Цемент при строительстве мостов

Постройка монолитных мостов

При постройке монолитных железобетонных мостов все работы выполняют на месте. При постройке сборных мостов большую часть элементов конструкции выполняют в заводских условиях. На месте строительства в основном производят монтажные работы и небольшой объем бетонных работ.

При постройке монолитных железобетонных мостов бетон укладывают в пластичном состоянии в формы — опалубку, поддерживаемую специальными подмостями.

Подмости и опалубку в большинстве случаев делают деревянными; для крупных мостов используют также металлические подмости, которые желательно делать из инвентарных конструкций.

Подмости должны быть прочными и жесткими. Деформации подмостей под действием веса бетона должны быть, возможно, меньшими, чтобы в твердеющем бетоне не возникли трещины.

Конструкция подмостей должна быть простой, чтобы на постройку и разборку их затрачивать меньше сил и средств и работы выполнять в короткие сроки. При этом всегда надо стремиться к тому, чтобы осуществить так называемую оборачиваемость подмостей и опалубки, т. е. многократное их использование. Для этого подмости следует выполнять из отдельных готовых рамных или пространственных блоков, а опалубку—из щитов или целых коробов.

Подмости балочных мостов устраивают простой балочной или подкосной системы. Опоры подмостей на реках делают свайными, на сухих участках могут быть применены более простые — лежневые опоры.

Стойки подмостей связывают между собой горизонтальными и диагональными схватками в продольном и поперечном направлениях, чтобы обеспечить пространственную жесткость конструкции.

Схема деревянных подмостей простейшей балочной системы приведена на рис. 17, а. По насадкам опор подмостей уложены прогоны, поддерживающие ряд поперечин. На поперечины опирается каркас, поддерживающий опалубку.

Подмости простой балочной системы загромождают подмостовое пространство и поэтому не всегда могут быть применены на многоводных и судоходных реках. Увеличение пролетов между опорами подмостей может быть достигнуто за счет применения подкосных систем, металлических балок (рис. 17,б) или даже решетчатых ферм (деревянных или металлических).

Подмости, предназначенные для бетонирования мостов небольшого пролета, могут не иметь приспособлений для раскружаливания. При возведении же мостов с пролетами более 10…12 м их устройство обязательно.

В мостах небольшого пролета в качестве приспособлений для раскружаливания используют клинья или кобылки, в мостах большого пролета — песочницы или даже домкраты.

Продольный разрез Поперечный разрез

Рис.17. Схемы подмостей для постройки железобетонных балочных мостов

Рис. 18. Опалубка из готовых коробов.

Подмостям придают строительный подъем, учитывающий просадки подмостей в мостах небольших пролетов, а в мостах больших пролетов — также и прогиб железобетонных балок от постоянной нагрузки. Величину стрелы строительного подъёма принимают не менее 1/1000 пролета.

Опалубку желательно делать из целых коробов, устанавливаемых в готовом виде на место (рис.18). Как внутренние, так и внешние коробы имеют жесткий каркас. Опалубку делают из плотно пригнанных досок; поверхности досок, обращенные к бетону, строгают.

Кружала и подмости железобетонных арочных мостов по системам и конструкции аналогичны кружалам и подмостям каменных мостов.

При небольшой высоте опор могут быть устроены сплошные подмости с кружалами стоечной или подкосной (рис.19, а ) системы. Для уменьшения стеснения русла реки применяют отдельные опоры с кружалами радиальной (рис. 19, б) или другой конструкции.

Если по реке в период строительства необходимо пропускать суда или лесосплав, в подмостях устраивают судоходный пролет.

Рис. 19. Схемы кружал и подмостей Рис.20. Опалубка для бетонирования арочных мостов арок

Читайте так же:

Цемент пц 400 д20 расход

В мостах, проложенных через глубокие горные лощины, бурные реки, и в мостах на высоких опорах, кружала целесообразно устраивать в виде трехшарнирных арок. Арки можно опирать на заделанные в кладку опор металлические кронштейны (рис. 19, в).

Для устройства подмостей и кружал желательно использовать инвентарные металлические кружала.

Схема конструкции опалубки для бетонирования арок приведена на рис.20.

Арматуру для элементов железобетонных мостов заготовляют в соответствии с рабочими чертежами конструкции и устанавливают в опалубку отдельными стержнями или готовыми каркасами.

После установки всей арматуры моста или отдельных его элементов тщательно проверяют соответствие ее проекту и составляют акт приемки арматуры. После этого приступают к укладке бетона.

