1.2. Елементи мостового переходу

Мостовим переходом (рис. 1.5) називається комплекс інженерних споруд, що зводяться при перетині дорогою водної перешкоди. У його склад входять міст, підходи до нього, регуляційні споруди, берегозакріплюючі пристрої і кригорізи.

Міст своїми конструкціями перекриває русло і частину заплави річки (рис. 1.5, а). Підходи до моста забезпечують з’єдна ння дороги з мостом. Їх влаштовують у вигляді земляних насипів або естакад. Регуляційні споруди у вигляді струмененаправляючих гребель і траверс і берегозакріплюючі пристрої застосовуються для захисту берегів річки біля моста від значного розмиву. Струмененаправляючі греблі споруджують біля берегових опор у вигляді земляних насипів з трапецієвидним поперечним перетином, додаючи їм в плані контур, сприяючий плавному протіканню в отвір моста водного потоку з верхової частини річки (рис. 1.5, б).

З верхового боку мостового переходу іноді влаштовують траверси у вигляді коротких гребель, виступаючих в річку перпендикулярно або під кутом до берега або насипу підходу (див. рис. 1.5, б).

Траверси знижують швидкість перебігу води уздовж берега або насипу, оберігають їх від розмиву і сприяють напряму водного потоку в отвір моста.

Кригорізи – споруди для захисту проміжних опор моста від безпосередньої дії льодоходу, який може бути дуже небезпечним для опор. Їх зводять перед кожною опорою з верхового боку моста на тій частині ширини річки, де можливий льодохід. У мостах з масивними опорами (кам'яними, бетонними, залізобетонними) кригорізи зазвичай суміщають з тілом опори.

Елементи мостів.

Мости складаються з пролітних будов і опор. У пролітних будовах мостів виділяють наступні основні частини: несучу проїзну частину, систему зв'язків і опорні частини.

Під проїзною частиною пролітної будови розуміють сукупність конструктивних елементів, що сприймають навантаження від транспортних засобів і пішоходів і передають їх на несучу частину. Проїзна частина в широкому сенсі включає несучі елементи і мостове полотно (рис. 1.6).

Несучі елементи проїзної частини сприймають навантаження від транспортних засобів і пішоходів і передають їх на основні несучі конструкції пролітної будови. Застосовують три головні види несучих елементів проїзної частини:

• балочна клітка – сукупність поздовжніх і поперечних балок;

• плоска або ребриста залізобетонна або дерев'яна плита;

• ортотропна металева плита – зварна конструкція, що складається з листа настилу, підкріпленого поздовжніми і поперечними ребрами.

Рис. 1.5. Профіль (а) і план (б) мостового переходу:

1 – насип підходу; 2 – струмененаправляюча гребля; 3 – міст; 4 – межа затоплення заплави; 5 – зміцнення берега; 6 – траверси

Рис. 1.6. Елементи мостового полотна:

I – тротуар; II – смуга безпеки; III – проїзна частина; IV – їздове полотно; 1 – огорожа поручня; 2 – одяг тротуарів; 3 – бар'єрна огорожа; 4 – щогла для освітлення; 5 – пристрій водовідведення; 6 – одяг їздового полотна; 7 – несучі елементи проїзної частини; 8 – несучі елементи пролітної будови

Мостове полотно – сукупність всіх елементів, розташованих на плиті проїзної частини пролітних будов, призначених для забезпечення нормальних умов і безпеки руху транспортних засобів і пішоходів, а також для відведення води з проїзної частини (див. рис. 1.6). Вона включає одяг їздового полотна, тротуари, огороджуючі пристрої, пристрої для водовідведення, обігріву і освітлення, деформаційні шви і з’єдна ння моста з підходами.

Поняття проїзної частини пролітної будови в даний час використовується і в вужчому значенні: це смуга на мостовому полотні для безпосереднього руху транспортних засобів.

