RU2546210C1

RU2546210C1 - Composite reinforced concrete bridge span

Info

Publication number: RU2546210C1
Application number: RU2013154155/03A
Authority: RU
Inventors: Валерий Павлович Еремеев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "СПЕЦРЕМПРОЕКТ" ЗАО "СПЕЦРЕМПРОЕКТ"
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2015-04-10

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: composite reinforced concrete bridge span includes the metal main beams integrated by cross braces, on which units of reinforced concrete cross-division slab of carriage way are fixed with formation of console parts on their joints, fastened with steel plates, reinforced with stiffening ribs. External stiffening ribs are arranged along the contour of vertical sides of edges of adjacent cantilever arms of cross-division slab units. External stiffening ribs of adjacent steel sheets are attached to them at their outer edges. Internal stiffening ribs are arranged within the contour, formed by the outer stiffening ribs.

EFFECT: improving quality of the composite reinforced concrete bridge span due to the simultaneous increase in carrying capacity and traffic capacity, increase of residual life of the bridge.

3 dwg

Description

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано в конструкциях сталежелезобетонных пролетных строений мостов при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте, связанном с уширением проезжей части.The invention relates to bridge construction and can be used in the construction of steel-reinforced concrete spans of bridges during construction, reconstruction and overhaul associated with the widening of the roadway.

Известно сталежелезобетонное пролетное строение моста, включающее объединенные поперечными связями металлические главные балки, расположенный между главными балками и установленный на поперечные связи прогон, укрепленную на главных балках и прогоне посредством омоноличивания на монтаже упоров поперечно-члененную сборную железобетонную плиту из блоков с чередующимися длинными и короткими в направлении поперек оси моста консольными частями, на которых сверху закреплены железобетонные тротуарные блоки (см. Гибшман Е.Е. Проектирование металлических мостов. М., “Транспорт”, 1969, с.109-111, рис.74), перекрывающие свободное пространство, образованное короткой между длинными консольной частью блока железобетонной плиты проезжей части.The steel-reinforced concrete span of the bridge is known, including metal main beams joined by transverse connections, located between the main beams and a run installed on transverse connections, reinforced on the main beams and run by monopolizing on the installation of stops the cross-member precast reinforced concrete slab of blocks with alternating long and short in direction across the axis of the bridge with cantilever parts on which reinforced concrete pavement blocks are fixed from above (see Gibshman E.E. Design e metal bridges. M., "Transport", 1969, pp. 109-111, Fig. 74), overlapping the free space formed by the short between the long cantilever part of the block of reinforced concrete slab roadway.

Недостатком данного сталежелезобетонного пролетного строения моста является значительная постоянная нагрузка от железобетонных тротуарных блоков, материал которых не включен в совместную работу с главными балками пролетных строений на постоянные и временные нагрузки.The disadvantage of this steel-reinforced concrete bridge span is the significant constant load from reinforced concrete pavement blocks, the material of which is not included in the joint work with the main beams of the span structures for permanent and temporary loads.

Прототипом изобретения является сталежелезобетонное пролетное строение моста, включающее объединенные поперечными связями металлические главные балки, укрепленную на главных балках поперечно-члененную железобетонную плиту, имеющую в направлении поперек оси моста зауженные консольные части, и накладную плиту, объединенную с железобетонной плитой проезжей части и заполняющую пространство между зауженными консольными частями железобетонной плиты проезжей части (СТО 02494680-0032 - 2004, ЦНИИПСК им. Мельникова, с.45, рис.1).A prototype of the invention is a steel-reinforced concrete span of the bridge, including metal main beams joined by transverse connections, a transversely articulated reinforced concrete slab mounted on the main beams, having narrowed cantilever parts across the axis of the bridge, and a laid on slab combined with a reinforced concrete slab of the carriageway and filling the space between narrowed cantilever parts of the reinforced concrete slab of the roadway (STO 02494680-0032 - 2004, TsNIIPSK named after Melnikov, p. 45, Fig. 1).

Недостатки прототипа сталежелезобетонного пролетного строения заключаются в значительных постоянных нагрузках от веса железобетонного заполнения пространства между и над консольными частями блоков железобетонной плиты проезжей части, что уменьшает грузоподъемность моста и технологические ограничения движения по массе транспортных средств по пролетному строению на период выполнения работ по уширению габарита пролетного строения, необходимость устройства объезда и необходимость усиления главных балок.The disadvantages of the prototype steel-reinforced concrete span are significant constant loads from the weight of the reinforced concrete filling the space between and above the cantilever parts of the blocks of the reinforced concrete slab of the carriageway, which reduces the carrying capacity of the bridge and technological restrictions on the mass of vehicles along the span for the period of work to broaden the size of the span , the need for detour and the need to strengthen the main beams.

