Какие типы фундаментов опор мостов существуют

Опоры мостов — классификация

Передача возможных мостовых нагрузок – вертикальных и горизонтальных – на грунт основания происходит через опоры. Нагрузки могут быть постоянные и временные. К постоянным относятся собственный вес пролетных строений, полотно моста, давление грунта, вес опор. К временным – ветровые потоки, движение водного транспорта, вес транспорта, находящегося на мосту.

Состоит любая опора из трех частей. Первая, самая нижняя, – это фундамент. Он лежит на грунте и бывает глубокого и мелкого заложения. Последнее используется на естественном основании. Что касается фундаментов глубокого заложения, они, в свою очередь, делятся на три типа – свайные, столбчатые, в виде колодцев. Вторая часть моста – оголовок. Это верхняя конструкция, на которой размещена подферменная плита. Предназначение данной плиты – сбор всех нагрузок и их равномерное распределение по всей части опоры. Третья, средняя, часть опоры – так называемое тело.

Какие виды и типы опор бывают
Видов опор мостов существует два:
1. Промежуточные (по-другому называются быками). Максимально тщательно проверяются на воздействия ледоходов, ветровых порывов и навалов судов.
2. Береговые (устои). Принимают горизонтальное воздействие от веса грунта, нагрузку веса пролета и оказываются под влиянием временной нагрузки.

Еще одна классификация опор делит их на следующие типы:
• Массивные – используются в сложных условиях возведения, в частности на реках с интенсивным ледоходом. Как правило, изготавливаются из бетона или камня.
• Стоечные – представляют собой стойки, которые вверху объединены насадкой с подферменником, а снизу закреплены в фундаменте.
• Рамные – отличаются от стоечных конструкций несущим элементом в виде рам (плоских или пространственных), сверху которых находится оголовок.
• Пустотелые – выполнены в виде блоков из бетона прямоугольной или круглой замкнутой формы.
• Свайные – состоят из ряда свай, поверху объединенных насадкой. Выполняют функцию одновременно фундамента и тела опоры.
• Комбинированные – характеризуются объединением некоторых характеристик отдельных типов опор.

Установка опор в пролетах разной величины
Опорные части устанавливают под пролетным строением на подферменных площадках. Предназначаются они не только для передачи опорной реакции на опору, а и для ограничения деформации от изменений температуры и воздействия различных нагрузок. По конструкции это плиты или толстые металлические листы.

При малых пролетах достаточно устанавливать плоские плиты, при средних обязательны тангенциальные плиты из двух половин, одна из которых характеризуется цилиндрической поверхностью. Если пролеты большие, строительство не обходится без шарнирно-балансирных опорных частей. При этом подвижные части устраиваются на катках. У балочного разрезного моста один конец устраивают неподвижными опорными частями (полностью исключают подвижность), второй – подвижными (характеризуются наличием подвижных горизонтальных перемещений). Кроме тангенциальных опорных частей существуют другие их виды – катковые, секторные, резиново-металлические и стаканные.

Наряду с металлом для производства опорных частей мостов стал использоваться фторопласт, резина, неопрен с тефлоном и другие полимерные материалы, обладающие высокой прочностью и небольшим коэффициентом трения. Преимущества использования резины – возможность осуществлять вертикальные и горизонтальные перемещения. Сочетание различных материалов дает возможность экспериментировать и создавать еще более прочные мосты.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник

Виды опор и фундаментов

Опоры мостов, путепроводов и других транспортных сооруже­ний предназначены для поддержания пролетных строений и пе­редачи давлений от них основанию.

Существующие виды опор можно классифицировать следую­щим образом:

а) в зависимости от расположения:

• концевые (или устои);

б) в зависимости от жесткости в продольном направлении:

• жесткие (каждая опора воспринимает все горизонтальные
нагрузки);

• гибкие (перераспределяющие горизонтальные усилия между
собой пропорционально жесткости каждой);

в) в зависимости от времени службы:

• капитальные (рассчитанные на весь срок эксплуатации мос­
тов);

• временные (используемые в течение некоторого периода вре­
мени;

г) по виду среды расположения низа опор:

• обычные (в грунтовой среде);

• плавучие (в водной среде).

