Строительство сборных железобетонных мостов

Строительство сборных железобетонных мостов

Общие сведения

Мосты представляют собой весьма ответственные сооружения нижнего строения железнодорожного пути и по своим конструктивным особенностям, способам работ при возведении опор, устройстве пролётных строений, применяемому оборудованию и средствам механизации относятся к особой области строительного дела - мостостроению, изучение которого выходит за рамки настоящего курса. Однако на железных дорогах наряду с крупными, уникальными мостовыми сооружениями используются, и притом в преобладающем числе, различные сборные или частично сборные мосты, являющиеся объектами массового применения и индустриального строительного производства. Особенно широкое распространение получили сборные железобетонные мосты. Конструкции таких мостов готовят на промышленных предприятиях, а непосредственно на строительной площадке выполняют в основном монтажные работы с объединением сборных конструкций в единое сооружение.

Оборудование стройплощадки при строительстве сборных железобетонные мостов не отличается в основном от того, которое было рассмотрено применительно к водопропускным трубам. Дополнительно изучают лишь условия работы сваебойного оборудования (при строительстве свайных мостов) и монтажных кранов для установки пролетных строений.

Планировку стройплощадки, необходимую для обеспечения нормальной работы кранов и транспортных средств, нередко заменяют отсыпкой на поверхность строительных площадок разрыхленной скальной породы или крупнообломочных грунтов слоем толщиной не менее 0,5м. В районах распространения вечной мерзлоты это способствует предотвращению повреждений мохорастительного покрова.

Рис. 1. Сборные железобетонные мосты:

1-сваи (стойки); 2-насадка устоя; 3- шкафной блок; 4 - пролетное строение; 5 - переходный подферменник; 6 - насадка промежуточной опоры; 7 - фундаментный стакан; 8 - фундаментная

Конструкции сборных мостов обычно доставляют по железной дороге до ближайшего к мосту раздельного пункта, а затем перевозят автотранспортом и складируют возможно ближе к местам установки. Пролетные строения стремятся устанавливать с транспортных средств.

Разметочными и контрольными измерениями, выполняемыми от геодезической разбивочной основы моста, переносят на площадку проектные расстояния между опорными точками, координаты и основные отметки конструктивных элементов моста.

Сооружение опор мостов

Свайные работы представляют собой специфическую разновидность монтажных работ, отличающуюся главным образом способом закрепления монтажных элементов, состоящим в заглублении их в грунт.

Для обеспечения проектного положения свай в опоре моста при забивке применяют инвентарные направляющие каркасы различной (от 2 до 4 м) высоты, которые укладывают на лежневое основание с песчаной или песчано-гравийной подушкой и закрепляют внизу деревянными сваями, вверху - оттяжками. Сваи устанавливают краном в направляющие каркасы, затем забивают в грунт до получения расчетного отказа - определенной осадки сваи от одного удара или достижения заданной проектом глубины погружения. При вибропогружении расчетный отказ определяют по скорости заглубления свай.

Во избежание сложного наращивания железобетонных свай их выбирают с запасом по длине. Торцы забитых свай находятся выше проектной отметки и вследствие различной глубины погружения - на разных уровнях. Перед уст» роистом ростверка (надсвайной конструкции) верхнюю часть свай срезают или срубают до нужного уровня. Для этого используют пневматические бетоноломы или отбойные молотки, арматуру перерезают газовой горелкой. Оставшиеся оголенными выпуски рабочей арматуры железобетонных свай отгибают и дополнительно устанавливают спиральную арматуру, прикрепляя ее вязальной проволокой к стержням.

Перед монтажом насадок на каждой свае в уровне низа насадки закрепляют хомут, служащий временной опорой насадки и опалубкой стыка сваи с насадкой. К хомуту крепят кондукторы, фиксирующие взаимное положение свай, на нем также монтируют подмости. После установки кондуктора можно демонтировать направляющий каркас.

Насадки устанавливают краном на сваи с опиранием на хомуты и после проверки отметок и выправки положения замоноличивают их со сваями бетоном марки 400. Верхние ряды фундаментных плит в двухрядных фундаментах, шкафные блоки устоев, переходные подферменники устанавливают на слой цементного раствора толщиной 10 мм с обязательной разделкой швов до схватывания раствора. Омоноличивающий бетон во время твердения периодически смачивают водой. Забивать сваи на соседних опорах в это время не следует.