Бетон, применяемый для мостовых сооружений, должен соответствовать требуемой проектом марке и иметь консистенцию, отвечающую особенностям бетонируемых элементов. Приготовленный бетон доставляют к месту укладки так, чтобы его масса не распалась на составные части и чтобы к моменту укладки он не начал схватываться. Подачу бетона следует организовать так, чтобы он непрерывно поступал к месту укладки и не задерживал бетонирования.

К месту укладки в мостовых конструкциях бетон подают с помощью кранов. Удобным специальным краном для обслуживания мостостроительных работ является к а б е л ь – к р а н (рис. 21).

Рис. 21. Схема кабель-крана.

Кабель-кран состоит из двух опорных башен, перекинутого через них несущего троса, перемещающейся по этому тросу тележки, тягового и грузового тросов и лебедки. Лебедка имеет два барабана:

Один — для передвижения тележки, другой — для подъема и опускания подвешенного к тележке ковша. Кабель-краны, таким образом, позволяют перемещать бетон не только в горизонтальном, но и в вертикальном направлении.

Кабель-кран представляет собой одно из наиболее совершенных средств для транспортировки бетона. Пролеты, перекрываемые кабель-кранами, могут достигать 400…500 м и более при грузоподъемности до 5…10 т.

При строительстве мостов для подачи бетона применяют также:

кран-укосины и шахтные подъемники — для вертикального транспорта бетона, портальные и передвижные строительные краны разных видов — для горизонтальной и вертикальной транспортировки бетона.

В отдельных случаях при строительстве мостов бетон подавали с помощью бетонных насосов под давлением по стальным трубам как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении.

Чтобы достигнуть плотности уложенной бетонной массы, предотвратить возможность образования в бетоне раковин и каверн и получить бетон не ниже проектной марки, бетонировать сооружение нужно очень тщательно.

Уплотнение бетона достигается применением вибраторов: наружных, поверхностных или внутренних (вибробулавы, вибролопаты, виброиглы, виброшланги).

При бетонировании надо избегать перерывов в работе, так как в местах, где уже схватившийся бетон соприкасается со свежим бетоном (так называемый холодный шов), легко могут образоваться трещины. Так как перерывы при укладке бетона неизбежны по производственным причинам и, кроме того, бетонирование таких крупных конструкций, как мосты, невозможно за один раз, то бетонирование приходится производить в определенной последовательности, разделяя сооружение на отдельные блоки (секции).

При выборе порядка бетонирования обязательно учитывают возможные просадки подмостей и стараются укладывать бетон так, чтобы эти просадки не вызвали появления трещин в еще неокрепшем бетоне.

Порядок бетонирования должен также обеспечивать наименьшие усадочные напряжения в бетоне.

Если сооружение приходится строить в зимнее время, принимают специальные меры для предохранения укладываемого бетона от вредного влияния морозов.

Читайте так же:

Цемент силидонт для пломб

Чтобы уложенный бетон мог нормально твердеть, необходимо содержать его во влажном состоянии в течение 10…12 дней. Кроме того, первые 3…4 дня свежеуложенный бетон нельзя подвергать никаким нагрузкам и сотрясениям.

Для проверки прочности бетона к моменту раскружавливания испытывают контрольные кубики, изготовленные из того бетона, который укладывали в сооружение, и хранившиеся в тех же условиях.

Распалубку и раскружавливание конструкции производят осторожно, постепенно, без толчков и сотрясений, чтобы не повредить бетон.

Приемы раскружаливания, применяемые для железобетонных мостов, такие же, как и для каменных мостов.

Особенностью возведения монолитных конструкций мостов является то, что отдельные строительные процессы приходится производить последовательно, для их выполнения требуется большое количество квалифицированных рабочих.

Чтобы ускорить темпы строительства и улучшить качество работ, процессы возведения монолитных железобетонных мостов должны быть механизированы и организованы поточно-скоростным методом. Механизация может быть широко применена как при изготовлении и сборке опалубки и подмостей, так и при изготовлении и монтаже арматуры, а также при бетонировании.

Источник

Цемент при строительстве мостов

По конструкционным особенностям сооружения делят на следующие типы:

Монолитные, возводимые путем непрерывной заливки бетона высоких марок в заблаговременно подготовленную опалубку (подмостей) с армирующим каркасом на месте проведения строительных работ. Технология изготовления предполагает проведение навесного бетонирования, осуществляемого секционного.

Сборные, предполагающие использование готовых блочных изделий, отлитых и укрепленных арматурой в заводских условиях. После сооружения конструкции производится омоноличивание стыковочных мест и опор моста.

Комбинированные или сборно-монолитные, сочетающие в себе особенности первых двух технологий. Основные конструктивные элементы собирают из готовых блоков, а пролеты заливают бетоном на месте. По этой технологии выполняются пролетные строения с монолитными плитами и сборными ребрами. Также применяется «скорлупный» способ, когда собирается тонкостенная оболочка из железобетона, а после установки заливается бетоном.

