Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Требования к конструкции опор

Требования к конструкции опор


Промежуточная мостовая опора состоит из оголовка, тела опоры и фундамента. В столбчатых или узких опорах вместо оголовка устраивают ригель.
В устоях роль оголовка играет подферменная плита, которая с задней стенкой образует шкафную часть. При узких опорах шкафная часть состоит из ригеля с задней стенкой (рис. 7).
Для удержания грунта насыпи подходов могут устраиваться обратные или откосные стенки и открылки (рис. 8).
Оголовок, подферменная плита или ригель, открылки, а также задняя стенка шкафа в опорах с ригелем выполняют железобетонными.
Требования к конструкции опор

Оголовок непосредственно воспринимает нагрузки от пролетного строения и распределяет их в теле опоры. Обычно балки или фермы несущей конструкции моста опирают на оголовок через опорные части, являющиеся элементами пролетного строения. В настоящее время при проектировании опор применяют один из двух способов опирания опорных частей:
- с устройством сплошного железобетонного оголовка (подферменной плиты), на выступающих площадках которого укладывают нижние листы или плиты опорных частей с анкерными креплениями; этот способ сейчас применяется наиболее широко для мостов малых и средних пролетов, а также при устройстве вместо оголовков железобетонных ригелей (рис. 9, а);
- с устройством отдельных железобетонных или каменных подферменников из высокопрочного тесаного камня, укладываемых на усиленные под ними арматурными сетками бетонные оголовки (могут быть и бутобетонные или каменной кладки). Этот способ опирания в современном проектирования променяют редко (рис. 9, б).
Требования к конструкции опор

Подферменники высоких подвижных опорных частей (секторных, валковых) могут быть втоплены в кладку тела опоры (рис. 9, в), а при расположении на опоре подвижных и неподвижных опорных частей для последних укладывают высокий подферменник, компенсирующий разницу высот этих опорных частей (рис. 9, г).
Если опорные части отсутствуют, например, при гибких свайных опорах, по верху ригеля все-таки устраивают выступающие, армированные сетками площадки для опирания балок пролетного строения.
Требования к конструкции опор

По верху оголовков, подферменных плит и ригелей между выступающими площадками и по торцовым частям устраивают из бетона сливы для стока воды с уклонами не менее 1:10 в обе стороны. Сами оголовки должны выступать над телом опоры не менее чем на 10 см. Выступы устраивают с уклоном по нижней плоскости в сторону от опоры не менее 1:10 или со специальными канавками-слезниками. Выступающие площадки для установки опорных частей армируют сетками.
Форма тела опоры в плане зависит от условий ее работы при эксплуатации моста. Для береговых опор ее выбирают, исходя из условий наилучшей работы устоя под нагрузкой от пролетного строения и от давления грунта насыпи, а также в целях обеспечения надежного сопряжения моста с дорогой, устоя с насыпью. Поэтому как форму устоев в плане, так и их общее конструктивное решение выбирают в зависимости от данных условий работы. Эти решения приведены ниже.
Выбор очертания промежуточных опор зависит прежде всего от условий протекания воды под мостом и характера ледохода.
Требования к конструкции опор

Речные и пойменные промежуточные опоры и их фундаменты в пределах от горизонта высоких вод до дна реки с учетом наибольшего возможного местного размыва у опоры должны иметь по возможности обтекаемую в плане форму, способствующую спокойному, без завихрений, течению воды вблизи опор, а значит — уменьшению размывов и снижению подпора у моста.
Так как течение реки редко имеет строго выраженное параллельно-струйное направление, наиболее удовлетворительными решениями, как показали испытания, являются очертания быка в плане с закругленной кормовой частью и с заостренной — при сильном течении или с закругленной головной частью при спокойном течении (рис. 10, а и б).
Кроме круговых закруглений, по всей ширине опоры могут применяться и другие обтекаемые формы, но также с закруглениями с низовой и верховой стороны радиусом не менее 0,3 м (рис. 10, в).
На небольших реках, а также при косоструйном течении рек без ледоходов или со слабым ледоходом хорошо работают круглые одностолбчатые опоры.
Обеспечение безопасного пропуска ледохода вызывает необходимость в определенном очертании опор в плане и профиле. По довоенным проектным разработкам для этой цели предусматривали создание специального ледореза со сложным очертанием вытянутого в плане, с пологим наклоном режущего ребра (рис. 11). Предполагали, что льдины не будут ударяться о ледорез, а, поднимаясь под напором по наклонному ребру ледореза выше уровня воды, станут разламываться под действием собственного веса. Подобная работа ледореза в действительности может наблюдаться при небольших скоростях ледохода, в этом случае конструкция оказывается надежной. Однако выполнение сложного очертания ледореза с учетом усиления ребер и граней мощной каменной облицовкой — очень сложная и трудоемкая задача требует ручного высококвалифицированного труда, стоит весьма дорого и совершенно не отвечает индустриализации строительства.
Требования к конструкции опор

