Podstawowy podział technologii budowy mostów betonowych Betonowanie
monolityczne monolityczne w deskowaniu opartym na rusztowaniu: przęsła płytowe, przęsła dwubelkowe, przęsła skrzynkowe;
Montaż
elementów prefabrykowany prefabrykowanych ch (belek, segmentów): przęsła wielobelkowe, wielobelkowe, przęsła skrzynkowe;
Podstawowy podział technologii budowy mostów betonowych Betonowanie
monolityczne monolityczne w deskowaniu opartym na rusztowaniu: przęsła płytowe, przęsła dwubelkowe, przęsła skrzynkowe;
Montaż
elementów prefabrykowany prefabrykowanych ch (belek, segmentów): przęsła wielobelkowe, wielobelkowe, przęsła skrzynkowe;
Główne metody budowy
Wykonanie monolitycznych przęseł betonowych na rusztowaniach stacjonarnych;
Wykonanie monolitycznych przęseł betonowych na rusztowaniach przesuwnych (przęsło po przęśle); prefabrykatów – – Montaż przęseł betonowych z prefabrykatów pojedyncze belki lub całe przęsła; Budowa mostów betonowych przez nasuwanie podłużne; Budowa mostów betonowych metodą wspornikową (nawisową): monolityczną lub segmentową;
Podział metod budowy ze względu na zakres rozpiętości przęseł (1) Metody
realizacji obiektów o małych rozpiętościach przęseł, tj. l < 30 m; Wykonywanie
przęseł w całości
monolitycznie w otworze mostu na rusztowaniach stacjonarnych; Montaż
prefabrykatów w otworze mostu, np. belek typu T lub całych przęseł (płyt) prefabrykowanych;
Wykonywanie przęseł monolitycznie w otworze mostu na rusztowaniach stacjonarnych
Montaż w otworze mostu belek prefabrykowanych (np. typu T)
Podział metod budowy ze względu na zakres rozpiętości przęseł (2) Technologie
budowy obiektów o przęsłach średnich rozpiętości, tj. 30 m < l < 60-70 m; Wykonywanie obiektów monolitycznie lub z segmentów prefabrykowanych przy użyciu rusztowań przesuwnych, tj. przęsło po przęśle; Nasuwanie podłużne kolejnych przęseł;
Wykonywanie obiektów przęsło po przęśle przy użyciu rusztowań przesuwnych , monolitycznie lub z segmentów prefabrykowanych
Nasuwanie podłużne kolejnych przęseł
Podział metod budowy ze względu na zakres rozpiętości przęseł (3) Technologie
budowy mostów o przęsłach dużych, tj. l > 60-70 m; Montaż wspornikowy
(nawisowy) segmentów prefabrykowanych – dla
przęseł do 150 m rozpiętości; Betonowanie wspornikowe
(nawisowe) – bez ograniczeń (współcześnie – dla
przęseł ok. 300 m);
Montaż nawisowy (wspornikowy) segmentów prefabrykowanych – dla przęseł do 150 m rozpiętości
Betonowanie nawisowe (wspornikowe) – bez ograniczeń, współcześnie ok. 300 m
Zakres stosowania metod budowy
(rozpiętość przęseł)
Budowa monolitycznych
przęseł betonowych na
rusztowaniach stacjonarnych
Charakterystyka metody
Najstarsza metoda budowy mostów betonowych
Dawniej stosowano tylko rusztowania drewniane , później stalowe z klatek inwentarzowych (PRK, Mostostal, KPRM, itp.)
