2.2. Конструкции опор

Выбор конструкции опор производят с учетом анализа природно-климатических, геологических, гидрологических и геокриологических условий, а также способов производства работ и результатов технико-экономического сравнения вариантов. При выборе оснований и назначении глубины заложения фундаментов опор учитывают расположение такого подстилающего слоя грунта, который обеспечивал бы восприятие и передачу давления от опоры на нижележащие слои грунта. При этом подстилающим грунтом могут служить малосжимаемые или скальные породы, а также вечномерзлые грунты при первом принципе их использования в качестве основания.

Если обосновывается применение опор безростверкового типа, то в первую очередь рассматривают типовые столбчатые конструкции (инв. № 1062, ЛГТМ). Допускается их индивидуальное проектирование с учетом местных условий и возможностей строительных подразделений. При наличии вечномерзлых грунтов оснований отдают предпочтение опорам безростверкового типа из буроопускных столбов или свай-оболочек (бурообсадных или бурозабивных), которые располагают вертикально с учетом обеспечения необходимой жесткости в горизонтальном направлении (рис. 2.1–2.4).

Рис. 2.1. Схема промежуточной опоры безростверкового типа на буроопускных столбах: а – вид вдоль оси; б – вид поперек оси моста; 1 – монолитная насадка; 2 – буроопускной столб; 3 – опорная площадка; 4 – сливная призма; 5 – цементно-песчаный раствор; УВМГ – уровень вечномерзлого грунта основания

Промежуточные опоры малых и средних мостов в зависимости от длины пролетного строения и высоты насыпи состоят из двух-четы­рех столбов или оболочек, объединенных монолитной плитой-насадкой. Железобетонные оболочки в пределах колебаний воды заполняют монолитным бетоном, а в остальной части – гидрофобным песком [14]. При полной длине пролетных строений 34 м находят применение опоры безростверкового типа на буроопускных столбах диаметром 0,8 м (рис. 2.1 и 2.3) и сваях оболочках диаметрами от 1,6 до 3,0 м (рис. 2.2 и 2.4). Кроме того, находят применение береговые опоры, состоящие из одной железобетонной оболочки максимального диаметра. При проектировании береговых опор безростверкового типа решается задача сохранения мерзлого состояния грунта с применением более пологих откосов конусов подходных насыпей с уклоном от 1:1,5 до 1:4[14].

Рис. 2.2. Схема промежуточной опоры безростверкового типа на сваях-оболочках; а – вид вдоль оси; б – вид поперек оси моста

Рис. 2.3. Схема береговой опоры безростверкового типа на столбах: а – вид вдоль оси; б – вид поперек оси моста; 1 – шкафной блок; 2 – монолитная насадка; 3 – буроопускной столб; 4 – опорная площадка; 5 – конус подходной насыпи

При использовании вечномерзлых грунтов в качестве основания по принципу II для малых и средних балочных мостов находят применение опоры безростверкового типа на монолитных буронабивных столбах диаметром 1,5 м (рис. 2.5).

Рис. 2.4. Схема береговой опоры безростверкового типа на сваях-оболочках: а – вид вдоль оси; б – вид поперек оси моста

Рис. 2.5. Схема промежуточной опоры безростверкового типа на буронабивных столбах: а – вид вдоль оси; б – вид поперек оси моста

При полной длине пролетов более 34 м применяют сборно-моно­лит­ные опоры с фундаментами глубокого заложения на аналогичных стол­бах и сваях-оболочках.

Основными материалами, используемыми в опорах малых и средних мостов, являются бетон и железобетон, прочностные характеристики которых определяются их классом по прочности.

В опорах мостов применяют тяжелые конструкционные бетоны со средней плотностью от 2200 до 2500 кг/м³. Бетон должен соответствовать требованиям норм проектирования по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости [6, 14].

Проектный класс по прочности В определяет прочность бетона конструкции, назначаемую в проектах. Для железобетонных элементов в надземных частях сооружения класс бетона должен быть не ниже В22,5, в зоне переменного уровня воды – не ниже В25, в подземных частях и во внутренних полостях сборно-монолитных опор – не ниже В20. К подземным частям промежуточных опор относят части, расположенные ниже половины глубины промерзания, а обсыпных устоев – части тела устоя, расположенные ниже половины промерзания грунта конуса насыпи [14].

Морозостойкость и водонепроницаемость бетона характеризуют мар­ками по морозостойкости и водонепроницаемости.

Необходимые марки бетона по морозостойкости нормами проектирования мостовых конструкций установлены для различных частей опоры и зависят от климатических условий района строительства [6]. Морозостойкость не нормируется только для указанных выше подземных частей опор, а также для их подводных частей, расположенных на 0,5 м ниже поверхности льда наинизшего ледостава, и для частей, находящихся в вечномерзлых грунтах [14].

В подводных и подземных частях опор применяют бетоны с маркой по водонепроницаемости W4. Для районов со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 ^оС бетон железобетонных опор в зоне переменного уровня воды должен иметь марку по водонепроницаемости не ниже W8. Во всех остальных случаях марка бетона опор по водонепроницаемости должна быть не ниже W6 [14].

Для элементов опор из обычного железобетона применяют гладкую арматуру класса А-I и арматуру периодического профиля классов А-II, Ас-II и А-III с ограничениями, связанными с климатическими особенностями района строительства.

Конструктивные особенности опоры, условия ее сооружения и эксплуатации в необходимых случаях учитывают путем введения к расчетным сопротивлениям материалов коэффициентов условий работы 1,0 [14].

Основной деформативной характеристикой бетона является его модуль упругости , значения которого приведены в нормах проектирования в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие в условиях естественного твердения [6]. Для бетонов, подвергнутых тепловлажностной обработке, а также находящихся в условиях попеременного замораживания и оттаивания, величину модуля упругости снижают на 10 %. Модуль упругости принимают одинаковым как для сжатия, так и для растяжения [14].

Величину модуля упругости арматурной стали принимают в зависимости от ее класса.