Техническим результатом изобретения является повышение качества сталежелезобетонного пролетного строения моста вследствие одновременного увеличения несущей способности и пропускной способности (габарита проезжей части), увеличение остаточного ресурса моста как по критериям физического износа, так и морального износа, снижение ограничений движения транспортных средств на период выполнения работ по уширению моста.The technical result of the invention is to improve the quality of the steel-reinforced concrete span of the bridge due to a simultaneous increase in the bearing capacity and throughput (the size of the carriageway), an increase in the remaining life of the bridge both according to the criteria of physical wear and tear, and reducing restrictions on the movement of vehicles for the duration of the work on widening the bridge.

Решение задачи достигается тем, что в сталежелезобетонном пролетном строении моста, включающем объединенные поперечными связями металлические главные балки, укрепленную на главных балках поперечно-члененную железобетонную плиту, имеющую в направлении поперек оси моста зауженные консольные части и накладную плиту, объединенную с поперечно-члененной железобетонной плитой проезжей части и заполняющую пространство между консольными частями поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части, согласно изобретению части накладной плиты, заполняющие пространство между консольными частями поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части, выполнены из стального листа, закрепленного сверху на кромках консольных частей блоков поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части, при этом стальной лист выполнен с наружными ребрами жесткости, расположенными по контуру вертикальных граней кромок смежных консольных частей блоков поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части, с ребрами жесткости у наружных кромок стальных листов, расположенных вдоль оси моста, а также с внутренними ребрами жесткости, расположенными в пределах контура, образованного наружными ребрами жесткости, ориентированными соответственно направлениям действия максимальных внутренних усилий, причем соседние стальные листы и их ребра жесткости у наружных кромок, расположенные вдоль оси моста, объединены друг с другом.The solution to the problem is achieved in that in the steel-reinforced concrete span structure of the bridge, including the metal main beams joined by transverse ties, the transverse articulated reinforced concrete slab mounted on the main beams, having narrowed cantilever parts in the direction across the axis of the bridge and the laid on slab combined with the transverse articulated reinforced concrete slab the carriageway and the filling space between the cantilever parts of the transversely divided reinforced concrete slab of the carriageway, according to the invention of the consignment note plates filling the space between the cantilever parts of the cross-member reinforced concrete plate of the carriageway are made of steel sheet fixed on top on the edges of the cantilever parts of the blocks of the cross-member reinforced concrete plate of the carriageway, while the steel sheet is made with external stiffeners located along the contour of vertical faces edges of adjacent cantilever parts of blocks of cross-sectional reinforced concrete slab of the carriageway, with stiffeners at the outer edges of steel sheets located along the axis of the bridge, as well as with internal stiffeners located within the contour formed by the external stiffeners, oriented according to the directions of the maximum internal forces, moreover, adjacent steel sheets and their stiffeners at the outer edges located along the axis of the bridge are combined with each other .

Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 показан поперечный разрез сталежелезобетонного пролетного строения моста;figure 1 shows a cross section of a steel-reinforced concrete span of the bridge;

на фиг.2 - вид сверху на фрагмент сталежелезобетонного пролетного строения моста без слоев мостового полотна и железобетонной части накладной плиты;figure 2 is a top view of a fragment of steel-reinforced concrete span of the bridge without layers of the bridge fabric and the reinforced concrete part of the laid plate;

на фиг.3 - вид снизу на плиту проезжей части.figure 3 is a bottom view of the plate of the roadway.