Позднейшие наблюдения на многих реках показали, что крупные льдины обычно раскалываются при ударе о ледорез, не поднимаясь по наклонному ребру. Поэтому оказалось возможным отказаться в большинстве случаев от дорогих ледорезов старого типа и даже при очень сильных ледоходах ограничиться устройством с верховой стороны режущего ребра с уклоном от 10:1 до 5:1. При слабых и средней силы ледоходах часто ограничиваются закруглением опоры, одинаковым с верховой и низовой стороны.
Для улучшения условий пропуска вод и ледохода, но главным образом для возможности увеличения сечения опоры книзу по требованиям расчета боковым граням опор придают наклон к вертикали от 20:1 до 40:1. Такой же наклон придается кормовой грани опор с режущим ребром и верховой грани опор без режущего ребра. При небольшой высоте тела опоры, до 10,0—12,0 м и пролетах до 40 м, когда не применяют специальное режущее ребро, все грани опоры устраивают вертикальными, так как в этом случае сечение тела опоры внизу обычно имеет минимальные размеры, какие требуются в верхнем сечении по конструктивным соображениям. При этом улучшаются условия постройки опор, возможна стандартизация их блоков при сборных конструкциях.
В последнее время предложены уступчатые опоры телескопического типа, в которых по высоте каждого яруса тело опоры имеет постоянное сечение (рис. 12).
Требования к конструкции опор

