Монтажный блок пролетного строения
Предлагается монтажный блок пролетного строения, позволяющий сократить материалоемкость конструкции, обладающий повышенной несущей способностью при снижении металлоемкости, высокой надежностью при применении трубчатых элементов, а также удобством в монтаже блока и при возведении пролетного строения моста и возможностью создания как на рабочей площадке при возведении пролетного строения моста в трудно доступной местности, так и в заводских условиях. Это обусловлено тем, что в монтажном блоке имеются элементы, выполненные из труб, имеющих одинаковый диаметр, т.е. трубы для главных балок, полутрубы - для их связей арочной оболочкой в секцию, а для соединения блоков между собой по бокам секции - дугообразные элементы.
Настоящая полезная модель относится к строительству малых и средних мостов через реки, железные дороги, путепроводы и может быть использована в конструкциях соответствующих пролетных строений, в частности, путепроводов, эстакад, перекрытий.
Из описания и чертежа известного пролетного строения моста (Авторское свидетельство СССР №637475, М. кл. Е 01 D 9/02, 15.12.78.) известен монтажный блок (главная балка), содержащий металлическую тонкостенную оболочку в виде полутрубы, у которой боковые края переходят к вертикально расположенным листам, имеющим внизу соединяющий их металлический пояс, а в верхней части внутри полутрубы в поперечном ее сечении установлена диафрагма, причем по бокам полутрубы с внешней
стороны расположены стыковочные элементы, образованные из половины аналогичных полутруб, у которых в поперечном сечении внутри установлены соответствующие диафрагмы, а поверх полутрубы и стыковочных элементов выполнено дополнительное соединение в виде малых полутруб, образованных из тонколистового металлического листа. Это - конструкция главной балки. При возведении пролетного строения моста поверх ее укладывают бетонный блок в виде соответствующей плиты, присоединяемый, обычно, с помощью клея. Для соединения монтажных блоков между собой в пролетное строение используют высокопрочные болтовые соединения, которыми стягивают стыковочные элементы через их поперечные диафрагмы.
Этот известный монтажный блок имеет существенные недостатки:
- наличие большого числа соединений и разнотипных элементов конструкции, что требует больших трудозатрат и выполнения большого объема сварочных работ;
- сложность конструкции, что обусловлено не только наличием большого числа конструктивных элементов, которые необходимо между собой сваривать, но и сложностью при креплении сборных железобетонных плит как к металлической части монтажного блока, так и между собой.
Из описания и чертежа известного пролетного строения моста (Авторское свидетельство СССР №1276734, М. кл. Е 01 D 7/02, 15.12.86) известны монтажные блоки пролетного строения, из которых один - монтажный блок - главная балка, а второй - бетонная часть, причем, первый представляет собой секцию с полутрубой и с двумя дугообразными соединительными металлическими элементами, расположенными по бокам секции, при этом в секции полутруба приварена к наклонным стенкам, которые соединены внизу соответствующим поясом, а внутри этой сложной пустотелой конструкции расположена предварительно напряженная арматура, которая установлена на вертикальных тяжах и заанкерена в опорных сталежелезобетонных диафрагмах, а второй - железобетонная плита, имеющая в нижней части арочные подпружиненные оболочки, с помощью которых этот блок объединяется с блоком главной балки.
В качестве прототипа из приведенного известного пролетного строения выбирается монтажный блок (главная балка), так как он имеет наибольшее число общих существенных признаков совпадающих с заявляемым техническим решением и направлен на решение задачи аналогичной задаче, решаемой заявленной полезной моделью.
Прототип имеет существенные недостатки:
- сложность конструкции, что обусловлено не только наличием большого числа конструктивных элементов, но и сложностью крепления на нем верхних железобетонных плит, как к металлической части монтажного блока, так и между собой при возведении пролетного строения моста из таких монтажных блоков;
- наличие большого числа сварочных соединений разнотипных элементов конструкции, что приводит к уменьшению надежности пролетного строения и увеличению трудозатрат;
- малый выигрыш по затратам и времени при возведении пролетного строения моста из-за наличия монтажного блока, охватывающего только одну главную балку.