Сталежелезобетонное пролетное строение моста включает объединенные поперечными связями 1 металлические главные балки 2, укрепленную на металлических главных балках 2 поперечно-члененную железобетонную плиту 3 проезжей части, имеющую в направлении поперек оси моста 4 зауженные консольные части 5, накладную плиту 6, объединенную с поперечно-члененной железобетонной плитой проезжей части, например, посредством гибких арматурных анкеров 7. Части накладной плиты 6, заполняющие пространство между зауженными консольными частями 5 поперечно-члененной железобетонной плиты 3 проезжей части сталежелезобетонного пролетного строения моста, выполнены из стального листа 8, закрепленного сверху, например, при помощи резьбовых соединений 9 на кромках консольных частей 5 плиты 3. Стальной лист 8 выполнен с наружными ребрами жесткости 10, расположенными вдоль вертикальных граней 11 кромок смежных консольных частей 5 блоков поперечно-члененной железобетонной плиты 3 и по наружной кромке листов 8, расположенных вдоль оси 4 моста.The steel-reinforced concrete span of the bridge includes metal main beams 2 connected by transverse connections 1, transversely articulated reinforced concrete slab 3 of the carriageway mounted on metal main beams 2, having narrowed cantilever parts 5 in the direction across the axis of the bridge 4, a laid-on plate 6, combined with transversely articulated reinforced concrete slab of the carriageway, for example, by means of flexible reinforcing anchors 7. Parts of the surface plate 6 filling the space between the narrowed cantilever parts 5 transverse reinforced concrete slab 3 of the carriageway of the steel-reinforced concrete span of the bridge, made of steel sheet 8, mounted on top, for example, using threaded joints 9 on the edges of the cantilever parts 5 of plate 3. Steel sheet 8 is made with external stiffeners 10 located along vertical edges 11 the edges of adjacent cantilever parts 5 of the blocks of the transversely divided reinforced concrete slab 3 and along the outer edge of the sheets 8 located along the axis 4 of the bridge.

В пределах консольных частей 5 поперечно-члененной железобетонной плиты 3 проезжей части стальные листы 8 снабжены внутренними ребрами жесткости 12, ориентированными согласно направлений действий максимальных внутренних усилий.Within the cantilever parts 5 of the cross-sectional reinforced concrete slab 3 of the carriageway, the steel sheets 8 are provided with internal stiffening ribs 12 oriented according to the directions of action of the maximum internal forces.

Поперечно-члененная железобетонная плита 3 оперта на главные балки 2 и прогон 13. Смежные стальные листы 8, расположенные вдоль оси моста 4, объединены друг с другом, например, посредством сварки металлическими накладками 14. Наружные ребра жесткости 10, расположенные вдоль оси моста 4 у наружных кромок стальных листов 8, также объединены друг с другом, например, посредством сварки. Накладная плита 6, уложенная на поперечно-члененную железобетонную плиту проезжей части и частично на стальной лист 8 в пределах проезжей части пролетного строения моста, включает в себя объем выравнивающего слоя 15. На накладную плиту 6 уложен слой гидроизоляции 16, затем защитный слой 17 и асфальтобетонное покрытие 18. Проезжая часть сталежелезобетонного пролетного строения ограничена барьерным ограждением 19, а пешеходная часть - перильным ограждением 20.Cross-sectioned reinforced concrete slab 3 is supported on the main beams 2 and run 13. Adjacent steel sheets 8 located along the axis of the bridge 4 are combined with each other, for example, by welding with metal plates 14. External stiffeners 10 located along the axis of the bridge 4 at the outer edges of the steel sheets 8 are also combined with each other, for example, by welding. The patch plate 6, laid on the cross-member reinforced concrete slab of the carriageway and partially on the steel sheet 8 within the carriageway of the bridge span, includes the volume of the leveling layer 15. A waterproofing layer 16 is laid on the patch plate 6, then a protective layer 17 and asphalt concrete Coating 18. The carriageway of the steel-concrete concrete span is limited by the barrier fence 19, and the pedestrian part by the rail fence 20.

Возводится сталежелезобетонное пролетное строение моста в следующей последовательности. На металлических главных балках 1 укрепляют блоки поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части 3 с образованием на их стыках консольных частей 5. На предварительно подготовленные поверхности консольных частей 5 укрепляют стальные листы 8 с ребрами жесткости 10 и 12 при помощи резьбовых соединений 9. Смежные листы 8 и наружные ребра жесткости 10 кромок стальных листов объединяют друг с другом, например, сваркой и металлическими накладками 14. Укладывают накладную плиту 6, слой гидроизоляции 16, защитный слой 17 и асфальтобетонное покрытие 18. Монтируют барьерное 19 и перильное 20 ограждения.The steel-reinforced concrete span of the bridge is being constructed in the following sequence. On the metal main beams 1, blocks of the cross-sectional reinforced concrete slab of the carriageway 3 are strengthened with the formation of cantilever parts 5. On the previously prepared surfaces of the cantilever parts 5, steel sheets 8 with stiffeners 10 and 12 are reinforced with threaded joints 9. Adjacent sheets 8 and the external ribs 10 of the edges of the steel sheets are combined with each other, for example, by welding and metal plates 14. Lay the patch plate 6, the waterproofing layer 16, the protective layer 17 and the asphalt concrete is coated Ie 18. Mount the barrier 19 and railing 20 fencing.