В зависимости от высоты опор и заглубления фундаментов их стоимость по отношению к общей стоимости сооружения состав­ляет до 50 %, а трудозатраты по их возведению — до 70 % от пол­ных трудозатрат.

Устои мостовых сооружений в отличие от промежуточных опор воспринимают также боковые давления грунта насыпи подходов и обеспечивают плавный проезд транспорта от податливой на-

сыпи подходов к значительно более жесткой мостовой конст­рукции.

Опоры путепроводов и других городских транспортных соору­жений должны отвечать требованиям видимости и пассивной бе­зопасности при возможном наезде на них автомобилей.

Устои балочных мостов можно подразделить на три группы (рис. 19.1):

1) обсыпные (рис. 19.1, а, б) — свайные (однорядные, двухряд­
ные, козловые), стоечные (однорядные и козловые с фундамен­
тами на естественном и свайном основаниях), столбчатые, мас­
сивные;

2) необсыпные (рис. 19.1, в) — тонкостенные (подпорные сте­
ны, пустотелые заанкеренные и шпунтовые стены), массивные
(с обратными стенками, с откосными крыльями);

3) лежневые (рис. 19.1, г).

В современном мостостроении, характеризующимся использо­ванием бурового и мощного сваебойного оборудования, наиболь­шее распространение получили свайные и столбчатые устои.

Устои мостов и путепроводов воспринимают значительное не­уравновешенное давление грунта засыпки, что в сочетании с дру­гими нагрузками вызывает большие усилия в их конструктивных элементах и основании и приводит к повышенной материалоем­кости.

Основным материалом для опор в настоящее время является железобетон. В городских транспортных сооружениях иногда при­меняют стоечные и рамные опоры из стали. Ранее в качестве мате­риала опор использовали бетон, бутобетон, естественный камень и кирпич. Для опор используют бетон класса не ниже В20. В совре­менных конструкциях опор, не отличающихся массивностью, ис­пользуют бетон более высоких классов, а также предварительно напрягаемую арматуру. Для бетона опор, расположенных в воде или водонасыщенном грунте, предъявляются специальные требо­вания по водонепроницаемости.

В зависимости от действующих на опоры нагрузок и прочности залегающих грунтов основания опор могут быть естественными или искусственными. Естественным основанием является грунт, расположенный по низу фундаментной части опоры, которая в свою очередь представляет собой плиту, опирающуюся на грунт и воспринимающую давление, передающееся на тело опоры. Ис­кусственным основанием является конструкция, расположенная в толще грунта и улучшающая свойства этого грунта в целях вос­приятия нагрузок и распределения их в расположенных ниже слоях грунта.

Конструкция искусственного основания входит в общем слу­чае в состав фундамента опоры. Фундаменты опор конструктивно могут выполняться в виде массива бетона, бутобетона, железобе-

Читайте также: Разбивка осей и контуров фундаментов Расчет фундаментов. Сооружение фундаментов мелкого заложения Усиление ленточных фундаментов здания Усиление ленточных фундаментов здания

3,0 м 6,8 м

У/У///У/У/

к

Рис. 19.1. Разновидности устоев мостовых сооружений:

а — обсыпной массивный; б — обсыпной столбчатый; в — необсыпной тонко­стенный; г — лежневый; 1 — подпорная стена; 2 — открылок; 3 — подферменная площадка; 4 — конус насыпи; 5 — подферменник; 6 — столб прямоугольного сечения; 7 — диафрагма; 8 — стенка шкафной части; 9 — ростверк фундамента; 10 — щебеночная подготовка; 11 — сваи фундамента; 12 — обратная стенка из сборных плит; 13 — переходная плита; 14 — щебеночная подушка

тона или кирпича, кессонов или опускных колодцев, куста свай, столбов или оболочек.

