи- тельстве водопропускных труб в се- верных условиях при наличии веч- номерзлых грунтов котлованы для фундаментов труб рекомендуется разрабатывать секциями с последу- ющим без перерывов посекционным возведением фундамента. При на- ступлении устойчивых морозов кот- лованы труб можно разрабатывать по способу естественного заморажи- вания грунта без устройства креп- ления (см. п. 4.5). Обратную засып- ку котлована производят обязатель- но талым грунтом. Элементы конструкций труб и ма- териалы хранят в штабелях, защи- щенных от снега. Перед установкой блоки очищают и, если необходимо, нагревают. Сборные железобетонные и бетон- ные трубы при отрицательной тем- пературе воздуха монтируют, при- нимая меры, обеспечивающие твер- дение бетонной смеси и цементного раствора до требуемой прочности. При минимальной суточной темпе- ратуре наружного воздуха ниже 0 °C бетонную смесь и раствор при- готовляют на подогретых воде и песке. Температуру бетонной смеси и раствора при выходе из бетоно- смесителя назначают с учетом теп- лопотерь при транспортировании и укладке. Собранную конструкцию тща- тельно укрывают щитами и брезен- том и при необходимости обогрева- ют. Способ утепления, температуру и продолжительность обогрева оп- ределяют теплотехническим расче- том. Допускается монтаж труб без по- догрева блоков с омоноличиванием конструкций цементно-песчаным раствором с добавками, понижаю- щими температуру замерзания без последующего укрытия и обогрева. Такой способ монтажа разрешается только под контролем лаборатории. Гидроизоляционные работы в зимнее время выполняют в тепля- ках, обогреваемых горячим возду- хом, электропечами или другими приборами. Изолируемые поверхно- 291
сти очищают от грязи, снега и льда, сушат и нагревают, а затем покры- вают, как правило, холодной грун- товкой из нефтебитума, солярового масла и керосина. Обмазочную гид- роизоляцию устраивают обычно также из холодной мастики. Для ускорения высыхания мастики при- меняют обогрев горячим воздухом или инфракрасными лучами. При устройстве оклеенной гидроизоля- ции армирующую ткань перед ук- ладкой выдерживают в теплом по- мещении. Ткань наклеивают с по- стоянной подливкой горячей масти- ки под полотнище раскатываемого рулона, немедленно разглаживают и уплотняют горячим электрокатком или электроутюгом. При засыпке труб в зимнее время тщательно очищают от снега и льда пазухи котлована и основание под грунтовую призму. Трубы засыпают дренирующим или талым глинистым грунтом, имеющим температуру +0,5 °C и выше. Грунт не должен содержать снег и лед, а также ко- мья мерзлого грунта более 30% об- щего объема пазух и призмы. Про- должительность рабочего цикла от начала разработки грунта до окон- чания его уплотнения не должны превышать время, в течение которо- го грунт сохраняет способность к уплотнению. Для уплотнения грун- та применяют машины ударного и виброударного действий, тяжелые виброкатки и решетчатые катки. Законченные трубы принимает в постоянную эксплуатацию комис- сия, состоящая из представителей заказчика, проектной и строитель- ной организаций. с' : с ьгг.л.к.гс i 4 * Стальные гофрированные круглые трубы диаметром 1—3 м, одноочко- вые, многоочковые и многоярусные, без оголовков и фундаментов имеют по сравнению с железобетонными меньшую массу конструкций в 40 раз и более, меньшую в 2—4 ра- 292 за трудоемкость строительства и почти вдвое меньшую стоимость. Простая конструкция стальных гоф- рированных труб, малая масса их элементов, применение болтовых со- единений и отсутствие «мокрых» процессов при монтаже обеспечива- ют эффективное строительство этих труб особенно в отдаленных север- ных районах, в короткие сроки и любое время года. Изготовление элементов труб. Элементы труб изготовляют из плоских гофрированных листов ме- дистой стали марки Ст. 15, повы- шенной коррозионной стойкости с нормированным содержанием ме- ди— 0,2—0,3% или стали марки 09Г2Д. Каждый лист размером 975x3700 мм, толщиной 1,5—2,5 мм имеет в поперечном сечении 7,5 вол- ны (гофра) длиной по 130 мм и вы- сотой 32,5 мм. Гофрированные лис- ты поступают на завод в пакетах массой по 8—10 т. Технологический процесс изготов- ления элементов стальных гофриро- ванных труб состоит из резки и гиб- ки листов, сверления отверстий для болтов и оцинковки. Резка гофрированных ли- стов производится гильотинными ножницами, оборудованными ножа- ми волнистого профиля. Листы по- дают к ножницам па тележках, а за- тем специальным толкателем по рольгангу к ножам. Резку листов производят по упору, обеспечиваю- щему полезную длину элементов 1000 мм. Дефекты резки — надры- вы и расслоения металла, смятия волн и т. п. — устраняют повтор- ным резом, а завалы и заусенцы ис- правляют механической обработкой. Гибка гофрированных листов по заданному радиусу выполняется на четырехвалковой машине, имеющей два крайних подъемных валка: верхний привод- ной и нижний профилирующий. Та- кая конструкция машины обеспечи- вает изготовление элементов любой кривизны и даже замкнутых секций труб с одним продольным швом. Концевые участки листов подгибают