Работы по реконструкции сталежелезобетонного пролетного строения моста или по его капитальному ремонту проводятся в следующей последовательности. На одной половине ездового полотна сталежелезобетонного пролетного строения демонтируют конструкции тротуарных блоков с перилами и тротуарными балками (на чертеже не показаны), а также слои (сверху вниз): асфальтобетонное покрытие 18, защитный слой 17, слой гидроизоляции 16 и выравнивающий слой 15. На предварительно подготовленной поверхности поперечно-члененной железобетонной плиты 3 выбуривают отверстия под резьбовые соединения 9. На предварительно выровненные поверхности консольных частей 5 поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части 3 укладывают стальные листы 8, подкрепленные ребрами жесткости 10 и 12, снабженные предварительно отверстиями под резьбовые соединения 9, например шпильки. Листы 8 прикрепляют к железобетонной плите проезжей части 3 резьбовыми соединениями 9. Соседние листы 8 объединяют друг с другом, например, посредством сварки и металлических накладок 14. Наружные ребра жесткости 10 смежных стальных листов 8, прикрепленные к ним у их наружных кромок, расположенных вдоль оси моста 4, также объединяют друг с другом, например, посредством сварки. Сверху на поперечно-члененной железобетонной плите проезжей части 3 в предварительно пробуренные отверстия вклеивают гибкие стержневые анкеры 7, укладывают арматуру и монолитный бетон накладной плиты 6, вмещающей в себя также и объем демонтированного выравнивающего слоя бетона 15. При этом железобетонная часть накладной плиты 6 перекрывает стальной лист 8 от его продольных кромок до линии барьерного ограждения 19. На накладную плиту 6 укладывают слой гидроизоляции 16, защитный слой 17 и асфальтобетонное покрытие 18. Все технологические операции повторяют на второй половине сталежелезобетонного пролетного строения.The reconstruction of the steel-reinforced concrete span of the bridge or its overhaul is carried out in the following sequence. On one half of the steel-reinforced concrete span driveway, the structures of sidewalk blocks with railings and sidewalk beams (not shown) are dismantled, as well as layers (top to bottom): asphalt concrete pavement 18, protective layer 17, waterproofing layer 16 and leveling layer 15. On preliminary the prepared surface of the cross-member reinforced concrete slab 3 is drilled holes for threaded connections 9. On the pre-aligned surface of the cantilever parts 5 of the cross-member reinforced concrete slab of the traveling part 3, steel sheets 8 are laid, supported by stiffeners 10 and 12, previously provided with holes for threaded connections 9, for example, studs. The sheets 8 are attached to the reinforced concrete slab of the carriageway 3 by threaded connections 9. The adjacent sheets 8 are joined together, for example, by welding and metal plates 14. The outer ribs 10 of adjacent steel sheets 8 are attached to them at their outer edges located along the axis the bridge 4 is also combined with each other, for example, by welding. On top of the cross-sectioned reinforced concrete slab of the carriageway 3, pre-drilled holes are glued with flexible rod anchors 7, the reinforcement and monolithic concrete of the laid on plate 6 are placed, which also contains the volume of the dismantled concrete leveling layer 15. The reinforced concrete part of the laid on plate 6 overlaps the steel sheet 8 from its longitudinal edges to the line of the barrier fence 19. On the laid plate 6 lay a layer of waterproofing 16, a protective layer 17 and asphalt concrete coating 18. All technological operations and repeat in the second half of the steel-concrete span.

