68768

Материалы ж/б мостов, водоотвод, гидроизоляция

Лекция

Архитектура, проектирование и строительство

Бетон конструкции мостов подбирают в зависимости от требуемых условий прочности морозостойкости и в некоторых случаях водостойкости и водонепроницаемости. В зависимости от вида конструкции их армирования и условий работы класс бетона принимают в соответствии с требованиями приведенными в СНиП.

Русский

2014-09-25

394.5 KB

5 чел.

Лекция №4

ТЕМА: «Материалы ж/б мостов, водоотвод, гидроизоляция.»

1.Бетон, как материал для ж/б мостов.

2.Арматура, как материал для ж/б мостов.

3.Водоотвод и изоляция.

 

1.При строительстве мостов применяют бетон на портландцементе, сульфатостойком портландцементе, глинозёмистом цементе и др. Два последних цемента применяют в конструкциях, которые подвергаются действию морской, минерализированной и болотной воды или др. агрессивными химическим воздействиям. Шлаковые и пуццолановые портландцементы имеют повышенную водостойкость и их используют для частей сооружения находящихся под водой. Бетон изготовленный из этих цементов, обладает пониженной морозостойкостью. Быстротвердеющий портландцемент применяют в тех случаях, когда это требуется(применение скользящей опалубки).

Качество цемента определяется его маркой или активностью. Активность (марка) цемента–предел прочности на сжатие кубика из цементного раствора в возрасти 28 суток. В мостах обычно применяют цементы с активностью от 30 до 60 МПа.

Бетон конструкции мостов подбирают в зависимости от требуемых условий прочности, морозостойкости и в некоторых случаях водостойкости и водонепроницаемости. При этом учитываются размеры, долговечность и значение сооружения, а также условия его работы.

Важным для достижения характеристик бетона является качество заполнителей бетонной смеси–песка, гравия, щебня. Они должны соответствовать требованиям для мостовых конструкций требованиям по прочности, крупности составляющих их фракций(гранулометрическому составу), отсутствию вредных примесей.

Наибольшее влияние на прочность и плотность бетона оказывает кол-во и активность цемента, а также отношение массы воды к массе цемента, называемое водоцементным отношением.

Активность применяемого цемента обычно в 1,3-1,8 раза более кубиковой прочности бетона. Расход цемента на 1м3 бетона должен быть не менее 250кг, а в конструкциях, соприкасающихся с водой – не менее 270кг. Излишнее кол-во цемента может вредно влиять на бетон, вызывая большие деформации ползучести и усадки, и быть причиной образования трещин. Поэтому в конструкциях мостов не допускают расхода цемента более 450кг/м3. Увеличение В/Ц отношения уменьшает прочность бетона, поэтому следует уменьшать кол-во воды для его затворения. Но при малом кол-ве воды бетонная смесь получается жёсткой и её укладка и уплотнение затрудняются. Для мостов применяют обычно смеси с В/Ц не более 0,4-0,5. При уплотнении длительным вибрированием могут применяться жёсткие смеси с В/Ц=0,3. Увеличение пластичности бетонной смеси, требующейся для лучшего заполнения опалубочных форм, достигается введением в смесь спец. веществ – пластификаторов, ил применением пластифицированного цемента, что позволяет избежать нежелательного увеличения кол-ва воды в бетонной смеси.

В мостах применяют бетон классов: В20; B22.5 ;B25; B27; B30; B40; B45; B50;B55;B60. В зависимости от вида конструкции, их армирования и условий работы класс бетона принимают в соответствии с требованиями приведенными в СНиП.

Бетонные конструкции В20: ж/б конструкции с ненапрягаемой арматурой:

а) при расположении в надземных частях сооружения - В22,5;

б) при расположении в подземных частях сооружения, а также во внутренних полостях сборно-монолитных опор - В20.

Предварительно напряжённые конструкции:

а) без анкеров В25-В35 в зависимости от класса арматуры;

б) с анкерами при проволочной арматуре из одиночных проволок или одиночных арматурных канатов В25, при пучках арматурных или стальных канатов В35 в облицовочные блоки - В35-В45.

Класс бетона устанавливается на основании прочности на сжатие кубиков размерами 15*15*15см в возрасте 28 суток, при хранении их в условиях, аналогичных условиям твердения изготавливаемых конструкций (кубиковая прочность).

Более близкой к действительным условиям работы конструкции является оценка прочности по результатам испытания на сжатие бетонных образцов в виде призм, имеющих высоту не менее 3,5- кратного поперечного размера. Предел прочности таких образцов называется призменной прочностью бетона, составляющий для тяжёлого бетона 70-80% его кубиковой прочности.

Прочность в момент его обжатия предварительно напряжённой арматуры должна быть не менее 30 МПа независимо от класса бетона, принятого для конструкции.

