Монтаж на мостове

технологични особености

Конструкцията на мостовите съоръжения се дели на горно и долно строене. Долно строене са основите на моста, устои, стълбове, пилони, а горното строене включва пътната конструкция, напречни, надлъжни греди, пътна плоча, тротоари, система от ванти, въжета и др. За удобство на изграждане, за по-точен монтаж и съкращаване на сроковете, връхната конструкция се изготвя в заводски условия, като отделни монтажни секции, които впоследстиве се монтират върху долното строене. В настоящата статия ще разгледаме различни техники и методи за монтаж на връхна конструкция на мостове, при приемането, че основите – устои, стълбове и пилони, са вече изградени.

Мостовете са отговорни инженерни съоръжения, а проектите на по-големи мостове често се превръщат в предизвикателства от технологична гледна точка по време на монтаж. Често такива мостове имат големи отвори, в много случаи мостовата конструкция е разположена над водни басейни или премоства дълбоки долини, стръмни терени, терени със слаби почви, екологично защитени видове и културни забележителности. Тези теренни особености затрудняват монтажа и ограничават избора на технологии за монтаж сред конвенционалните. Монтажът на стоманена конструкция е сложен технологичен процес, съпътстван от редица особености, които трябва да се вземат под внимание. Една особеност е осигуряването на устойчивостта на конструкцията по време на монтажа. Съществува риск от нестабилност по време на работа, също и от действие на вятър по време на монтаж, по време на транспорт.

Когато предстои изграждането на мост, проектантите и строителите трябва да подготвят решение/проект за издигане и монтаж на структурата по безопасен и икономичен начин. Намирането на оптимално решение се основава на сравнение на различни алтернативни технологии и условията, които предлага теренът. Методите за изграждане и монтаж на мостове варират в определени граници, в зависимост от вида на моста, мястото на изграждане и технологичните възможности. Технологиите на монтаж непрекъснато се усъвършенстват, за да отговорят на разнообразни изисквания и строителни особености, свързани с изграждaнeто на конкретното мостово съоръжение. За например, изискването да се поддържа пътният поток, независимо дали автомобилен, железопътен или воден, може сериозно да ограничи етапа и времето за монтаж на мостовата конструкция. В такива случаи монтажът трябва да се извършва в определени часове или да приключи за строго фиксиран период от време. Такава работа изисква внимателно и прецизно планиране. Полезно в случая е по-голяма част от монтажните секции на конструкцията да бъдат завършени в завод, за да се спести време от работата на терена. Възможностите за това до голяма степен зависят от вида и дизайна на моста.

Някои от най-популярните и традиционни методи, които се използват за изграждане на мостове, са използване на кранове – монтирани или на терена, или на вече изградената конструкция, хидравлични крикове, шлепове за транспортиране на големи секции по вода и др. Изборът на технология зависи от конструкцията на моста. Също така се взема под внимание продължителността на проекта, скорост на вятъра, приливни вариации и т.н.

Монтаж чрез кран от терена
При този начин на монтаж кранът е монтиран на терена и служи за повдигане на монтажните секции, греди, ферми, хоризонтални връзки и др., и поставянето им в проектно положение. Често, ако отворът е по-голям, се налага използването на временни монтажни кули, които служат за монтиране на връхната конструкция, като след нейния монтаж се отстраняват. Те най-често са решетъчни пространствени кули.

Дължината на конструктивните елементи, които могат да бъдат повдигнати от земята, е ограничен – максимум 30-40 метра. Конструктивните елементи, които биват монтирани, трябва да са осигурени срещу изкълчване и загуба на устойчивост по време на повдигане. Често, вариации в температурата може да удължат или скъсят елемента, и това също трябва да се има предвид.

Конзолен монтаж с кран
Конзолният монтаж е метод, прилаган обикновено при мостове с големи отвори, многоотворни мостове с дължина на отворите от 50 до 250 метра. Монтажът на връхната конструкция започва от площадка при единия устой, и след като бъде монтирана известна част към отвора, тя служи за платформа, на която се монтира кран, чрез който се извършва монтажът на следващите части.

По този начин обикновено се монтират мостове, които са разположени високо над терена. В такива случаи трябва да се вземе под внимание и действието на вятъра върху конзолните елементи, тъй като с височината то става по-голямо. Най-голямата трудност при този монтаж е осигуряване на елементите срещу деформации – хоризонтални и вертикални. Ако се допуснат известни изменения, няма да се извърши точно напасване на елементите при срещането им.