на прессе, оборудованном штампом, состоящим из пуансона и матрицы, профиль которых соответствует про- филю гофрированного листа и его радиусу изгиба. Сверление отверстий для соединения элементов труб болтами производят на радиально-сверлиль- ных станках с помощью специаль- ного кондуктора, обеспечивающего высокую точность расположения от- верстий. После сверления отверстий удаляют заусенцы и проверяют ка- чество готовых элементов. Оцинковку элементов труб выполняют после полной ме- ханической обработки. Покрытие гофрированных листов цинком про- изводят горячим способом толщи- ной не менее 80 мк. Болты, гайки и шайбы покрывают цинком гальва- ническим способом толщиной 30 мк. Качество оцинковки проверяют внешним осмотром, измерением тол- щины слоя, определением сцепле- ния цинка с основным металлом и пористости покрытия. Готовые элементы труб отгружа- ют пакетами массой до 500 кг, а болты, гайки и шайбы — в ящиках массой до 50 кг. Сооружение гофрированных труб. Постройка стальных труб состоит из следующих основных работ: срез- ки грунта, устройства подушки и экранов, сборки трубы, устройства гидроизоляции, засыпки трубы, устройства лотка, укрепления русла и откосов насыпи. Срезку верхнего слоя грунта производят бульдозером или вручную на глубину 40—60 см и шириной поверху 2,5 диаметра трубы. В сложных гидрогеологиче- ских условиях при наличии торфа, слабых водонасыщенных и вечно- мерзлых грунтов под трубы разра- батывают котлованы и заполняют их гравелистым, песчаным или супесчаным грунтом. Устройство подушки. Подушки под стальные трубы устраивают из песчано-гравийной смеси, содер- жащей 50% песка и 50% гравия. Отсыпку подушки производят авто- мобилями-самосвалами слоями тол- щиной до 20 см с уплотнением элек- тротрамбовками или поверхностны- ми вибраторами. Плотность грунта подушки должна составлять не ме- нее 95% стандартной плоскости. Планировка подушки состоит в оформлении откосов и верха подуш- ки, в устройстве цилиндрического углубления с заданным строитель- ным подъемом. Верх подушки от входного оголовка до середины тру- бы устраивают обычно горизонталь- но на отметке русла у входного ого- ловка, а от середины трубы до вы- ходного оголовка — наклонно с вы- ходом на отметку русла у выходно- го оголовка. При больших расчет- ных осадках основания и малых продольных уклонах трубы допус- кается превышение уровня лотка в середине трубы над уровнем лотка у входного оголовка в пределах 50% расчетной осадки основания по оси насыпи. Экраны — вертикальные стенки против фильтрации воды в подуш- ках — устраивают по концам тру- бы. Размеры их назначают в зави- симости от местных гидрогеологиче- ских условий. Котлованы под экра- ны разрабатывают обычно вручную и заполняют смесью из глинистого грунта со щебнем или цементом. Из этой же смеси устраивают подушки по концам трубы. Сборка труб. Стальные трубы со- бирают по монтажным схемам из гнутых тонкостенных гофрирован- ных элементов полезной длиной 1600 мм, шириной 910 мм и массой 27—45 кг в зависимости от толщи- ны листа. Элементы труб и ящики с болта- ми и шайбами доставляют на объ- екты автомобильным транспортом, вездеходами или вертолетами и ук- ладывают на подкладки. Стальные гофрированные трубы собирают на спланированных пло- щадках или легких подмостях обыч- но в стороне одновременно с устрой- ством подушки, что сокращает вре- мя строительства трубы. 293