Опоры стоечного типа монтируют после освидетельствования и приемки фундаментов. Заранее подвезенные стойки с помощью стрелового крана поднимают и ставят в гнезда фундаментных стаканов, временно раскрепляя их деревянными клиньями. Затем устанавливают хомуты, кондуктор и после геодезической проверки правильности положения стоек замоноличивают их в фундаменте бетоном марки 400. На замонолнченные стойки устанавливают краном насадки и также замоноличивают их.

В насыпях высотой более 8 м для малых мостов применяют сборные опоры из блоков и сборно-монолитные (массивно-сборные) опоры. Блочные опоры могут быть из мелких, крупных и пустотелых бетонных или железобетонных блоков. Сборно-монолитные опоры состоят из Г-образных блоков, которые укладывают с перевязкой по периметру опоры, и бетонного заполнения. Блоки изнутри имеют стенки с выступающим ребром, что улучшает их связь с бетоном заполнения, который можно заменять также готовыми бетонными блоками.

Блочные и сборно-монолитные опоры устанавливают с помощью стреловых или других монтажных кранов. Блоки сборных и сборно-монолитных опор. в которых нет монтажный соединений, укладывают на постель из цементно-песчаного (бетонного) раствора. Между блоками устанавливают стальные прокладки (клинья), которые обеспечивают постоянную толщину шва и предотвращают выдавливание раствора до затвердевания. В сборно-монолитных конструкциях блоки устанавливают краном насухо (без раствора) с прокладкой в швах клиньев и конопаткой швов снаружи. В процессе укладки бетона во внутреннюю полость опоры одновременно происходит заполнение швов раствором. Монтажные соединения блоков выполняют с помощью закладных деталей из стальных полос, которые располагают с внутренней стороны блоков, сваривают или соединяют болтами. Иногда в горизонтальных швах блочных опор размещают анкеры из стальных стержней/к которым прикрепляют подмости для расшивки швов и выполнения других отделочных работ.

Установка железобетонных пролётных строений

Железобетонные пролетные строения можно устанавливать на опоры стреловыми пневмоко-лесными, гусеничными и железнодорожными кранами, а также консольными железнодорожными кранами грузоподъемностью 50-130 т. До начала монтажа составляют проект производства работ, в котором указывают последовательность монтажа с учетом местных условий, способа стыкования блоков, места установки крана и т. п. Входе подготовки собирают и опробуют монтажное оборудование, устраивают подъезды и площадки для кранов, подачи конструкций на монтаж, готовят транспортные средства для перевозки конструкций. Перед началом монтажа проверяют состояние блоков пролетных строений (они часто состоят из двух продольных половин), устраняют выявленные дефекты, размечают геометрические оси и центры тяжести, места строповки, устанавливают вспомогательные приспособления для монтажа по условиям соблюдения техники безопасности (люльки, хомуты, стремянки и др.).

Пролетные строения стреловыми кранами можно устанавливать сбоку и спереди. При установке сбоку (с поля) для крана готовят одну или несколько спланированных площадок у моста. Несущая способность основания должна быть не менее 490 кПа для кранов на пневмоколесном и 196 кПа для кранов на гусеничном ходу.

Рис. 2. Мост на сборно-монолитных опорах:

вверху - общая схема; внизу - сборно-монолитный устой; 1 - сборный или монолитный фундамент; 2- устой: 3 - пролетные строения; 4 - промежуточная опора; 5-фундамент опоры; 6-блок мягкого въезда; 7 - бетон замоноличивания стыков шкафной коробки; 8 - прокладник; 9 блоки тела опоры; 10-шкафная коробка; 11-подферменник; 12-бетон заполнения; 13-фундамент устоя; 14-закладная деталь

При необходимости делают временные помосты, способные выдержать нагрузки от работающего крана. Блоки пролетных строений в зависимости от их массы и длины устанавливают одним или двумя кранами с одной или нескольких стоянок без изменения или с изменением вылета стрелы. При подъеме и перемещении блоков двумя кранами их полиспасты должны быть в вертикальном положении, для чего на одном из кранов одновременно с разворотом стрелы медленно увеличивают вылет. Пролетные строения поднимают на нужную высоту при минимальном вылете, при этом необходимо иметь запас грузоподъемности крана. Когда же, увеличивая вылет, вводят блок в пролети опускают на опоры, запас снижается, но при этом не должна быть превышена грузоподъемность, соответствующая вылету. Строповку пролетных строений осуществляют с помощью инвентарных строповочных приспособлений.