Конструкции мостов возводят из тяжелого бетона средней плотностью 2800кг/м3 с заполнителями из песка и щебня или гравия прочных естественных пород. При твердении бетона изменяется его объём, на воздухе - объём уменьшается – происходит усадка бетона, а в воде набухает. Усадка бетона тем больше, чем больше в нем цемента. Для уменьшения усадки бетон следует увлажнять, в следствии чего происходит, замедление высыхание его поверхности, что приводит к уменьшению усадки. при свободном развитии усадки конечный размер укорочения бетона может достичь 0,3-0,4%. Арматура задерживает развитие усадки, причем в ней возникают сжимающие напряжения, а в бетоне растягивающие, что вызывает в бетоне трещины. Кроме усадки, в бетоне под влиянием длительно действующих нагрузок возникают не упругие деформации – ползучестью. Деформации ползучести тем больше, чем дальше действуют нагрузка и чем выше напряжение в бетоне. Деформации ползучести нарастают наиболее интенсивно в течение одного - двух лет с момента загружения бетона длительно действующей нагрузкой. Деформации ползучести могут заметно увеличить прогиб конструкции, т.к. приводят к возникновению сжимающих напряжений в предварительно напряженной арматуре и растягивающей в бетоне.

2. Арматура предназначена для восприятия вместе с бетоном внутренних усилий, развивающихся в элементах под действием нагрузки. Кроме стержней рабочей арматуры кол-во, сечение и расположение которых устанавливается расчетом в конструкциях, используется монтажная арматура, необходимая для формирования арматурного каркаса и надёжного закрепления рабочей арматуры в проектном положении. В ж/б мостах в качестве арматуры в зависимости от условий работы элементов конструкции и средней температуры наружного воздуха наиболее холодной пятидневки в районе строительства применяют различные виды стали.

Горячекатаные круглые стержни прокатывают из углеродистой мартеновской и кислородно-конвекторной стали. Горячекатаные стержни периодического профиля имеют поверхность со специальными выступами, увеличивающими её сцепление с бетоном. Арматура из боле прочной углеродистой стали дает возможность допускать в арматуре большие растягивающие напряжения без опасности растрескивания окружающего бетона. Длинна стержней диаметром более 12мм обычно составляет 6-12м (до18м). Более тонкая арматура поступает в мотках большой длины.

Стержни классов А-1 до А-4 применяют в конструкциях без предварительного напряжения. Стержни классов А-4, А-5, Ат-4, Ат-5, Ат-6,

высокопрочную проволоку, пряди и канаты применяют в предварительно напряженных конструкциях.

3. Для обеспечения отвода воды с моста проезжую часть устраивают с поперечным уклоном 200/00. в продольном направлении мосты строят, как правило, на продольном уклоне как правило 50/00 , что способствует удалению с проезжей части удалению воды путем свободного ее стока вдоль бордюра. При уклоне более 100/00 отверстия в бортовых балках тротуаров могут быть заглушены.

При устройстве в населенных пунктах широких мостов с повышенными тротуарами отвод воды с моста производится при помощи водоотводных трубок, устанавливаемых вдоль бордюра (рис.1). В конструкциях мостов, строящихся с приподнятыми «П» или «Г» образными тротуарами водоотводные трубки устанавливают в тротуарных ящиках, которые служат для отвода воды, проникающей через покрытия тротуаров.

                                                           Рис.1–Конструкция водоотводной   трубки                  

                          1-прорези для пропуска   

                   поверхностных вод;  

                                                           2- лоток;

                                                           3-покрытие;                                                                                                                                                                                                          .                                                           4-изоляционный слой                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               

                                                                     5-бордюр.

Поверхность несущих плит проезжей части, которые одновременно являются и элементами тавровых ж/б балок или балок из пустотных плит пролётных строений, защищают гидроизоляцией от попадания воды в бетон через покрытие. Гидроизоляция должна удовлетворять таким требованиям: быть водонепроницаемой, эластичной, прочной, долговечной, морозостойкой и теплостойкой (таблица1).

Тип изоляции

Наименование слоёв

Состав слоёв

С применением ткани

Грунтовка, гидроизоляционный слой

Слой битумной мостики Два слоя ткани м/у двумя слоями битумной мостики.

С применением гидроизола и битантита

Грунтовка, гидроизоляционный слой

Слой битумной мостики

Три слоя битантита или гидроизола м/у четырьмя  слоями битумной мостики

С применением стекловолокна

Грунтовка, гидроизоляционный слой

Слой битумной мостики и слой стекловолокна

Один слой стекловолокна м/у двумя слоями битумной мостики

Примечание:1.Для всех типов гидроизоляции делается защитный слой толщиной 3см из цементного раствора марки 200 и металлической стенки с ячейками 50*50мм или цементной смазки.

2.Перед укладкой гидроизоляции утраивается выравнивающий слой 3-4см цементного раствора марки 200.

Изоляцию укладывают на вырывнивающий слой которому придают поперечный уклон, равный уклону проезжей части, и сверху защищают от возможных повреждений слоем бетона с арматурной сеткой. Изоляция тротуаров ограничивается устройством либо одного слоя оклеечной изоляции либо двух слоев обмазки из горячего битума. По существующим ныне требованиям в некоторых случаях разрешается не  устраивают гидроизоляцию плиты проезжей части, например, когда в плите пролетного строения не возникают растягивающие напряжения.