Фундаменты в виде сплошного массива имеют глубину зало­жения не более 5. 6 м и опираются на достаточно прочные грун-

ты основания. Такие фундаменты еще называют фундаментами на естественном основании.

В настоящее время наиболее распространены фундаменты в виде буронабивных столбов и забивных свай. Фундаменты в виде кессо­нов и опускных колодцев применения практически не находят из-за их высокой трудоемкости и низкой технологичности.

По способу возведения опоры (тело опор) мостовых соору­жений могут быть монолитными, сборными и сборно-монолит­ными.

В большинстве случае наиболее предпочтительны монолитные опоры, возводимые на месте в стационарной или перемещающей­ся инвентарной опалубки. В районах с преобладанием отрицатель­ных температур применяются сборные и сборно-монолитные опоры, монтируемые из блоков заводского изготовления с частичным ис­пользованием монолитного бетона или железобетона.

Высота опор назначается в зависимости от требований судо­ходства (на реках или других водных препятствиях), условий дви­жения транспорта (особенно в городах) и местности. Так, на несудоходных реках высота опор определяется наименьшим воз­вышением низа пролетных строений или верха опоры над уров­нем высоких вод. На реках с ледоходом верх подферменных пло­щадок под опорные части должен быть выше УВВ не менее чем на 0,5 м.

Высота опор путепроводов над железной дорогой или трам­вайными путями должна определяться исходя из высоты габарит­ных размеров приближения под путепроводом с учетом высоты крепления контактной сети.

При проектировании опор их основные размеры и особенно их верха должны быть увязаны с конструкцией пролетных строений. Передача усилий от главных балок пролетных строений на опоры должна обеспечивать наиболее эффективную работу их тела. В слу­чае достаточно узких пролетных строений с шириной понизу до 4. 6 м целесообразно применять опоры с постоянным сечением по всей высоте или предусматривать небольшое уширение повер­ху. В этом случае тело опоры испытывает в основном сжимающие напряжения.

При значительной ширине пролетных строений, состоящих из нескольких главных балок, верх опор выполняется чаще всего в виде сильно армированного ригеля, воспринимающего значитель­ные изгибающие моменты. Тело опор в этом случае состоит из нескольких столбов или стенок (рис. 19.2, а).

При большой высоте моста верхнюю часть опор целесообразно выполнять облегченной, например в виде отдельных столбов. Наи­более удачно такое решение оказывается при коробчатых балках пролетного строения с полуоткрытым поперечным сечением (рис. 19.2, б).

22. 30М

Рис. 19.2. К разновидностям промежуточных опор мостовых сооружений:

а — в виде нескольких столбов, объединенных ригелем; б — в виде массива с

облегченной столбчатой верхней частью; 1 — тело опоры из нескольких столбов;

2 — ригель; 3 — фундамент на естественном основании; 4 — массивная часть

опоры; 5 — ростверк фундамента; 6 — свайное основание фундамента

Для городских транспортных сооружений важное значение име­ют их высота и размер поперечного сечения столбчатой части опор. При многобалочной конструкции железобетонного пролетного строения ригель в простейшем случае располагается по верху стол­бов тела опоры и столбы жестко объединяются с ригелем. Размер поперечного сечения столбов определяется из условия работы стол­бов на внецентренное сжатие, а ригеля на изгиб (рис. 19.3, а).

В целях уменьшения высоты мостового сооружения можно пре­дусмотреть так называемый скрытый ригель (рис. 19.3, б). В тех случаях, когда необходимо обеспечить работу столбов опоры от вертикальных нагрузок на центральное сжатие и тем самым умень­шить размеры сечения столбов, можно предусмотреть опирание ригеля на столбы через опорные части (рис. 19.3, в). При этом опорные части должны быть шарнирно-неподвижными, чтобы не произошло их смещения с верха столба.