- наличие таких известных монтажных блоков влечет к применению соответствующих сложных по конструкции сборных блоков бетонной части пролетного строения моста, что увеличивает стоимость монтажных работ;
- главная балка подвергается коррозии и быстро может выйти из строя, что обусловлено наличием у главной балки закрытых концов опорными бетонными диафрагмами, ведущих от перепада температур к образованию внутри главной балки конденсата.
Задачей настоящей полезной модели является создание монтажного блока, обладающего упрощенной конструкцией, высокой надежностью в работе, удобством в монтаже и возможностью создания как на рабочей площадке при возведении пролетного строения моста в трудно доступной местности, так и в заводских условиях.
Поставленная задача решена следующим образом. В известном монтажном блоке пролетного строения моста, содержащем секцию с тяжами и
с полутрубой, а также с двумя дугообразными соединительными металлическими элементами, расположенными по бокам секции, СОГЛАСНО настоящей полезной модели, секция состоит, по меньшей мере, из двух одинакового диаметра металлических труб, которые расположены на расстоянии друг от друга равным диаметру трубы, арочная оболочка выполнена из полутрубы, имеющей диаметр равный диаметру трубы, причем внутри каждой трубы по ее длине и в горизонтальной плоскости секции установлены тяжи, а в каждой полутрубе - поперечные связи, при этом тяжи и поперечные связи соединены друг с другом, образуя единую поперечную связь, в опорных участках внутри каждой трубы размещены ребра жесткости с центральным отверстием, а на верхней части секции установлены упоры в виде штырей, которые размещены в шахматном порядке и перпендикулярно к дугообразным частям поверхности секции, а два дугообразных соединительных металлических элемента, расположенных по бокам секции, и при наложении друг на друга образуют полутрубу с диаметром равным диаметру упомянутой трубы.
Есть вариант развития исходного технического решения, по которому сверху секции нанесен фибробетон, образующий с секцией модуль пролетного строения.
Такое новое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет иметь монтажный блок пролетного строения, у которого упрощена конструкция и одновременно высокая надежность в работе, удобство в монтаже пролетного строения и возможность образования блока как на рабочей площадке при возведении пролетного строения моста в трудно доступной местности, так и в заводских условиях. Это обусловлено тем, что объединение в одном блоке, по меньшей мере, двух главных балок в виде труб и наличием между ними арочных оболочек в виде полутруб, причем трубы и полутрубы арочной оболочки, а также боковые дугообразные соединительные элементы выполнены из трубы одного диаметра, что позволяет создать верхнюю поверхность в блоке из одинаковых арок и в дальнейшем на нее нанести железобетонную или фиробетонную часть. Причем, в последнем случае из монтажного блока пролетного строения
получается модуль, который имеет самостоятельное применение, например, при перекрытии русла малой реки. Соединение главных балок с полутрубами и четвертями труб может быть выполнено и с помощью сварки, и на болтах. А чтобы труба главных балок не потеряли устойчивость, тяжи и поперечные связи установлены по длине труб и полутруб в поперечном сечении блока, образуя единые его поперечные связи. Трубчатые сечения главных балок хорошо работают на кручение, имеют наивысшие из всех выпускаемых промышленностью профилей коэффициенты формы сечения kx и ky, минимальные значения конструктивных, строительных коэффициентов массы. Коэффициенты восприимчивости трубчатых сечений к коррозии в 3-5 раз меньше, чем у открытых профилей. Основной недостаток трубчатых балок - малая изгибная жесткость, в предлагаемой конструкции монтажного блока компенсируется за счет использования главных балок в виде труб и арочных оболочек в виде полутруб с одним диаметром, что в дальнейшем объединяется в пролетном строении монолитной железобетонной плитой. За счет этих же признаков достигается повышение несущей способности пролетного строения.