Для установки элементов конструкций массой более 20-25 т используют траверсы из двутавровых балок металлических труб или ферм, которые готовят заблаговременно. Напряжение в строповочных приспособлениях проверяют расчетом. До начала работ строповочные приспособления испытывают нагрузкой, вдвое превышающей рабочую.

Установку спереди или с пути применяют в тех случаях, когда установка сбоку невозможна по условиям подвозки пролетных строений или работы крана. Если к мосту уже подведен железнодорожный путь. могут быть использованы стреловые краны на железнодорожном ходу. Применение стреловых кранов ограничивается сравнительно небольшой их грузоподъемностью при значительных вылетах стрелы, особенно если не удается использовать выносные опоры. Поэтому для установки железобетонных пролетных строений большой массы и длины используют железнодорожные консольные краны.

Переведение консольного крана в рабочее положение допускается" после проверки достаточности габарита приближения строений на линии с учетом фактического расположения сооружений и их частей, а б кривых с учетом наклонного положения крана в связи с наличием возвышения наружного рельса. Все препятствия, мешающие движению крана, необходимо устранить. Пропускать кран по свежеотсыпанной насыпи разрешается лишь после укладки слоя балласта, обкатки пути и приведения его в состояние, обеспечивающее отсутствие чрезмерных деформаций и безопасную работу крана. Давление на ось крана не должно превышать: 201 кН - при следовании в составе поезда;

343 кН - при движении с грузом со скоростью до,5 км/ч; 441 кН - в исключительных случаях при установке блоков. Максимальную осевую силу давления консольных железнодорожных кранов определяют расчетом. После подготовки пути проводят контрольный проезд крана без груза в рабочем положении с противовесами, обеспечивающими давление на осях передней опорной платформы, равное предстоящему рабочему давлению. При этом проверяют состояние пути и устраняют обнаруженные недостатки.

Рис. 3. Установка пролетных строений стреловыми кранами:

а - одним краном со стоянки по оси моста при повороте на 180^о; б - с поворотом и перемещением; в - сбоку с поворотом; г - сбоку с подъемом и перемещением; д - двумя кранами; / - исходное положение; // - положение органов в момент установки пролетного строения; / - блок пролетного строения; 2 - кран; 3 - опоры; 4 - ось моста

Рис. 4. Подача блоков пролетных строений под стрелу консольного крана: б - со свободного пути; в-поперечная передвижка под стрелу; /-консольный кран; 2-блок; 3, 4- оси железнодорожных путей; 5-платформы с блоками

На однопутных участках при наличии тупика у моста блоки пролетных строений подают на установку без предварительной разгрузки прямо с транспортных платформ или с разгрузкой около моста. Если тупик отсутствует, блоки пролетного строения разгружают вблизи от моста с помощью домкратов. После уборки разгруженного подвижного состава и стреловых кранов устанавливаемый блок сдвигают на ось пути либо, при наличии поворотного консольного крана» оставляют на месте. Затем отдельным локомотивом консольный кран, приведенный в рабочее состояние подают на место установки пролетных строений.

Перед работой должно быть выполнено освидетельствование крана, без которого установка пролетных строений не разрешается. Кран с помощью строповочных приспособлений поднимает блок на главном и вспомогательном полиспастах на высоту 5 см, что позволяет проверить правильность и надежность строповки и положение блока. При благоприятных результатах проверки подъем груза продолжают до высоты 30-40 см и кран перемещают к месту установки блока. На расстоянии не менее 1 м от конца рельсового пути устанавливают упоры. Перемещение крана на последних метрах происходит с минимальной скоростью, допустимой для локомотива. Точность остановки крана локомотивом желательна в пределах ±10 см. Окончательную регулировку положения груза перед опусканием пролетного строения производят ручными лебедками. Блок пролетного строения должен опускаться вертикально. При этом запрещается кому бы то ни было находиться на блоке или под ним.

