Строительство мостов (Курлянд) методичка

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)

В.Г. КУРЛЯНД, В.В.КУРЛЯНД

СТРОИТЕЛЬСТВО

МОСТОВ

Москва

МАДИ

2012

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)

В.Г. КУРЛЯНД, В.В.КУРЛЯНД

СТРОИТЕЛЬСТВО МОСТОВ

Учебное пособие

Утверждено в качестве учебного пособия

редсоветом МАДИ

МОСКВА 2012

УДК 624.21 ББК 39.112

К 933

Рецензенты: канд. техн. наук Ю.В. Новак (ОАО ЦНИИС), д-р техн. наук, проф. П.М. Саламахин (МАДИ)

К 933 Курлянд, В.Г. Строительство мостов: учеб. пособие для вузов / В.Г. Курлянд, В.В. Курлянд; МАДИ. - М., 2012. – 176 с.

ISBN 978-5-7962-0137-4

В настоящем учебном пособии приведены сведения по технологии и организации мостостроительных работ. Оно включает в себя разделы по заводскому изготовлению железобетонных мостовых конструкций, сооружению фундаментов и тела опор, возведению пролетных строений различных систем – балочных, рамных, арочных, висячих и вантовых, устройству мостового полотна. В изложенных материалах нашли отражение широко распространенные и наиболее современные технологические приемы.

Пособие составлено на основе многолетнего опыта чтения лекционного курса «Строительство мостов» и предназначено для студентов направления подготовки 271101 по специальности «Строительство уникальных зданий и сооружений», специализаций «Строительство автомагистралей, аэродромов и специальных сооружений», «Автодорожные мосты», «Городские транспортные сооружения», выполняющих курсовые проекты и квалификационные работы.

ISBN 978-5-7962-0137-4

УДК 624.21 ББК 39.112

© МАДИ, 2012

3

ВВЕДЕНИЕ

Мостовое сооружение является продуктом коллективного труда (рис. 1). Заказчик обеспечивает финансирование, проводит конкурсы проектов, контролирует качество проектных и строительных работ, принимает сооружение в постоянную эксплуатацию. В роли Заказчиков обычно выступают региональные управления по строительству и эксплуатации автомобильных дорог и мостов.

Проектная организация, выбранная на конкурсной основе, выполняет изыскания, сбор исходных данных (СИД), производит разработку проекта, сметы, согласовывает свои проектные решения с Заказчиком, природоохранными и другими органами, осуществляет авторский надзор за проведением строительных работ. После окончания проектирования проводится независимая экспертиза проекта.

Строительная организация (рис. 2) после проведения конкурса заключает договор с Заказчиком, получает аванс и приступает к выполнению строительно-монтажных работ. Каждый этап в соответствии с договором оплачивается Заказчиком по специальным актам. После завершения строительства строительная организация сдает объект в постоянную эксплуатацию Государственной комиссии.

Сборные балки, плиты, сваи, элементы опор изготавливают на заводах мостовых железобетонных конструкций (МЖБК), стальные пролетные строения - на заводах мостовых металлических конструкций.

Научно-исследовательские институты выполняют научное сопровождение проектирования и строительства мостов, а также проводят статическиеидинамические испытаниямостов, предусмотренныенормами.

Высшие учебные заведения (университеты) подготавливают инженерные кадры, студенты проходят производственную практику в строительных и проектных организациях, а после окончания обучения работают в проектных или строительных организациях и в системе Заказчика. Лаборатории университетов проводят исследования проблем мостостроения, осуществляют обследования и испытания мостов.

Все время строительства моста подразделяется:

•на подготовительный период (строительство временных дорог, освоение строительной площадки, завоз оборудования и сборных конструкций);

5

1)железобетонные сборные;

2)железобетонные монолитные;

3)железобетонные сборно-монолитные;

4)сталежелезобетонные со сборной или монолитной железобетонной плитой проезжей части;

5)стальные сварные сплошностенчатые с ортотропной плитой проезжей части;

6)стальные со сквозными пролетными строениями с монтажными соединениями на высокопрочных болтах.

В особую категорию можно отнести висячие, вантовые и арочные мосты с большими пролетами.

Также по конструкции и технологии возведения следует выделить деревянные мосты.

Блоки сборных железобетонных мостов изготавливают на заводах МЖБК, производственных базах мостоотрядов или на приобъектных полигонах. Затем готовые блоки массой до 60 т перевозят на строительную площадку и с помощью различных кранов, домкратов, лебедок устанавливают в проектное положение. Достоинство сборных железобетонных мостов заключается в возможности монтажа в холодное время года с укладкой минимального объема монолитного бетона.

Монолитные железобетонные мосты возводят на строительной площадке с применением различной опалубки, подмостей, кранового оборудования, бетононасосов, вибраторов и прочих приспособлений. Для упрощения опалубки поперечные сечения монолитных железобетонных конструкций имеют простые геометрические формы. При строительстве монолитных железобетонных мостов не требуются краны большой грузоподъемности и специальные транспортные средства для перевозки тяжелых блоков. Не требуется также согласование перевозок тяжелых и длинномерных грузов с автоинспекцией и разрешения дорожных служб.

Сталежелезобетонные мосты имеют обычно пролетные строения, состоящие из стальных балок и железобетонных плит, которые объединяются специальными упорами в совместную работу. Железобетонная плита может быть сборной из изготовленных на заводах МЖБК блоков или монолитной, бетонируемой после монтажа стальной части пролетного строения.