По сравнению с прототипом заявляемая полезная модель имеет существенные отличия. Они заключаются в том, что в конструкции предлагаемого монтажного блока использованы элементы, выполненные из труб, имеющих одинаковый диаметр, т.е. трубы для главных балок, полутрубы - для их связей в виде арочной оболочки, а для соединения блоков между собой по бокам секции - дугообразные элементы. Кроме того, объединяются в блок, не менее, двух главных балок. В результате, верхняя поверхность у такого блока имеет равномерную волнообразную поверхность. Фибробетонная монолитная плита, нанесенная на верхнюю часть, позволяет образовать модуль пролетного строения из одного монтажного блока, по которому может двигаться техника, даже в период строительства, что ускоряет процесс возведения пролетного строения моста.
Проведенный заявителем патентно-информационный поиск показал, что заявляемая совокупность существенных признаков не обнаружена. Поэтому настоящую полезную модель можно считать новой.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, где:
Фиг.1 - общий вид монтажного блока пролетного строения;
Фиг.2 - узел соединения главной балки с полутрубой.
Практическая применимость заявляемой полезной модели поясняется нижеследующим описанием.
Монтажный блок пролетного строения моста содержит секцию, в которой, по меньшей мере, две металлические трубы 1 и 2. Они расположены на расстоянии друг от друга равному диаметру D трубы 1 или 2. Они соединены друг с другом с помощью полутрубы 3 - арочной оболочкой, имеющей диаметр D равный диаметру D трубы 1 или 2 (Фиг.1). Это соединение может быть выполнено как с помощью сварки, так и с помощью болтов, либо их совместного применения (на чертеже не показано). В последнем случае повышается надежность соединения. Возможно объединение и большего числа труб, которые в поперечном направлении располагают в ряд и на расстоянии с ближайшей друг от друга равном диаметру трубы. Все они между собой последовательно соединены полутрубами (на чертеже не показано). Данным соединением формируется секция. По бокам секции путем, например, сварки установлены дугообразные соединительные металлические элементы 4 и 5. У этих элементов длина дуги чуть больше четверти окружности, описывающей упомянутый диаметр. Причем, с помощью этих элементов монтажные блоки соединяются между собой, для чего в одном из этих элементов наверху устанавливают штырь, а в другом - выполнено отверстие под такой штырь (на чертеже не показано). Таким образом, при наложении таких дугообразных соединительных элементов друг на друга они образуют полутрубу с диаметром равным диаметру упомянутой трубы. Внутри каждой трубы 1 и 2 по ее длине и в поперечном сечении секции установлены тяжи 6, а в каждой полутрубе 3 - поперечные связи 7. Конкретно, тяжи 6 и поперечные связи 7 соединены с помощью гайки 8, размещенной на резьбовом окончание тяжа 6. Для их установки в трубах 1 и 2 заранее просверливают отверстия под установку тяжей 6 с наживленными гайками 8. Прикрепляют так же и поперечные связи 7. Затягивая гайки 8 (Фиг.2), достигают требуемого обжатия поперечного
сечения трубы 1 и 2, в которых затем приваривают элементы жесткости 9, имеющие центральное отверстие. Тяжи 6 и поперечные связи 7 образуют единую поперечную связь монтажного блока. Таким образом, верхняя поверхность монтажного блока получается волнообразной с одинаковыми полуволнами (Фиг.1). На этой поверхности установлены упоры в виде штырей 10, которые расположены в шахматном порядке и перпендикулярно к дугообразным частям поверхности блока. В принципе, такое расположение штырей известно из описания изобретения по авторскому свидетельству СССР №1825837, Е 01 D 9/02, 07.07.93. Однако в известном случае штыри расположены на полуволне переходящей в прямолинейный участок. В предлагаемом варианте технический эффект получается суммарный, т.к. с одной стороны шахматный порядок расположения штырей, а с другой - волнообразная поверхность, имеющая равные полуволны. Как итог, равномерная несущая способность всего монтажного блока при одновременном снижении металлоемкости и обеспечении плавной передачи усилий сдвига металла на железобетонную плиту в пролетном строении моста, т.е. при эксплуатации в строении. Если на верхнюю часть этого монтажного блока уложен фибробетон, то образуется модуль пролетного строения.
