Вопрос 27. Армирование арок и сводов, бетонирование арочных монолитных пролетных строений.
Жесткие арки работают в основном на сжатие и изгиб в вертикальной плоскости. Для восприятия растягивающих усилий, возникающих при изгибе, они должны иметь рабочую арматуру, расположенную в верхней и нижней зонах сечения. Двойное армирование необходимо потому, что в сечениях арок при различных положениях временной нагрузки возникают изгибающие моменты разных знаков. Разница между величинами этих моментов обычно невелика, поэтому часто арки армируют двойной симметричной арматурой. Количество арматуры, назначаемое по расчету, изменяется по длине арки в соответствии с изменением изгибающих моментов.
Применение предварительно напряженной арматуры в арках нецелесообразно, так как не вызывается необходимостью погашать растягивающие напряжения и понижает сопротивление сечений сжимающим усилиям.
В сечениях арки и коробчатого свода (рис. 10.12) стержни рабочей арматуры (2) размещают в основном в поясах сечения. При действии максимального изгибающего момента один из поясов растянут, а арматура другого пояса сжата. Во избежание потери устойчивости сжатые стержни арматуры поддерживают хомутами (6), охватывающими в одном ряду не более трех стержней рабочей арматуры и имеющими диаметр не менее 8 мм. Расстояние между ними должно быть не более 40 см, 15d рабочей арматуры или наименьшего размера сечения арки. В стенках двутаврового и коробчатого сечения ставят хомуты (3), количество которых проверяют расчетом на поперечные силы, действующие в арке. Кроме того, арки работают на изгиб в горизонтальной плоскости совместно со связями в составе ферм; при этом растягивающие усилия воспринимаются рабочей арматурой (1), расположенной у боковых граней сечения. Достаточность этой арматуры должна быть проверена расчетом.
Рис. 10.12 – Расположение арматуры в сечениях арок и сводов
Для создания жесткого арматурного каркаса в арках ставят монтажную арматуру (5), например, во внутренних углах поясов при двутавровом сечении арок, в местах пересечения хомутов поясов и стенок. В коробчатых сводах в верхней и нижней плитах предусматривают распределительную арматуру (7), перпендикулярную рабочей арматуре. У замка коробчатых сводов верхняя плита свода часто служит и плитой проезжей части; в этом случае распределительная арматура верхней плиты является одновременно и рабочей арматурой при изгибе плиты проезжей части в поперечном направлении. В стенках коробчатого и двутаврового сечения ставят продольную арматуру (4) как и в стенках балок.
При больших сжимающих напряжениях в арках (например, очень пологих или гибких) целесообразно применение косвенного армирования спиралями или поперечными сетками.
Вопрос 28. Ракружаливание арок и сводов арочных монолитных пролетных строений.
Раскружаливание арок – это процесс плавного введения их в работу путем постепенной разгрузки кружал. Приступать к этому процессу можно после достижения бетоном клиньев 100% прочности.
До раскружаливания необходимо: 1-определить в бетонной лаборатории фактическую прочность бетона арок с помощью испытаний контрольных образцов; 2-снять опалубку с боковых поверхностей и визуально освидетельствовать состояние бетона арок.Осаживание (опускание) стоечных и башенных кружал производится последовательно по направлению от середины пролета к опорам. Наибольшая величина перемещения арки в местах размещения приборов раскружаливания определяется с учетом упругого обжатия арки и упругой деформации кружал. Это связано с тем, что при снятии нагрузки кружала, освобождаясь, как бы приподнимаются вверх, а затем происходит упругое обжатие бетона арки, то есть приборы раскружаливания работают, а зазора между аркой и кружалами не появляется.
В качестве приборов раскружаливания чаще всего используют деревянные клинья (при малых пролетах), песочницы и гидравлические домкраты.
Раскружаливание забетонированной арки (свода) на арочных кружалах производится в пятах или в замке после набора бетоном необходимой прочности.
Рис, 4.27 – Способы раскружаливания арок: а – опускание в пятах; б – опускание в замке; в – поднятие свода домкратами
При первом способе (рис. 4.27, а), когда приборы раскружаливания размещаются в пятах, распор сохраняется до конца опускания. Это создает определенные неудобства, поскольку кружала зажаты и в них действуют усилия, что требуется учитывать при демонтаже кружал.
Второй способ (опускание кружал в замке) более эффективен. Песочницы устанавливают горизонтально в замке (рис. 4.27, б), и распор постепенно передается на арки. Способ предпочтителен для трехшарнирной арки пролетом до 60 м.
Третий способ – раскружаливание домкратами, установленными в замке арки (рис. 4.27, в). При работе домкратов арка плавно снимается с кружал. После этого на нее передается усилие от распора, а домкраты освобождаются. В арке, таким образом, создаются начальные усилия, обратные по знаку усилиям, возникающим от упругого обжатия, ползучести и усадки бетона. Вследствие этого удается избежать провисания арки в последующем.