Классические разновидности мостовых конструкций:

мосты
путепроводы;
виадуки;
эстакады.

По характеру воздействий, испытываемых опорами, мосты могут быть:

балочными, когда от пролетных строений на опоры передаются вертикальные воздействия,
арочными, когда опоры получают от пролетных строений наклонные воздействия, направленные в наружные от рассматриваемого пролета стороны,
подвесными, когда воздействия, испытываемые опорами, оказываются также наклонными, но направленными внутрь рассматриваемого пролета.

В многопролетных мостах пролетные строения :

разрезными, т. е. отдельными, самостоятельно работающими в каждом пролете;
неразрезными, т. е. представляющими собой одно неразрывное целое на протяжении ряда пролетов;
консольными, непрерывно перекрывающими один или ряд пролетов и снабженными свешивающимися в соседние пролеты частями — консолями, концы которых служат опорами для соседнего балочного пролетного строения.

Материалы для изготовления

При возведении изделий из преднапряженного железобетона рекомендуется использовать тяжелые классы бетонной смеси не ниже М 300 и соответствующие прочностные категории. Широкое применение нашли такие сорта, как М200, М250, М300, М400, М500, М600, а также соответствующие им классы по морозостойкости. Использовать можно как готовые сухие смеси, так и местного изготовления.

При замесе бетона используются цементы высоких марок, такие как портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый класс. Если нужен облегченный тип обработки бетона, рекомендуется использовать пластифицированную марку портландцемента.

Для сооружения пролетов разной величины, опорных частей мостов применяются доменные отходы после грануляции металлургического шлака. Особенностью этого материала является возможность получения бетона класса М140—200 при активации его прочностных характеристик. Инициируется этот процесс благодаря применению в составе активаторов, таких как цемент с известью, которые после размола во влажном состоянии дают желаемый эффект.

Читайте так же:

Цемент с добавками или без что лучше

Модернизация технологий строительства переправ из железобетона позволила применять более легкие марки бетонов, масса по объему которых составляет 1,2—1,6 г/л3. Требуемые показатели объемного веса достигнуты за счет примешивания легких натуральных порообразователей, таких как лавы и туфы вулканического и известкового происхождения, а также искусственных заполнителей, например, керамзита.

Легкие бетоны перспективны для строительства сборных мостов. Более низкая масса готовых блоков позволяет экономить время и затраты на их кладку за счет применения меньшего количества строительной техники. Легкие бетоны М100, М150 и выше наиболее приемлемы для использования при сооружении железобетонных несущих элементов.

Для сооружения сварных армирующих сеток или арматурного каркаса применяются металлические гибкие пруты с круглым сечением или пруты периодического профиля. Отдельные элементы укрепляются жесткими стержнями фасонного проката. Использование преднапряженных арматурных прутьев из высокопрочного металла позволяет возводить максимально железобетонные мосты, отличающиеся легкостью и экономичностью.

Этапы конструирования мостов:

Опорные сваи

Наиболее затратный этап работ — забивание свай.

Мосты составляются из пролетных секций и опор. Первые принимают нагрузки и передают их опорным структурам, а те переносят усилия на основу моста. Возведение опоры — первый и самый дорогой этап, диаметр одной единицы не менее 3-х метров. На него приходится до 50% затрат. В качестве опоры чаще служит свая. Ее забивают с помощью электровибропогружателей, иногда с использованием дизельного молота. После установки опоры для нее делается специальная оболочка, а затем возводят верхние конструкции. Промежуточные опоры носят название «быки», береговые — «устои».

Пролетные элементы

В мостостроении используются мостовые балки в виде разрезных систем для составления пролетов, неразрезные, консольные, рамные, вантовые, арочные и комбинированные составляющие. Они определяют тип моста по конструкции и его статическую схему. Сборные элементы изготавливают поточно в цехах заводов и на полигонах. На опоры устанавливают структурные единицы из предварительно напряженного или простого железобетона. Обычно пролетные системы прямолинейные, но иногда форму усложняют в кольцевую или спиральную.

Схемы железобетонных предварительно напряженных пролетных строений

К числу наиболее характерных основных систем железобетонных предварительно напряженных пролетных строений, осуществленных в больших автодорожных и городских мостах, относятся следующие:

Балочно-разрезные системы. Они явились развитием основного типа конструкций, применяемых в малых и средних мостах. Предельный по величине размер балочного пролета, достигнутый на постсоветском пространстве, составил 70,1 метр на эстакадной части моста через р. Волгу у Саратова.

Балочно-консольные с центральным шарниром. Максимальный размер перекрываемого пролета 148 метров (мост через р. Москву у автозавода).

