ППР на строительство автодорожного моста через реку Туру

При принятом варианте технология работ следующая:

I – На забитые защитные трубы-оболочки устанавливаются инвентарные металлические пакеты из балок I№55.

II – К пакетам на подвесках подвешивают балки I№55 на всю длину днища. Высота подвески балок контролируется геодезистом, чтобы верх балок по всей площади днища был на одной отметке.

III – Продольные балки свариваются между собой в платформу поперечными балками такого же сечения.

IV – Поверх балок настилается палуба из дерева или металла, причём вокруг оболочек оставляется зазор 5-7м для удобства опускания днища.

V – По окончании работ по устройству днища производится строповка двумя кранами СПК – 20/25, т.к. вес днища составляет 46т. Днище приподнимается на 5-7см, освобождаются подвески, после этого днище равномерно и плавно опускается до проектной отметки.

VI – Установив промерами по всему периметру точность установки днища по отметке, подвески вновь закрепляются на верхних пакетах, краны отстропливаются.

Вырезанные из листового металла  толщиной 6мм, шайбы, с внутренним отверстием равным Æ трубы-оболочки и шириной кольца 0,5м, одеваются на трубу, опускаются на днище, перекрываются зазоры между трубой-оболочкой и палубой днища. Необходимо промерами сверху убедится, что шайба плотно легла на палубу днища, чтобы не было утечки подводного бетона.

VII – На плавсредствах к опоре доставляется собранная на стройплощадке инвентарная металлическая перемычка, вес которой 49т.

VIII – Двумя кранами СПК – 20/25 перемычка снимается с плавсредства и подаётся к месту установки. По направляющим перемычка опускается на днище. Не снимая стропов с гака крана, ослабевают их, передавая весь вес на днище (подвеску).

Выдержав определённое время и удостоверившись в  надёжности и устойчивости сооружения, опускают под воду водолазов, которые  проверяют точность установки перемычки  на днище снаружи и по периметру, при необходимости водолазы заделывают щели бетоном.

IX – Далее укладывается слой подводного бетона толщиной 1,2м.

X – На перемычку устанавливаются пакеты, через которые опускают бетонолитные трубы с бункерами, обустроенные подмостями. Количество труб по ширине подбирается по расчёту так, чтобы при растекании бетон от одной трубы перекрывал бетон другой трубы, расстояние между трубами 1м.

По окончании укладки  бетона трубы убираются.

XI – Когда подводный бетон наберёт прочность, производится откачка воды из перемычки, для чего на подмостях внутри перемычки ставятся насосы большой (500-800м³/мин) и малой (40-60м³/мин) производительности.

XII – Если после удаления воды дебит небольшой, устраивают водоотводные канавки и ЗУМПФ, куда стекается вся поступающая во внутрь вода. В дальнейшем вся откачка идёт из ЗУМПФа.

XIII – Поверхность подводного бетона выравнивается, производится обрезка подвесок, на которых держалось днище с перемычкой. Срезаются на проектную отметку трубы-оболочки, изнутри этих труб удаляется шлак. На отметке 47,2м.

XIV – Производится проверка отметки подошвы ростверка 46,2м, разбивка осей и установка арматурного каркаса ростверка на отметку 46,2м.

XV – Чтобы предотвратить затопление котлована водой, организуется круглосуточная работа по водоотливу, а так же круглосуточная работа по скользящему графику по устройству фундамента. Котлован выполнен из шпунтового ограждения ЛарсенV.

Для подачи бетона используют технологический  комплекс автобетононасос с автобетоносмесителями  СБ – 126А, количество которых подбирается, исходя из условия непрерывности подачи бетона.

Бетонирование производится только послойно. Укладка бетона с  автобетононасосом с применением  суперпластификатора С – 3 и химической добавки типа “сафа” позволяет повысить производительность укладки бетона без изменения срока конца схватывания, поэтому возможна послойная укладка бетона без устройства рабочих швов. Исходя из производительности автобетононасоса 6,5м³/час, бетонирование ростверка производится за 45часов, что в 3 раза быстрее обычного способа укладки бадьёй. Для бетонирования столбов применяется бадья, а ростверка – автобетононасос.

XVI – Получив по результатам испытания кубиков требуемую прочность фундамента (70%) с выдерживанием трёх суток, ослабляют болты в стыках перемычки (под водой с помощью водолазов), домкратами отрывают верх щитов от бетона, а затем домкратами грузоподъёмностью 200-500т срывают перемычку в целом, т.е. отрывают её полностью от бетона.

