prefabrykaty typu T.pdf

EGZEMPLARZARCHIWALNY

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

d2)OPIS OCHRONNY

WZORU UŻYTKOWEGO

(19) PL (n)62411

(13) Y1

(21) Numer zgłoszenia: 113260

(51) Int.CI.

E01D 2/00 (2006.01)

Urząd Patentowy

Rzeczypospolitej

Polskiej

(22) Data zgłoszenia: 13.06.2002

(54)

Belka prefabrykowana teowa

(43) Zgłoszenie ogłoszono:

15.12.2003 BUP 25/03

(73) Uprawniony z prawa ochronnego:

Przedsiębiorstwo Robót Mostowych MOSTY-

ŁÓDŹ SA, Łódź, PL

(45) O udzieleniu prawa ochronnego ogłoszono:

31.07.2006 WUP 07/06

(72) Twórca(y)wzoru użytkowego:

Witold Doboszyński, Warszawa, PL

&4 <o7MĄń

-1-

Belka prefabrykowanateowa

Przedmiotem zgłoszenia wzoru użytkowegojest belka prefabrykowana teowa, prze¬

znaczona do stosowania w drogowych obiektach mostowych o konstrukcji belkowej,

projektowanych na obciążenie ruchome ki. A wg PN-85/S-10030 oraz na obciążenie po¬

jazdem specjalnym klasy 150 wg STANAG 2021.

Mosty drogowe z belek prefabrykowanych są budowane w Polsce od połowy lat

pięćdziesiątych. Z blisko 20 typów prefabrykatówjedynie konstrukcje zespolone zawiera¬

jące strunobetonowe elementy prefabrykowane i wykonywane na miejscu elementy z

betonu zbrojonego, okazały się dostatecznie trwałe Obecnie stosowane są w Polsce struno¬

betonowe belki prefabrykowanych typu Kujan i WBS. Belki Kujan (pos. I) stosowane są

powszechnie, przęsła z nich budowane mają wszystkie zalety płyt monolitycznych sprężo¬

nych. Zastosowanie belek WBS (pos. II) ogranicza ich znaczna wysokość, dodatkowo

koniecznejest wykonanie deskowaniapłyty. W krajowej ofercie brakuje rozwiązań łączą¬

cych zalety przęseł płytowych ibelkowych, podobnych do czeskich czy francuskich

przęseł zespolonych gęstożebrowych zbelek strunobetonowych, utwierdzonych w po-

przecznicach podporowych, bez poprzecznie przęsłowych. Belki prefabrykowane teowe

będą stosowane wyłącznie w konstrukcjach zespolonych typu beton prefabrykowany -

beton na mokro. Tentyp konstrukcji sprawdza się w Polsce najlepiej. Zaleca się przyjmo¬

wać wysokość poprzecznicy podporowej zbliżonej do wysokości konstrukcyjnej przęsła.

Przęsła ciągłe budowane z użyciem belek prefabrykowanych wyróżniają się racjonalnym

rozmieszczeniem materiału. W efekcie zastosowania belek teowych do budowy przęseł

otrzymujemy zdecydowanie niższe wartości sił wewnętrznych i reakcji w rejonie podpar¬

cia niż dla analogicznych przęseł płytowych. Możliwe są również układy ramowe o

węzłach sztywnych lub przegubowych. Znane z opisów ochronnych wzorów użytkowych

nr 53056 i 53279 oraz nr 60637 prefabrykowane belki mostowe nie sąobecnie powszech¬

nie stosowane w Polsce. Najbliższa kształtem do belki prefabrykowanej teowej jest belka

mostowa trapezowa opisana wg wzoru nr 60637. Jest to jednak belka krępa, posiadająca

przekrój pełnegotrapezu poszerzającego sięku górze zniewielkimikrótkimi wspornikami.

-2-

Belka prefabrykowana teowajest belkąsmukłą o zwężającym się kugórze środniku oraz z

wyraźnie wykształtowaną szerokim wspornikiem (półką górną). Belka mostowa trapezo-

wata, w odróżnieniu od belki prefabrykowanej teowej wykonanej w technologii

strunobetonowej, jest prefabrykatem kablobetonowym posiadającym odpowiednia roz¬

mieszczone zakrzywione na długości otwory na kable sprężające. Natomiast inne belki

znane ze stanu techniki - np. wg wzoru użytkowego nr 53279 jest bardziej rozwinięciem

belek „Kujan"do wykonywania ustrojów płytowych; a wg wzoru użytkowego nr 53056 do

wykonywaniaustrojów korytkowych.