Балочно-консольные с подвесными пролетами. Применение этой системы позволило в странах постсоветского пространства перекрыть пролет 131,6 м. Балочно-неразрезные с наибольшими пролетами до 166 метров (в русловой части моста через р. Волгу в Саратове).

Рамно-консольные с центральным шарниром в середине пролета. Предельный по величине размер пролета, достигнутый в постсоветском пространстве, составил 124 м. на мосту через р. Волхов у Киришей.

Консольно-неразрезные. Такая система с максимальным пролетом 79 м применена на мосту Олерон-Континент во Франции общей длиной более 2800 м.

Рамно-консольные с подвесными пролетами. Максимальный размер перекрываемого пролета составил 148 метра (мосты через р. Волгу в Ярославле и Костроме)

Арочно-распорные. Наибольший пролет перекрытий в СССР 228 м (мост через р. Днепр в Запорожье). Арочно-консольные с максимальной длиной пролетов 117 и 123 м. Мосты через р. Москву у Химок и через р. Днепр в Киеве

Читайте так же:

Цемент стеклоиономерный стоматологический ктру

Вантовые. Вантовое железобетонное пролетное строение пролетом 144 м было осуществлено в СССР при строительстве мостового перехода через гавань р. Днепр в Киеве.

Особенностью, отличающей этот мост от традиционных конструктивных форм железобетонных предварительно напряженных мостов является то, что для создания сжимающих напряжений в бетоне главных балок использованы внутренние силы самой системы — распор вант. Эти обжимающие усилия создаются собственным весом пролетного строения и временной нагрузкой, находящейся на нем.

В сравнении с металлическими аналогами железобетонный мост имеет массу преимуществ: производство, эксплуатация и обслуживание обходятся дешевле, не требуется окрашивание и специальная антикоррозионная обработка. Главное, на их сооружение требуется значительно меньше стали.

В статье используются материалы из следующих источников:

Источник

Мосты из бетона

Новый метод возведения мостов: полудуги моста через р. Арген в местности Альгей на юге Германии сначала нарастили бетонированием в вертикальном положении, затем их на прочных тросах опустили и состыковали

Как бы велико ни было восхищение гигантскими стальными фермами арочных мостов и их создателями, сегодня эти конструкции уже устарели и выглядят памятниками прошлого. При строительстве современных мостов и эстакад предпочтение отдается такому строительному материалу, как бетон, хотя эпоха стали в мостостроении отнюдь не миновала.

Современные мосты создаются из комбинации материалов, соединяющей лучшие качества камня и стали, — из железобетона. Ведь сколь идеальной ни кажется современная вязкая сталь, у нее все же есть два существенных недостатка: она по-прежнему дорога и требует каждые несколько лет нового антикоррозийного покрытия, что тоже обходится недешево.

«Искусственный камень» придумал в 1824 г. английский предприниматель и строитель Джозеф Эспдин. Новое вяжущее средство он назвал «портландским цементом». Цемент смешивали с водой и щебенкой и заливали в деревянную опалубку, где он затвердевал. Этот бетон очень прочен при сжатии. Он послужил, к примеру, материалом для 50-метрового арочного моста через Дунай возле Мундеркингена и железнодорожного моста через Иллер возле Кемптена в земле Баден-Вюртемберг.

Но лишь изобретательному садовнику, французу Жозефу Монье, в 1867 г. пришла идея сделать бетонные конструкции прочнее, закладывая в них железные стержни.

Камень и металл как бы поделили между собой работу: силы сжатия взял на себя бетон, а растягивающие усилия — железо или сталь.

Монье делал вначале лишь вазоны для цветов, которые благодаря его методу получались легче и прочнее. С тех пор закладываемая в раствор цемента и песка железная арматура получила название «железо Монье» (хотя сегодня арматуру изготовляют из стали). Но с 1873 г. он стал добиваться более широкого внедрения своего изобретения, и после нескольких лет скептического отношения к новшеству мостостроители признали этот материал и стали строить арочные и небольшие балочные мосты из железобетона.

Недостатки у железобетонных мостов все-таки оставались: при растягивающей нагрузке бетон не поспевал за сталью, и потому в балках появлялись трещины, пропускавшие влагу, и арматуре угрожала ржавчина.

Кроме того, строительство большого моста требовало очень крупных дополнительных затрат. Как и при возведении моста из естественного камня, плотникам приходилось сколачивать прочные дорогостоящие деревянные кружала. На них опирали деревянную опалубку, по форме похожую на ванну, затем внутрь ее укладывали «железо Монье». Наконец, формы заполняли бетоном, ждали, пока он затвердеет, и лишь тогда разбирали опалубку и кружала.

Читайте так же:

Цемент производство виды цемента