Основные требования при устройстве проезжей части мостов без гидроизоляции: - плиту проезжей части необходимо устраивать из гидрофобного бетона, который имеет повышенную морозостойкость, водонепроницаемость, большую трещиностойкость при деформациях, лучшую сопротивляемость выщелачиванию.     

                                                    Лекция № 5

ТЕМА: «Основные положения расчета ж/б а/д мостов. Тротуары и эксплутационные обустройства».

1. Тротуары и эксплутационные обустройства.

2. Основные положения расчета ж/б а/д мостов.

1.Тротуары, как правило, устраивают на контрольных свесах пролётного строения. Но на малых мостах имеются случаи устройства тротуаров из отдельных несущих плит. В таких случаях тротуары выполняются из готовых блоков, не связанных с пролетным строением, и рассчитываются только на тротуарную нагрузку.

Рисунок 1- Конструкция пониженного тротуарного блока с жёстким барьером  ограждения.

1-отверстие для пропуска поверхностных вод;

2-закладная деталь для крепления строения;

3-выпуски арматуры.

По отношению к проезжей части тротуары делятся на повышенные, когда плоскость прохода располагается выше проезжей части и пониженные, когда плоскость прохода располагается близко к уровню проезжей части и отделяется от неё высоким барьерным ограждением.Пониженные  тротуары в последнее время на малых мостах стали применять наиболее часто.

Повышенные тротуары имеют самые разнообразные конструкции. Наиболее

распространены Г-образные тротуары, которые могут применяться при строительстве малых и средних мостов.

Конструкции пониженных тротуаров отличаются способом присоединения к крайним балкам пролётного строения, конфигурацией и способом присоединения барьерного ограждения. Конструкцией пониженного тротуара (рис. 1) является накладная плита, устанавливаемая на свес балок пролётного строения, имеющая барьер высотой 50 – 60 см, в котором предусмотрены прорези для отвода воды.

Все части пролётных строений, видимые поверхности труб и опор, а также внутренние поверхности пустотелых конструкций мостов должны быть доступны безопасного осмотра и ухода, для чего устраивают люки, лестницы, перильные ограждения, специальные смотровые приспособления, позволяющие вести работы вне габариты проезда, и плавучие средства.  

Перильные ограждения предусматриваются у верхних поясов на мостах с ездой по низу и Ра под ферменных площадках опор при высоте над поверхностью земли или УМВ более 5м.

Для осмотра проезжей части пролетных строений с ездой понизу предусматриают откидные платформы или при пролётах более 60м подвижные тележки на подшипниках качения, а для пролётных строений с ездой поверху, кА правило, смотровые ходы из несгораемых материалов.

У каждого конца моста, путепровода и трубы при высоте насыпи более 2м устраиваются, как правило, один или при необходимости два постоянных лестничных хода по откосам. В путепроводах тоннельного типа предусматриваются площадки – убежища в уровне проезда через 50м с каждой стороны проезда в шахматном порядке. На насыпях подходов к автодорожным мостам путепроводам и трубам надлежит устраивать ограждающие устройства.

На путепроводах и пешеходных мостах, проектируемых над электрофицируемыми путями, предусматриваются  предохранительные щиты (сетки) для ограждений контеистной сети, находящихся под напряжением.

Большие и средние мосты должны иметь приспособление для пропуска всех линий связи, предусмотренных на данной дороге. В необходимых случаях должны устраиваться освещение и судовая сигнализация. Расположение линий связи и других проводок должно обеспечивать возможность беспрепятственного производства работ по ремонту и содержанию мостов. На городских мостах мачты контактной и осветительной при тротуарах шириной 3м и более допускается ставить у бордюра. Запрещается прокладка по мостам высоковольтных линий электропередач, а также линий газопровода, нефтепроводов и канализационных коллекторов. Прокладка линий сетей теплофикации, водопровода, ливневых коллекторов допускается при соответствующем обосновании. Разводные мосты должны быть ограждены сигналами прикрытия на расстоянии не менее 50м от начала моста. Открытие сигналов должно быть возможным только при наведённом

положении моста.

2. Несущие конструкции и основания мостов необходимо рассчитывать на действие постоянных нагрузок и неблагоприятным сочетание воздействий временных нагрузок с обеспечением необходимых запасов прочности и надежности. До 1963г. мосты рассчитывали, сравнивая напряжения и деформации (определяемые расчетом в отдельных элементах сооружения) от силовых воздействий согласно действующим нормам с допускаемыми напряжениями и деформациями, установленными для  выбранного материала конструкции или вида грунта в основании сооружения. Коэффициент запаса по прочности элемента принимаем один и его определяем отношением, возникающих напряжений при разрушении материала конструкции к допускаемым напряжениям от расчетной нагрузки. Для металлических мостов этот коэффициент запаса =2,2- 3,0.

