Результат интеллектуальной деятельности: ОСНАСТКА ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ВЫСОКИХ РОСТВЕРКОВ МОСТОВЫХ ОПОР

Изобретение относится к области мостостроения, а именно к сооружению опор мостов с высокими ростверками преимущественно на акваториях с большой глубиной воды, а также ледоставом и ледоходом.

Известна оснастка для сооружения высоких ростверков при глубине воды в реке до 5 м, включающая надстройку на маячных сваях, размещаемые на надстройке направляющие и оборудование для погружения свай или изготовления буросвай, шпунтовое ограждение, опалубку для изготовления плиты ростверка (Н.М.Глотов, К.С.Силин, Строительство фундаментов глубокого заложения. М.: Транспорт, 1985, с. 9-10, 192-194).

Недостаток такой оснастки заключается в том, что в русле реки сооружается значительных размеров препятствие водотоку от поверхности до дна в виде шпунтового ограждения. Направляющие устраивают сразу на весь куст свай и после разборки они уже не могут быть использованы на другой опоре. Требуется постоянный водоотлив из шпунтового ограждения в течение длительного периода: от момента начала установки опалубки плиты ростверка до момента ее разборки после набора бетоном необходимой прочности. При глубине воды более 5 м материальные затраты и затраты труда резко возрастают.

Этих недостатков частично лишена оснастка, являющаяся наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату, включающая съемные направляющие для работ при глубине воды более 5 м в сочетании с подмостями для буровых работ и шпунтовым ограждением (В.П.Величко, Э.А.Аблогин. Погружение железобетонных оболочек в съемных направляющих. “Транспортное строительство”, №2, 1962 г., с. 20-23). Съемные направляющие, обеспечивающие проектное положение ряда оболочек в плане, устанавливаются на опорную систему, состоящую из деревянной обвязки и забитых свай, объединенных насадками. Направляющий каркас изготовлен из элементов УИКМ и швеллеров. В каждой ячейке каркаса по углам прикреплены потайными болтами четыре направляющих деревянных бруса длиной 3,5 м. Между направляющими брусьями и оболочкой остается круговой зазор 25 мм, что обеспечивает заданное положение оболочек с отклонением от вертикальной оси не более 1%. После установки всех оболочек ряда погружение начинают со средней оболочки. После погружения оболочек одного ряда направляющие снимают кранами и переставляют на ось второго ряда. Оснастка для ведения дальнейших работ (после погружения всех оболочек ростверка) состоит из подмостей для буровых и бетонных работ внутри оболочек, а также металлического шпунта по периметру ростверка, т.е. так же, как и в первом случае, в русле реки сооружается значительных размеров препятствие водотоку и требуется водоотлив из ограждения в течение длительного периода времени.

Предлагаемым изобретением решается задача снижения материальных и трудозатрат при сооружении высоких ростверков мостовых опор при глубине воды более 5 м при минимальном вмешательстве в экологию реки.

Для достижения указанного технического результата в оснастке для сооружения высоких ростверков мостовых опор, содержащей опорную систему, включающую маячные сваи с закрепленным на них ригелем, жесткий каркас с направляющими для погружения свай, закрепленный и фиксируемый в проектном положении на опорной системе, согласно изобретению каркас содержит верхний и нижний ярусы, причем нижний ярус представляет собой комплекс объединенных жесткими связями трубчатых направляющих по числу забивных свай или буросвай и охватывающую эти направляющие металлическую оболочку, а верхний ярус представляет собой повторяющую в плане контур ростверка сборно-разборную емкость с верхними балками, водонепроницаемыми съемными боковыми секциями и днищем, которое жестко соединено с нижним ярусом и имеет отверстия для пропуска трубчатых направляющих нижнего яруса, при этом съемные боковые водонепроницаемые секции соединены с днищем и между собой через уплотнители, а верхние балки снабжены упорами для соединения с ригелем опорной системы и подвесками, верх которых закреплен в упорах, а низ снабжен фиксаторами для обеспечения контакта с краями оболочки и трубчатых направляющих.

Отличием предлагаемой оснастки от оснастки, принятой нами за прототип, является наличие сборно-разборной емкости с водонепроницаемыми съемными боковыми секциями и оставляемым днищем, объединенным с трубчатыми направляющими и охватывающей их металлической оболочкой.

Сборно-разборная емкость, повторяющая в плане контур ростверка, является опалубкой при его бетонировании.

Благодаря наличию этих признаков оснастка для сооружения высоких ростверков позволяет вести работы при глубине воды более 5 м, не перекрывает русло от поверхности до дна, не требует длительного водоотлива. Кроме того, нижняя часть этой оснастки входит как конструктивный элемент в сам ростверк.

Предлагаемая оснастка иллюстрируется чертежами, где

на фиг.1 - представлен общий вид оснастки, разрез А-А на фиг.2;

на фиг.2 - разрез В-В на фиг.1;

на фиг.3 - узел I на фиг.1;

на фиг.4 - узел II на фиг.1.

Оснастка для сооружения высоких ростверков содержит опорную систему и жесткий каркас, состоящий из двух ярусов, соединенных между собой на период сооружения высокого ростверка, причем верхний ярус инвентарный, сборно-разборный, а нижний - оставляемый, входит в конструкцию высокого ростверка.

