RU2638218C1

RU2638218C1 - Soil-backfilled bridge

Info

Publication number: RU2638218C1
Application number: RU2016135402A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Сергеевич Пермикин; Николай Александрович Мазуренко
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2017-12-12

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: bridge structure is made prefabricated of fibrous concrete elements equipped with embedded parts and a structure of plates and a geogrid, that allows to distribute vertical pressure from the rolling stock to the unpressurized arch zone. Supports are made prefabricated, mounted on a grillage combining the piles, and a parabolic-shaped arch made of fibrous concrete and consisting of separate blocks hingedly connected to one another along the outer arch surface rests on the supports. On the upper surface of each block, there are niches in its corners, in which there are metal embedded lugs, two pieces in a niche on one side of the block, and four - on the opposite side; each lug has an opening for the bolts, the axis of which coincides with the point of intersection of the lateral and the upper surface of the blocks. On the contacting surfaces of each block, projections are made on one side, and recesses on the other side, which are combined during the installation of the arch, the central part of which is the unpressurized zone, i.e. not experiencing lateral bearing reaction of the soil. Sandy cushions are placed on the boundaries of the unpressurized zone, on which transitional reinforced concrete slabs rest, a layer of sand is poured onto the slabs; after its compaction, a polymeric geogrid with a slope from the vertical axis of the arch to the side of the bridge supports is placed within the soil backfilling cage. Road pavement layers are laid over the sand. The bridge facade along the entire height is laid out with gabions interconnected by reinforcement, the last row of which serves as a guard rail, the gabions being installed during the arrangement of the soil cage of the bridge backfilling.

EFFECT: simplifying the installation of bridge structures, reducing eccentric loads on the arch, increasing the strength of load-bearing elements by using fibrous concrete.

7 dwg

Description

Изобретение относится к мостам, возведенным из отдельных стандартных секций или элементов.The invention relates to bridges constructed from separate standard sections or elements.

Известна бетонная арка (Пат. US 7204058 B2, E01D 21/00 (20060101); E04B 1/32 (20060101); E04C 3/44 (20060101), Adrian Ernest Long Concrete arch and method of manufacture. - Опубл. 17.04.2007), состоящая из блоков, соединенных между собой в линейный массив с помощью полимерной сетчатой ленты и слоя бетона над ней, в уровне верхних кромок блоков, причем линейный массив блоков изготовлен на предприятии, транспортируется на место монтажа, где при подъеме массив за счет собственного веса приобретает форму арки, которая устанавливается на фундаментные блоки. Затем с помощью арматуры блоки через монтажные петли объединяется в единое целое.Famous concrete arch (US Pat. US 7204058 B2, E01D 21/00 (20060101); E04B 1/32 (20060101); E04C 3/44 (20060101), Adrian Ernest Long Concrete arch and method of manufacture. - Publish. 04.17.2007 ), consisting of blocks connected to each other in a linear array using a polymer mesh tape and a layer of concrete above it, at the level of the upper edges of the blocks, and the linear array of blocks made at the enterprise is transported to the installation site, where when lifting the array due to its own weight It takes the form of an arch, which is installed on the foundation blocks. Then, with the help of reinforcement, the blocks through assembly loops are combined into a single whole.