Последовательность сборки монтажного блока. В трубчатых главных балках 1 и 2, в полутрубе 3 и в дугообразных соединительных элементах 4, 5 просверливают отверстия с определенным шагом по длине монтажного блока. К поперечным связям 7 по торцам приваривают планки с отверстиями и затем приваривают в полутрубе 3 так, чтобы отверстия в планках 9 совпало с отверстиями в полутрубе. На стройплощадке или в заводских условиях главные балки 1 и 2 располагают на расстоянии L друг от друга, которое, в данном случае, равно диаметру трубы, используемой для главных балок. Между ними устанавливают полутрубу 3, а по бокам главных балок 1 и 2 на вспомогательных временных подмостях (на чертеже не показаны) крепят дугообразные соединительные элементы 4 и 5. Затем соединяют все в единую конструкцию с помощью тяжей 6, которые пропускают через отверстия в главной балке 1 и 2, в полутрубе 3, в дугообразных соединительных элементах 4 и 5 и планках поперечных связей 7. После этого производят затяжку гаек 8
на расчетное усилие с помощью динамометрического ключа или пневмогайковерта. После достижения требуемого обжатия поперечного сечения трубчатой главной балки 1 и 2, к ее боковой поверхности приваривают полутрубу 3 и дугообразные соединительные элементы 4 и 5. После этого в опорных участках приваривают опорные ребра жесткости 9 с центральным отверстием. К верхней волнообразной поверхности монтажного блока перпендикулярно к ней приваривают с помощью автомата «Гефест» упоры в виде штырей из обрезков арматуры 10 по длине блока. До установки монтажных блоков на опоры бетонируют плиту 11. Монолитная плита 11 включается в совместную работу с помощью упоров, установленных в шахматном порядке, по длине монтажного блока. Монолитная плита 11 может быть выполнена либо из железобетона, либо из фибробетона, что более предпочтительно, так как фибробетон имеет в несколько раз более высокую прочность при растяжении и на срез, ударную и усталостную прочность, трещиностойкость и вязкость разрушения, морозостойкость, водонепроницаемость, сопротивление кавитации, жаропрочность и пожаростойкость. По показателю работы разрушения фибробетон может в 15-20 раз превосходить бетон. Это обеспечивает его высокую технико-экономическую эффективность при применении в строительных конструкциях и их ремонте. Затем после набора бетоном монолитной плиты 11 необходимой прочности монтажные блоки доставляют на место и устанавливают последовательно на опоры с помощью кранового оборудования.
Таким образом, предлагаемый монтажный блок обладает повышенной несущей способностью при снижении металлоемкости, высокой надежностью при применении трубчатых элементов. Кроме того, может иметь и индивидуальное применение для перекрытия русла малой реки.
1. Монтажный блок пролетного строения моста, содержащий секцию с тяжами и с полутрубой, а также с двумя дугообразными соединительными металлическими элементами, расположенными по бокам секции, отличающийся тем, что секция состоит, по меньшей мере, из двух одинакового диаметра металлических труб, которые расположены на расстоянии друг от друга, равном диаметру трубы, арочная оболочка выполнена из полутрубы, имеющей диаметр, равный диаметру трубы, причем внутри каждой трубы по ее длине и в горизонтальной плоскости секции установлены тяжи, а в каждой полутрубе - поперечные связи, при этом тяжи и поперечные связи соединены друг с другом, образуя единую поперечную связь, в опорных участках внутри каждой трубы размещены ребра жесткости с центральным отверстием, а на верхней части секции установлены упоры в виде штырей, которые размещены в шахматном порядке и перпендикулярно к дугообразным частям поверхности секции, а два дугообразных соединительных металлических элемента, расположенных по бокам секции и при наложении друг на друга образуют полутрубу с диаметром, равным диаметру упомянутой трубы.
2. Монтажный блок пролетного строения моста по п.1, отличающийся тем, что сверху секции нанесен фибробетон, образующий с секцией модуль пролетного строения.