Сборка трубы состоит из очистки, выправки, подноски, установки и со- единения элементов. Все эти рабо- ты вследствие малой массы элемен- тов, как правило, выполняют вруч- ную (рис. 11.12). Элементы трубы соединяют вна- хлестку болтами диаметром 16 мм с фигурными шайбами. Сначала ставят минимальное количество бол- тов, а затем после выверки конст- рукции устанавливают остальные болты и производят затяжку всех болтов торцовыми гаечными ключа- ми с удлиненными рукоятками или механическими гайковертами. Устройство гидроизоляции. После полной сборки трубы наружную и внутреннюю поверхности ее покры- вают битумной мастикой толщиной 4—6 мм. Перед нанесением мастики поверхности трубы очищают от гря- зи, шпаклюют щели и грунтуют жидким битумом или смесью из трех частей автомобильного неэти- лового бензина и одной части биту- ма (по массе). В зимних условиях грунтовку составляют из двух ча- стей бензина и одной части битума. Грунтовку наносят краскораспыли- телем, обеспечивающим хорошее ка- чество и высокую производитель- ность труда. После грунтовки по- Рис. 11.12. Схемы сооружения стальной трубы: а — сборка трубы, б — соединение элементов трубы, в — крепление трубы; / — подмости; 2 — склад элементов трубы, 3 — сборка трубы; 4 — установка трубы; 5 — пеньковый канат; 6 — крюк крана, 7 — гравийно-песчаная подушка; 8—гоф- рированные листы; 9 — болт с гайкой; /(/ — фи- гурные шайбы, //—лежень, 12 — стойка; 13— распорка; 14 — клинья; /5 — балка 294 верхности трубы покрывают двумя слоями битумно-асбестовой масти- ки, состоящей из битума (70%), ас- бестового порошка (25%) и зелено- го масла (5%)- Мастику готовят на месте работ в битумоварке. Трубы обмазывают в теплое время года мастикой температурой не ниже + 180 °C. В холодное время при тем- пературе до —25 °C применяют го- товую битумно-резиновую смесь. Готовую трубу накатывают или опускают на подушку краном, начи- ная с одного конца трубы с последо- вательной разборкой подмостей. Во избежание повреждения покрытия трубы стропуют пеньковыми кана- тами в обхват. После выверки поло- жения трубы в плане и профиле внутри ее укладывают лежни и устанавливают стойки-распорки для увеличения жесткости трубы (рис. 11.12, в). Стойки и лежни сни- мают после засыпки трубы. Засыпка труб. Стальные трубы имеют гибкую конструкцию, устой- чивость которой под нагрузкой обеспечивается отпором окружаю- щего грунта. Поэтому работам по засыпке стальных гофрированных труб необходимо уделять особое внимание. Для засыпки стальных труб применяют песчаные, супесча- ные или суглинистые грунты опти- мальной влажности. Наилучшей за- сыпкой является песчано-гравийная смесь оптимального гранулометри- ческого состава. Засыпку производят одновремен- но и равномерно с обеих сторон тру- бы слоями толщиной не более 20 см. Каждый слой тщательно уплотня- ют. При этом запрещается приме- нять тяжелые трамбовочные маши- ны. Особо тщательно должна быть выполнена засыпка нижней части трубы. При засыпке труб обычно происходит уменьшение горизон- тального и увеличение вертикально- го диаметров трубы. Изменение диаметров трубы более чем на 5% проектного размера не допускается. Высота засыпки над трубой дол- жна быть не менее 0,5 м на автомо- бильных и 1 м на железных доро-
гах, а ширина поверху — не менее диаметра трубы плюс 8 м. Устройство лотка. После стабили- зации насыпи, но не менее чем через 6 мес после ее отсыпки, внутри стальных труб внизу по периметру дуги 120—150° устраивают бетон- ные или асфальтобетонные лотки для защиты труб от абразивного действия наносов водотоков и кор- розии. Лотки устраивают в теплое время года. Сначала поверхность трубы под лоток очищают от грязи и покрывают слоем битумной эмуль- сии. Монолитные бетонные лотки устраивают из бетонной смеси с заполнителями крупностью не более 20 мм, армированной ме- таллической сеткой с ячейками 15 см из проволоки диаметром не менее 3,5 мм. Бетонную смесь укла- дывают слоем толщиной на 2 см выше вершин гофр, разравнивают и уплотняют. Монолитные асфальто- бетонные лотки устраивают из смеси битума (14%), минераль- ного известкового порошка (38%) и песка (48%). Готовую смесь укла- дывают слоем толщиной на 2 см выше гофр, разравнивают, уплотня- ют нагретыми металлическими трамбовками и заглаживают горя- чим утюгом. Лотки из асфальтобе- тонных блоков устраивают индустриальным холодным спосо- бом в любое время года. Блоки из- готовляют на заводах или полиго- нах в металлических формах, име- ющих по 12 ячеек. Форма состоит из сварной металлической рамы со вставными в ячейки свободно опира- ющимися днищами из той же гоф- рированной стали, что и труба. Ас- фальтобетонную смесь укладывают в ячейки, разравнивают и уплотня- ют вибрированием. Для ускорения остывания смеси форму опускают в воду. Готовые блоки доставляют на объекты любым транспортом, укла- дывают в подготовленную трубу и обрабатывают их поверхность би- тумной эмульсией. Русло водотока и откосы насыпи укрепляют бетонными плитами или монолитным бетоном (см. п. 11.3).