XVII – Также , как при установке двумя кранами СПК – 20/25 снимают перемычку с опоры, ставят на плавсредство и увозят на берег.

XVIII – На готовый фундамент опоры устанавливают опалубку тела опоры на всю высоту и опалубку ригеля.

XIX – Внутри опалубки монтируют арматурный каркас также на всю высоту тела опоры (16,75м), устанавливают на верху подмости, бетонолитные трубы с бункером и также автобетононасосом подают бетонную смесь вовнутрь тела опоры с послойным уплотнением глубинными вибробулавами.

XX – По окончании бетонирования тела опоры в опалубку устанавливают арматурный каркас ригеля и бетонирование продолжается до проектной отметки тем же способом.

Укладка бетона ведётся автобетононасосом  – это весьма удобно, т.к. он подаёт бетон по горизонтали на 400м  и по высоте до 22м. Автобетононасос располагается на берегу, а бетонопровод укладывается на трубчатых понтонах-поплавках от берега до опоры, поэтому не требуется дополнительных плавсредств и перегрузочных кранов.  

4.5  Расчёт  перемычки.

Расчёт щитов  бортов перемычки.

Определение нагрузок на щит. Расчётная  схема .

Рисунок 3. Схема перемычки.           Рисунок 4. Расчётная схема перемычки.

Определение реакций  от нагрузок:

R_a 3,97т/м = 397кН/м,

где R_a – погонная нагрузка на верхнюю обвязку щита фальшборта.

x 3,59 ≈ 3,6м,

где q = 5,23кН/м, a² = 5,23², S = 6м², b = 0,77м.

M_max 10,52т/м,

где M_max – наибольший момент в нижнем щите.

M_стык и Q_стык – усилия, на которые необходимо рассчитать стык между верхними и нижними стыками.

4.5.1  Расчёт бокового щита (на гидростатическое давление).

1. Расчёт рёбер щита:

M 28,4тм,

где 2,7 – ширина щита.

Геометрическая характеристика щита.

Рисунок 5. Схема щита.

2. Площадь щита:

F 396см².

y_ц.т. 6,3см.

I_x

= 32065см⁴.

W_x 1330см³.

σ 2135кг/см² < 2950кг/см².

                              213,5МПа < 295МПа.  

Прочности на восприятие гидростатического давления достаточно.

4.5.2  Расчёт днища.

1. Расчёт прогона:

Нагрузки:

- от веса подводного  бетона:

g 2,18т/м² = 21,8кН/м²,

где 1,2м – высота подводного слоя бетона;

       1,4т/м³ – удельный вес бетона во взвешенном состоянии;

       1,3 – коэффициент  перегрузки ВСН – 136 – 78.

На 1п.м.: g 4,91т/м = 49,1кН/м.

- от собственного веса  прогона:

Принимаем прогон из двух спаренных  двутавров I№55:

g 0,19т/м = 1,9кН/м,

где 0,0863т – масса 1п.м. I№55;

       1,1 – коэффициент  перегрузки ВСН – 136 – 78.

- суммарная нагрузка:

g_расч = 4,91+0,19 = 5,1т/м = 51кН/м.  

Рисунок 6.

Изгибающий момент, возникающий  в прогоне от действия расчётной  нагрузки (при l_расч = 11,4м):

M 82,77тм = 827,7кНм.

Принимаю Ст.3 с R_s = 2100кг/см² = 210МПа.

WI№55 = 2000см³.

Напряжения, возникающие  в прогоне:

σ 2111кг/см² = 211,1МПа.

R_s = 210МПа < 211,1МПа – допускаемое перенапряжение 0,5% по СниП 2.05.03 – 84*.

2. Расчёт досок настила.

Принимаем доску сечением 4 15см.

Расчётная нагрузка на 1п.м. доски:

q 0,33т/м = 3,3кН/м,

где 1,2 – высота подводного слоя бетона;

       0,15 –  ширина доски;

       1,4т/м³ – удельный вес подводного бетона;

       1,3 –  коэффициент перегрузки ВСН 136 – 78.

Найдём расчётный пролёт доски:

1) M

2) Допустимый момент в доске [M] = W R_н,

где R_н = 150кг/см² – расчётное сопротивление на изгиб доски.

W 40см³.

l_расч 1,31м.

Принимаю доски 4 15см с расчётным пролётом 1,2м.