Недостатком данной конструкции является сложность доставки крупногабаритных элементов на стройплощадку, так как вся арка изготавливается и объединяется на заводе, а для транспортировки на стройплощадку требуется специальный транспорт. Также недостатком является неравномерное распределение вертикальной нагрузки на несущие элементы при внецентренном загружении, что снижает несущую способность конструкции.The disadvantage of this design is the difficulty in delivering large-sized elements to the construction site, since the whole arch is manufactured and combined at the factory, and special transport is required for transportation to the construction site. Another disadvantage is the uneven distribution of the vertical load on the supporting elements during eccentric loading, which reduces the structural bearing capacity.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является арочный засыпной мост (Пат. РФ 2107770, МПК6 E01D 4/00. Б.А. Дробышевский; А.В. Кручинкин. Арочный засыпной мост.- Опубл. 27.03.1998), который включает опоры, опертую на них арку, состоящую из блоков полуарок, объединенных между собой, и грунтовую засыпку. Блоки имеют переменное по длине полуарки сечение, увеличивающееся от концов блока к его середине с соотношением площадей сечений в интервале (1-1,5):(1-3). Переменное сечение обеспечивается в процессе бетонирования рейкой - вибратором, регулируемой по высоте. Сопрягающиеся боковыми поверхностями блоки полуарок объединяются дискретными сварными или болтовыми стыками, состоящими из закладных металлических элементов, соединительного элемента и сварного шва.The closest in technical essence to the proposed device is an arch filling bridge (Pat. RF 2107770, MPK6 E01D 4/00. B. A. Drobyshevsky; A. V. Kruchinkin. Arch filling bridge. - Publish. 03/27/1998), which includes supports, an arch supported on them, consisting of blocks of semi-arches united among themselves, and a soil backfill. Blocks have a section that is variable along the length of the half-arch, increasing from the ends of the block to its middle with the ratio of the cross-sectional areas in the range (1-1.5) :( 1-3). A variable cross-section is provided during concreting by a rail - a vibrator, adjustable in height. The semi-arch blocks mating with the lateral surfaces are joined by discrete welded or bolted joints, consisting of embedded metal elements, a connecting element and a weld.

Недостатком данного засыпного моста являются относительно высокое время строительства, сложность доставки крупногабаритных железобетонных элементов на стройплощадку, сложность изготовления полуарок, неравномерное распределение нагрузки на несущие элементы.The disadvantage of this filling bridge is the relatively high construction time, the difficulty of delivering large-sized reinforced concrete elements to the construction site, the difficulty of manufacturing semi-arches, the uneven distribution of the load on the bearing elements.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение монтажа конструкций моста, уменьшение внецентренных нагрузок на арку, повышение прочности несущих элементов за счет использования фибробетона, уменьшение стоимости доставки конструкций на стройплощадку за счет их малых габаритов.The aim of the invention is to simplify the installation of bridge structures, reduce eccentric loads on the arch, increase the strength of load-bearing elements through the use of fiber concrete, reduce the cost of delivering structures to the construction site due to their small dimensions.

Указанная цель достигается тем, что конструкция моста выполнена сборной из фибробетонных элементов, снабженных закладными деталями, и конструкцией из плит и георешетки, которая позволяет распределять вертикальное давление от подвижного состава на безотпорную зону арки.This goal is achieved by the fact that the bridge structure is made of prefabricated fiber-reinforced elements, equipped with embedded parts, and a structure of plates and geogrid, which allows you to distribute the vertical pressure from the rolling stock to the pressure-free zone of the arch.

Сущность изобретения заключается в том, что опоры выполнены сборными, установленными на ростверк, объединяющий сваи, а на опоры опирается арка параболической формы, выполненная из фибробетона и состоящая из отдельных блоков, шарнирно соединенных друг с другом по внешней поверхности арки, на верхней поверхности каждого блока по его углам выполнены ниши, в которых размещены металлические закладные проушины, с одной стороны блока по две штуки в нише, а с противоположной - по четыре, каждая проушина имеет отверстие для болтов, ось которых совпадает с точкой пересечения боковой и верхней поверхности блоков, на соприкасающихся поверхностях каждого блока выполнены с одной стороны выступы, а с другой стороны - углубления, которые совмещаются при монтаже арки, центральная часть которой является безотпорной зоной, то есть не испытывающей бокового отпора грунта, на границах безотпорной зоны размещены песчаные подушки, на которые опираются переходные железобетонные плиты, на плиты засыпается слой песка, после его уплотнения в пределах грунтовой обоймы засыпки укладывается полимерная георешетка с уклоном от вертикальной оси арки в сторону опор моста, а поверх песка укладываются слои дорожной одежды, при этом фасад моста по всей высоте выложен габионами, соединенными между собой арматурой, последний ряд которых выполняет функции перильных ограждений, причем габионы установлены в процессе устройства грунтовой обоймы засыпки моста.The essence of the invention lies in the fact that the supports are prefabricated, mounted on a grill that unites piles, and the supports are supported by a parabolic-shaped arch made of fiber concrete and consisting of separate blocks pivotally connected to each other on the outer surface of the arch, on the upper surface of each block niches are made in its corners, in which metal embedded eyes are placed, on the one side of the block there are two pieces in a niche, and on the opposite side - four, each eye has a hole for bolts whose axis coincide protrudes with the point of intersection of the lateral and upper surfaces of the blocks, protrusions are made on the contacting surfaces of each block, and recesses are made on the other side, which are aligned when mounting the arch, the central part of which is a pressure-free zone, that is, not experiencing lateral soil repulsion, on sand cushions are placed on the borders of the pressure-free zone, on which transitional reinforced concrete slabs are supported, a layer of sand is poured onto the slabs, after it is compacted, polymer is laid within the soil cage of the backfill geogrid with a slope from the vertical axis of the arch toward the bridge supports, and layers of pavement are laid on top of the sand, while the facade of the bridge is lined with gabions, connected by reinforcing bars, the last row of which serves as railing, and gabions are installed in the process of installation soil clips filling the bridge.