6

Проектирование мостов выполняют в зависимости от размеров сооружений в одну или две стадии. Большие мосты проектируют в две стадии, малые мосты и ремонт мостов в одну. На первой стадии, называемой «проектом» (стадия «П»), разрабатывают «проект организации строительства моста («ПОС»), в составе которого решают широкий круг вопросов:

1)определение потребности и сроков использования основного строительно-монтажного оборудования, инвентарных конструкций и транспортных средств;

2)определение источников снабжения строительства материалами и конструкциями заводского изготовления;

3)установление транспортных путей связи строительства с поставщиками материалов и конструкций;

4)разработка принципиальных технологических схем возведения фундаментов и надфундаментных частей опор;

5)разработка генеральных строительных планов с расположением коммуникаций (особенно важно для городских сооружений);

6)разработка планов строительных площадок со схемами расположения внутрипостроечных дорог, временных зданий и сооружений;

7)разработка календарного графика строительства, определяющего последовательность и сроки выполнения работ.

Перед разработкой проекта проводятся детальные изыскания

исбор исходных данных (СИД).

Проект производства работ (ППР) выполняют на второй стадии после разработки рабочих чертежей.

Первой задачей ППР является детализация положений ПОС, при этом уточняют или полностью изменяют технологические схемы, планы стройплощадок, календарные планы и ведомости оборудования.

Вторая задача ППР - разработка конструкций специальных вспомогательных сооружений и устройств (СВС и У).

При строительстве или ремонте малых мостов проектирование проводят в одну стадию и проект строительства обычно включает: план строительной площадки с экспликацией временных сооружений, календарный план строительства моста, технологические схемы возведения опор и монтажа пролетных строений.

7

ЧАСТЬ I. СТРОИТЕЛЬСТВО ОПОР МОСТОВ

1.Устройство фундаментов опор

1.1.Фундаменты мелкого заложения

Фундаменты мелкого заложения в сухих и маловлажных грунтах возводят в открытых котлованах. В подготовительный период завозят необходимое оборудование, проводят геодезические работы и планировку площадки.

На первой стадии (рис. 1.1 а, б) разрабатывают котлован с применением креплений или без креплений при плотных грунтах. Оставлять готовый котлован более чем на 1…2 дня не допускается во избежание обрушения стен и затопления дождевыми водами. После освидетельствования грунта дна котлована и в необходимых случаях испытаний грунта производится окончательная зачистка, а при наличии глинистых грунтов и грунтовых вод отсыпка щебеночной подушки толщиной не менее 10 см.

На второй стадии устраивают фундаментную подушку, которая может бетонироваться на месте или собираться из сборных блоков, омоноличиваемых в стыках. Все подземные поверхности фундаментной подушки покрывают гидроизоляционными материалами обмазочного типа в два слоя.

На заключительной стадии после готовности подушки фундамента проводится обратная засыпка котлована. Для этой цели рекомендуется использовать водонепроницаемые глинистые грунты с послойным уплотнением. На протяжении всего периода строительства необходимо выполнять мероприятия по охране окружающей среды.

1.2. Свайные фундаменты на забивных железобетонных сваях

В мостостроении, как правило, применяют железобетонные призматические сваи сечением 35х35 см и 40х40 см, длиной 6…18 м (рис. 1.2). Сваи для транспортных сооружений имеют специальную маркировку (например, СМ12-35Т4 – свая мостовая, длина 12 м, сечение 35х35 см, трещиностойкая с раскрытием трещин до 0,1 мм, тип 4). Цифры характеризуют армирование. Для свай применяют стержневую арматуру периодическогопрофиляклассаАII илиАIII ибетонклассаВ22,5…27,5 [19].

9

В случаях больших нагрузок и слабых грунтов используют цилиндрические сваи-оболочки диаметром 60 см с толщиной стенки 10 см, с максимальной глубиной забивки до 30 м. Длина секций оболочек 4; 6; 8; 12 м. На концах секций имеются свариваемые при стыковке стальные обечайки, перекрываемые накладками. Антикоррозийную защиту стыков осуществляют обмазочной гидроизоляцией. Секции свай-оболочек изготавливают методом центрифугирования.

Железобетонные призматические сваи изготавливают на заводах МЖБК, базах мостоотрядов или на приобъектных полигонах [24].

Сначала изготавливают арматурные каркасы, которые состоят из продольных стержней и поперечной арматуры (хомутов). В голове железобетонной сваи, подвергающейся ударным воздействиям, укладывают сетки из гладкой арматуры Ø5…6 мм с размерами сторон клетки не более 5 см. Затем сформированные арматурные каркасы краном укладывают в подготовленную опалубку. На заводах МЖБК применяется стальная опалубка с гибким днищем, называемая «Ромашка» (рис. 1.3). В заранее смазанную тонким слоем солидола опалубку укладывают арматурный каркас и бетонную смесь. После предварительной выдержки в течение нескольких часов проводят тепловлажностную обработку в пропарочных камерах с максимальной температурой до 85°С.

При строительстве больших мостов все свайные работы проводят в соответствии с проектом производства работ.

На первой стадии выполняют подготовительные работы: планируют площадку, укладывают железобетонные плиты под сваебойную машину, завозят и складируют сваи, проводят геодезическую разбивку свайного поля в натуре, обозначают подземные коммуникации.

На второй стадии сваебойный агрегат устанавливают в рабочее положение с точностью ±10 мм при сечении свай 35х35 см, ±20 мм при сечении свай 40х40 см. Забивку железобетонных свай проводят с наголовником, предохраняющим от разрушения бетон сваи при ударах молота.

Подбор дизель-молота проводят по формуле

Eh ≥ 0,045N,

где Еh - энергия удара дизель-молота, кДж; N - расчетная нагрузка на сваю.