Obecnie stosuje się nowoczesne systemowe rusztowania inwentarzowe np. firm PERI, Doka, Hünnebeck, Noe, itp. Projektowanie (dobór) elementów rusztowania odbywa się na podstawie katalogów i oprogramowania firmowego Systemy nowoczesnych rusztowań, w zależności od rodzaju konstrukcji, umożliwiają modularną lub dowolną zmianę długości przęseł i wysokości podpór Systemy te cechuje prostota scalania, łatwość montażu (lekki dźwig) oraz stężania elementów
Elementy typowego rusztowania stacjonarnego
Fundament rusztowania
Podpory rusztowania (słupowe, ramowe)
Stopa
Elementy środkowe (lekkie przestrzenne, wysokonośne ) Głowica (oczep) Ściągi, kozły oporowe
Dźwigary nośne rusztowania
Odcinki końcowe (2 szt.) Odcinki środkowe, najczęściej I HEB Deskowanie Krążyny, stoliki Dźwigary (beleczki) deskowaniowe
Poszycie deskowania (sklejka, deski)
Wózki lub pomosty do gzymsów
Rusztowania pełne Lekkie przestrzenne podpory rusztowania Zalety: 1. Lekkie elementy
składowe 2. Tylko cztery elementy systemowe
(moduły) 3. Łatwy i szybki
montaż 4. Niezbędny tylko
lekki dźwig
Rusztowania pełne – wieże stosu ST 100
Rusztowania otwarte
Wysokonośne słupowe podpory rusztowania 1.
Słupy stalowe
2.
Dźwigary podwalinowe (stopy)
3.
Dźwigary wieńczące (oczepy)
Stosowane przy rusztowaniach o dużych rozpiętościach. Ustawiane obok podpór stałych, najczęściej na ich fundamentach, lub specjalnych fundamentach tymczasowych.
Rusztowanie otwarte Konstrukcja wsporcza PERI
(przęsło) typu HDS, l=14,40 m
Podpory
wysokonośne typu HD 200
Typowe deskowanie 1. Krążyny: - rygle stalowe, łączone przegubowo; - wypory wysokonośne (krzyżulce); 2. Dźwigary (beleczki) deskowaniowe 3. Poszycie deskowania (sklejka, deski)
Deskowanie przęsła płytowego Deskowanie spodu płyty na ruszcie z dźwigarów deskowaniowych
Deskowanie boczne
stabilizowane ściągami Brak ograniczeń deskowania w rzucie poziomym
Deskowanie przęsła belkowego Krążyny – służą do bocznego deskowania belek,
ustawiane są na ruszcie podporowym
System składa się z dźwigarów podpierajacych, rygli stalowych
oraz wypór wysokonośnych
Deskowanie przęsła skrzynkowego
Betonowanie
dwuetapowe: płyta dolna i ściany, a następnie płyta pomostu i wsporniki
Deskowanie
wewnętrzne i zewnętrzne połączone ściągami Krążyny do deskowania bocznego mocowane do rygli stalowych,
podpierających
Budowa monolitycznych
przęseł betonowych na
rusztowaniach przesuwnych (metoda przejazdu, span-by-span)
Zakres stosowania metody Obiekty belkowe, ciągłe, typu estakadowego o charakterze liniowym; Znacząca całkowita długość obiektu (ponad 300 m); Przekrój poprzeczny dwubelkowy lub skrzynkowy, jedno- lub dwukomorowy; Długość pojedynczych przęseł 30 m< l < 70 m; Wysokość konstrukcyjna w granicach 1/15 do 1/18 (1/20) rozpiętości; Niezmienność schematu statycznego; Zbliżone rozpiętości przęseł i mała zmienność przekroju poprzecznego na długości; Małe krzywizny poziome (R>400 m) i pionowe;
Konstrukcja rusztowań przesuwnych
właściwa konstrukcja rusztowania o stalowych dźwigarach kratownicowych lub skrzynkowych;
elementy prowadzące (kierujące): przedni (wystający) i tylny (odpływowy)
konstrukcja podparć: wspornikowa, ramowa, z dźwigarów poprzecznych lub wież nośnych
Rusztowanie przesuwne pod konstrukcją przęsła (1)
I etap:
II etap:
Deskowanie gotowe do betonowania, zbrojenie i montaż zastawek czołowych. Deskowania wewnętrzne jako jednostka przejezdna umożliwiają ciągłe betonowanie przekroju w jednym cyklu.
Konstrukcja przęsła jest samonośna. Demontaż wsporników znajdujących się za dźwigarem i przemieszczenie ich na filary z przodu. Przejazd dźwigara na kolejną sekcję betonowania.
