Конструкция концевых анкеров кабелей и вант

Концы кабелей или оттяжек распорных висячих мостов закрепляют в массивных бетонных или железобетонных устоях, имеющих размеры и вес, достаточные для их устойчивости против опрокидывания и сколь­жения при наиболее неблагоприятном сочетании расчетных усилий.

Однако в некоторых случаях оказывается возможным и непосред­ственное закрепление концов кабелей или оттяжек в грунте без устрой­ства специальных массивных устоев. Так, например, при прочном скаль­ном грунте в нем вырубают наклонную штольню, в которую заводят конец кабеля и закрепляют в ней с помощью специального анкерного устройства. Примером такой конструкции может служить закрепление правобережного конца кабеля в висячем мосту через р. Сену у Танкарвиля.

Кабели этого моста после перегиба над устоем и разводки их кана­тов в пределах специальных камер (рис. 7.1, а)переходят затем в пред­варительно напряженные железобетонные тяги, объединенные на кон­цах общей поперечной траверсой. Как тяги, так и траверсы расположены в вырубленных в скале штольнях. Для осмотра закрепления устроены смотровые колодцы, а внутри тяги канал для прохода людей. Концы канатов кабеля соединены с арматурными элементами тяг с помощью анкерных стаканов из стального литья.

Рис. 7.1. Основные способы закрепления концов кабелей и оттяжек распорных висячих мостов:

1 - поперечная железобетонная траверса; 2 - предварительно напряженная железобетонная тяга; 3 - камера

для разводки канатов кабеля; 4 - кабель; 5 - оттяжка; 6 - смотровая камера; 7 - железобетон­ный ростверк; 8 - массив устоя; 9 - опорная часть для перегиба кабеля

В сыпучих грунтах закрепление оттяжек висячих мостов небольшо­го пролета может быть осуществлено с помощью железобетонного ре­бристого ростверка, устроенного в грунте на глубине, обеспечивающей достаточную надежность заделки против выдергивания (рис. 7.1, б).

В большинстве случаев для закрепления концов кабелей или оття­жек висячих мостов приходится все же устраивать массивные устои из бетонной кладки или железобетона.

Простейшее закрепление такого типа - это заделка кабеля, протя­нутого без перелома до самого его конца (рис. 7.1, в). Если по местным условиям целесообразно уменьшить длину устоя за счет увеличения его высоты, то применяют перегиб кабеля (оттяжки), направляющий его конец под более крутым углом (рис. 7.1, г). Возникающее в месте пе­региба давление передают через специальные опорные части на кладку устоя. При кабеле из крученых проволочных канатов часто применяют веерообразную их разводку для самостоятельного закрепления каждого отдельного каната. Это дает также возможность регулировать длины канатов и обеспечивать одинаковое их натяжение для равномерной ра­боты под нагрузкой.

Конструкция закрепления кабеля по схеме рис. 7.1, г приведена на рис, 7.1, а. Кабель в пределах массивного устоя веерообразно разведен после перегиба в начале ввода его в массив устоя. Конец каждого ка­ната заделан в специальный стакан с выступами для захвата его дом­кратами при регулировании натяжения. Стаканы через специальные опорные отливки передают свои давления спаренным металлическим балкам (рис. 7.2, б),передающим давления от канатов массиву устоя через специальное железобетонное опорное кольцо. Опорные части ме­таллических анкерных балок расположены по цилиндрической поверх­ности, очерченной радиусом, исходящим из места разводки канатов.

Может быть применено и закрепление канатов непосредственно в толще бетона устоя. Однако завести концы канатов кабеля непосредст­венно в бетонную кладку в строительных условиях практически трудно. Один из современных способов такого закрепления приведен на рис. 7.2, г. Бетонный массив устоя имеет проходящую через него предварительно напряженную арматуру, каждый проволочный пучок кото­рой своим анкером прижимает стальную отливку с двумя закрепленны­ми в ней анкерными тягами (рис.7.2, в).

Рис.7.2. Конструкция закрепления конца кабеля в массивном устое:

1 - кабель; 2 - канаты кабеля; 3 - анкерный стакан каната; 4 - анкерный башмак каната; 5 - металлическая опорная балка; 6 - железобетонное опорное кольцо; 7 - подкладки под анкерным стаканом; 8 - стальные опорные отливки; 9 - стальная отливка; 10 - анкерная тяга; 11 - бетонное ядро устоя; 12 - песчаный балласт; 13 - металлический кожух; 14 предварительно напряженный арматурный пучок

Закрепленные в отливке концы тяг имеют головки со сферической поверхностью, дающие возможность компенсировать некоторые мон­тажные неточности сопряжения. На тяги надевается концевой башмак каната, закрепляемый гайка­ми. Длина нарезки на тягах делается достаточной для регулирования в необходимых пределах длины прикрепляемого каната. Участок, на котором канаты кабеля разводятся, заключен в металли­ческий кожух. Для увеличения веса устоя, необходимого для сопротивления его сдвигу, над бетонным ядром устроена пригрузка из уплотненного песка.

Закрепление концов пряденых кабелей имеет характерные осо­бенности. Пряденый кабель всегда состоит из большого числа отдельных прядей (стрендов), образованных из непрерывной проволоки. Проволо­ку в процессе прядения кабеля обводят вокруг специальных стальных башмаков-коушей, используемых и в дальнейшем для закрепления его концов. Проволоки прядей ложатся в канавки, сделанные в этих башмаках. В каждом башмаке делают одну или две такие канавки. Башмак и его канавки со стороны, обращенной к устою, имеют цилиндрическое очер­тание с радиусом не менее 40-50 диаметров проволоки. В сторону к пролету башмак несколько суживается. Число башмаков соответствует количеству прядей кабеля. Башмаки по одному или по два прикрепляют к анкерным тягам из высокопрочной стали. Тяги делают из полосовой стали или из круглых тяжей.