Для расположения опорных частей по верху опор предусмат­ривают подферменные площадки, с прямоугольным местным утол­щением — подферменниками. В соответствии со СНиП 2.05.03-84* высота подферменников должна быть не менее 15 см. Опор­ные части на подферменниках должны располагаться так, чтобы расстояние от граней опорных частей до боковых граней подфер­менников было бы не менее 15 см.

а

V

Рис. 19.3. Возможные технические решения по ригелям опор:

а — с расположением по верху столбов и заделкой в них; б — со скрытым

расположением в одном уровне с верхом балок пролетного строения; в — с

шарнирным опиранием на столбы тела опоры; 1 — ригель; 2 — скрытый ригель;

3 — шарнирно-неподвижная опорная часть

Расстояние от граней подферменников до граней оголовка или ригеля должно быть не менее: Вдоль моста при пролетах, см:

от 15 до 30 м 15

от 30 до 100 м 25

Поперек моста, см:

для плитных пролетных строений. 20

для всех остальных типов пролетных строений

при опорных частях:

плоских и тангенциальных. 30

Катковых и секторных. 50

Оголовок устраивают с небольшими свесами для исключе­ния потеков воды по телу опоры. Ранее по нижней грани высту­пающей части оголовка предусматривали так называемый слез­ник (канавку) для более эффективного отвода воды с верха опор.

По форме тело современных опор выполняют различной кон­фигурации, придавая тем самым благоприятный архитектурный вид всему сооружению. Форма тела опоры должна гармонировать

с формой пролетного строения, чтобы обеспечивать единый ар­хитектурный ансамбль мостовому сооружению.

Прямоугольная форма тела опоры хорошо сочетается с короб­чатыми пролетными строениями особенно при высоте опор до 20. 30 м. Часто при такой или большей высоте опор граням тела опоры придают уклоны. В виадуках, пересекающих глубокие уще­лья и имеющих высоту опор до 100 м и более, в целях уменьше­ния расхода бетона и одновременного придания жесткости опоре сечению опор придают двутавровую форму. Для пролетных строе­ний с двумя или более главными балками (сплошного или полу­открытого поперечного сечения) под каждую балку целесообраз­но предусмотреть отдельный столб прямоугольного сечения или с закругленными гранями (см. рис. 19.2, б). В русловой части моста такие опоры обычно устраивают с массивной нижней частью, подверженной воздействию ледохода. Ранее массивную часть опор снабжали специальной ледорезной частью, имевшей наклон 30:1. 40:1. В современных мостах на реках с ледоходом тело опор облицовывают естественным камнем или применяют бетон с вто­ричной защитой наружных слоев, повышающей истирающую спо­собность материала опор.

Опоры мостов, расположенных на суходоле, а также опоры путепроводов и эстакад в городах при пролетах до 30. 40 м могут устраиваться в виде столбов, образующих и тело опоры и фунда­мент одновременно. Такие опоры называют еще безростверковы-ми. Они целесообразны в городских условиях, когда условия воз­ведения широких опор бывают затруднены. Этот тип опор позво­ляет успешно использовать их для опирания косых и криволиней­ных пролетных строений.

При сравнительно небольших пролетах (до 20. 24 м) возмож­но устройство опор-стенок, которые могут быть образованы из сборных плитных элементов или забетонированы на месте. Такие опоры по характеру работы являются гибкими. Также к гибким опорам относят свайные опоры, образованные из забивных свай.

Устои современных мостовых сооружений выполняют чаще всего обсыпного типа с устройством конуса насыпи или необ­сыпного типа с передней подпорной стеной. Последние находят применение в основном в городских транспортных сооружениях. Устои указанных типов целесообразны при высоте насыпи подхо­дов более 3. 4 м и пролетах не менее 20. 30 м. При малых проле­тах (до 15. 20 м) и высоте насыпи до 2. 3 м применяют лежне­вые устои.

