Способы возведения монолитных железобетонных мостов

Электропрогрев целесообразен для конструкций с небольшими размерами и слабым армированием.

Для прогрева бетона электродами необходимы трансформаторы, понижающие напряжения до 100 В.

В зимних условиях массивные опоры, не имеющие арматуры, возможно возводить из «холодного»  бетона, при котором химическими добавками удается понизить температуру замерзания воды в бетоне Такими добавками, вводимыми в смесь при ее изготовлении, служат нитрат кальция (НК), в количестве не более 2,5 % от массы цемента, или хлорид кальция (ХК) — не более 1,5 %. Не допускается вводить в смесь химические добавки при температуре наружного воздуха ниже ■—20 °С. В условиях особо низких температур, т. е, ниже —40 °С, радикальный способ сооружения бетонных (и каменных) опор — использование объемлющих тепляков в совмещении со способом «термоса».

Теплую  бетонную смесь доставляют и укладывают в утепленную опалубку так, чтобы охлаждение бетона было наименьшим. Например, при подаче смеси сверху в бадьях полезно над опалубкой сделать закрытую надстройку, защищающую место укладки от ветра По этой же причине бетонировать нужно с максимальной интенсивностью. При случайных задержках в подаче смеси поверхность кладки необходимо накрывать.

Установка опалубки и арматуры

На строительстве  монолитных железобетонных пролетных  строений применяют преимущественно деревянную опалубку, металлическая опалубка может быть оправдана только при многократном использовании, что трудно обеспечить в случае небольшой повторяемости бетонируемых конструкций.

Конструкцию опалубки выполняют из элементов, которые можно изготавливать в механизированной мастерской строительства. Опалубку делают из обрезных досок толщиной не менее 25 мм и брусьев. Доски обычно соединяют в четверть. Для получения гладкой поверхности бетонируемых конструкций поверхность досок, обращенную к бетону, нужно острогать или обить фанерой и кровельной сталью.

Неразъемные элементы опалубки соединяют  на гвоздях, а разборные— на болтах и клиньях. Размеры и форму монтажных элементов опалубки назначают применительно к конструкции пролетного строения и к тем грузоподъемным средствам для сборки опалубки, которыми располагает строительство. В большинстве случаев опалубку собирают из отдельных щитов и элементов, поддерживающих щиты. Значительное сокращение затрат труда по сборке опалубки обеспечивается применением крупных монтажных элементов в виде пространственных блоков.

Пример опалубки балочных пролетных строений различной высоты приведен на рис. 15.4. Опалубка плиты выполнена из досок толщиной 2,5—3 см, установленных вдоль главных балок. Доски поддерживаются кружальными ребрами, входящими в состав поперечных рамок. При большом расстоянии между балками кружальные ребра поддерживаются дополнительными дощатыми подкосами, придающими рамкам жесткость. Опалубка балок состоит из вертикальных боковых щитов и нижнего настила, опирающегося на поперечины подмостей. При высоте балок до 1,5 м бетонную смесь обычно укладывают сверху, а поэтому опалубку собирают сразу полностью. При более высоких балках уплотнять смесь, а иногда и укладывать ее в нижний пояс предпочитают сбоку. Для этого одна из сторон каждой балки имеет опалубку с закладными досками.

Боковую опалубку арок и сводов изготавливают отдельными плоскими щитами на строительной площадке. Для получения точных размеров щитов рекомендуется вычерчивать арки на плаце в натуральную величину и затем, как по шаблону, заготавливать щиты. В отличие от балочных конструкций арки на участках с крутым подъемом (около пят) должны иметь и верхнюю опалубку, удерживающую бетонную смесь от сползания. Верхнюю опалубку выполняют в виде закладных досок, устанавливаемых по мере бетонирования.

Боковые щиты опалубки арок (рис. 15.5) обычно состоят из досок, прибитых гвоздями к брусчатым стенкам. Щиты соединены между собой верхней распоркой и диагональными схватками, а внизу они закреплены на настиле упорными досками. Вверху между досками щитов оставлены щели, в которые устанавливают закладные доски опалубки верха арок. Для пустотелых арок весьма целесообразно устройство опалубки в виде крупных пространственных блоков и щитов, что улучшает ее качество и сокращает время сборки. На выбор типа опалубки пустотелых арок существенно влияет последовательность бетонирования.