Надлъжно избутване
Методът надлъжно (конзолно) избутване, или потактово избутване, е предпочитан в редица ситуации, тъй като чрез него се избягват рискови монтажни дейности на голяма височина. Освен това методът е бърз и технологичен. В единия край на моста, при устоя, се изгражда монтажна площадка, където се монтират монтажните секции на връхната конструкция. С всяка следваща монтажна секция конструкцията „расте“ надлъжно, с което се предприема избутването й към отвора и към първия стълб. Преди да стъпи на първия стълб по-голяма част от конструкцията трябва да е на монтажната площадка, за да изпълнява ролята на противотежест. Провисването на връхната конструкция в отвора, преди да е достигнала първия стълб, може да се предотврати с поставянето и на временни опори. Временните опори се отстраняват след като челото на конструкцията стъпи на следващата постоянна опора. Стъпването върху стълба се осъществява чрез помощна част – аванбек. Аванбекът се монтира в предната част на конструкцията и осигурява плавното й повдигане и достигане до стълба. За по-бърз монтаж може да се предвиди избутване и от двата края на моста, като двете части на връхната конструкция се срещат и снаждат в средата. Избутването на връхната конструкция става с помощта на хидравлични крикове, монтирани на устоите и стълбовете. Криковете с малък ход повдигат конструкцията, докато се отлепи от лагера, след което се задействат крикове с голям ход, които избутват гредата напред.

Чрез надлъжно избутване е монтирана пътната конструкция на един от най-известните вантови мостове – Виадуктът Мийо. Тъй като вантовите мостове обикновено са с големи отвори, монтажът се извършва с временни опори. След като гредата е заела проектното си положение и пилонът е изграден, се монтират и натягат кабели. След което временните опори се отстраняват. С този метод за изградени и два от мостовете на автомагистрала Хемус у нас.

Конзолното избутване се отличава с висока скорост на монтаж, а повечето манипулации се извършват безопасно на брега.

Поотворен монтаж
Методът се прилага най-вече при водни пространства, където могат да се използват плавателни средства – плаващи кранове, шлепове. В близост до обекта монтажните секции се сглобяват на дължината на един отвор. Така цялата връхна конструкция се транспортира посредством плавателното средство и се монтира върху опорите. Много дъгови мостове, с път долу, са монтирани по този начин, като цялата връхна конструкция – пътна конструкция, дъга и окачвачи, предварително изготвена, се монтира върху лагерите на моста.

Монтаж с предварително изградени помощни системи
Подобни методи на монтаж се използват при мостове с по-специфични конструкции като дъгови и висящи, например. При монтаж на дъгови мостове понякога се изгражда спомагателна висяща система, по която се движи кран. Системата е подобна на тази на висящите мостове. Дъговите елементи се доставят отдолу чрез плавателно средство. Кранът, разположен на висящата система, повдига отделните секции на конструкцията и ги поставя в проектното положение, където се окачва към въжето и останалата част от конструкцията. Монтажът се извършва симетрично към двата края на моста, като започва от ключ. Методът е възможен само за конструкции с корави дъги. Наддъговата част се монтира от края към средата. При път горе, най-разпространен метод е конзолен, при който дъгата, заедно с елементите над нея, се монтира от единия край към средата. Монтажът се извършва от кран, разположен на вече изградените преди това участъци от конструкцията.

Със спомагателна система се изграждат и висящите мостове. След изграждането на пилоните и анкерните блокове, започва изграждането на работна пътека по протежение на кабелните траектории. Двата анкерни блока се свързват с пилотно въже. Пилотното въже служи за изтегляне на няколко носещи въжета, които поддържат работната пътека.

По-специфичен е монтажът при рамкови мостове с големи отвори, особено при много стръмен наклон на терена, който възпрепятства монтажа. Едно решение, за да се извърши монтажът, е предварително изграждане на помощни подходни естакади. В двата края на моста, пред устоите, се монтират „крака“, които първоначално са в изправено положение. Към горния им край се монтират помощни ферми. Помощните крака се наклоняват към отвора на моста, докато фермите заемат хоризонтално положение. Те служат за платформа, върху която се разполага кран, който повдига монтажните секции и ги поставя в проектно положение.