ПРИЛОЖЕНИЕ / ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МИК-С Наименова- ние элемента Марка Сечение, мм Площадь сечения, см1 Радиус инерции, см Г ибкость Предельная нагруша, кН X СЧ ге £ при ежа гии при рас I яжении Стойки Л1 0203 -.9 54,87 6,8 29,4 — 10,0 +3,0 251 58,8 — 10,0 +3,0 Л2 0203 • 9 54,87 6,8 29,4 — 10,0 +3,0 139 ЛЗ 0159 ^5 24,2 5,46 36,6 —4,4 +2,0 165 —3,3 +2,0 Л4 0159 <5 24,2 5,46 36,6 — 1,2 + 1.2 97 Раскосы Л5 095 \5 18,8 2,76 83,0 — 1,2 + 1.2 30 Л7 0159\5 24,2 5,46 103,6 — 1,2 + 1,2 103 Распорки Л6 095x5 18,8 2,76 58,7 — 1,2 + 1,2 22 Л8 0159x5 24,2 5,46 73,2 — 1,2 + 1,2 103 Л9 0159x5 24,2 5,46 102,9 — 1,2 + 1.2 170 Примечания 1 Гибкость и предельные усилия марок Л1, ЛЗ даны для свободной длины / — 200 см (числитель) и / = 400 см (знаменатель) Усилия указаны для стыков стоек оди- накового диаметра 2 Знаком «—» обозначены сжимающие усилия, знаком « + » —растягивающие усилия. ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТОВ МИК-П Элеменi Марка /г. см< см3 Масса, кг Балка /7-1 57 977 2108 1561 » П-2 57 977 2108 1054 П-3 404 433 7778 2950 П-4 404 433 7778 1970 Диафрагма /7-11 — — 267 /7-12/ — — 216 Раскос От /7-18 до /7-23 — — От 47 до 33 296
L75*75*8 Рис к приложению Мостовые инвентарные конструкции стоечные (МИК-С). а элементы МИК С, б схема опоры
Щ П-1 250 Рис к приложению 2. Мостовые инвентарные конструкции пакетные (МИК-П). а — элементы МИК-П, б—пример пакетного пролетного строения (план) ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОНТОНОВ КС-3 Показатели Значение показателя КС-3 Полная длина, м » ширина, м > высота, м Масса понтона, кг Полное водоизмещение, м3 Осадка от собственного веса, м Грузоподъемность при сухом на 0,5 м борта, т Материал понтона 7,2 3,6 1,8 5,9 45,0 0,25 27,0 СтЗ Рис к приложению 3 Понтон КС-63 а — схема понтона; б — деталь соединения пон- тонов, 1 — штуцер для подключения воздушной сети, 2 — люк, 3 — ребра жесткости 298
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СПОСОБЫ ПОГРУЖЕНИЯ СВАИ Грунты Глубина погружения в грунт, м Забивка молотами Забивка вибромо- лотами без под- мыва Заглубление вибропогру- жателями Заглубление скважины без под- мыва с подмы- вом без под- мыва с подмы- вом Водонасыщенные рыхлые До 10 4~ — + — — Песчаные 10 и более + 4 — — — Текучепластичные и мягко- пластичные связные 10 и более + — — + — — Водонасыщенные средней плотности До 10 — + + + — — и плотные песчаные 10 и более — + — — +- — Связные тугопластичные До 10 — — -4 — — и полутвердые связные 10 и более + — 4- — — 4" Гравийно-галечные До 10 + 4- + — — Все грунты с включением скальных прослоек, валунов или затопленных предметов Независимо от глубины — — — — — + Пластично-мерзлые До 10 + — + - — — 10 и более — — — — — + Твердомерзлые Независимо от глубины — — — — — + ПРИЛОЖЕНИЕ 5 КОЭФФИЦИЕНТ ПРИМЕНИМОСТИ МОЛОТОВ k Тип молота Коэффициент для свай деревянных | стальных железобе- тонных Двойного действия и трубчатые дизельные 5,0 5,5 6,0 Одиночного действия и штанговые дизельные 3,5 4,0 5,0 Подвесные 2,0 2,5 3,0 Примечание Для стальных двутавровых свай, стального шпунта, свай из стальных труб с открытым нижним концом и свай всех типов, погружаемых с подмывом, указанные в таб- лице значения увеличиваются в 1,5 раза ПРИЛОЖЕНИЕ 6 КОПРЫ НА РЕЛЬСОВОМ ХОДУ Марка Высота, м Г рузоподъем- ность. т Наклон стрелы Ширина ко- леи. м Угол поворо- та платфор- мы, град Полная мощность двигате- лей, кВт Масса без молота и противове- са, т X СЧ ж Ч О с 2 к ? ж — i? в s ж 5 я X св О в С tt О назад вперед С-532 23,4 17,5 9,5 3:1 8:1 5,5 46,0 н,о КП-20 28,1 20,0 21 ,0 — — 4,0 360 78,2 32,5 С-1006 18,0 12,0 10,0 3:1 8:1 4,0 360 31,5 19,2 С-955 18.3 12,0 10,0 3:1 8:1 4,0 360 26,8 20,8 КУ-20 28,2 20,0 20,0 3:1 10:1 4,0 360 92,2 43,7 С-908 24,0 16,0 14,0 3:1 8:1 4,0 360 46,0 24,3 СП-55 — 25,0 30,0 3:1 8:1 6,0 360 60,0 60,0 СП-56 — 20,0 20,0 3:1 8:1 6,0 360 60,0 45,0 СССМ-582 29,0 20,0 14,3 3:1 10:1 3,5 360 — 42,7 СССМ-680 30,5 23,0 20,8 3:1 10:1 4,88 360 — 72,7 299
