Обсыпные устои
Значительно сократить расход материалов и удешевить устои можно, если часть конуса насыпи перекрыть пролетным строением. При этом получается устой иного типа – обсыпной, когда конус выходит за переднюю стенку устоя (рис. 12.23). Размеры поверху могут быть определены конструктивными требованиями по сопряжению с конусом насыпи и возвышением подферменников над горизонтом высоких вод.
Рис. 12.23. Необсыпной устой
Устой менее материалоемкий и более дешевый, но пролетные строения перекрывают не только русло водотока, но и значительную часть конусов насыпей. Вопрос экономический: какая получается экономия на устоях и сколько дополнительно необходимо затратить на перекрытие конусов пролетными строениями.
Размеры и положение фундамент определяются из условия не возникновения растягивающих напряжений по его подошве.
При значительной высоте насыпи могут устраиваться устои раздельного типа, когда конус насыпи перекрывается небольшим по величине пролета пролетным строением малой стоимости (рис. 12.24).
Рис. 12.24. Необсыпной устой раздельного типа
При большой скорости течения для предотвращения размыва конуса между последней промежуточной опорой и устоем может устраиваться стенка, показанная пунктирными линиями.
С целью уменьшения давления насыпи на устои, особенно при широких мостах, обсыпной устой можно решить в виде двух или нескольких стенок, между которыми пропускается конус насыпи, объединив их сверху насадкой. Стенки и фундамент можно заменить безростверковой конструкцией из оболочек, способных воспринимать значительные изгибающие моменты. С целью получения экономии конструкция может быть телескопическая (рис. 12.25).
Рис. 12.25. Необсыпной устой со стойками-стенками
Вместо тяжелых оболочек могут быть применены более легкие конструкции, выполненные из стоек относительно небольшого сечения, в том числе из призматических свай. При этом получается конструкция устоя козлового типа (рис. 12.26).
Рис. 12.26. Необсыпной устой козлового типа
Фундамент может быть как свайный, так и на естественном основании, причем ростверк при свайном фундаменте как низкий, так и высокий. Если стойки имеют значительную несущую способность, они могут непосредственно погружаться в грунт.
Ширина устоев может быть любой, при этом изменяется только количество рядов стенок или стоек.
В отдельных случаях оказываются рациональными устои с откосными крыльями (рис. 12.27).
Рис. 12.27. Устой с откосными крыльями
Устой с откосными крыльями состоит из массивного устоя относительно небольшой длины и крыльев, удерживающих откос насыпи. Такие устои позволяют устранить конуса насыпи и устранить возможность их размыва в мостах, сократить длину сооружения. Однако стоимость таких устоев при большой высоте насыпи оказывается значительной, много монолитного бетона.
Безконусные устои
Значительную экономию материалов и денежных средств можно получить, если освободить устои от восприятия давления грунта насыпи. В этом случае на устои действуют вертикальные нагрузки и относительно небольшие горизонтальные нагрузки со стороны движущегося транспорта. Эта идея реализована в безконусных устоях.
Безконусный устой состоит из стенки, опирающийся на фундамент, в верхней части которого устроен ригель с подфеменником, на который опираются пролетные строения (рис. 12.28). Земляная насыпь магистрали не доходит до стенки устоя на расстояние t, поэтому на стенку устоя давление насыпи не передается. Для предотвращения осыпания передней части насыпи перед устоем она на длине lу выполняется из армогрунта. Величина lу должна быть больше длины основания естественного откоса грунта насыпи.
Рис. 12.28. Безконуснй устой
Армогрунт представляет собой конструкцию в виде слоев насыпного грунта, армированного специальным синтетическим материалом, имеющим высокую прочность и долговечность. Армированный материал должен быть стойким к воздействию воды, а также обладать био-, термо- и химической стойкостью.
По бокам устоя устраиваются легкие декоративные боковые стенки, повторяющие боковые откосы насыпи, на которые никакие нагрузки не передаются. По боковым откосам зазоры величиной t между указанными боковыми стенками и откосами насыпи, выполненные из армогрунта, закрываются плитами перекрытия, препятствующими замусориванию зазоров между армогрунтом и стенкой устоя, а также попаданию в зазоры посторонних предметов и людей.
В уровне проезжей части зазор t между шкафной стенкой устоя и насыпью перекрывается переходной плитой, длина которой превышают длину армогрунта lу, обеспечивающей непрерывность проезжей части в сопряжении насыпи и устоя.