Тело устоя обсыпного типа состоит из подпорной стены или столбов (или куста свай), объединенных поверху насадкой с от­косными крыльями, входящими в насыпь подходов (см. рис. 19.1, а, б). Для обеспечения устойчивости устоя подпорная стена засы­пается со стороны пролета грунтом, который образует конус на-

сыпи, который обычно укрепляется тем или иным способом (гео­решеткой, монолитным бетоном, сборными железобетонными плитками и т.п.).

Необсыпные устои современных конструкций выполняют из железобетона. Подпорная стена устоя имеет сверху под фермен­ную площадку для размещения подферменников, на которые ус­танавливают опорные части. Фундамент устоя выполняют на за­бивных сваях, буронабивных столбах или оболочках. Для поддер­жания откосов насыпи подходов устой снабжают обратными сте­нами (см. рис. 19.1, в). При необходимости удерживать откосы на­сыпи подходов на всем ее протяжении в створе обратных стен устоя устраивают подпорные стены, конструкция фундамента которого может меняться в зависимости от давления, передава­емого на него.

Лежневые устои в простейшем случае представляют собой шкаф­ную часть обсыпного или необсыпного устоев. Основанием такого устоя является щебеночно-песчаная подушка толщиной 70. 80 см (см. рис. 19.1, г).

Надежная работа устоя связана с качественным уплотнением грунта насыпи в сопряжении с мостом и креплением конуса и

4 3 02ОА-Ш 2

12,13,14,15

Рис. 19.4. Конструкция переходной плиты:

I — железобетонная плита; 2 — устой; 3 — слой щебня слоем толщиной 10 см; 4 —
дренирующий грунт; 5 — подушка из щебня, устраиваемая по способу заклинки;
6 — деформационный шов; 7 — пролетное строение; 8 — упругая прокладка; 9 —
закладная деталь шкафной стенки; 10 — закладная деталь переходной плиты;

II — песок, пролитый битумом; 12 — горячий плотный крупнозернистый ас­
фальтобетон на битуме БНД 60/90; 13 — то же, на битуме БНД 901/130; 14 —

щебень изверженных пород; 15 — песок с К > 3 м/сут толщиной 8 см

прилегающих откосов. Для улучшения сопряжения мостового со­оружения через устой с насыпью подходов применяют заглублен­ные с наклоном переходные железобетонные плиты (рис. 19.4). Крайне важно обеспечить надежный водоотвод с проезжей части мостового сооружения и подходов для предупреждения попада­ния воды в тело насыпи подходов. Увлажненный грунт насыпи за устоем проседает, создавая неровности перед въездом на мост и, как следствие, дополнительные удары временных подвижных на­грузок на конструкции пролетных строений.

Промежуточные опоры мостов рамной системы чаще всего выполняют массивными или коробчатого сечения. Поскольку эти опоры воспринимают значительные изгибающие моменты, то их армируют рабочей арматурой и нередко осуществляют предвари­тельное напряжение опор пучковой продольной арматурой.

Промежуточные опоры мостов балочно-вантовой системы вос­принимают значительные по величине балочные опорные реак­ции и поэтому их выполняют полностью массивными или облег­ченными за счет вырезов в теле.

Концевые опоры рамных мостов в основном не отличаются по своей конструкции от аналогичных опор мостов балочных сис­тем, так же как и концевые опоры бал очно-вантовых мостов при закреплении вант в балке жесткости.

Опоры арочных мостов, воспринимающие распор от арок или сводов, выполняют несимметричными при разной длине смеж­ных пролетов, что связано с необходимостью уравнивать изгиба­ющие моменты по обрезу фундамента. Из-за передачи больших по величине распоров на крайние опоры арочных мостов, их фунда­менты требуют существенного развития в сторону насыпи подхо­дов (рис. 19.5).

Рис. 19.5. Опора моста арочной системы: 1 — арка; 2 — забивные сваи фундамента; 3 — тело опоры; 4 — техническое

Дата добавления: 2015-08-17 ; просмотров: 1649 | Нарушение авторских прав

Источник