ПРИЛОЖЕНИЕ 7 СВАЕБОЙНЫЕ МОЛОТЫ Тип молота Марка Масса, кг Масса ударной части, кг Высота падения ударной части, м Энергия удара, Дж Частота ударов, мин Высота, мм Одиночного деист- СССМ-007 1 932 1250 1,44 18 000 30 4 760 ВИЯ СССМ-570 2 700 1800 1.5 27 000 30 4 840 СССМ-582 4 300 3000 1,3 39 000 30 4 640 СССМ-680 8 845 6000 1,37 82 000 30 4 960 Двойного дейст- С-32 4 095 655 0,52 15 900 125 2 390 ВИЯ С-231 4 450 ИЗО 0,58 18 200 105 2 890 ВР-28 6 550 1450 0,50 25 000 120 3 190 Штанговые ди- С-254 1 400 600 1.77 5 000 55-60 3 150 зельные С-222А 2 200 1250 1,79 10 000 55—60 3 355 С-268 3 100 1800 2,10 14 000 55-60 3 820 С-330 4 200 2500 2,30 20 000 50-55 4 540 Трубчатые дизель- С-858 2 500 1250 3,0 33 000 43-55 3 948 ные с воздушным С-859 3 500 1800 3,0 48 000 43—55 4 165 охлаждением С-949 5 800 2500 3,0 67 000 43—55 4 685 С-954 7 300 3500 3,0 94 000 43-55 4 800 С-974 9 000 5000 3,0 135 000 43-55 5 520 УР-1-500 1 100 500 3,0 13 000 43—55 3 760 УР-1-1250 2 500 1250 3,0 33 000 43-55 4 000 УР-1-1800 3 400 1800 3,0 48 000 43—55 4 350 Трубчатые дизель- С-994 1 500 600 3,0 16 000 43—55 3 825 ные с водяным С-995 2 600 1250 3,0 33 000 43—55 3 955 охлаждением С-996 3 650 1800 3,0 48 000 43- 55 4 335 С-1047 5 500 2500 3,0 67 000 43—55 4 970 С-1048 7 650 3500 3,0 94 000 43—55 5 145 СП-54 10 000 5000 3,0 135 000 43—55 5 300 Трубчатые дизель- С-996С 3 550 1800 3,0 48 000 42—55 4 390 ные в северном С-1047С 5 600 2500 3,0 67 000 42—55 5 000 исполнении С-1048С 8 000 3500 3,0 94 000 42-55 5 160 Примечания 1 Молоты одиночного и двойного действия могут забивать сваи с накло- ном до 1 I, штанговые 4 1, трубчатые — 3 : 1 2 Трубчатые дизель-молоты в обычном исполнении могу г работать при температуре — 25— 30 °C, молоты в северном исполнении — при температуре до —60 °C ПРИЛОЖЕНИЕ 8 НИЗКОЧАСТОТНЫЕ ВИБРОПОГРУЖАТЕЛИ Параметры Марка вибропогружателя С-10031 (ВП-1) |вп-зм| ВП-30 ВП- 8о|вП-1 бо|вп-170 ВП-17ОМ|ВП-25О|ВУ-1 ,6 | ВУ-3 Возмущающая сила, кН 185 442 390— 570 510— 910 1000— 1600 1000— 1700 1000— 1690 1840— 2800 960 2800- 3400 Число грузовых ва- лов, шт 4 4 4 4 8 8 8 2 4 4 Частота вращения грузовых валов, об мин 420 480 414— 505 408 - 545 404— 505 408— 550 475— 550 540— 667 458 475— 550 Статический момент эксцентриков, Нм 930 2360 2020 2750 3520 5100 5000 3140— 5650 3460 9940 Мощность электро- двигателя, кВт Масса вибропогружа- теля, т Габаритные размеры, мм: 60 100 75 100 160 160 200 250 2x75 2x200 4,5 7,5 6.1 9,2 11,2 13,3 13,3 11,0 11,9 27,6 ширина 1150 1540 1759 1447 1226 1425 1425 1894 2700 4420 длина 875 1560 1829 1955 2050 2050 2050 2380 2700 5100 высота 1668 2130 1988 2432 3326 3750 3750 2232 1800 2430 Примечания 1 Вибропо! ружатели ВУ-1 6 и ВУ-3 имеют проходные отверстия для извлечения грунта из оболочек без снятия вибропогружателя. 2 Вибропогружатели ВП-160. ВП-170, ВП-170М допускают взаимную механическую синхронизацию при попарной установке на оболочках 3 Вибропогружатель ВП-250 имеет раздвижные эксцентрики. 4. Характеристику вибро- погружателей типа ВРП см в журнале «Транспортное строительство:*, № 7, 1987 300