Rusztowanie przesuwne pod konstrukcją przęsła (2)
Rusztowania prowadzone nad konstrukcją przęsła (1) I etap: montaż zbrojenia
II etap: betonowanie sekcji
III etap: rozdeskowanie i przejazd
IV etap: deskowanie następnej sekcji
Rusztowania prowadzone nad konstrukcją przęsła (2)
Wiadukt nad ul. Bracką w Katowicach (1)
Wiadukt nad ul. Bracką w Katowicach (2)
Działanie rusztowania przesuwnego
Montaż przęseł betonowych obiektów mostowych z belek prefabrykowanych
Budowa przęseł z belek prefabrykowanych belek za pomocą dźwigów (najprostszy, najszerzej stosowany sposób montażu) Montaż segmentów (belek) za pomocą tzw. Montaż
dźwignic pełzających Wybór sposobu montażu zależy od: rozpiętości ciężaru
belek (segmentów);
belek (segmentów);
warunków
terenem);
lokalnych (wysokości nad
Rodzaje dźwigów Samochodowe
(samojezdne);
Kolejowe;
Pływające
(całe przęsła);
Bramowe;
Wieżowe
lub masztowe;
Dźwigi samochodowe
Praca dźwigu przy montażu belek
Schemat montażu belek dźwigami
Montaż belek na typowych wiaduktach autostradowych
Montaż belek na wiaduktach miejskich
Montaż belek z wykorzystaniem dźwignic pełzających Dźwignice służą do podłużnego przemieszczania belek na budowane przęsło i usytuowaniu ich we właściwym położeniu na szerokości przęsła; Dźwignice są projektowane i wykonywane dla określonych ciężarów i rozpiętości belek; Konstrukcja dźwignic jest zazwyczaj kratownicowa; Całkowita długość dźwignicy wynosi około 2L , gdzie L jest długością montowanych belek; Dźwignice są wykorzystywane tylko przy montażu bardzo dużych i ciężkich belek i/lub całych przęseł;
Schemat dźwignicy pełzającej
Dźwignice pełzające - przykłady
Dźwignice pełzające - działanie
Budowa mostów betonowych przez nasuwanie podłużne
Charakterystyka metody
Metoda zalecana dla budowy mostów o przęsłach od 30 do 60 m i całkowitej długości ponad 150 m. Metoda polega na wytwarzaniu ( in situ lub w postaci prefabrykatów) segmentów przęsła o długości około 15 – 30 m i wypychaniu ich wzdłuż osi mostu. Miejsce wytwarzania segmentów, wyposażone w system rozbieralnych deskowań oraz pielęgnacji betonu, umieszczane jest za jednym z przyczółków, w osi mostu. Czas wytworzenia i nasunięcia pojedynczego segmentu wynosi średnio około 1 tygodnia. W celu odciążenia konstrukcji podczas nasuwania stosuje się tzw. awanbek (o długości ok. 60% długości przęsła) i/lub podpory tymczasowe i/lub system podwieszeń (odciągów).
Charakterystyka metody
Urządzenia pomocnicze do nasuwania Urządzenia
wprowadzające w ruch przęsło: Liny, kable i prasy ciągnące; Prasy i siłowniki pchające; Urządzenia nasuwające przez tarcie; Elementy redukujące naprężenia montażowe: Dziób montażowy (awanbek); System odciążający – układ podwieszający; Podpory
Łożyska
tymczasowe.
montażowe do nasuwania. Urządzenia prowadzące.
Nasuwanie przez pchanie konstrukcji za pomocą pras hydraulicznych
System samokotwiący hydrauliczny
(powyżej) System samokotwiący mechaniczny (z boku)
Nasuwanie przez pchanie konstrukcji
za pomocą siły tarcia 1
3
2
4
Sekwencja pracy urządzenia pchającego przez tarcie
Nasuwanie przez pchanie konstrukcji za pomocą siły tarcia
Dziób montażowy (awanbeck)
Dziób montażowy jest tym ważniejszy, im ciężar przęsła jest większy. W mostach betonowych nie stosuje się nasuwania bez dzioba montażowego (awanbecka).
Można wyróżnić dwie zasadnicze konstrukcje awanbecka:
przestrzenna konstrukcja kratowa (rzadko stosowana obecnie w mostach betonowych);
dwa dźwigary blachownicowe, stężone wzajemnie.