Верхний ярус представляет собой повторяющую в плане контур ростверка сборно-разборную емкость 1 для бетонирования плиты 2 ростверка, с верхними балками 3, водонепроницаемыми съемными боковыми секциями 4, являющимися опалубкой плиты 2 и днищем 5, которое жестко соединено с нижним ярусом и имеет отверстия для пропуска трубчатых направляющих 6 нижнего яруса. Причем съемные боковые секции 4 соединены с днищем 5 и между собой через уплотнители 7, а боковые секции 4 имеют двойные стенки с замкнутыми воздушными пазухами.

Нижний ярус представляет собой комплекс трубчатых направляющих 6 по числу забиваемых свай 8 или буросвай, объединенных жесткими связями 9 и охватывающую эти направляющие металлическую оболочку, которая содержит корпус 10, подкрепленный ребрами жесткости 11.

Для соединения ярусов между собой выполнены подвески 12 и упоры 13, причем упоры 13 с одной стороны жестко соединены с верхними балками 3, а с другой - опираются на ригель 14 опорной системы. Кроме того, упоры 13 имеют отверстия 15 для пропуска подвесок 12, которые с помощью лапок 16 на их нижних концах соединены с нижним краем корпуса 10 охватывающей металлической оболочки и нижним краем трубчатых направляющих 6. На чертежах также приведены позиции 17, 18, 19, 20, которые поясняют сущность изобретения в процессе его осуществления.

Оснастка выполняет четыре функции: это направляющие для погружения свайных элементов 8, это водонепроницаемый объем, защищенный от поступления воды в емкость 1 перед бетонированием плиты 2 ростверка, это надежная заделка корпуса 10 металлической охватывающей оболочки и трубчатых направляющих 6 в бетоне ростверка и, наконец, это надежная защита свай 8 в период эксплуатации моста от ледохода и плавающих предметов.

Работа по сооружению высоких ростверков мостовых опор выполняется в следующем порядке:

- в проектных осях будущего высокого ростверка сооружают или наводят на плаву опорную систему и временно закрепляют и фиксируют ее положение с помощью лебедок и якорей-присосов, затем закрепляют жестко путем погружения в ложе водоема полых стальных инвентарных маячных свай 17, а на внутренних краях ригеля 14 закрепляют бортовые балки 18;

- заранее на берегу или в доке собирают оснастку для сооружения высокого ростверка, при этом контролируют ее размеры и форму, следят, чтобы жесткость и неизменяемость формы конструкции была обеспечена верхними балками 3, ребрами 11 и связями 9, а также чтобы уплотнители 7 в соединениях секций 4 между собой и с днищем 5 были обжаты;

- подготовленную оснастку для сооружения высокого ростверка плавкраном (ми) устанавливают в проектное положение с постановкой крепежа в местах опирания упоров 13 на бортовые балки 18 ригеля 14 опорной системы, а фиксаторы 19 на лапках 16 подвесок 12 контактировали с нижним краем корпуса 10 охватывающей металлической оболочки и нижним краем трубчатых направляющих 6, при этом установку оснастки на проектной отметке по уровню осуществляют гайками 20 на верхних концах подвесок 12;

- через трубчатые направляющие 6 погружают стальные защитные оболочки 21 и сооружают буронабивные сваи 8 либо погружают железобетонные сваи-оболочки, при этом вначале монтируют и закрепляют пути на ригеле 14 для передвижного рабочего моста. Затем устанавливают на пути передвижной рабочий мост, а на него - мобильную буровую машину и, наконец, выполняют работы по сооружению буросвай 8. При сооружении фундамента из свай-оболочек их погружают вибропогружателем при помощи крана, который устанавливают на передвижной рабочий мост вместо буровой машины, при отсутствии на стройке постоянно работающего плавкрана буросваи можно сооружать с установкой двух передвижных мостов - один для буровой машины, другой - для стрелового крана;

- производят откачку воды из емкости 1; предварительно приток воды через пазуху между трубчатыми направляющими 6 и оболочками исключают, применяя тампонаж бетонной смесью на высоту 0,5... 0,8 м от днища 5;

- после осушения емкости 1 разбирают слабый бетон в головах буросвай 8 либо срезают на проектной отметке верх свай-оболочек;

- монтируют армокаркас и бетонируют плиту 2 ростверка;

- после выдержки бетона разбирают оснастку для бетонирования плиты 2 ростверка с предварительным снятием гаек 20 на упорах 13, извлечением лапчатых подвесок 12 с разборкой верхних балок 3 и боковых секций 4;

- освобождают ригель 14 от крепления к инвентарным маячным сваям 17, переводят его в плавучее состояние (либо грузят его краном на баржу), извлекают маячные сваи 17 и транспортируют плавсистему на другое рабочее место.

Преимущества, обеспечиваемые основными новыми признаками изобретения, следующие:

- возможность производства работ по сооружению опор мостов при глубине воды более 5 м;

- опалубка водонепроницаема, несмотря на то что она разборная, а оставляемое днище имеет отверстия для пропуска свайных элементов;

- верхний ярус оснастки, как и вся опорная система, инвентарные, т.е. могут использоваться многократно;

- производство работ по сооружению ростверков без шпунтового ограждения не загромождает русло реки;

- инвентарная оснастка и оборачиваемость опалубки сокращают сроки, обеспечивают экономию материалов и уменьшают трудозатраты;

- металлические трубчатые направляющие и охватывающая их металлическая оболочка остаются в конструкции высокого ростверка, обеспечивая защиту свай от ледохода и плавающих предметов в процессе эксплуатации моста.