Wieloprzęsłowe mosty skrzynkowe z betonu sprężonego

BETON SPRĘŻONY jest obecnie podstawowym materiałem stosowanym do budowy obiektów mostowych – nie tylko małych, ale również o średnich oraz dużych rozpiętościach przęseł. Dla średnich i dużych rozpiętości mostów belkowych są powszechnie stosowane sprężone dźwigary skrzynkowe. W niniejszym podręczniku przedstawiono całościowo problematykę projektowania i budowy belkowych mostów z betonu sprężonego. Szczególną uwagę zwrócono na: • zagadnienia mechaniki i kształtowania dźwigarów skrzynkowych, • podstawowe technologie budowy i ich wpływ na proces projektowania, • wykorzystanie współczesnych metod obliczeniowych. Obiekty belkowe o skrzynkowym przekroju poprzecznym należą do najliczniej wykonywanych konstrukcji mostowych z beton sprężonego, zwłaszcza wieloprzęsłowych. Wraz ze wzrostem potrzeb komunikacyjnych nastąpił w tym obszarze mostownictwa w ostatnich dekadach intensywny rozwój zarówno jeśli chodzi o metody projektowania, jak i rozwiązania materiałowe oraz technologie wykonawcze. Autorzy korzystają ze swojego dużego doświadczenia i licznych realizacji, więc przedstawione w książce analizy obliczeniowe oraz szczegółowe rozwiązania konstrukcyjne są ściśle powiązane z technologią wykonawczą. Jest to unikatowa (nie tylko w skali krajowej), bardzo obszerna i szczegółowa pozycja, prezentująca najnowsze osiągnięcia projektowe i realizacyjne w zakresie belkowych obiektów wieloprzęsłowych z betonu sprężonego, mających skrzynkowe przekroje poprzeczne. Prezentowany podręcznik wypełnia lukę w polskojęzycznej literaturze dotyczącej mostów betonowych, wobec czego Autorzy mają nadzieję, że spotka się z zainteresowaniem inżynierów i studentów specjalności mostowej.

Od Autorów 9 Podziękowania 11 1. Wstęp 13 Literatura cytowana w rozdziale 19 2. Dźwigary skrzynkowe z betonu sprężonego 21 2.1. Kształtowanie 22 2.1.1. Stosowane przekroje poprzeczne 22 2.1.2. Ukształtowanie podłużne 24 2.1.3. Ukształtowanie w planie 24 2.1.4. Sposoby podparcia dźwigarów skrzynkowych 25 2.1.5. Przepony 28 2.1.6. Przykłady mostów skrzynkowych z betonu sprężonego 29 2.2. Technologie budowy wieloprzęsłowych mostów skrzynkowych 33 2.2.1. Podstawowe informacje 33 2.2.2. Sposoby wykonywania dźwigarów skrzynkowych 35 2.2.3. Wykonywanie dźwigarów skrzynkowych z użyciem elementów prefabrykowanych 35 2.3. Proces projektowania mostowych dźwigarów skrzynkowych 43 2.3.1. Podstawy projektowania 43 2.3.2. Sytuacje obliczeniowe 44 2.4. Modele obliczeniowe stosowane do analizy dźwigarów skrzynkowych 46 2.4.1. Struktura modeli 46 2.4.2. Klasyfikacja modeli geometrii 48 2.4.3. Modele materiałów 50 2.4.4. Modele obciążeń 51 2.5. Wykorzystanie modelu klasy e¹, p³ 52 2.5.1. Uwagi ogólne 52 2.5.2. Naprężenia normalne 53 2.5.3. Skręcanie dźwigarów skrzynkowych 56 2.5.4. Wpływy termiczne w dźwigarach skrzynkowych 65 2.5.5. Statyka płyty pomostowej 70 2.6. Sprężanie dźwigarów skrzynkowych 71 2.6.1. Struktura podrozdziału 71 2.6.2. Wprowadzanie sił sprężających do konstrukcji 75 2.6.3. Kable zewnętrzne 77 2.7. Zbrojenie miękkie dźwigarów skrzynkowych 80 2.7.1. Rola zbrojenia miękkiego 80 2.7.2. Zbrojenie typowe 80 2.7.3. Zbrojenie w strefach wyplotów i dewiatorów 91 2.7.4. Poprzeczny wypór kabli sprężających w dźwigarze zakrzywionym 94 Literatura cytowana w rozdziale 97 3. Mosty budowane metodą sekcja po sekcji 103 3.1. Informacje ogólne 104 3.2. Zakres stosowania 105 3.3. Charakterystyka metody 107 3.3.1. Odmiany metody 107 3.3.2. Rodzaje rusztowań mobilnych 115 3.4. Kształtowanie ustroju nośnego 120 3.4.1. Ukształtowanie przekroju poprzecznego 120 3.4.2. Ukształtowanie statyczno-konstrukcyjne 121 3.5. Technologia wykonania segmentów 122 3.5.1. Formowanie segmentów na placu budowy 122 3.5.2. Produkcja segmentów prefabrykowanych 126 3.5.3. Podział ustroju nośnego na segmenty 128 3.5.4. Sposoby łączenia segmentów 130 3.6. Wpływ technologii na siły wewnętrzne w konstrukcji 134 3.6.1. Uwagi ogólne 134 3.6.2. Redystrybucja sił wewnętrznych wywołanych ciężarem własnym w belce dwuprzęsłowej wykonanej etapami – przykład liczbowy 135 3.6.3. Belki dwuprzęsłowa i trzyprzęsłowa ze stykiem w miejscu zerowych momentów 139 3.6.4. Wpływ pełzania betonu na kształtowanie się sił wewnętrznych w dwuprzęsłowej belce mostowej ze stykiem w strefie minimalnych momentów 141 3.7. Prognozowanie podniesień wykonawczych dla obiektu z betonu sprężonego, wznoszonego na rusztowaniach mobilnych 147 3.7.1. Definicja zagadnienia 147 3.7.2. Konstrukcja analizowanego obiektu 147 3.7.3. Obliczenie podniesień wykonawczych 152 3.7.4. Podsumowanie 156 3.8. Przykłady zastosowań metody 157 3.8.1. Obiekty wykonywane z segmentów prefabrykowanych 157 3.8.2. Obiekty monolityczne 164 Literatura cytowana w rozdziale 181 4. Budowa mostów metodą nasuwania podłużnego 185 4.1. Koncepcja i historia wdrożenia metody nasuwania podłużnego 186 4.2. Charakterystyka metody – wady i zalety 190 4.2.1. Obszar zastosowań 190 4.2.2. Zalety i wady metody nasuwania podłużnego 192 4.2.3. Stosowane przekroje poprzeczne ustrojów nośnych 193 4.2.4. Podział ustroju nośnego na segmenty 197 4.2.5. Ukształtowanie głowic filarów 198 4.3 Oprzyrządowanie metody nasuwania podłużnego 199 4.3.1. Informacje podstawowe 199 4.3.2. Stanowisko wytwórcze 199 4.3.3. Podpory tymczasowe (montażowe) 209 4.3.4. Awanbek 216 4.3.5. Łożyska ślizgowe 218 4.3.6. Ograniczniki przesuwu poprzecznego 219 4.3.7. Urządzenia trakcyjne 221 4.4. Statyka mostów nasuwanych podłużnie 233 4.4.1. Statyka stanów montażowych 233 4.4.2. Statyka stanów docelowych 246 4.5. Sprężenie konstrukcji nasuwanych podłużnie 247 4.5.1. Sprężenie centryczne – stany montażowe 247 4.5.2. Sprężenie docelowe 252 4.5.3. Sprężenie poprzeczne 253 4.6. Specyfika budowy mostów metodą nasuwania podłużnego 253 4.6.1. Proces budowy 253 4.6.2. Wytwarzanie segmentów 254 4.6.3. Kształtowanie niwelety nasuwanego dźwigara 257 4.6.4. Wymiana łożysk 257 4.6.5. Zbrojenie newralgicznych stref 257 4.7. Wybrane realizacje obiektów nasuwanych podłużnie 258 4.7.1. Most nad zbiornikiem wodnym w Świnnej Porębie (1998) 258 4.7.2. Estakada Gądowska w ciągu Obwodnicy Śródmiejskiej Wrocławia (2002) 259 4.7.3. Wiadukt Esquinzo na Wyspach Kanaryjskicj, Hiszpania (2004) 265 Literatura cytowana w rozdziale 265 5. Mosty budowane metodami wspornikowymi 271 5.1. Betonowanie wspornikowe i montaż nawisowy 272 5.1.1. Informacje ogólne 272 5.1.2. Polskie wdrożenia 273 5.2. Istota metody i zakres jej stosowania 276 5.2.1. Betonowanie wspornikowe 276 5.2.2. Montaż nawisowy 278 5.2.3. Największe betonowe mosty belkowe i ramowe zbudowane metodami wspornikowymi 280 5.3. Stosowane przekroje poprzeczne 282 5.3.1. Przekroje belkowych mostów betonowanych wspornikowo 282 5.3.2. Przekroje mostów montowanych z segmentów prefabrykowanych 284 5.4. Podział konstrukcji na segmenty 284 5.4.1. Betonowanie wspornikowe 284 5.4.2. Montaż wspornikowy segmentów 288 5.5. Rodzaje urządzeń formujących (travelerów) 289 5.6. Obliczenia statyczne mostów budowanych metodami wspornikowymi 295 5.6.1. Założenia obliczeniowe 295 5.6.2. Masa i moduł sprężystości betonu stosowanego do konstrukcji sprężonych 295 5.6.3. Analiza faz montażowych 296 5.6.4. Analiza statyczna faz eksploatacyjnych – stosowane modele obliczeniowe 307 5.6.5. Wpływ zjawisk reologicznych na odkształcenia mostów z betonu sprężonego 307 5.7. Stosowane układy sprężenia 313 5.7.1. Informacje podstawowe 313 5.7.2. Kable przenoszące obciążenia w fazie budowy 314 5.7.3. Kable krzywoliniowe instalowane po zwarciu konstrukcji 316 5.7.4. Sprężenie środników 316 5.7.5. Kable sprężające poprzecznie płytę pomostu 319 5.8. Kształtowanie niwelety mostu 319 5.8.1. Uwagi wstępne 319 5.8.2. Obliczenia przewyższeń i rzędnych deskowania 321 5.9. Przykłady zrealizowanych mostów 322 5.9.1. Most w ciągu autostrady D8 nad Wełtawą w Czechach (1996) 322 5.9.2. Most przez Odrę w Brzegu Dolnym (2013) 331 5.9.3. Pont de Riddes (1990) 338 5.9.4. Most autostradowy w Grudziądzu (2013) 339 5.9.5. Estakada w ciągu drogi ekspresowej S7 w Skolmielnej (2019) 342 5.9.6. Most Anny Jagiellonki przez Wisłę w Warszawie (2020) 346 Literatura cytowana w rozdziale 349 6. Zastosowanie pakietu SOFiSTiK do analiz obiektów mostowych z betonu sprężonego wznoszonych metodą wspornikową 353 6.1. Wprowadzenie 354 6.2. Przykład numeryczny 355 6.2.1. Informacje ogólne 355 6.2.2. Opis numeryczny 356 6.2.3. Wybrane rezultaty obliczeń 394 Literatura cytowana w rozdziale 397 Spis rysunków 399 Spis tablic 419