Układ podwieszający
Układ podwieszający wprowadza regulowane zewnętrzne sprężenie przęsła na dużym mimośrodzie, odciążając jego początek. Układ składa się z tymczasowej wieży opartej przegubowo na przęśle, symetrycznych odciągów, zamocowanych na szczycie wieży oraz siłowników regulujących napięcie cięgien. W praktyce, ze względu na wiele ograniczeń, układ podwieszający jest stosowany jedynie w najdłuższych przęsłach (ok. 60 m) i w połączeniu z awanbeckiem.
Podpory tymczasowe
Podpory tymczasowe stosowane są w następujących przypadkach: przęseł dłuższych niż 60 m i/lub o zmiennej geometrii; dostępnego terenu pod obiektem; małej wysokości podpór stałych; posadowienia bezpośredniego podpór tymczasowych.
Tylko w takich przypadkach redukcja kosztów sprężenia może pokryć koszt budowy podpór tymczasowych i ich fundamentów. Głównym ograniczeniem stosowania podpór tymczasowych jest ich osiadanie, które powoduje wzrost naprężeń w konstrukcji. W takich przypadkach można zastosować specjalne łożyska montażowe (z siłownikami), które są jednak bardzo drogie.
Nasuwanie przez podpory tymczasowe
Nasuwanie podłużne - animacja
Budowa mostów betonowych metodą wspornikową (nawisową)
Charakterystyka metody polega na dołączaniu do wolnego końca wspornika kolejnych segmentów, zwiększających jego długość.
Metoda
się przy pomocy ruchomych rusztowań i deskowań (wózków, trawelerów), mocowanych do wykonanej części konstrukcji. Wznoszenie przęseł odbywa się symetryczne względem podpory, na której wykonywany jest Betonowanie
odbywa
tzw. segment startowy (zerowy, bazowy, itp.).
Systemy budowy
wspornikowej mostów betonowych
Betonowanie nawisowe systemem
zrównoważonym (metoda klasyczna).
Betonowanie
nawisowe z użyciem dźwigara transportowego
(montażowego). Montaż wspornikowy segmentów prefabrykowanych (metoda segmentowa).
A. Mosty belkowe
B. Mosty ramowe
C. Mosty podwieszone
D. Mosty łukowe
Sposoby budowy mostów metodą nawisową
Podział przęseł na segmenty
A. Podział na segmenty zależy od rodzaju, nośności i odkształcalności dostępnych trawelerów. B. Długość segmentów waha się w granicach od 3,5 do 7,0 m (2,0 do 5,0 w Polsce);
C. Długość segmentów wzrasta w kierunku środka przęsła.
Budowa wahadła
Urządzenie formujące – traweler traweler składa się z: Dźwigarów (kratownic) stężonych ze sobą; Systemu deskowań; Podestów roboczych; Przeciwwagi (balastu) lub systemu zakotwień
Typowy
do wykonanej konstrukcji.
Traweler - przykład
Działanie trawelera - animacja
Kryteria wyboru technologii rozpiętość
przęseł i ich ukształtowanie długość i ukształtowanie przeszkody ograniczenia wynikające ze skrajni pod obiektem ukształtowanie schemat zmiany
statyczny mostu
przekroju poprzecznego
warunki koszt
obiektu w planie i profilu
gruntowe w obrębie przeprawy
budowy
Koszty budowy mostu betonowego Koszty
robocizny
Koszty
materiałów (beton, stal miękka, stal sprężająca)
Koszty
Koszt
transportu
pracy urządzeń i sprzętu Koszt całkowity
Koszt budowy 1 m2 mostu betonowego (w dolarach)
Piśmiennictwo
Praca zbiorowa, Mechanizacja budowy mostów. WKŁ, Warszawa, 1971. Leonhardt, F., Podstawy budowy mostów betonowych. WKŁ, Warszawa, 1982. Głomb J., Technologia budowy mostów betonowych. WKŁ, Warszawa, 1982. Furtak K., Wołowicki W., Rusztowania mostowe. WKŁ, Warszawa, 2005. Praca zbiorowa, Mosty betonowe wznoszone metodą sekcja po sekcji, DWE, Wrocław, 2014. Praca zbiorowa, Prefabrykacja w mostownictwie, DWE, Wrocław, 2010. Praca zbiorowa, Aktualne realizacje mostowe, DWE, Wrocław, 2011. Praca zbiorowa, Współczesne technologie budowy mostów, DWE,