Если пролетные строения монтируют отдельными блоками, то в указанной последовательности устанавливают на опоры сначала одну, затем вторую половину пролетного строения. После соединения диафрагм, укладки балластного строя и рельсового пути аналогичным образом монтируют следующее пролетное строение. Порядок прохода крана по уложенным пролетным строениям указывают в проекте производства работ. При монтаже плитных пролетных строений можно перемещать кран до замоноличивания плит, если на них устроен временный распределительный настил.

возведения столбчатых опор мостов в районах вечной мерзлоты

В условиях вечной мерзлоты для малых мостов лучшими являются фундаменты и опоры из столбов или свай, нашедшие широкое применение при строительстве Байкало-Амурской магистрали. С целью определения физико-механических характеристик и температуры мерзлых грунтов в месте сооружения моста бурят разведочные скважины. За изменением температуры грунтов наблюдают в течение всего периода строительства, чтобы правильно оценить степень вмерзания столбов и фактическую прочность цементно-песчаного заполнителя.

Столбы сплошного сечения диаметром 0,8м заглубляют как в мерзлые, так и в немерзлые грунты опусканием в предварительно пробуренные скважины. Сваи сплошного сечения удается забивать в пластично-мерзлые глинистые грунты без твердых включений с температурой не ниже -0,5 С. Однако при наличии в них до 20% гальки, гравия и щебня сван погружают бурозабивным способом в направляющие скважины проектной глубины. Диаметр скважины принимают равным меньшей стороне призматической или диаметру цилиндрической сваи и уточняют после забивки первых свай.

Диаметр скважин, буримых для опускания в них столбов принимают на 15-20 см больше максимального размера поперечного размера столбов, на 5-10 см больше диагонали или диаметра опускной сваи. Время перерыва между окончанием бурения скважины и установкой в нее столба должно быть минимальным; при положительных температурах воздуха допустим перерыв не больше 3 сут. С помощью специального хомута опускаемый в скважину столб закрепляют в проектном положении по высоте. Столбы устанавливают также на выравнивающий слой цементно-песчаного раствора, изменение толщины которого используют для регулировки высоты. Положение столба в плане фиксируют тремя-четырьмя клиньями. До начала заливки раствора уточняют его температуру и подвижность, а в процессе заполнения пространства (зазора) между боковыми поверхностями скважины и столба проверяют сплошность заполнения пространства и степень уплотнения раствора. Зазоры в скважинах заполняют цементно-песчаным раствором, а в пределах глубины сезонного промерзания засыпают местным грунтом или песком.

Наращивание столбов (свай) выполняют заранее, чтобы к моменту установки в скважину была обеспечена прочность стыка, необходимая для подъема столба. Поверхность бетона в месте замоноличивания, выпуски арматуры, закладные детали в пределах стыка очищают, а место укладки бетонной смеси прогревают до положительной температуры. Стык после замоноличивания утепляют. Нельзя допускать замерзания замоноличивающего бетона до достижения им проектной прочности. Для поддержания температуры бетона, которая не должна превышать 70° С, используют электропрогрев, пар или горячий воздух.

Допустимое отклонение заделанных в грунт столбов (свай) от проектного положения по высоте при сварном соединении с плитой фундамента или ригелем (насадкой) ±2 см. а при замоноличивании бетоном ±10 см. в плане в уровне низа плиты фундамента или ригеля соответственно 2 и 5 см. наклон столбов -- не более 0,01 высоты.

После установки столбов монтируют сборную или бетонируют монолитную плиту ростверка.

Рис. 5. Погружение бурозабивных свай:

а - начальный момент погружения сваи в грунт; б - проектное положение погруженной сваи; 1 - свая; 2-направляющая скважина

Рис. 6 Операции, выполняемые при заглублении столбов (свай) в скважины:

а - бурение; б - установка столбов (свай) на раствор (положение /) и в раствор (положение //); в - проектное положение столба в скважине, установленного на раствор (I) и в раствор (//); /-буровой шлам; 2- долото; 3 - скважина; 4 - свая; 5 - раствор, вытесненный в зазор: 6 - выравнивающий слой; 7 - столб; 9 - раствор, нагнетаемый в зазор.