В настоящее время принимают более прогрессивный способ расчета мостов- по методу предельных состояний. Этот метод установлен в виде стандарта с 1976г. по расчету конструкций из разных материалов и оснований сооружений по предельным состояниям.

Предельные состояния – это  состояния при которых конструкция сооружения или его состояние перестаёт удовлетворять эксплутационным требованиям или требованиям безопасного производства работ.

Предельные состояния подразделяют на две группы:

к первой группе относят показатели: потеря устойчивости положения конструкции, разрушения любого характера, переход конструкции в изменяемую систему, когда возникает необходимость прекращения эксплуатации сооружения в результате текучести материала, сдвига в соединениях, ползучести или чрезмерное открытие трещин, наблюдаются сдвиг или выпирание грунта в основании.

Предельному состоянию второй группы соответствуют возникновение чрезмерно больших деформаций, затрудняющих нормальную эксплуатацию сооружения из-за значительных упругих или остаточных прогибов, осадок, смещений, углов поворота, появление трещин, по своим размерам опасных для эксплуатации и снижающих срок службы сооружения

Методы расчета по предельным состояниям имеют целью не допускать с fопределённой обеспеченностью наступления предельного состояния при эксплуатации в течении всего срока службы сооружения, а также при производстве работ по его строительству.

Расчет сооружений заключается в сравнении нагрузок в элементах сооружения и основаниях, возникающих усилий и напряжений, а также деформации перемещений, раскрытие трещин и т. д. Эти напряжения не должны превышать предельных значений, установленных нормами проектирования конструкции и оснований. Основное отличие расчета по методу предельных состояний от ранее действующих по допускаемым напряжениям состоит в том, что создаваемые в конструкции запасы принимают различными, дифференцированными в зависимости от расчетных нагрузок, возможного сопротивления  материала элемента или грунта основания и др. условий. Расчет сооружений по предельным состояниям позволяет проектировать их более экономично и вместе с тем надежно.   

При расчете конструкции в первую очередь устанавливают, согласно данным СНиП расчетные  значения внешних нагрузок (поезда, колонны автомобилей, пешеходы и т.д.), а также расчетные сопротивления материала, которые применяются в данной конструкции. Эти величины получают путем умножением нормативных  данных на соответствующие коэффициенты: γf – коэффициент  надежности по отношению к нормативным постоянным и временным нагрузкам или создаваемым условиям; m- коэффициент условия работы, учитывающий точность расчета и условия строительства и эксплуатации; k -  коэффициент  надежности или безопасности, относимый к нормативным сопротивлениям материалов или оснований по грунту;

ŋ- коэффициент сочетания одновременно действующих различных нагрузок. При одновременном действии на сооружение двух или более временных нагрузок следует умножать расчетные нагрузки на коэффициент, меньше единицы.  

                                

Лекция №7

ТЕМА: «Общие сведения о рамных, арочных и вантовых ж/б мостах»

 

1.Рамные мосты

2.Арочные мосты

3. Вантовые мосты

  1.Рамные ж/б мосты имеют жёсткое соединение пролетных строений с опорами, что позволяет облегчить пролетные строения и уменьшить строительную высоту. Опоры рамных мостов, наоборот, работают более интенсивно, воспринимая как сжимающие усилия, так и значительные изгибающие моменты.

Интенсивное армирование стоек опор дает возможность сделать их сравнительно небольшого сечения, поэтому рамные мосты часто применяются в таких сооружениях, как путепроводы и эстакады. В которых желательно меньше загромождать опорами под мостовое пространство. Рамные мосты делают как монолитными, так и сборными из-за ранее изготовленных элементов.

Рис.1- Виды монолитных рамных мостов

Монолитные мосты применяют для небольших пролётов L=15-30м при высоте ригеля h=(1/12-1/30)L и ширине стоек bc=(1/8-1/10)h (рис.10). так как такие пролеты могут быть перекрыты сборными разрезными балками, монолитные рамные мосты малых пролётов строят чрезвычайно редко. Монолитные рамные мосты могут быть однопролетными и многопролетными. В однопролетных мостах (рис.1а) часто применяют двух консольные рамы. Консоли загружают главные балки, уменьшают изгибающие моменты в стойках и позволяют осуществить простое сопряжение моста с насыпью. Если по местным условиям нельзя  оставлять открытыми конусы насыпей, то рама может быть выполнена с ребристыми опорами, имеющими откосные крылья. В зависимости от качества грунтов такие откосы могут иметь шарнирное (рис.1б) или жёсткое (рис.1в) закрепление. Жесткое соединение обеспечивается грунтом, заполняющим коробчатый устой.