M 5900кгсм = 59кНсм.

W 40см³.

σ 147,5кг/см² = 14,75МПа.

14,75МПа – расчётное сопротивление дерева на изгиб.

Проверка: σ = 14,75МПа < R_db = 15,7МПа по СНиП 2.05.03 – 84.

3. Расчёт бруса.

Расчётная нагрузка на 1п.м. бруса:

q 2,62т/м,

где 1,2м – высота подводного слоя бетона;

       1,4т/м³ – объёмный вес бетона во взвешенном состоянии;

       1,3 – коэффициент  перегрузки ВСН 136 – 78;

       1,2м – расстояние  между брусьями.

M 1,89тм = 18,9кНм.

Требуемый момент сопротивления:

W_треб 1181,25см³,

где R_u = 160кг/см² – расчётное сопротивление бруса на изгиб, равное R_db по СНиП 2.05.03 – 84.

W 19,2см³.

Принимаю брус сечением 18 24см.

W 1728см³.

s 110кг/см² < 160кг/см².

Проверка: 11МПа < 16МПа.

4. Расчёт тяжа.

Тяж из Ст.3: q_расч = 5,1т/м.

Дополнительная нагрузка от веса настила, брусьев равна 0,14т/м; q = 5,24т/м = 52,4кН/м.

Перерезывающая сила:

Q 29,868т = 298,68кН.

Необходимая площадь:

F_треб 14,223см².

Принимаю тяж Æ48мм с F = 18,1см².

5. Расчёт сварного  шва прикрепления столика к  тяжу.

Рисунок 7. Схема прикрепления столика к тяжу.

 a = 110мм; P = = 14,934т; M = 14934 11 = 164274кгсм = 1642,74кНм.

Проверка сварного шва  на срез:

£ R_y,

где R_y = 1500кг/см² – расчётное сопротивление сварного шва;

       h = 0,8см – катет шва;

       l = 30 - 1= 29см – расчётная длина шва;

       b = 0,7 – коэффициент формы углового шва.

1046,54кг/см² = 104,654МПа.

Проверка: 1046,54кг/см² < 1500кг/см².

                   104,654МПа < 150МПа.

6. Расчёт сварного  шва прикрепления столика к  щиту перемычки.

Рисунок 8. Схема прикрепления столика к щиту перемычки.

a = 10см; P = Q = 29,868т; M = 29,868 10 = 298,68тсм; h = 0,8см; b = 0,7; l = 39см.

Проверка прочности  сварного шва:

1052,133кг/см² = 105,213МПа.

Проверка: 105,213МПа < 150МПа = R_u – проверка выполнена.

4.5.3  Расчёт распорки.

По расчёту усилие на распорку, установленную в верхнем  поясе: N = 29,5т = 295кН.

 

 

 

 

Рисунок 9. Расчётная схема.

2I26; F = 2 35,3 = 70,6см²; i_x = 10,7 – радиус инерции; t_y = (246+35,3 10²)2 = 7552 – касательное напряжение; i_y 10,34 – радиус инерции.

l 112 – подбираем по этому значению: y = 0,5.

s 840кг/см² = 84МПа, R_s = 210МПа.

Сечение воспринимает нагрузку с большим запасом прочности.

4.6  Расчёт конструкции подвеса перемычки.

В данном случае расчёт производится для перемычки на стадии отрыва от подводного бетона.

Масса перемычки с  обустройствами:

103 1,1 ≈ 115т.

Сила сцепления с  подводным бетоном:

N_уд = 5т/см² = 50кН/м².

Площадь сцепления:

F = 1,2(6,7 4+20,2 2) ≈ 80м².

N_сц = 5 80 = 400т.

Итого: 115+400 = 515т = 5150кН.

q 7,66т/м = 76,6кН/м.

q_конс = 15,33т/м = 153,3кН/м.

Рисунок 10. Схема перемычки.

P = 7,66 20,2+2 3,36 15,33 = 257,4 ≈ 257,5т.

R 128,7т, т.е. усилие отрыва R составляет 128,7т – это усилие на ригеле.

4.6.1 Расчёт усилий в конструкции.

Рисунок 11. Расчётная  схема перемычки.

M_оп = 130 2,85 = 370,5тм, Q = 130т.

4.6.2 Расчёт ригеля.

Сечение балки назначаю коробчатое из условия уменьшения высоты балки и большей устойчивости в горизонтальном направлении.