На фиг. 1 представлен общий вид моста, включающий опору 1, габионы 2, дорожную одежду 3 и откосы насыпи 4.In FIG. 1 shows a General view of the bridge, including the support 1, gabions 2, pavement 3 and the slopes of the embankment 4.

На фиг. 2 представлен разрез моста вдоль его оси, включающий опору 1, дорожную одежду 3, фибробетонную арку 5, границу безотпорной зоны 6, песчаную подушку 7, на которую опираются переходные железобетонные плиты 8, поверх которых укладывается полимерная георешетка 9 в пределах грунтовой обоймы засыпки 10.In FIG. 2 shows a section of the bridge along its axis, including support 1, pavement 3, fiber-reinforced concrete arch 5, the border of the pressure-free zone 6, a sand cushion 7, on which transitional reinforced concrete slabs 8 rest, on top of which a polymer geogrid 9 is laid within the soil clip of the backfill 10.

На фиг. 3 представлена схема блока 11 арки 5 в разрезе, у которого на соприкасающихся наклонных поверхностях выполнены углубления 12 и выступы 13, которые совмещаются при монтаже арки, также с двух противоположных сторон на каждом блоке 11 имеются ниши 15, в которых с одной стороны расположены две, а с другой - четыре закладные монтажные проушины 14, в каждой из которых имеется отверстие 16, ось которого совпадает с точкой пересечения боковых 12, 13 и верхней поверхностью 17 блока 11, на которой имеются монтажные петли 18.In FIG. 3 shows a diagram of a block 11 of an arch 5 in a section in which recesses 12 and protrusions 13 are made on the contacting inclined surfaces, which are aligned during the installation of the arch; also, on two opposite sides, on each block 11 there are niches 15 in which two are located on one side, and on the other, four embedded mounting eyes 14, each of which has an opening 16, the axis of which coincides with the intersection point of the side 12, 13 and the upper surface 17 of the block 11, on which there are mounting loops 18.

На фиг. 4 представлен вид А-А на блок 11, на котором изображены вертикальные поверхности с углублением 19 и с выступом 20, которые совмещаются при монтаже арки путем продольной надвижки после установки на опоры, также изображены монтажные проушины 14, ниши 15, верхняя поверхность 17 блока 11 и монтажные петли 18.In FIG. 4 is a view AA on block 11, which depicts vertical surfaces with a recess 19 and with a protrusion 20, which are aligned when mounting the arch by longitudinal slide after installation on the supports, also mounting eyes 14, niches 15, upper surface 17 of block 11 are shown and mounting loops 18.

На фиг. 5 представлен стык соседних блоков в рабочем состоянии, на котором изображены соприкасающиеся поверхности с выступом 13 и углублением 12, которые образуют поперечный стык 22, а также монтажные проушины 14 с отверстием 16, в который устанавливается болт 21, ось которого совпадает с осью отверстия и совпадает с точкой пересечения боковых 12, 13 и верхней поверхностью 17 блока.In FIG. 5 shows the joint of adjacent blocks in working condition, which shows contacting surfaces with a protrusion 13 and a recess 12, which form a transverse joint 22, as well as mounting eyes 14 with a hole 16, into which a bolt 21 is installed, the axis of which coincides with the axis of the hole and coincides with the intersection point of the side 12, 13 and the upper surface 17 of the block.