Многопролетные рамные мосты, путепроводы, и эстакады устраивают с учетом температурных деформаций сооружения. При длинных мостах в них возникают большие напряжения из-за деформаций при изменении окружающей температуры. Поэтому многопролетные рамы разбивают на части длинной не более 50-70м, деформирующиеся независимо одна от другой. Такое разделение можно обеспечить устройством, например, балочного подвесного пролетного строения м/у рамами (рис.1,г) длинной L1=(0.3-0.6)L. Фундаменты арочных мостов могут быть общими под все стойки опоры или отдельными. Фундаменты на прочных грунтах с небольшой шириной подошвы (α<300)могут быть бетонными без арматуры. Если требуется уширение подошвы фундамента его армируют сеткой понизу, а при особо широких устраиваются и косые стержни для восприятия главных растягивающих напряжений.

2. В ж/б мостах арочной системы основными несущими элементами служат своды и арки. Свод - прямолинейная плита, ширина которой значительно больше ее толщины. Арка–кривой брус, поперечный размер которого больше его высоты. Так как арки, своды в основном работают на сжатие, в них наиболее эффективно может быть использован бетон высоких марок.

    Пролетные строения арочных мостов всегда легче и экономичнее       балочных. Однако передача распора опорами требует значительного увеличения их размеров, в особенности крайних опор (устоев). Поэтому арочные мосты обычно целесообразны при хороших грунтах и сравнительно небольшой высоте опор. Ж/б арками или сводами перекрывают пролеты от 60-80м и более; современные арочные мосты имеют пролеты до 300м. По статической схеме арочные ж/б мосты можно разделить на распорные и без распорные. В распорных арочных системах арки или своды опираются пятами на опоры и передают им вертикальное давление и распор, в без распорных – распор воспринимает затяжка, благодаря чему пролетное строение передает опорам лишь вертикальное давление.                                                         

                                                                                                                                                

Рис.2- Основные системы ж/б арочных мостов

  1.  над арочные стойки; 2- арка; 3-конструкция проезжей части; 4- подвески;        5-жесткая арка; 6-гибкая затяжка;7-наклонные подвески.

 Арочные мосты могут иметь езду поверху (рис.2а) или же пониженную езду(рис.2б). В отдельных случаях проезжую часть устраивают в уровне пят арок. Выбор уровня расположения проезжей части определяется условиями проектирования продольного профиля мостового перехода. При езде поверху проезжая часть опирается на свод или арки с помощью над арочных стоек. А при езде понизу её подвешивают к аркам подвесками.

В без распорных мостах затяжка может быть в виде элемента, способного воспринимать только растягивающие усилие; арки же работают на сжатие и изгиб. Такую систему называют жесткой аркой с гибкой затяжкой (рис.2в). Система с жесткой аркой, гибкой затяжкой, и наклонными подвесками (рис.2,г), которые уменьшают изгибающие моменты в арке позволяют сделать арку более легкой.

Фундаменты арочных мостов воспринимают зачастую не только вертикальные силы, но и распор арок. Поэтому их выполняют массивными, чтобы предотвратить сдвиг или опрокидывание.

3. Ж/б мосты вантовых систем применяют для перекрытия больших пролетов 300-350м. обычно их возводят на пересечении глубоких рек, устьев рек, морских заливов и проливов, где сооружение опор сложно и дорого. Вантовые мосты сооружают так же в городах, так как они имеют хороший вид.

Рисунок 3. Схемы вантовых мостов:

1-ванты; 2-пилон;3-балка жесткости;4-поперечная опорная балка

Вантовый мост имеет ж/б опоры – пилоны, к которым прикреплены металлические ванты из канатов или пучков параллельных проволок(рис.3,а). Пилоны работают в основном на сжатие, ванты – на растяжение. Ванты поддерживают ж/б балку жёсткости по которой и осуществляется движение автомобилей. Высоту пилонов H вантовых мостов принимают =(1/5-1/3)L,где L- центральный пролет моста (рис.3).Боковые пролеты – L1=(0,5-0,8)L.

Ванты могут выходить из одной точки пилона (рис.3,а) или располагаться параллельно, подходя к пилону на разной высоте (рис.3,б), могут выходить из одной точки на баке жесткости (рис.3,в), или из разных точек пилона и с разными наклонами (рис.3,г). Иногда вантовые мосты сооружают с одним, несимметрично расположенными пилонами (рис.3,д). Такая схема часто имеет преимущества при строительстве мостов в больших городах.

 

Лекция №12

ТЕМА: «Конструкции тоннелей для пропуска транспорта»

1.Тоннельная обделка.

2.Обделка автотранспортных тоннелей.

3.Обделка пешеходных тоннелей, конструкции лестничных сходов.

 Для защиты поземных  выработан от внешних воздействий и восприятия давления грунта и воды возводят постоянную контурную крепь-тоннельную обделку. Только в крепких, монолитных, не выветриваемых и нетрещиноватых скальных грунтах, практически не оказывающих давления на крепь тоннели могут быть оставлены без обделки. В крепких, но выветривающихся  и слабо трещиноватых грунтах устраивают облицовку, выравнивающую и закругляющую поверхность выработки.

 Во всех остальных случаях выработки закругляют по контуру обделкой.

Основными материалами для тоннельных обделок являются бетон, железобетон, чугун и сталь.

Бетон применяют преимущественно для монолитных обделок классом не ниже В20 с толщиной не менее 20 см.