Конструкция опалубки колонн над арочного строения зависит от их высоты. При малой высоте колонн, бетонируемых сверху, опалубку собирают полностью до начала бетонирования. Высокие и тонкие колонны обычно бетонируют, подавая смесь сбоку, для чего одну из сторон опалубки устраивают из закладных досок.

Опалубка балок  и плит надарочного строения арочных мостов поддерживается конструкциями, состоящими из прогонов и вспомогательных поперечных рам, установленных на бетонированных арках. По насадкам рам укладывают деревянные или металлические прогоны, па которых собирают опалубку балок и плит.

Арматуру монолитных конструкций перед установкой в  опалубку подготавливают в специальных мастерских строительства. Заготовка арматуры должна быть механизирована. Так как установка арматуры в пролете на подмостях и кружалах отдельными стержнями весьма трудоемка, то в мастерских обычно изготовляют укрупненные арматурные элементы в виде плоских и пространственных каркасов и сеток. Каркасы должны быть достаточно жесткими, прочными и неизменяемыми при транспортировании. Для этого в необходимых случаях их усиливают дополнительными вертикальными и горизонтальными стержнями, поперечными рамками и пр.

Последовательность  установки арматуры должна быть увязана со сборкой опалубки. При тонкостенных железобетонных конструкциях с большим насыщением арматуры для удобства ее монтажа опалубку сперва ставят частично с одной стороны ребер, а затем заканчивают по мере установки арматуры.

При установке  арматуры нужно обеспечивать проектное  расстояние между стержнями и толщину защитного слоя. Размер защитного слоя обеспечивается установкой бетонных «сухарей» и прокладок, привязанных к арматуре. Не разрешается применять прокладки па всю ширину сечения железобетонного элемента, так как этим полностью пересекается растянутая зона бетона. При монтаже стержни стыкуют внахлестку, накладками или сваркой «ванным» способом. В двух первых случаях требуемая точность установки арматурных каркасов несколько снижается.   Однако стыки с накладками и внахлестку занимают много места и затрудняют укладку бетонной смеси. Расположение сварных стыков нужно назначать с учетом удобства наложения шва, избегая потолочных и полу потолочных швов.

Навесное  бетонирование пролетных  строений

Во время раскружаливания песок, находящийся под нагрузкой, вытекает через открытое отверстие в цилиндре или его принудительно извлекают из этих отверстий узкими ложками. С уменьшением объема песка в цилиндре поршень и опирающаяся на него конструкция опускаются. Опускание контролируют по объему песка, вышедшего из цилиндра.

Диаметр песчаного  цилиндра назначают исходя из допускаемой нагрузки на песок. Давление на цилиндры, заполненные чистым и сухим кварцевым песком, может быть допущено до 20 МПа. Прочность стакана проверяют приближенно, считая давление песка на стенки равным гидростатическому.

15.4. Навесное  бетонирование пролетных строений

Навесное бетонирование  имеет большое развитие за рубежом, где в навес ежегодно бетонируется значительное число монолитных пролетных  строений мостов. Этот способ удобен для  сооружения рамно-консольных, балочно-консольных, балочно-неразрезных предварительно напряженных пролетных строений. При навесном способе бетонную смесь  укладывают в опалубку секции, поддерживаемую вспомогательными конструкциями на весу. Каждую последующую секцию бетонируют после набора прочности бетона в предыдущей и обжатия бетона высокопрочной арматурой. В результате постепенно образуются свободно висящие на опорах консоли, которые затем соединяют между собой в середине пролета (рис. 15.8).