Istotą wzoru użytkowego jest belka prefabrykowana teowa, która w przekroju po¬

przecznym na całej długości belki ma kształt dużej litery T. Środnik belki zwęża się ku

górze i przechodziw obustronne wsporniki kształtujące górnąpółkę belki. W dolnej części

środnika umieszczone sąpodłużne cięgna sprężające, dzięki którym belka uzyskuje wy¬

magane parametry wytrzymałościowe. Część tych cięgien w końcowych odcinkach belki

może być pozbawiona przyczepności, poprzez umieszczenie ich w osłonkach. W górnej

części środnika (na wysokości styku ze wspornikami półki górnej) umieszczone są dodat¬

kowe podłużne cięgna sprężające w celu zminimalizowania niekorzystnych naprężeń

rozciągających w górnych włóknach belki. Belki układa się obok siebie w przęśle stykając

je wspornikami górnej półki, z której wystają elementy zbrojenia do zespolenia belek z

żelbetową płytą monolityczną wykonywanąna miejscu budowy. Czoła belek ukształtowa¬

no tak, by zespolenie z żelbetową poprzecznicąpodporowąwykonywanąna miejscu było

jak najlepsze: wypuszczono struny i zbrojenie miękkie, w zasięgu zespolenia z poprzeczni¬

cąobcięto wsporniki górnych półek i wypuszczono dodatkowestrzemiona, podcięto w tym

miejscu środnik oraz przewidziano możliwość specjalnego przygotowania betonowych

powierzchni bocznych.

Zasadniczym celem zaprojektowanego systemu konstrukcyjnego była prosta reali¬

zacja różnorodnych trwałych mostów, w dowolnym układzie statycznym, dlatego

zaprojektowano możliwość wykonania trzech wersji czoła belek dostosowującje do ukła¬

dów ciągłych, ramowych i swobodnie podpartych. Praktycznie dowolny sposób oparcia

lub połączenia przęseł z podporami pozwala na zastosowanie najdogodniejszego układu

statycznego. Możliwe sąrównież układyramowe owęzłachsztywnychlub przegubowych.

Ponadto niezmienny kształt przekroju poprzecznego umożliwia wykonanie prefabrykatu

dowolnej długości dochodzącej do 27 m. Dodatkowomożliwośćprzyjmowaniawysokości

poprzecznicy podporowej zbliżonej do wysokości konstrukcyjnej przęsła umożliwia bu¬

dowę przęseł ciągłych o długościach dochodzących do 30 m, smukłych o wysokich

walorach estetycznych. Budowa tak długich przęseł nie tylko daje oszczędności z powodu

zmniejszenie ilości podpór, co jest szczególnie istotne w przypadku budowy przejść nad

przeszkodami wodnymi czy nad liniami kolejowymi, ale daje także możliwość wykony-

-3-

wania obiektów przy utrzymaniu ruchu samochodowego pod obiektem. Zaletą, belek pre¬

fabrykowanych teowych jest kształt budowy przekroju poprzecznego, w którym

wykształtowany w górnej części środnika wspornik (jako górna półka belki) umożliwia

swoją budową proste formowanie zespolonej z nią płyty pomostowej bez konieczności

stosowania dodatkowego deskowania, co także zmniejsza koszty budowy obiektów. Przę¬

sła ciągłe budowane z użyciem belek prefabrykowanych teowych wyróżniają się

racjonalnym rozmieszczeniem materiału, ponadto w przerwach między belkamijest moż¬

liwośćumieszczania kolektoraodwodnieniaobiektu, podwieszenialinii elektrycznych, itp.

co dodatkowo wpływanaestetykęwznoszonychobiektów.

Przedmiot wzoru użytkowego jest uwidoczniony na rysunkach, na którym fig.1

przedstawia przekrój belki prefabrykowanej teowej, fig.2 - widok z boku belki, fig.3 -

widok z góry belki, fig.4 - widok zakończenia belki, fig.5 - widok czoła belki, fig.6 -

przekrój poprzeczny obiektu mostowego z wykorzystaniem belek, fig.7 - widok z boku

obiektu mostowego z wykorzystaniem belek.

Belka prefabrykowana teowa w przekroju poprzecznym na całej długości belki (1)

ma kształt dużej litery T. Środnikbelki (2) zwęża się ku górze i przechodzi wobustronne

wsporniki kształtujące górnąpółkę belki (3). W dolnej części środnika (2) umieszczone są

podłużne cięgna sprężające(4), dzięki którym belka (1) uzyskuje odpowiednie parametry

wytrzymałościowe. Dodatkowo część tych cięgien w końcowych odcinkach belki może

być pozbawiona przyczepności. W górnej części środnika (2) umieszczone są dodatkowe

podłużne cięgna sprężające (6) w celu zminimalizowania niekorzystnych naprężeń rozcią¬

gających w górnych włóknach belek (1). Belki układa się obok siebie w przęśle stykającje

wspornikami górnej półki (3), z której wystają elementy zbrojenia (5) do zespolenia belek

z żelbetową płytą monolityczną wykonywanąna miejscu budowy. Do załadunku i rozła¬

dunku oraz montażu przewidziane są uchwyty montażowe (7). Ponadto w celu lepszego

zespolenia belek (1) z poprzecznicami podporowymi wykonywanymi na miejscu budowy

każda z belek posiada charakterystyczne zakończenie. Czoła belki mają wypuszczone

cięgna sprężające (4) (6) i zbrojenie miękkie (8), natomiast w zasięgu zespolenia z po-

przecznicą posiadają odpowiednio wykształtowane klinowe podcięcie (9) dolnej części

środnika (2) a sam środnik (2) na bokach posiada specjalnie przygotowaną chropowatą

powierzchnię (10). Wsporniki górnych półek (3) sąobcięte na szerokość spodu środnika

(2)i posiadajądodatkowewystającenazewnątrzstrzemiona(11).