Железобетон в основном применяют для сборных конструкций, толщиной не менее 15 см с бетоном класса В30

При строительстве тоннелей в сложных гидрологических условиях применяют обделки из чугунных тюбингов, их изготовляют преимущественно из серого литейного чугуна обладающего достаточной прочностью, абсолютной водонепроницаемостью и стойкостью к химической агрессии.

Форму обделок назначают в соответствии с очертанием тоннельных выработок  в зависимости от способа производства работ инженерно-геологических условий.

Размеры поперечного сечения тоннелей определяются необходимостью удовлетворения габаритным требованиям с размещением за пределами габарита вентиляционных каналов и вспомогательных устройств освещения и водоснабжения тоннеля.

По форме обделки классифицируются на обделки сводчатого очертания, кругового очертания и прямоугольного очертания, последние из которых в основном используют для автотранспортных и пешеходных тоннелей.

2. Конструкцию закрытой части тоннеля выполняют в виде однопролетной или двухпролетной замкнутой рамы из монолитного или сборного железобетона, а также комбинированной сборно-монолитной конструкции.

Созданы типовые унифицированные конструкции 4 и 6 полосных автотранспортных тоннелей в виде двухпролетной рамы, собираемой из семи типов блоков: стеновых фундаментных, опорных колонн, прогонов, лотковых блоков и блоков перекрытия (рис.1 а,б).

Стеновые блоки высотой 2,5 – 4 м, длиной 2 – 3м и массой до  9т) жестко заделывают в фундаментные блоки.

В средней части тоннеля устанавливают опорные блоки-подколленники шириной в=3,5 – 4 м, длиной а=2 – 3м и высотой 1 м. В гнезда подколенников с шагом l =3 – 4 м устанавливают колонны квадратного поперечного сечения размером 40 х 40 или 50 х 50 см, высотой до 5,5 м и массой 3 – 4 т. По колоннам укладывают прогоны – ригели прямоугольного и таврового поперечного сечения длиной  до 8 и высотой до 1,2 м , на которые устанавливают блоки перекрытия. Они имеют чаще всего П-образное сечение и их масса составляет 10,75 т.

В нижней части тоннеля между фундаментными  и опорными блоками укладывают лотковые плиты толщиной 0,2 – 0,3 м, шириной 2 – 3 м, длиной до  6м  и массой до 7 т.

Объединение всех сборных элементов в единую рамную конструкцию достигается омоноличиванием зазоров шириной 0,5 – 1 м с предварительной сваркой  выпусков арматуры между фундаментными, лотковыми и опорными блоками, а также сваркой закладных деталей и заливкой швов цементным раствором.

Стены могут быть выполнены из сборных железобетонных панелей толщиной 25 – 30см. Для связи панелей между собой по их торцам устраивают пазы прямоугольного или цилиндрического очертания, заполняемые цементнымраствором. По верху стен устраивают сплошной пояс из монолитного железобетона, выравнивающий поверхность стен,  объединяющий отдельные участки стен по длине и служащий также для опирания блоков перекрытия.

3. Конструкции пешеходных тоннелей выполняют в виде одно- или двухпролетной рамы преимущественно из сборного ж/б.

Наиболее эффективно цельносекционная обделка пешеходных тоннелей из пространственных элементов замкнутого очертания длиной до 2 – 3 м и массой 8 – 10 т и более (рис.2)


Рис.2- 1-покрытие пола; 2-цельная секция;

Отдельные секции заводской гидроизоляцией стыкуют между собой при помощи сварки арматурных выпусков, скреплением на болтах закладных деталей в пазах по торцам блоков или соединением и обжатием продольной арматуры.

Конструкции секций характеризуются повышенной трещиностойкостью и водонепроницаемостью; применение их позволяет сократить расход бетона и арматуры, упростить условия монтажа и гидроизоляции.

Ж/б обделки пешеходных тоннелей мелкого заложения, как и автотранспортных, возводимые в открытых котлованах, защищают от воды сплошным наружным гидроизоляционным покрытием. Если уровень грунтовых вод располагаются ниже подошвы тоннели гидроизоляцию наносят только по стенам и перекрытию.

Обделки тоннелей, сооружаемых траншейным способом, имеют по перекрытию наружную гидроизоляцию, а по стенам и лотку – внутреннюю.

Лестничные сходы пешеходных тоннелей могут быть одно- или двухмаршевыми. Их собирают внутри прямоугольного короба, состоящего из стеновых и лотковых блоков. Внутри короба бетонируют лестничные марши или монтируют их из сборных косоуров площадок, подступеньков и ступеней.

В большинстве случаев применяют сборные ж/б косоуры в виде балок прямоугольного поперечного сечения, верхняя поверхность которых может быть гладкой или уступчатой для установки ступеней. Косоуры располагают на взаимном расстоянии 1 – 2 м с наклоном, соответствующим уклону лестницы. Ступени и подступенники выполняют из ж/б или гранита, что повышает долговечность лестнияных маршей. Находит применение конструкция косоуров из ж/б балок, на которых в заводских условиях укладывают гранитные ступени толщиной 8 см, создавая таким образом готовые лестничные марши шириной 1 м и массой около 4 т.

Лекция № 13

ТЕМА: «Способы производства работ по строительству тоннелей»

  1.  Открытые способы производства работ.
  2.  Специальные способы производства работ.

  1.  Автотранспортные и пешеходные тоннели мелкого заложения сооружают преимущественно открытыми способами с предварительным вскрытием поверхности земли.

    В зависимости от характера городской планировки и застройки, условий движения транспорта и пешеходов применяют котлованный и траншейный способы.

    Котлованный способ предусматривает вскрытие котлована с последующим возведением в нём конструкции тоннеля и обратной засыпкой. До вскрытия котлована залегающие по трассе тоннеля подземные коммуникации (газопровод, водопровод,  теплопровод, канализация, кабели связи и пр.) должны быть переложены или подвешены на временных местах.

    В устойчивых грунтах естественной влажности, когда условия городской застройки позволяют создать широкий котлован, его устраивают без крепления стен с естественными откосами.

    В других случаях устраивают ограждения, в качестве которых применяют забивные или погружные металлические сваи из двутавровых балок (60-140) или труб диаметром 300-500 мм, а также железобетонные или бетонные буронабивные сваи. В водоносных грунтах с низкой степенью водоотдачи, когда нельзя применить искусственное понижение уровня грунтовых вод, устраивают шпунтовое ограждение стенок котлована.

    Сваи располагают по бровке будущего котлована с шагом 0,8-1,5 м и заглубляют на 3-5 м ниже подошвы тоннеля. Пространство между сваями закрепляют по мере разработки котлована дощатой затяжкой, железобетонными плитами или покрытием из набрызг-бетона. При глубине котлована более 4-5 м сваи или шпунт удерживают системой распорок или грунтовыми анкерами.

    Наряду со стационарной крепью котлованов, в ряде случаев применяют передвижную крепь незамкнутого профиля, перемещающуюся путем отталкивания от собранной обделки или стен выработки.

 

Рисунок 1. Технологическая схема сооружения тоннеля котлованным способом:

1-вскрытие контрольной траншеи;

11-забивка свай;

111-разработка грунта первого яруса;

1V-устройство грунтовых анкеров;

V-разработка грунта второго яруса;

V1-планировка дна котлована;

V11-устройство бетонной подготовки;

V111-гидроизоляция лотка;

1X-монтаж конструкций тоннеля;

X-обратная засыпка;

X1-извлечение свай.

1-молот;

2-копер;

3-кран;

4-экскаватор обратная лопата;

5-установка для устройства грунтовых анкеров;

6-экскаватор драглайн;

7-автобетоновоз;

8-контейнер для бетонной смеси;

9-трейлер;

10-бульдозер;

11-сваи.

    При расположении тоннелей мелкого заложения в непосредственной близости от зданий, а также в условиях интенсивного уличного движения применяют траншейный способ работ. При этом вначале в местах расположения стен будущего тоннеля вскрывают траншеи шириной 0,5-0,7 м и глубиной до 18-20 м, в которых возводят конструкции стен (рис 2).

Рисунок 2. Этапы работ (а) и технологическая схема (б) сооружения тоннеля траншейным способом:

1-вскрытие траншей и бетонирование стен;

11-вскрытие котлована и возведение перекрытия;

111-разработка грунтового ядра;

1V-возведение лотка.

     1-конёр;

2-напорная штанга;

3-кран;

4-армокаркас;

5-бетоновоз;

6-автобетононасос;

7-автобетовоз;

8-автомобиль самосвал;

9-экскаватор;

10-ограничители;

11-глинистый раствор;

12-грейфер.

    Затем с поверхности земли вскрывают котлован до низа перекрытия, опирая их на ранее возведённые стены. После этого перекрытия изолируют и засыпают грунтом, восстанавливая дорожную одежду над тоннелем. Под защитой стен и перекрытия закрытым способом разрабатывают грунтовое ядро и бетонируют лоток тоннеля. При траншейном способе в отличии от котлованного не требуется металлическое крепление стен, в минимальной степени нарушаются поверхностные условия, обеспечивается устойчивость близлежащих зданий и сооружений. Для крепления стен траншей применяют специальный глинистый раствор - бентонитовую суспензию с удельным весом 10,5-12 кН/м3, которая обладает тиксотропными свойствами и, проникая в окружающий грунт, удерживает от обрушения вертикальные стены траншеи.

    Траншеи разрабатывают заходками (L3=3-5 м) под глинистым раствором специализированным буро-фрейзерным или ковшовым оборудованием (рис 2). Чаще всего применяют плоские грейферы, жёстко закрепленные на стреле экскаватора. После разработки очередной заходки в траншею опускают арматурный каркас и методом вертикально перемещающейся трубы бетонируют стену, вытесняя бентонитовую суспензию бетонной смесью.

  1.  При строительстве тоннелей или их участков под дорогами, дамбами, небольшими реками, каналами и возвышенностями, а также под фундаментами зданий или под подземными коммуникациями применяют способ продавливания.

          Сущность этого способа заключается в том, что отдельные элементы тоннеля в виде колец или прямоугольных секций продавливаются в грунте домкратной установкой, расположенной на поверхности земли или забойном котловане (шахте). Головным звеном обделки оснащено ножевым устройством, под защитой которого разрабатывают грунт, выдавая его по готовой части тоннеля на поверхность земли

(рис 3).

Рисунок 3. Технологическая схема продавливания тоннеля.

1-автомобильный кран;

2-контейнер для грунта;

3-приёмный котлован;

4-контур тоннеля;

5-ножевая секция;

6-погрузочная машина;

7-транспортёр;

8-секция тоннеля;

9-распределительная рама;

10-домкраты;

11-упор;

12-крепь забойного котлована.

    Ножевое устройство оборудуют различными крепления лба забоя: горизонтальными рассекающими полками, поворотными плитами, забойными домкратами и др. Тоннельные секции покрывают снаружи оклеечной гидроизоляцией, а стыки между элементами герметизируют постановкой упругих прокладок.

    В большинстве случаев тоннели продавливают через насыпи, сложенные уплотнёнными и осушенными несвязными грунтами. Можно продавливать тоннельные секции и через слабые водонасыщенные грунты, предварительно осушенные водопонижением или закреплением химическим способом. В отдельных случаях при проходке под реками и каналами можно вести продавливание сжатым воздухом. В настоящее время способом продавливания сооружают автодорожные и городские транспортные и пешеходные тоннели длиной до 500 м и более в различных инженерно-геологических условиях. При способе продавливания работы ведут без нарушения движения на пересекающей магистрали при минимальных осадках земной поверхности. При этом достигается высокая степень индустриальных работ за счёт применения элементов зав. сборки, значительно снижается трудоёмкость и повышаются темпы строительства.  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

46224. PR как вид публичных коммуникаций и понятие публичной сферы 14.57 KB
  На протяжении человеческой истории сфера публичной коммуникации функционировала как сфера где зарождались и реализовывались практики которые сегодня могут рассматриваться как предшественники и прототипы PR. Публичная сфера это то доступное для граждан место где формируется общественное мнение. В трактовке западных исследователей понятие публичная сфера выглядит так: Публичная сфера это определенное пространство место в котором различные социальные системы правительство партии профсоюзы массмедиа ведут общественную дискуссию...
46226. Структура языкового знака. Аспекты знакового отношения (семантический треугольник Огдена и Ричардса) 14.56 KB
  Структура языкового знака. Таково определение языкового знака предлагаемое словарем 1 167. Значение знака идеально его внешняя форма материальна. Оптимальным способом анализа языкового знака в контексте данной работы является его осмысление как чисто субъективной субстанции существующей исключительно внутри сознания человека.
46227. Историческое развитие лексического состава языка. Источники пополнения словарного запаса 14.55 KB
  Историческое развитие лексического состава языка. Формами существования языка являются: территориальные диалекты говоры наддиалектные языковые образования койне различные социальные диалекты профессиональная речь профессиональные арго тайные корпоративные языки кастовые языки просторечие молодежное арго обиходноразговорная речь литературный язык. В принципе все формы существования языка исключая тайные языки доступны пониманию в пределах данного народа. Формы существования языка различаются между собой составом языковых...
46228. Вариантные обобщения 14.54 KB
  Вариантные обобщения. Обобщение данных состоит из основы обобщения к которой присоединяются различные основы специализаций. Но чаще всего обобщения на основе общего ресурса строится таким образом что начальный адрес для всех размещаемых объектов является одинаковым. Вариантное обобщение Вариант основа обобщения данных в процедурном подходе.
46229. Ввод-вывод в терминал. Работа со строками. Работа с файлами 14.5 KB
  Обмен данными между программой и внешними устройствами осуществляется с помощью операций вводавывода. В языке Си нет особых операторов для ввода или вывода данных. Вместо этого имеется набор классов стандартно поставляемых вместе с компилятором которые и реализуют основные операции вводавывода. Библиотека классов для вводавывода решает две задачи.
46231. Указатели на функции, имитация таблиц виртуальных функций с помощью процедурного подхода 14.47 KB
  Возможны только две операции с функциями: вызов и взятие адреса. Указатель, полученный с помощью последней операции, можно впоследствии использовать для вызова функции.
46232. СССР в послевоенные годы (1945–1953) 14.39 KB
  Фултон США 5 марта 1946 г. Затем инициатива развития конфронтационных действий в русле холодной войны перешла к США. Трумэн в ежегодном послании Конгрессу США предложил конкретные меры направленные против распространения советского влияния включавшие в себя экономическую помощь Европе образование военнополитического союза под руководством США размещение американских военных баз вдоль советских границ а также оказание поддержки оппозиционным движениям в странах Восточной Европы. государственным секретарем США Дж.