На фиг. 6 представлен вид Б-Б, на котором изображен вид сверху на смонтированные блоки 11 арки 5, объединенные в единую секцию с помощью монтажных проушин 14, болтов 21 и гаек 24, образуя продольный стык 25. Выступы 20 и углубления 19, с помощью которых секции арок объединяются в единую конструкцию путем продольной надвижки одной секции к другой, после чего они объединяются в арку 5 с помощью арматуры 23 через монтажные проушины 18.In FIG. 6 is a view B-B, which shows a top view of the mounted blocks 11 of the arch 5, combined into a single section with mounting eyes 14, bolts 21 and nuts 24, forming a longitudinal joint 25. The protrusions 20 and the recesses 19, with which sections the arches are combined into a single structure by longitudinally sliding one section to another, after which they are combined into an arch 5 using fittings 23 through the mounting eyes 18.

На фиг. 7 представлена схема универсальной опалубки для изготовления блоков 11 арки 7 (кроме крайних блоков), и шарнирный элемент 28, ось которого совпадает с линией пересечения нижней поверхности 26 опалубки и наклонной стенкой опалубки 27.In FIG. 7 is a diagram of a universal formwork for the manufacture of blocks 11 of the arch 7 (except for the outermost blocks), and a hinge element 28, the axis of which coincides with the line of intersection of the lower surface 26 of the formwork and the inclined wall of the formwork 27.

Предлагаемый грунтозасыпной мост монтируется и работает следующим образом.The proposed filling bridge is mounted and operates as follows.

На опоры 1 устанавливается сборная фибробетонная арка 5, которая состоит из отдельных секций и состоящая из блоков 11. Все блоки 11 с помощью монтажных проушин 14, болтов 21, гаек 24, выступов 13 и углублений 12 собираются в секцию, которая поднимается за средний блок и принимает форму арки за счет собственного веса. Таким же образом монтируется следующая секция, которая путем продольной надвижки совмещает углубления 19 и выступы 20 соседних секций, тем самым объединяя все секции арки в единую конструкцию. Также соседние секции объединяются между собой с помощью арматуры 23 и монтажных петель 18, что добавляет жесткости всей конструкции.On the supports 1, a prefabricated fiber-reinforced concrete arch 5 is installed, which consists of separate sections and consisting of blocks 11. All blocks 11 with the help of mounting eyes 14, bolts 21, nuts 24, protrusions 13 and recesses 12 are assembled in a section that rises for the middle block and takes the form of an arch due to its own weight. In the same way, the next section is mounted, which, by longitudinal sliding, combines the recesses 19 and the protrusions 20 of the adjacent sections, thereby combining all sections of the arch into a single structure. Also, adjacent sections are interconnected using reinforcement 23 and mounting loops 18, which adds rigidity to the entire structure.

Смонтированная арка 5 засыпается грунтом 10. В процессе засыпки на арку 5 на границах безотпорной зоны 6 на песчаную подушку 7 укладываются переходные железобетонные плиты 8, поверх которых через слой грунта укладывается полимерная георешетка 9, засыпается песком, а поверх песка укладываются слои дорожной одежды 3. В процессе засыпки фасад моста по всей высоте укрепляется сборными блоками - габионами 2, последний ряд которых выполняет функцию перильных ограждений.Mounted arch 5 is filled with soil 10. In the process of filling on arch 5 at the borders of pressure-free zone 6, transitional reinforced concrete slabs 8 are laid on a sand cushion 7, on top of which a polymer geogrid 9 is laid through a layer of soil, filled with sand, and layers of pavement 3 are laid on top of sand. In the process of backfill, the facade of the bridge over the entire height is strengthened by prefabricated blocks - gabions 2, the last row of which serves as railing.