ПРИЛОЖЕНИЕ 9 СТАНКИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН В НЕСКАЛЬНЫХ ГРУНТАХ Параметры Марка станка РГ-1200 МБУ-1,2 ЛБУ-50 цниис (на копре СССМ-680) МБС-1,7 Диаметр скважины, м 0,960 1,2 1,05 1,5 1,7 » уширения, м — —- — 3,5 — Предельная глубина бу- рения, м 15 32 15,0 40 28 Предельный наклон оси скважины — — — 4 : 1 — Крутящий момент рото- ра, кНм 47 40 50 50 98,5 Мощность двигателя привода, кВт 9,8 44 55 80 2X45 Масса станка и базовой машины, т — 52 8,5 80 70 Примечание Все станки оснащены ковшовым буром, а станок МБС-1,7, долотом и грейфером кроме того, ПРИЛОЖЕНИЕ 10 ЭКЗОТЕРМИЯ ЦЕМЕНТА (Э) ПРИ СРЕДНЕЙ ТЕМПЕРАТУРЕ ТВЕРДЕНИЯ 15 °C Цемент Марка цемента Срок твердения бетона, сут 3 1 73 ] 23 Экзотерм! ня на 1 кг цем ента, ккал Плавленый глиноземистый 500—600 90 95 100 Портландцемент быстротвердеющий 600 75 85 90 Портландцемент 500 60 65 80 > 400 50 55 70 > 300 40 45 60 Пуццолановый портландцемент 400 30 40 60 То же 300 25 35 50 Шлакопортландцемент 300 25 45 55 Примечания 1 При средней температуре твердения от +7 до +10 °C значение Э со- ставляет 60—70% табличных значений. 2 Увеличение количества выделяемого тепла при введении добавок (ускорителей твердения) в расчет не принимается ПРИЛОЖЕНИЕ 11 КОЭФФИЦИЕНТЫ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Утеплитель Характеристика Плотность, кг/м3 Коэффициент теплопровод- ности А, ккал (м2чград) Асбестовый картон Войлок строительный Камыш рубленый Камышит Мох болотный Опилки древесные Шлак котельный Листы толщиной 1—5 мм Смесь шерсти и растительных волокон Воздушно-сухой Плиты из стеблей камышита толщиной 5, 7 и 10 см Воздушно-сухой > Сухой 900 150—250 175 260—360 135 150—250 700—1000 0,15 0,4—0,05 0,05 0,05—0,09 0,04 0,05—0,08 0,06—0,25 301
Глинка Н Н , Поспеловы Д Клееные пролетные строения мостов. М.: Транспорт, 1964. 80 с. Глотов Н. М., Силин К. С. Строительство фундаментов глубокого за- ложения. М.. Транспорт, 1985. 247 с. Гольдштейн М. Н., Царь- ков А А, Черкасов И. И. Механи- ка грунтов, основания и фундаменты. М.: Транспорт, 1981. 319 с. Индустриальное строительство мостов / И. Ю. Баренбойм, М Е Карасик, В. И Ки- риенко и др. Киев Буд1вельник, 1978. 207 с. Инструкция по проектированию вспомо- гательных сооружений и устройств для строительства мостов. ВСН 136-78. М. ЦНИИС Минтрансстроя, 1978. 297 с. Инструкция на изготовление, строитель- ство и засыпку сборных бетонных и желе- зобетонных водопропускных труб. ВСН 81-80. М/ ВПТИтрансстрой, 1981. 76 с. Инструкция по проектированию и стро- ительству металлических гофрированных водопропускных труб. ВСН 176-78. М/ Оргтрансстрой, 1979. 130 с. Инструкция по устройству гидроизоля- ции конструкций мостов и труб на желез- ных, автомобильных и городских дорогах. ВСН 32-81. М.: Минтрансстрой, 1982. 114 с. Каменцев В. П, Мойжес Л. Б. Современные методы бетонных работ при строительстве мостов. М.: Транспорт, 1972. 182 с Колоколов Н. М., Вейн- блат Б М. Строительство мостов. М.. Транспорт, 1984. 495 с. Краны для строительства мостов и транспортных гидротехнических сооруже- ний / Б. М. Вейнблат, И. И. Елинсон, В П. Каменцев. М : Транспорт, 1978. 215 с. К р у ч и н к и н А. В., Белый В. К. Монтаж стальных пролетных строений мо- стов М Транспорт, 1978. 393 с. Крыльцов Е. И., Попов О. А., Файнштейн И. С. Современные желе- зобетонные мосты. М.: Транспорт, 1974. 414 с М а м л и н Г. А. Изготовление конст- рукций стальных мостов. М.: Транспорт, 1976. 357 с. Мосты и трубы. Правила производства и приемки работ СНиП Ш.43-75. М. Стройиздат, 1976. 108 с. Основания и фундаменты на вечномерз- лых грунтах. СНиП II.18-77. М.: Стройиз- дат, 1977. 