Ширина цієї смуги рівна сумі ширини смуг руху, встановлених для моста. До цієї смуги повинні примикати запобіжні смуги (смуги безпеки). Вони призначені для забезпечення руху транспортних засобів на мосту зі встановленою швидкістю руху, їх наявність усуває психологічну дія на водія високої огорожі тротуарів і не призводить до зниження швидкості руху. Вони також забезпечують можливість з'їзду автомобілів з проїзної частини при виникненні небезпечних для руху ситуацій. Проїзна частина (у вузькому значенні цього поняття) разом із запобіжними смугами складають смугу їздового полотна, або габарит проїзду, рівний відстані в світлі між захисними огорожами.

Несуча частина пролітної будови сприймає дію власної ваги пролітної будови і тимчасового рухомого навантаження і передає його через опорні частини на опори. У простих балочних мостах малих прольотів несуча частина пролітних будов складається з дерев'яних або металевих прогонів, залізобетонних плит або балок; при середніх і великих прольотах як несуча частина застосовуються потужніші балки, а також ферми, рами або арки.

Зв'язки між елементами несучої частини пролітної будови (балками, фермами, арками) встановлюють з метою об'єднання їх в просторово жорстку конструкцію, здатну сприймати всіма елементами як вертикальні, так і горизонтальні навантаження незалежно від місця їх застосування. У повній системі зв'язків розрізняють горизонтальні (верхні і нижні) і вертикальні (опорні і проміжні) зв'язки.

Опорними частинами є спеціальні елементи пролітної будови, за допомогою яких навантаження від несучої конструкції передаються на опори заданому місці для забезпечення сприятливих умов роботи елементів пролітної будови і опори в зоні їх контакту. Крім того, опорні частини забезпечують поворот і поздовжній зсув опорних перетинів основних балок або ферм пролітної будови, що виникають при їх прогині від дії тимчасових навантажень, а також поздовжні і поперечні їх зсуви, що виникають від температурних деформацій пролітної будови.

Одним з важливих принципів раціонального конструювання є поєднання різних функцій в елементах конструкції. У сучасних конструкціях пролітних будов мостів цей принцип використовується досить широко. Так, плита (або поздовжні балки проїзної частини) працює на місцеву дію тимчасового навантаження і одночасно включається в роботу пролітної будови в цілому на загальну дію того ж навантаження. Крім того, ці елементи у складі пролітної будови виконують і функції поздовжніх і поперечних зв'язків.

Опори мостів сприймають навантаження від пролітних будов і передають їх на грунти основи через фундаменти або на воду (у наплавних мостах). Розрізняють проміжні і крайні (берегові) опори. Проміжні опори сприймають навантаження від ваги пролітних будов, тимчасових рухомих навантажень, від дії кораблів, дії льоду і вітру. Крайні опори, будучи засадами, крім того, працюють як підпірні стінки, сприймаючи тиск від насипу підходів.

Конструктивне вирішення моста багато в чому залежить від ширини, глибини, швидкості течії річки, виду грунтів на дні її русла і заплави, умов льодоходу, вимог судноплавства на річці.

Істотний вплив при цьому роблять і наступні розрахункові рівні води в річці (рис. 1.7):

• рівень високих вод (РВВ) – найвищий рівень води в річці в місці мостового переходу, який визначають за багаторічними даними гідрометричних спостережень з різним ступенем забезпеченості для мостів на дорогах різних категорій;

• розрахунковий судноплавний рівень (РСР) – найвищий рівень води в річці в судноплавний період, який зазвичай трохи нижчий РВВ;

• рівень межевих вод (РМВ) – середній рівень води в річці в період між паводками.

Рис. 1.7. Характеристики моста і рівня води в річці:

1 – насип підходу; 2 – конус насипу; 3 – засада; 4 – пролітна будова з їздою зверху; 5 – пролітна будова з їздою низом; 6 – проміжна опора; 7 – фундамент опори