Таким образом, применение сборных элементов - блоков, которые объединяются в секцию на стройплощадке, существенно снижаются затраты на транспортировку, а за счет быстрого монтажа секции арки в один прием сокращается время на строительство всего моста. Выступы и углубления на блоках способствую.т их более плотному соединению, что повышает жесткость всей арки. Применяя в качестве материала блоков фибробетон, улучшаются механические, прочностные характеристики, повышается эксплуатационная надежность арки. Применяя переходные железобетонные плиты и георешетку, создается безотпортная зона и арка нагружается более центрально, что повышает надежность всего сооружения. Кроме того, используя определенную опалубку (фиг. 7) возможно изготавливать блоки различной формы и собирать арки как переменного, так и постоянного радиуса.Thus, the use of prefabricated elements - blocks that are combined into a section on a construction site, significantly reduces transportation costs, and due to the quick installation of an arch section in one step, the time to build the entire bridge is reduced. The protrusions and recesses on the blocks contribute to their more tight connection, which increases the rigidity of the entire arch. Using fiber-reinforced concrete as the material of blocks, the mechanical and strength characteristics are improved, and the operational reliability of the arch is increased. Using transitional reinforced concrete slabs and geogrid, a non-relief zone is created and the arch is loaded more centrally, which increases the reliability of the entire structure. In addition, using a specific formwork (Fig. 7), it is possible to produce blocks of various shapes and assemble arches of both variable and constant radius.

Claims

Грунтозасыпной мост, включающий опоры, опертую на них арку, грунтовую обойму засыпки и дорожную одежду, отличающийся тем, что опоры выполнены сборными, установленными на ростверк, объединяющий сваи, а на опоры опирается арка параболической формы, выполненная из фибробетона и состоящая из отдельных блоков, шарнирно соединенных друг с другом по внешней поверхности арки, на верхней поверхности каждого блока по его углам выполнены ниши, в которых размещены металлические закладные проушины, с одной стороны блока по две штуки в нише, а с противоположной - по четыре, каждая проушина имеет отверстие для болтов, ось которых совпадает с точкой пересечения боковой и верхней поверхности блоков, на соприкасающихся поверхностях каждого блока выполнены с одной стороны выступы, а с другой стороны - углубления, которые совмещены при монтаже арки, центральная часть которой является безотпорной зоной, не испытывающей бокового отпора грунта, на границах безотпорной зоны размещены песчаные подушки, на которые опираются переходные железобетонные плиты, на плиты насыпан слой песка, после его уплотнения в пределах грунтовой обоймы засыпки уложена полимерная георешетка с уклоном от вертикальной оси арки в сторону опор моста, а поверх песка уложены слои дорожной одежды, при этом фасад моста по всей высоте выложен габионами, соединенными между собой, последний ряд которых выполняет функцию перильных ограждений, причем габионы установлены в процессе устройства грунтовой обоймы засыпки моста.An embankment bridge, including supports, an arch supported on them, a ground cage of backfill and road pavement, characterized in that the supports are prefabricated mounted on a grillage that unites piles, and a parabolic arch made of fiber-reinforced concrete and consisting of separate blocks rests on the supports, Niches are pivotally connected to each other on the outer surface of the arch, on the upper surface of each block at its corners, in which metal embedded eyes are placed, on the one side of the block two pieces in a niche, and with positive - four, each eyelet has an opening for bolts, the axis of which coincides with the point of intersection of the side and top surfaces of the blocks, protrusions are made on the contacting surfaces of each block, and on the other hand there are recesses that are aligned when mounting the arch, the central part which is a pressure-free zone that does not experience lateral resistance of the soil, sand cushions are placed on the borders of the pressure-free zone, on which transitional reinforced concrete slabs are supported, a layer of sand is poured on the plates, after it is packaged a polymeric geogrid with a slope from the vertical axis of the arch towards the bridge supports is laid in the soil of the filling bed, and layers of pavement are laid on top of the sand, while the facade of the bridge is lined with gabions connected to each other along the entire height, the last row of which serves as a railing, moreover, gabions are installed in the process of arranging a soil clip for filling the bridge.