48 с. Пащенко В. А. Заводское изготов- ление мостовых железобетонных конструк- ций. М : Транспорт, 1972. 244 с. Силин К. С., Глотов Н. М. Опу- скные колодцы. М.: Транспорт, 1971. 223 с. Соловьев Г П Организация работ по строительству мостов. М.. Транспорт. 1978 336 с Справочное пособие по технике безопас- ности и производственной санитарии при строительно-монтажных работах / Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1966. 433 с. Справочник по строительству на вечно- мерзлых грунтах / Под ред. Велли. М.: Стройиздат, 1977. 552 с. Строительство мостов и труб. Справоч- ник / Под ред. В. С. Кириллова. М.: Транспорт, 1975. 598 с. Указания по проектированию и строи- тельству железобетонных и бетонных кон- струкций мостов, предназначенных для экс- плуатации в условиях низких температур (северное исполнение). ВСН 181-76 М/ Оргтрансстрой. 1976. 45 с Указания по проектированию, изготов- лению, монтажу и приемке стальных кон- струкций железнодорожных, автодорожных и городских мостов, предназначенных для эксплуатации в условиях низких темпера- тур (северное исполнение) ВСН 145-68. М.: Оргтрансстрой, 1968. 40 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ..................................................... ... 3 РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ ИЗГОТОВЛЕНИЕ СБОРНЫХ МОСТОВЫХ КОНСТРУКЦИИ Глава 1 Изготовление сборных бетонных и железобетонных мостовых кон- струкций . ... 8 1.1 Предприятия для изготовления конструкций 8 1 2 Изготовление конструкций К) 1 3 Изготовление элементов опор 16 1 4 Изготовление элементов пролетных строений 21 1 5. Особенности изготовления конструкций для районов северной кли- матической зоны ... 30 1 6 Контроль качества изготовления железобетонных и бетонных кон- струкций ... 31 Глава 2. Изготовление стальных мостовых конструкций 33 2 1 Предприятия для изготовления стальных конструкций. Заготовка деталей ..... 33 2.2 Изготовление клепаных конструкций 36 2 3. Изготовление сварных конструкций 39 2.4 Образование монтажных отверстий Маркировка и грунтовка сталь- ных элементов 43 25 Контроль качества изготовления стальных конструкций 45 РАЗДЕЛ ВТОРОЙ СООРУЖЕНИЕ ОПОР Глава 3 Устройство массивных фундаментов опор 47 3.1 Разбивка осей и контуров опор ... .47 3.2 Сооружение фундаментов в открытых котлованах 50 3 3 Подводное бетонирование ..............53 3 4 Возведение фундаментов с применением опускных колодцев 54 Глава 4 Сооружение фундаментов из свай и оболочек......................59 4.1 Устройство фундаментов из забивных свай 59 4 2. Возведение фундаментов из сборных железобетонных оболочек 63 4 3. Возведение фундаментов из буровых свай............. 68 4.4 Возведение подземных конструкций способом «стена в грунте* . 74 4.5. Устройство высоких свайных ростверков .................74 4 6 Сооружение фундаментов в северной климатической зоне и в усло- виях вечной мерзлоты ... 77 4 7 Задачи совершенствования технологии строительства фундаментов опор .... 82 Глава 5. Сооружение надфундаментных частей опор . . 83 5 1 Конструкция опалубки монолитных опор ... 83 5 2 Расчет опалубки ... . . 90 5 3 Бетонирование и устройство облицовки монолитных опор . 94 5 4 Монтаж сборных и сооружение сборно-монолитных опор 98 5 5 Особенности возведения пилонов вантовых и висячих мостов 103 РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ СООРУЖЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ Глава 6 Постройка монолитных железобетонных пролетных строений 105 6 1 Способы постройки монолитных пролетных строений .105 6 2 Сооружение балочных пролетных строений на подмостях 106 6 3 Сооружение балочных и рамно-консольных пролетных строений на- весным бетонированием 117 6 4 Сооружение арочных пролетных строений 124 Глава 7. Монтаж сборных железобетонных пролетных строений 137 7 1 Способы монтажа пролетных строений . 137 7 2. Перевозка и укрупнительная сборка балок 138 7 3 Монтаж простых балочных пролетных строений 143 7 4 Установка железобетонных балок консольными и шлюзовыми кра- нами . . . . 153 7 5 Монтаж сборных балочных консольных и неразрсзны.х пролетных строений и рамно-консольных мостов 165 303
7.6 Сооружение вантовых железобетонных пролетных строений 175 7 7 Монтаж арочных пролетных строений..............................177 РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ М0Н1АЖ СТАЛЬНЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ Глава 8 Сборка стальных пролетных строений...........................186 8 1 Основные способы сборки......................................186 8.2. Подготовка и укрупнительная сборка стальных элементов пролет- ных строений.................................................. 187 8 3. Монтажные соединения элементов пролетных строений 190 8 4. Сборка пролетных строений на подмостях...................... 196 8 5 Навесная и полунавесная сборка.............................. 204 8 6 Особенности сборки рамных, арочных, вантовых и висячих стальных пролетных строений.............................................222 8 7. Устройство мостового полотна.................................227 Глава 9. Установка стальных пролетных строений на опоры .... 229 9 1. Способы установки пролетных строений.........................229 9 2. Установка пролетных строений кранами.........................229 9.3. Продольная и поперечная надвижки .пролетных строений . 233 9 4 Подъем и опускание пролетных строений........................246 9.5. Перевозка и установка пролетных строений плавучими опорами 251 РАЗДЕЛ ПЯТЫЙ СТРОИТЕЛЬСТВО ДЕРЕВЯННЫХ МОСТОВ И ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ Глава 10. Строительство деревянных мостов 261 10.1 Способы строительства деревянных мостов..................... 261 10.2 Изготовление деревянных конструкций..........................261 10 3. Защиты деревянных мостов от гниения..........................266 10.4 Постройка деревянных опор....................................269 10.5. Монтаж деревянных пролетных строений.........................271 Глава 11. Строительство водопропускных труб............................273 11.1. Способы строительства труб ... 273 11.2. Изготовление элементов железобетонных труб.................. 275 11 3. Постройка сборных железобетонных и бетонных труб 280 11.4 Строительство стальных гофрированных труб....................292 Приложение 1. Техническая характеристика основных элементов МИК-С . 296 П риложение 2. Техническая характеристика элементов МИК-П................296 Приложение 3. Техническая характеристика понтонов КС-3...................298 Приложение 4. Рекомендуемые способы погружения свай .... 299 Приложение 5. Коэффициент применимости молотов k.........................299 Приложение 6 Копры на рельсовом ходу . . .......................299 Приложение 7. Сваебойные молоты..........................................300 Приложение 8. Низкочастотные вибропогружатели...........................300 Приложение 9 Станки вращательного бурения скважин в нескальных грунтах 301 Приложение 10. Экзотермия цемента (3) при средней температуре твердения 15 °C.................................................................. 301 Приложение 11. Коэффициенты теплопроводности различных материалов . 301 Список литературы 302