Анкерные тяги из полосовой стали имеют на концах проушины для болтового шарнира, которым к тяге прикрепляют башмаки. В приве­денной на рис. 7.3, а конструкции башмаки имеют продолговатый про­рез, в который входит болт. Опирание башмака на болт происходит через вкладыш с цилиндрическим ложем. Под вкладышем устраивают металлические подкладки, которые служат для регулирования длины каждой из прядей перед окончательным объединением их в общий ка­бель.

Рис. 7.3. Закрепление концов пряденых кабе­лей:

1- прядь (стренг) кабеля; 2 - анкерная тяга; 3 - ан­керный тяж; 4 - башмак для закрепления пряди ка­беля;

5 - болтовой шарнир; 6 - вкладыш с цилиндриче­ским ложем; 7 - регулиро­вочные прокладки;

8 - ка­навки для проволок пряди

В рассматриваемой конструкции два башмака прикрепляются бол­том с двух сторон спаренной анкерной тяги. Анкерные тяги заделывают в кладку опоры, обычно прикрепляя их нижние концы к металлическим траверсам, распределяющим усилия-закрепления на бетонную кладку опоры.

Для улучшения условий передачи усилий от прядей на анкерные элементы и предотвращения возникновения в них изгибающих момен­тов от неточностей центрировки усилий анкерные тяги часто делают из нескольких звеньев, шарнирно соединенных между собой. Подобная конструкция закрепления показана на рис. 7.3, в,представляющем схе­му закрепления конца кабеля большого висячего моста в Филадельфии (США) с пролетами 235+610+235 м.

Участки 1 кладки опоры были забетонированы до прядения кабеля; участок 2 - после окончания прядения кабеля и участок 3 - после на­чала монтажа стальной конструкции пролетного строения моста.

Если для закрепления прядей кабеля применяют стальные тяжи круглого сечения, то башмаки могут иметь форму, представленную на рис. 7.3, б. Башмак имеет две канавки для размещения проволок пряди на цилиндрической его части. Башмак передает усилие двум ан­керным тяжам с помощью гаек. Анкерные тяжи нижними концами за­крепляют в массиве опоры с помощью распределяющей металлической конструкции или передают свои усилия предварительно напряженной арматуре, проходящей через толщу бетона опоры.

Во внешне безраспорных висячих мостах кабель закрепляют на кон­це балки жесткости или обводят через торец балки и закрепляют в кладке устоя.

Если кабель закрепляют на конце балки жесткости, то в мостах не­большого пролета это закрепление может быть выполнено с помощью специального выступа на верху опорного участка балки жесткости (рис. 7.4, а). На этом выступе закрепляют стальные стаканы, в которые заделаны концы канатов кабеля.

Рис. 7.4. Способы закрепления концов кабелей и оттяжек в безраспорных висячих мостах: 1 - кабель или оттяжка; 2 - балка жесткости; 3 - выступ балки жесткости для закрепления конца кабеля; 4 - качающаяся стойка; 5 - разведенные канаты кабеля; 6 - анкерные стаканы канатов; 7 - перегиб кабеля на конце балки жесткости; 8 - перегиб кабеля в устое; 9 - времен­ный шарнир балки жесткости

Рис. 7.5. Конструкция закрепления на конце балки жёсткости

1 - вант; 2 - анкерный стакан каната; 3 - качающаяся анкерная стойка; 4 - цилиндриче­ский шарнир; 5 - закрепление анкерными болтами; 6 - шарниры, обеспечивающие повороты во всех направлениях; 7 - колодец анкерной стойки

При более мощном сечении кабеля его разводят на отдельные канаты и закрепляют на торцевой части балок жесткости, которой придают ци­линдрическое очертание (рис. 7.5, б).

Передача распора кабеля балке жесткости более просто может быть осуществлена путем перегиба кабеля на конце балки жесткости и за­крепления его анкерной конструкцией в кладке устоя. Здесь кабель имеет две точки перегиба - одну на конце балки жесткости и другую в устое. Балка жесткости имеет в крайнем пролете временный шарнир вблизи пилона для фиксации положения продольного усилия в балке жесткости, вызванного передачей ей распора кабеля.

В мостах с вантами и балкой жесткости закрепление крайних вант на концах моста делают таким же, как прикрепления вант в пролете или аналогично приведенным выше конструкциям безраспорных висячих мостов.

Опорные части на концах балки жесткости в трехпролетных распор­ных и безраспорных висячих и вантовых мостах обычно работают как на сжимающие, так и растягивающие усилия.

Конструкцию их часто выполняют в виде анкерных качающихся сто­ек с цилиндрическими шарнирами на верхнем и нижнем концах. Опорный башмак нижнего шарнира качающейся стойки должен быть надежно прикреплен анкерными болтами к кладке опоры. В широких мостах, где необходимо обеспечить как продольные, так и поперечные перемещения анкерных опорных частей, концевые закрепле­ния качающихся стоек делают ширнирными в обоих направлениях. Качающиеся анкерные стойки устраивают открыто или располагают их в колодцах, устроенных в массиве клад­ки опоры, обеспечивая доступ для осмотра.