Главное преимущество навесного бетонирования  — отказ от устройства подмостей по всему пролету. Каждая секция в процессе ее бетонирования и твердения поддерживается легкими передвижными подмостями, рассчитанными на вес одной секции. После частичной выстойки бетона секция, работая как железобетонная консоль, способна   воспринимать   усилия от собственного веса, веса расположенных на ней передвижных подмостей и веса последующей секции. Способ навесного бетонирования целесообразен в условиях, когда устройство подмостей в реке затруднено из-за судоходства, ледоходов, неожиданных паводков, а применение сборных конструкций с навесным их монтажом по тем или другим причинам не может быть осуществлено. Этот способ получил большое распространение в связи с развитием предварительно напряженных железобетонных конструкций. В большинстве случаев навесное бетонирование оказывается экономичным при больших пролетах мостов рамно-консольных систем, для которых условия работы пролетных строений на эксплуатационные и строительные нагрузки одинаковы.

Максимальная  длина железобетонной консоли, бетонируемой навесным способом, ограничивается прочностью ее сечений и устойчивостью пролетного строения на опрокидывание в сторону  консоли.

Возможны различные  схемы навесного бетонирования. Вылет консоли может быть уменьшен путем устройства в пролете временных промежуточных опор (рис. 15.9, а). Это позволит бетонировать на весу сперва консоли длиной /_ь а затем после опирания их на промежуточные опоры длиной h- Промежуточные вспомогательные опоры целесообразны, когда прочность полной консоли (/1 + /2) недостаточна или не обеспечивается устойчивость пролетного строения на опрокидывание. Однако при недостаточной прочности консоль можно усилить и установкой Байтовых оттяжек (рис. 15.9, б).

Известны примеры  полууравновешенного (рис. 15.9, в) и уравновешенного (рис. 15.9, г) навесного бетонирования балочных н рамных пролетных строений, при котором консоли бетонируют в обе стороны от опоры моста. Достаточная устойчивость пролетною строения в этих случаях может быть обеспечена двумя путями. В балочных системах (см. рис. 15.9, в) на подмостях бетонируют, в первую очередь, короткую надопорную часть пролетного строения, послее чего консоли наращивают в обе стороны от нее в такой последовательности, чтобы на всех этапах бетонирования коэффициент устойчивости пролетного строения на опрокидывание относительно опор был бы не менее 1,3. В рамно-консольных системах (см. рис. 15.9, г) пролетное строение жестко связано с опорами моста и две консоли вместе с опорой представляют собой Т-образную раму, что позволяет обеспечить уравновешенное бетонирование консолей в обе стороны от опоры без устройства дополнительных временных опор.

Длину секций при  навесном бетонировании назначают  в пределах 3—4 м. При меньшей длине увеличивается число секций и возрастает продолжительность бетонирования консоли, а секции длиной больше 4 м нежелательны из-за утяжеления передвижных подмостей.

Весь процесс  возведения одной секции, а именно передвижка и закрепление поддерживающих подмостей, установка опалубки и  арматуры, укладка бетонной смеси, твердение  бетона и его обжатие напрягаемой  арматурой, расположенной в каналах, обычно занимает неделю, т. е. семь дней. При этом на субботу и воскресенье падает период твердения бетона, а в понедельник производится его обжатие. Темп наращивания консоли составляет 0,4—0,6 м в сутки.

Для бетонирования  в навес применяют быстротвердеющие цементы марок 500—600. Каждая следующая секция включается в работу консоли путем натяжения части напрягаемой арматуры; к моменту обжатия бетон секции должен приобрести прочность не меньше 30—35 МПа. Быстротвердеющие цементы могут обеспечить при обогреве такую прочность бетона в возрасте двух дней.

Для навесного  бетонирования применяют легкие передвижные подмости и съемную  щитовую опалубку. Так, для бетонирования  уравновешенным способом консолей моста  через р. Западную Двину передвижные подмости и наружную опалубку подвешивали к тележкам, которые перемещали вдоль пролета по рельсам. В период бетонирования первых секций, примыкающих к опорным блокам, фермы подмостей были соединены над осью опоры, а при бетонировании последующих секций фермы разъединяли. В каждой позиции хвостовую часть ферм за анкеровывали за готовую часть конструкции. Длина подвесной площадки была достаточной для размещения на ней очередной бетонируемой секции. Высота подвесных подмостей могла изменяться в соответствии с высотой бетонируемой секции. Для этого при перемещении подмостей в новое положение всю подвесную конструкцию можно было подтянуть вверх с помощью гаек, расположенных в верхней части тяг.