Применение данной конструкции сталежелезобетонного пролетного строения моста позволяет облегчить пролетное строение за счет разницы по массе железобетонной консольной части плиты проезжей части по прототипу и металлической в предлагаемой конструкции. Стальной лист 8, объединенный с поперечно-члененной железобетонной плитой проезжей части 3, включается в совместную работу с главными балками 2 при работе на вторую часть постоянных нагрузок и временную как в сжатой зоне, так и растянутой главных балок 2 по всей их длине. За счет большого эксцентриситета нагрузок, приложенных на консольные части 5 поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части 3, относительно продольной оси 4 сталежелезобетонного пролетного строения их влияние на величину действующих на главные балки 2 усилий существенно, за счет кручения относительно продольной оси 4 сталежелезобетонного пролетного строения, больше влияния нагрузок, передаваемых непосредственно на главные балки 2. Поэтому становится возможным увеличение габарита проезжей части сталежелезобетонного пролетного строения без усиления главных балок 2 и установка современных барьерных ограждений 19. Трапецеидальная (клиновидная) форма расположения наружных ребер жесткости 10 стального листа 8 максимально сближает их с вертикальными гранями 11 по контуру консольных частей 5 поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части 3 и формирует консольные балочные элементы, воспринимающие нагрузку от внутренних ребер жесткости 12, а также наиболее удаленного от оси моста 4 наружного ребра 10. Таким образом, повышается качество сталежелезобетонного пролетного строения моста.The use of this design of steel-reinforced concrete span of the bridge allows to facilitate the span due to the difference in weight of the reinforced concrete cantilever part of the slab of the carriageway according to the prototype and metal in the proposed design. Steel sheet 8, combined with a cross-sectional reinforced concrete slab of the carriageway 3, is included in the joint work with the main beams 2 when working for the second part of constant loads and temporary both in the compressed zone and in the stretched main beams 2 along their entire length. Due to the large eccentricity of the loads applied to the cantilever parts 5 of the transversely divided reinforced concrete slab of the carriageway 3, relative to the longitudinal axis 4 of the steel-reinforced concrete span, their influence on the magnitude of the forces acting on the main beams 2 is significant due to the torsion relative to the longitudinal axis 4 of the steel-reinforced concrete span, more influence of loads transmitted directly to the main beams 2. Therefore, it becomes possible to increase the size of the carriageway of steel-reinforced concrete span of the building without reinforcing the main beams 2 and the installation of modern barrier fencing 19. The trapezoidal (wedge-shaped) arrangement of the external stiffeners 10 of the steel sheet 8 brings them as close as possible to the vertical faces 11 along the contour of the cantilever parts 5 of the transverse-membered reinforced concrete slab of the carriageway 3 and forms cantilever beam elements that absorb the load from the internal stiffening ribs 12, as well as the outer rib 10 most remote from the axis of the bridge 4. Thus, the quality of steel-reinforced concrete is improved Flight of the bridge.

Claims

Сталежелезобетонное пролетное строение моста, включающее объединенные поперечными связями металлические главные балки, укрепленную на металлических главных балках поперечно-члененную железобетонную плиту, имеющую в направлении поперек оси моста зауженные консольные части, и накладную плиту, объединенную с железобетонной поперечно-члененной железобетонной плитой проезжей части и заполняющую пространство между ее консольными частями, отличающееся тем, что части накладной плиты, заполняющие пространство между консольными выступами поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части, выполнены из стального листа, закрепленного сверху на кромках консольных частей блоков поперечно-члененной железобетонной плиты проезжей части, при этом стальной лист выполнен с наружными ребрами жесткости, расположенными по контуру вертикальных граней кромок смежных консольных частей блоков поперечно-члененной железобетонной плиты, с ребрами жесткости у наружных кромок стальных листов, расположенных вдоль оси моста, а также с внутренними ребрами жесткости, расположенными в пределах контура, образованного наружными ребрами жесткости, ориентированными соответственно направлениям действия максимальных внутренних усилий, причем соседние стальные листы и их ребра жесткости у наружных кромок, расположенных вдоль оси моста, объединены друг с другом. Steel-reinforced concrete span of the bridge, including metal main beams joined by transverse ties, transversely articulated reinforced concrete slab mounted on metal main beams, having narrowed cantilever parts across the axis of the bridge, and a laid on slab combined with reinforced concrete transverse articulated concrete slab of the carriageway and filling the space between its cantilever parts, characterized in that the parts of the patch plate filling the space between the cantilevered protrusions the cross-member reinforced concrete slab of the carriageway, made of steel sheet fixed on top on the edges of the cantilever blocks of the block of the cross-member reinforced concrete slab of the carriageway, while the steel sheet is made with external stiffeners located along the contour of the vertical edges of the adjacent console parts of the blocks of the transverse articulated reinforced concrete slab with stiffeners at the outer edges of steel sheets located along the axis of the bridge, as well as with internal stiffeners located in thinning circuit formed by the outer ribs, respectively oriented directions of maximal action of internal forces, adjacent steel sheets and ribs at the outer edges disposed along the axis of the bridge, are combined with each other.