PL65716Y1 - Belka prefabrykowana kablobetonowa - Google Patents

Description

2 PL 65 716 Υ1

Opis wzoru

Przedmiotem wzoru użytkowego jest belka prefabrykowana kablobetonowa przeznaczona do stosowania jako element nośny w przęsłach obiektów mostowych. Belka została zaprojektowana na obciążenie ruchome ki. A wg PN-85/S-10030 oraz na obciążenie specjalne klasy 150 wg STANAG 2021.

Mosty drogowe z belek prefabrykowanych są wykonywane na terenie Polski od połowy lat pięćdziesiątych. W zdecydowanej większości są to obiekty z belek żelbetowych lub sprężonych -strunobetonowych. Prefabrykaty kablobetonowe „zarezerwowane" były dotychczas dla nielicznych obiektów o większej rozpiętości - najczęściej około 40,0 m. Były to belki znacznych gabarytów, o innym kształcie oraz zdecydowanie większej wysokości ustrojowej.

Belki strunobetonowe w projektowanych obiektach nie osiągały długości większej, niż 22,0 - 24.0 m.

Niektóre z tych belek są chronione jako wzory użytkowe nr 53056, 53279, 60637, choć większość z nich nie jest obecnie powszechnie w Polsce stosowana. W powszechnej praktyce budownictwa mostowego w Polsce są stosowane trzy rodzaje belek: belki prefabrykowane typu KUJAN, typu „T" oraz WBS. Belki te bez specjalnych zabiegów mogą być stosowane do przęseł mostowych, odpowiednio: „Kujany” do rozpiętości 18 m, typu „T” do 27 m, zaś WBS do 23 m.

Belka strunobetonowa typu WBS posiada poszerzoną półkę dolną zwężającą się stopniowo od podstawy ku średnikowi, który ma stałą szerokość. Część górną belki stanowi półka górna z umieszczonymi na powierzchni górnej elementami zbrojenia do zespolenia.

Znana jest również belka prefabrykowana teowa chroniona wzorem użytkowym nr 62411. Belka ta może być wykonywana w długościach do 27 m. Przekrój poprzeczny belki na całej długości ma kształt litery „T", średnik zwęża się ku górze i przechodzi w obustronne wsporniki tworzące górną półkę, z której wystają elementy zbrojenia.

Celem niniejszego rozwiązania jest skonstruowanie belki sprężonej kablobetonowej o średniej rozpiętości do budowy mostów, nadającej się do zastosowania w przęsłach mostowych o rozpiętości 30.0 m dla klasy obciążenia ruchomego A.

Belka prefabrykowana kablobetonowa, według wzoru użytkowego, posiada dwuteowy przekrój. Środnik belki jest pogrubiony w strefie przypodporowej nad podporą i zwęża się w przęśle, gdzie jego szerokość jest ponad trzykrotnie mniejsza od szerokości półki dolnej. Dolna półka i górna półka na całej długości belki mają jednakowy przekrój poprzeczny, przy czym maksymalna szerokość górnej półki jest co najmniej półtora razy większa od szerokości dolnej półki, a wysokość górnej półki przy środniku odpowiada szerokości środnika, zaś przy krawędziach zewnętrznych stanowi około 1/5 maksymalnej wysokości górnej półki. Ponadto powierzchnia dolna górnej półki trzykrotnie załamuje się pod kątem, przy czym z górnej półki wyprowadzone są poziome pręty zbrojeniowe poprzeczne oraz pręty zbrojeniowe-strzemiona. Wewnątrz belki, w dolnej półce i środniku, rozmieszczone są kable sprężające o przebiegu prostoliniowym oraz kable o przebiegu krzywoliniowym. Belka w strefie podporowej w środnikach belek oraz w strefach środkowych posiada otwory. Otwory te są zaprojektowane w celu przepuszczenia zbrojenia poprzecznie podporowych i przęsłowych. Poprzez te poprzecznice następuje połączenie konstrukcji belek i uciąglenie całej konstrukcji.

Belka długości 30 m, według zgłoszonego rozwiązania, daje możliwość uzyskiwania przęseł mostowych o ustrojach prefabrykowanych, o rozpiętości do 30,0 m przy obciążeniach klasy A.

Przedmiot wzoru użytkowego został uwidoczniony na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok belki z boku w skali 1:60, fig. 2 - przedstawia widok belki z góry w skali 1:60, fig. 3 przedstawia przekrój poprzeczny belki nad podporą w skali 1:30, fig. 4 przedstawia przekrój poprzeczny belki w przęśle w skali 1:30, fig. 5 przedstawia przekrój poprzeczny typowego przęsła z zastosowaniem zgłoszonych belek w skali 1:30, fig.6 przedstawia widok z boku w skali 1:200 przykład zastosowania belki w wiadukcie nad autostradą.

Zgodnie z wzorem użytkowym belka prefabrykowana kablobetonowa ma przekrój dwuteowy z poszerzoną półką górną. Środnik belki 5 jest pogrubiony w strefie końcowej przypodporowej 6 i zwęża się w przęśle, gdzie jego szerokość jest trzykrotnie mniejsza od szerokości półki dolnej. Dolna półka 7 ma jednakowy przekrój na całej długości belki. Górna półka 8 również o stałym przekroju jest szersza niż dolna. Maksymalna szerokość górnej półki 8 jest co najmniej półtora raza większa od szerokości dolnej półki 7, a wysokość górnej półki 8 przy środniku odpowiada szerokości środnika 5, zaś przy krawędziach zewnętrznych stanowi około 1/5 maksymalnej wysokości górnej półki 8. Ponadto 3 PL65 716Y1 powierzchnia dolna górnej półki trzykrotnie załamuje się pod kątem. Z górnej półki wyprowadzone są poziome pręty zbrojeniowe poprzeczne 9, które stanowią zbrojenie płyty poziomej łączącej usytuowane obok siebie belki. Z powierzchni półki górnej belki wyprowadzone są pręty zbrojeniowe-strzemiona 10 w celu zespolenia belki z płytą ustroju niosącego. Wszelkie zespolenia belek z innymi elementami konstrukcyjnymi obiektu mostowego tj. podporami, poprzecznicami podporowymi oraz poprzecznicami przęsłowymi są wykonywane na budowie po zmontowaniu belek na podporach. W betonie dolnej półki belki oraz środnika są umiejscowione kable sprężające - kable o przebiegu prostoliniowym 1 oraz kable o przebiegu krzywoliniowym 2, 3, 4. Po zakończeniu sprężania tych kabli belka uzyskuje wymagane parametry wytrzymałościowe. Wszystkie kable są naciągane na czołach belek. Podporowa strefa belek została ukształtowana tak, żeby można było wykonać możliwie najlepsze zespolenie z poprzecznicami podporowymi. W strefie podporowej w środnikach belek zostały zaprojektowane otwory 11 w celu wbudowania zbrojenia oraz betonu zespalającego belki z poprzecznicami podporowymi. Podobną rolę spełniają otwory 12 usytuowane w środkowych strefach belek. Zostały one zaprojektowane w celu wbudowania zbrojenia oraz betonu zespalającego belki w środku przęseł mostowych. Na czołach belek są umieszczone głowice kabli sprężających.

Belki są montowane równolegle obok siebie na podporach. Po zmontowaniu belek przygotowywane jest zbrojenie i deskowanie poprzecznie zespalających belki na podporach i w środku przęseł, a także deskowanie i zbrojenie płyty ustroju niosącego. Całość tak przygotowanej konstrukcji obiektu mostowego zostaje zabetonowana zgodnie z zasadami technologicznymi.

Przedmiotowe belki będą wykonywane w konstrukcji kablobetonowej. Są one prefabrykatami, dla których warunek prawidłowej pracy stanowi uciąglenie belek z przyczółkami i na podporach pośrednich. Koncepcja zastosowania takiego uciąglenia przy belkach kablobetonowych stanowi odmienność konstrukcyjną tych belek.

Belka o długości 30,0 m została zaprojektowana w układzie uciąglonym na obciążenie ruchome kl. A wg PN-85/S-10030 oraz na obciążenie pojazdem specjalnym klasy 150 wg STANAG 2021 -w obiektach mostowych o rozpiętości w osiach podpór do 30 m.

Belki te mogą być stosowane w obiektach mostowych: wiaduktach, mostach, estakadach. Szczególnie korzystnym rozwiązaniem dla stosowania takich prefabrykatów mostowych mogą być obiekty ramowe jedno- i dwuprzęsłowe. W szczególności najbardziej typowe wiadukty nad autostradami. Na rysunku (Fig. 6) widoczna jest autostrada 14 o pełnych parametrach. Przedstawia on poszczególne elementy budowli, w skład której wchodzą: podpory wiaduktu 15,16, belki prefabrykowane kablobetonowe 1_7, zespolenia podporowe 18,19, płyta ustroju niosącego 20.

Belka jest konstrukcją kablobetonową. Do jej sprężenia mogą być użyte różnego rodzaju kable.

Wprowadzenie belki o długości 30,0 m i znacznej smukłości było możliwe dzięki uciągleniu belki na podporach mostowych. Belki po zmontowaniu na podporach zostaną zespolone z tymi podporami lub w przypadku podpór środkowych przęsła, ze sobą. Dzięki temu ustrój nośny z belek współpracuje konstrukcyjnie z podporami, co w efekcie daje możliwość uzyskania relatywnie lekkich przekrojów przęseł.

Wprowadzenie belki o tak dużej rozpiętości (do 30,0 m) i znacznej smukłości (w prezentowanym przykładzie 1/25), a więc o relatywnie niewielkim ciężarze daje duże możliwości kształtowania obiektów mostowych, szczególnie obiektów autostradowych. Takich możliwości nie dawały dotychczas stosowane w Polsce belki mostowe, bez dodatkowych zabiegów technicznych.

Poważnym argumentem przemawiającym za stosowaniem tego rodzaju „uciąglonych prefabrykatów" może być większa trwałość obiektów wykonanych na tych konstrukcjach w stosunku do prefabrykatów dotychczas stosowanych. Obiekty z belek według przedmiotowego rozwiązania posiadają w znacznie większym stopniu od dotychczasowych rozwiązań pozytywne cechy obiektów monolitycznych.

Stosowanie tego typu belek może też przynieść znaczne przyspieszenie prac przy wykonywaniu obiektów mostowych oraz obniżenie kosztów realizacji.

Belka prefabrykowana kablobetonowa jest przeznaczona do budowy przęseł mostowych - zespolonych obiektów mostowych o konstrukcji belkowej w ustrojach niosących obiektów mostowych: mostów, wiaduktów, estakad.

Claims (2)

1. 4 PL65 716Y1 Zastrzeżenia ochronne 1. Belka prefabrykowana kablobetonowa, przeznaczona do budowy zespolonych przęseł mostowych o konstrukcji belkowej lub ramownicowej, posiadająca półkę dolną, środnik i półkę górną zaopatrzoną w elementy zbrojeniowe, znamienna tym, że posiada dwuteowy przekrój, środnik belki (5) pogrubiony w strefie przypodporowej (6) i zwężający się w przęśle, gdzie jego szerokość jest ponad trzykrotnie mniejsza od szerokości półki dolnej, zaś dolna półka (7) i górna półka (8) na całej długości belki mają jednakowy przekrój poprzeczny, przy czym maksymalna szerokość górnej półki (8) jest co najmniej półtora razy większa od szerokości dolnej półki (7), a wysokość górnej półki (8) przy środniku odpowiada szerokości środnika (5), zaś przy krawędziach zewnętrznych stanowi około 1/5 maksymalnej wysokości górnej półki (8), ponadto powierzchnia dolna górnej półki trzykrotnie załamuje się pod kątem, przy czym z górnej półki (8) wyprowadzone są poziome pręty zbrojeniowe poprzeczne (9) oraz pręty zbrojeniowe-strzemiona Q0), a także wewnątrz belki rozmieszczone są kable, które w dolnej półce (7) i środniku (5) są kablami sprzęgającymi (1) o przebiegu prostoliniowym oraz kable (2, 3, 4) o przebiegu krzywoliniowym.
2. 2. Belka według zastrz. 1, znamienna tym, że posiada otwory (1_L) w strefie podporowej w środnikach oraz otwory (12) w strefach środkowych belek.