Безростверковые опоры
Все рассмотренные выше типы опор не затрагивают конструкцию фундаментов.
В современной практике получили распространение столбчатые опоры, в которых вопросы фундамента и надфундаментной части решаются совместно. Первоначально такие конструкции устраивались с использованием железобетонных оболочек, опущенные в грунт вибропогружателями. Затем стали использовать буроопускные столбы, то есть оболочки опускали в скважины, пробуренные в грунте станками. Кроме того, возможно использование буронабивных столбов, переходящих в сборные или монолитные стойки В широких мостах под автодорогу может стоять несколько столбов. Возможна конструкция телескопической опоры, позволяющая получить экономию материала (рис. 12. 16).
Рис. 12.16. Безростверковые опоры
При небольших пролетах можно применить вместо оболочек стойки меньшего сечения (0,6…0,8 м), разместив их в два ряда вдоль моста обеспечивающее устройство ригеля необходимых размеров (рис. 12.17).
Рис. 12.17. Стоечные опоры
Такая конструкция оказалась очень удобной при сооружении в сложных природно-климатических условиях. Например, в условиях вечной мерзлоты. Сваи-стойки при строительстве опускают в пробуренные в вечной мерзлоте скважины, объединяя затем ригелем.
12.3. Устои балочных мостов Назначение и основные требования к устоям
Дополнительные требования к устоям:
воспринять давление со стороны насыпи;
обеспечить сопряжение моста с насыпью;
обеспечить проход временной нагрузки между концом крайнего пролетного строения и насыпью.
Все устои можно разделить на необсыпные и обсыпные. В необсыпных устоях конус насыпи не выходит за переднюю стенку устоя, в обсыпных – выходит. Отдельную группу составляют безконусные устои.
Необсыпные устои
Необсыпные устои в течение длительного времени были основным типом устоев.
Наиболее распространенным устоем такого типа был массивный необсыпной устой с обратными стенками. Такой устой имеет три стенки, между которыми грунтовая засыпка (рис. 12.18).
Рис. 12.18. Необсыпной устой
Передняя стенка воспринимает давление от пролетного строения и от засыпки, которое увеличивается с глубиной. Обратные стенки также воспринимают давление от засыпки. Поэтому и передняя, и обратные стенки утолщаются книзу. Однако при этом учитывается, что давление засыпки на обратные стенки изнутри по мере захода обратных стенок в конус насыпи уравновешивается давлением грунта конуса. Поэтому по мере заглубления обратных стенок в конус они делаются тоньше.
Высота устоя зависит от высоты насыпи. Длина устоя lу зависит от высоты и крутизны насыпи, а также глубины заведения устоя в насыпь (0,75 м или 1,00 м).
Ширина массивного устоя из бутовой кладки или бетона определяется габаритом. При этом ширина устоя В ≈ 4,5 м. Толщина стенок в такой конструкции принимается 0,4Н, где Н – расстояние до верха устоя. Поэтому при высоте устоя 5…6 м обратные стенки сливаются Получается большой расход материалов.
С целью экономии материалов в устое устраивали проем, что позволяло получить заметную экономию в узких мостах под однопутную железную дорогу (рис. 12.19).
Рис. 12.19. Необсыпной устой с проемами
Экономия материалов может быть получена, если заменить массивные обратные стенки относительно тонкими крыльями, заходящими в насыпь на небольшую глубину (рис. 12.20).
Рис. 12.20. Необсыпной устой с крыльями
Опыт эксплуатации устоев с крыльями показал, в крыльях в местах их заделки стали появляться трещины. Для предотвращения их появления концы крыльев стали соединять специальными распорками-стяжками, однако трещины при этом продолжали возникать.
Исследования показали, что крылья испытывают усилия не только от давления засыпки, но и от временной нагрузки за счет сил трения и примерзания грунта засыпки к крыльям. Поэтому стали ограничивать размеры крыльев и учитывать в расчете все возможные нагрузки.
При езде поверху, когда расстояние между главными балками невелико, можно объединить обе обратные стенки в единую конструкцию, устроив в пределах устоя езду на консолях (рис. 12.21).
Рис. 12.21. Необсыпной устой с объединенными обратными стенками
Получается некоторая экономия, хотя прочностные свойства материала продолжают использоваться не полностью.
При езде понизу расстояние между главными балками или главными фермами велико, например, при опирании пролетных строений с ездой понизу. В этом случае можно изменить предыдущее решение, добавив переднюю стенку шириной, достаточной для нормального размещения опорных частей (рис. 12.22).
Рис. 12.22. Т-образный необсыпной устой