Pierwsząrealizacjąnabaziebelekprefabrykowanych teowych była budowa wiaduk¬

tu drogowego w Skierniewicach uwidoczniona na rysunkach, z których fig. 7 pokazuje

widok z boku wiaduktu, natomiast fig. 6 przekrój poprzeczny. Ustrój nośny o stałej nie¬

wielkiej grubości stanowi linię komunikacyjną wpisaną w skarpy nasypu. Osie podpór są

równoległe do układu peronowego i torowego. Obiekt (uwidoczniony na fig. 7)jest 18-t

-4-

przęsłowy o całkowitej długości L = 330,27 m, podzielony jest na 6 trzyprzęsłowych

segmentów. Każdy z nichjest ramownicą, w której ustrój niosący połączono sztywnymi

węzłami z podporami. Skrajne podpory ramownicy są podporami rozdzielczymi. Rozpię¬

tość przęseł mierzone wzdłuż osijezdni wynoszą:

Lt=15,16+19,36+19,35+19,38+19,38+19,38+19,38+19,36+18,27+14,47+21,8+13,59

+18,27+19,36+19,38+ 19,36+19,38+15,64=330,27m.

Ustrój niosący (uwidoczniony na fig. 6) wykonany został z belek prefabrykowanych

teowych o wysokości 90 cm zespolonych z żelbetową płytągrubości 24 cm. Wykonano

192 sztuki belek prefabrykowanych teowych na torze naciągowym w firmie „Gralbet" w

Gralewie oraz Mosty-Łódź w Łodzi. W przekroju poprzecznym dano 12 belek (1) w roz¬

stawie 0,90 m. Belki były ustawione na podporach montażowych, następnie wykonana

była żelbetowa płyta wraz z oczepami podpór. W pierwszej kolejności betonowane są

strefy przęsłowe, następnie strefy podporowe. W efekcie ustrój jest połączony monolitycz¬

nie z podporami. Belki mają środnik minimalnej grubości 20 cm poszerzający się ku

dołowi do 40,5 cm, górna półka ma szerokość 89 cm i grubość od 8 do 15 cm. Belki są

sprężone linami L 15,5 (7<|)5,5 mm). Poziom sprężenia: sprężenie ograniczone wg PN-

91/S-10042. Ilość lin zależna jest od rozpiętości belek. Z górnych półek belek wyprowa¬

dzono strzemiona zespalające je z żelbetową płytą pomostu. Końce belek przystosowano

do połączenia z oczepami podpór, pełniącymi jednocześnie funkcje poprzecznie podporo¬

wych. Górną powierzchnię płyty wykonano w spadkach poprzecznych 2% i 2,5%.

Całkowita szerokość płyty wraz z belkami gzymsowymi wynosi B=l 1,17+2x0,3=11,77 m.

Spód ustroju niosącego wiaduktu został wyniesiony min 6,50 m ponad główkę szyny, oraz

min 4,50 m nad jezdnię ulic pod wiaduktem. Belki wykonane z betonu B45, płyta pomostu

z betonu B35. Specjalnie dla tego przedsięwzięcia zostały opracowane przez Pracownię

Badań Prototypów w Kielcach Instytutu Badawczego Dróg i Mostów w Warszawie indy¬

widualne programy sprężania belek. Uruchomienie prefabrykacji na torach naciągowych

firmy „Mosty - Łódź" S.A. w Łodzi oraz „Gralbetu" w Gralewie wykonywane było w

ścisłej współpracy i pod nadzorem IBDiM. Pierwsze belki prefabrykowane teowe zostały

poddane badaniu na stanowisku badawczym IBDiM wKielcach w celu potwierdzenia

założeńprojektowychidokonaniuewentualnychkorekt wopracowaniuprojektowym.

Ze względu naznacznądługość całkowitąwiaduktu wtym samymczasierozbierano

przęsła starego wiaduktunad torami kolejowymi, napodporachpoczątkowych wykonywa¬

no pale, a na innych podporach budowano ławy fundamentowe i filary, montowano

podpory tymczasowe, a na nich już montowano belki. Użycie belek prefabrykowanych

teowych do budowy tego wiaduktu nie tylko pozwoliło ograniczyć do minimum wyłącze¬

nia poszczególnych torów kolejowych i tylko częściowe zamykanie peronów, ale także

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: