Стоечные и рамные опоры

Основными несущими элементами стоечных и рамных опор (рис. 5 и 6) являются стойки - преимущественно, железобетонные, прямоугольного или квадратного сечения (реже круглые и обтекаемой формы). Нижние концы стоек заделываются в фундаментах (или плитах ростверков), верхние концы - в насадках. Конструкции насадок и стыков стоек с ними аналогичны свайным опорам. Примерная область применения стоечных и рамных опор приведена в табл. 3 и 4.

Таблица 1

Примерная область применения свайных опор железнодорожных мостов

1 - область применения опор из свай сечением 35×35 см; 2 - то же, сечением 40×40 см.

_____________

* для устоев - высота насыпи - от бровки полотна до расчетной поверхности грунта (см. п. 6.9.1), для промежуточных опор - высота опоры - от верха подферменной площадки до расчетной поверхности грунта (см. п. 6.9.1).

Таблица 2.

Примерная область применения свайных (рамных) опор автодорожных мостов

1 - область применения опор из свай сечением 35×35 см; 2 - то же, сечением 40×40 см .

______________

* для устоев - высота насыпи - от бровки полотна до расчетной поверхности грунта (см. п. 6.9.1), для промежуточных опор - высота опоры - от верха подферменной площадки до расчетной поверхности грунта (см. п. 6.9.1).

Рис.5. Стоечные опоры:

а - устой железнодорожного моста; б - то же, автодорожного; в - промежуточная опора железнодорожного моста; г- то же, автодорожного

Рис. 6. Рамные опоры:

а - лоская; б - пространственная

Таблица 3.

Примерная область применения стоечных (рамных) опор железнодорожных мостов с балочными разрезными пролетными строениями

1 - область применения опор из стоек сечением 40×40 см; 2 - то же, сечением 50×80 см (плоские рамы). 3 - то же, сечением 50×80 см (пространственные рамы).

_____________

* для устоев - высота насыпи - от бровки полотна до обреза фундамента, для промежуточных опор - высота опоры - от верха подферменной площадки до обреза фундамента.

Таблица 4.

Примерная область применения стоечных (рамных) опор автодорожных мостов

1 - область применения опор из стоек сечением 35×35 см: 2 - то же, сечением -40×40 см; 3 - то же, сечением 50×80 см.

____________

* для устоев - высота насыпи - от бровки полотна до обреза фундамента, для промежуточных опор - высота опоры - от верха подферменной площадки до обреза фундамента.

Тип фундамента опоры выбирается в зависимости от конкретных геологических условий. Объединение стоек с фундаментами выполняется с использованием фундаментных стаканов (рис. 7) при отсутствии значительных растягивающих усилий в стопках, и стыкованием арматуры стоек с выпусками арматуры из фундаментов - в остальных случаях.

Рис. 7. Фундамент стоечной опоры:

1 - фундаментный стакан; 2 - плита ростверка; 3 - бетон омоноличивания

В автодорожных путепроводах и средних мостах и городских условиях нередко применяются одностоечные опоры, состоящие из железобетонной стойки и ригеля, выполненных из сборных элементов или монолитными. Обладая высокими архитектурно-планировочными качествами, что особенно важно при строительстве в стесненных условиях (например, при косых путепроводах), такие конструкции требуют значительных затрат арматуры. Трудоемкость их возведения также достаточно велика.

Недостатком стоечных опор в виде пространственных рам с наклонными стойками является значительный расход материалов на фундаменты. Уменьшить материалоемкость фундамента и опоры в целом можно за счет объединения элементов моста в единую систему (рис. 8, а). В этом случае могут применяться плоские рамные опоры. Поскольку горизонтальные усилия распределяются в системе пропорционально жесткостям опор, за счет более жестких (вследствие малой высоты) береговых и поименных опор будут менее загружены русловые опоры.

Известно несколько конструктивных приемов объединения опор и пролетных строений в единую систему:

а) для автодорожных мостов:

- установка балочных разрезных пролетных строений на резинометаллические опорные части (РОЧ). Усилия между опорами распределяются с учетом жесткостных характеристик опор и деформативности РОЧ;

- устройство непрерывной проезжей части путем омоноличивания плиты в надопорной зоне и превращение таким образом моста в температурно-неразрезную систему;

- установка балочно-неразрезного пролетного строения только на неподвижные опорные части (при гибких опорах).

б) для железнодорожных мостов:

- устройство упругих прокладок между пролетными строениями и устоями. Такое решение в однопролетных мостах позволяет существенно облегчить устои;

- устройство шарнирных связей между смежными пролетными строениями (рис. 8, б, в) - для мостов длиной до 150-200 м;

- использование тормозных поясов - специальных металлоконструкций, прикрепляемых к пролетным строениям и устоям. При этом все пролетные строения могут устанавливаться па подвижные опорные части (на промежуточные опоры будут передаваться горизонтальные усилия, не превышающие силы трения) или на неподвижные и подвижные опорные части (горизонтальные усилия между опорами будут распределяться пропорционально их жесткостям). Тормозные пояса могут быть закреплены за анкера, размешенные в насыпях подходов за пределами устоев, что позволит их существенно разгрузить. Тормозные пояса эффективны в мостах длиной более 150-200 м.

Выбор способа объединения элементов моста в систему осуществляется путем сравнения вариантов.

Рис. 8. Объединение элементов моста в единую систему:

а - схема виадука с продольно-связанными балками; б - объединение металлических балок; в - то же, железобетонных

Массивные опоры

Для мостов через большие реки при тяжелых ледовых воздействиях массивные опоры являются единственно возможным типом опор, обеспечивающим надежность и долговечность моста. Для защиты опор в суровых и особо суровых климатических условиях применяются облицовочные блоки.

В этих случаях массивные опоры проектируются как бетонные конструкции, т.е. без учитываемой в расчете вертикальной арматуры.

Основным типом массивных бетонных опор являются сборно-монолитные (рис. 9, а), состоящие из контурных блоков, играющих роль облицовочных, и ядра заполнения.

Массовое применение получили два варианта контурных блоков:

- блоки, анкеруемые арматурными выпусками (рис. 3.9, б). Нижняя постель каждого блока скошена во внешнюю сторону и к поперечной оси, образуя опорную плоскость Т-образного очертания в плане. На верхней постели имеются соответствующие канавки, которыми фиксируется положение блоков верхнего ряда. Горизонтальные стыки между блоками на растворе, вертикальные - заполняются бетоном ядра;

- блоки ЦНИИС (рис. 9, в). Верхняя и нижняя постели каждого блока одинаковы - плоские со скосом с внутренней стороны. Такое решение позволяет для обеспечения перевязки швов устанавливать блоки в перевернутом положении и, как следствие, сократить количество типоразмеров элементов. Горизонтальные стыки между блоками клеевые, вертикальные - заполняются бетоном ядра.

На основе блоков, анкеруемых арматурными выпусками, разработаны унифицированные блоки, предусматривающие выполнение горизонтальных стыков на клею. Верхняя постель блока имеет ступеньку вдоль лицевой стороны и местный уступ с внутренней стороны блока, расположенный по его поперечной оси. Ступенька и уступ предназначены для фиксации положения вышележащего блока при монтаже и играют роль шпонки при работе опоры на эксплуатационные нагрузки. В целях повышения надежности работы горизонтальных стыков монтаж выполняется без перевязки швов, что исключает точечное опирание блоков при различных отметках соседних блоков. Устройство вертикальных стыков аналогично вышеуказанным.

Рис.9. Массивные опоры:

а - пример сборно-монолитной опоры (из блоков ЦНИИС); б - контурный блок, анкеруемый арматурными выпусками, в - блок ЦНИИС, г - унифицированный блок 1 - контурные блоки; 2 - монолитное ядро; 3 - клеевой стык; 4 - арматурные выпуски

Поскольку СНиП 2.05.03-84 допускает при принятии соответствующих защитных мер использование железобетонных конструкций опор даже в зоне переменного уровня воды, сфера применения массивных бетонных опор сужается. Железобетонные массивные опоры наиболее просто с конструктивной точки зрения могут быть выполнены монолитными.

При наличии инвентарной опалубки, товарного бетона, удачного решения арматурного каркаса монолитные железобетонные опоры технологичны и экономичны.

Проектирование сборно-монолитных опор как железобетонных затрудняется необходимостью устройства стыков между блоками, работающих на растяжение.

Перспективным направлением разработки сборно-монолитных железобетонных опор следует считать применение контурных блоков, высота которых равна высоте яруса опоры (рис.10). В таких опорах вся расчетная арматура размещается в блоках, являющихся, по существу, армоэлементами. Блоки объединяются между собой в уровнях: фундамента, оголовка и прокладников.

Рис. 10. Опора из блоков-армоэлементов:

1 - армоэлемент; 2 - бетон заполнения

В некоторых случаях эффективными оказываются комбинированные решения: в зоне переменного уровня воды и ледохода устраивается массивная цокольная часть, на которой размещается рамная надстройка или надстройка из пустотелых конструкций (рис.11).

Рис. 11. Комбинированные опоры:

а - с рамной настройкой; б - с настройкой из пустотелых блоков

4.

Пустотелые опоры

Пустотелые опоры занимают промежуточное положение между массивными и рамными опорами и применяются в тех случаях, когда массивные конструкции не требуются (например, на суходолах или выше уровня ледохода), а применение рамных опор невозможно по технологическим или нецелесообразно по экономическим соображениям (например, при большой высоте опор).

Пустотелые опоры (рис.12) могут быть выполнены сборными из блоков замкнутого очертания, объединяемыми на клею, или монолитными.

Рис. 12. Пустотелая опора двухпутного виадука:

а - схема опоры; б - блок с точечными фиксаторами; в - блок с контурными фиксаторами

Опоры могут быть запроектированы и бетонными, и железобетонными. Во втором случае в блоках сборных опор устраиваются соосные каналы для размещения рабочей арматуры.

Весьма перспективным является технологическое решение, предложенное Мостотрестом и позволяющее изготовлять в одной оснастке пустотелые блоки с различной толщиной стенок и блоки сплошного сечения (рис. 13). Используя эту технологию, можно получить опору постоянных по высоте поперечных размеров, имеющую сплошное сечение в зоне ледохода и пустотелую - в верхней части.

Рис.13. Схема изготовления пустотелых блоков опор:

1 - подвижной упор; 2 - вкладыш; 3 – неподвижный упор; 4 - блоки