При очень слабых паводках и отсутствии ледоходов пойменные и русловые опоры мостов могут устраиваться даже без закруглений в плане.
Для путепроводов, эстакад и виадуков, а также для мостов через овраги и на суходолах очертания промежуточных опор в плане и профиле определяются требованиями обеспечения наилучшей видимости и удобного проезда под ними (путепроводы и эстакады) или чисто расчетно-конструктивными и экономическими требованиями.
Тело речных и пойменных опор, а также наземные части фундамента необходимо защищать от действия ледоходов и истирания речными наносами в следующих пределах по высоте:
на реках с ледоходом от наивысшего уровня ледохода +1 м до уровня ниже отметки ледостава на толщину льда у опоры; при этом следует учитывать, что у опор толщина льда может быть на 25—50% больше, чем в других местах реки; на реках где при паводках переносится массы наносов из гальки и гравия, т. е. на горных или полугорных реках или участках их — от отметки высокого горизонта вод при паводках до уровня дна реки с учетом возможного местного размыва у опоры.
Меры защиты зависят от мощности ледохода и от материала тела опоры (наземной части фундамента).
При железобетонном теле опоры можно не принимать специальных мер при условии, если в указанных выше пределах по высоте опоры состоят из плотного морозостойкого бетона марки не ниже 300 при сильном ледоходе и не ниже 200 при слабом.
При бетонном и бутобетонном теле опоры защитные меры зависят от температуры льда и мощности ледохода. Как правило, на реках, вскрывающихся при отрицательных температурах и толщине льда более 0,5 м опоры в указанных выше пределах по высоте следует облицовывать природным камнем или предусматривать искусственную облицовку. Камень для облицовки должен быть морозостойким, марки не ниже 600, а при мощных ледоходах и наличии истирающих наносов — марки не ниже 1000. Искусственные виды облицовки могут быть из литого камня или бетонных блоков марки не ниже 400. Для больших мостов, расположенных севернее линии, соединяющей города Петрозаводск, Киров, Петропавловск, Новосибирск, Улан-Удэ, Биробиджан и Магадан, такая облицовка тела бетонных и бутобетонных опор обязательна.
В остальных случаях специальная облицовка необязательна, если наружный слой толщиной не менее 0,5 м выполнен из плотного морозостойкого бетона марки не ниже 300 при мощных ледоходах и марки не ниже 200 при слабых ледоходах.
При более интенсивном ледоходе торцовые части быков с верховой стороны на указанную высоту можно армировать защитными сетками из арматуры диаметром 10—12 мм.
В отдельных случаях на северных реках применяют защитную облицовку из стальных листов или плит толщиной до 10—15 мм.
При кладке из природного камня надфундаментные части тела опор всех мостов на реках с ледоходом независимо от его мощности должны быть облицованы. Вне пределов уровней ледохода допускается облицовка из камня той же марки, что и кладка, при условии удовлетворения требований морозостойкости, но с подбором лучших камней, их приколом и более тщательной расшивкой швов.
Применяя сборные опоры из железобетонных и бетонных блоков, необходимо выполнять следующие требования.
Конструкции элементов должны быть технологичными в изготовлении на заводах (полигонах), удобны для быстрой установки при монтаже. Размеры и вес элементов должны позволять перевозку железнодорожным и автомобильным транспортом, быструю погрузку, разгрузку и монтаж.
При выполнении опор, составляемых по высоте из железобетонных и бетонных блоков, необходимо предусмотреть меры против сдвига по горизонтальным швам, например, путем омоноличи-вания выпусков продольной арматуры или хомутов, закладкой арматурных каркасов в полостях пустотелых блоков, устройством специальных выступов или шпонок и т. д. Шов между блоками обязательно заполняется бетоном или цементным раствором.
При наличии изгибающего момента концы вертикальных элементов (стоек, оболочек) должны быть заделаны в стаканные гнезда на глубину не менее 1,1 bмакс — наибольшего размера поперечного сечения элемента. На такую же глубину заделываются в бетон анкерные стержни. Стенки стаканов следует армировать замкнутыми сварными хомутами по контуру стаканов.
Как показали последние исследования, глубину заделки колонн в стакане следует назначать не менее 1,25 bмакс, а толщину стенок железобетонного стакана принимать не менее 1/3 bмакс, но не менее 15 см.
В железобетонных элементах, работающих на центральное и внецентренное сжатие, насыщение сечения продольной ненапрягаемой арматурой должно быть не менее 0,4% и не более 3% от площади бетонного сечения.
Кладка бетонных блоков должна иметь достаточную перевязку, как правило, не менее 0,5 высоты ряда и 0,25 длины ложка, но не менее 100 мм. Количество блоков и их соединений желательно принимать минимальным; членение тела опоры на блоки лучше выполнять по горизонтальным швам.
При проектировании и строительстве особенно большое внимание следует уделить вопросам трещиностойкости массивных монолитных и сборно-монолитных опор.
Еще в 30-х годах, когда началось массовое строительство мостов с бетонными и бутобетонными опорами, заметили, что в теле опор есть вертикальные трещины даже при облицовке камнем, а с течением времени число трещин и величина их раскрытия возрастает. В последние десятилетия, когда стали широко применяться сборно-монолитные опоры в виде железобетонных оболочек и труб различной формы, заполненных бетоном, такие же опасные трещины обнаружены в стенках оболочек большинства опор построенные мостов. Многочисленные испытания и исследования показали многообразие причин этого явления, чрезвычайно опасного для сооружений. Основная причина появления и развития трещин — действие дополнительных растягивающих усилий во внешних слоях тела опоры. Эти усилия в монолитных бетонных и бутобетонных опорах являются результатом прежде всего неравномерного распределения температур в сечении опоры как в период возведения, так и в эксплуатационных условиях, особенно в зимние периоды при неравномерности промерзания бетона и неодинаковой влажности его в толще кладки. Такие усилия возникают также от экзотермических и усадочных процессов в бетонной кладке, тем более неблагоприятных, чем выше марка бетона и чем выше расход цемента.
Появлению и развитию трещин способствуют нарушения правил производства работ: частые перерывы в укладке бетона с образованием так называемых «швов бетонирования», где в первую очередь и развиваются трещины; применение несортированного, каменного материала, недостаточное уплотнение бетонной смеси, расслоение бетона в результате неправильной подачи и укладки бетона, раннее снятие опалубки и т. д.
При производстве бетонных работ в зимнее время имеет значение способ обогрева. Установлено, что обогрев при помощи паровой рубашки может создать предпосылки для трещинообразования вследствие резкого изменения температурного режима.
В сборно-монолитных опорах из железобетонных оболочек с замкнутым контуром, заполненных бетоном, появление больших растягивающих усилий в стенках оболочек обусловливается, главным образом, различной величиной коэффициента линейного расширения бетона заполнения и железобетона оболочки, увеличением объема бетона заполнения при замерзании свободной воды в нем, особенно опасным в оболочках малых размеров, давлением льда при замерзании воды, накапливающейся в усадочных трещинах, всякого рода карстах и полостях между стенками оболочки и ядровым бетоном. При центрифугированном изготовлении трубчатых свай и свай-оболочек последнее явление усугубляется остатками затвердевшего в них шлама (избыток разжиженной цементной суспензии, выделяющейся из бетонной смеси при центрифугировании и состоящей из цемента и пылеватых частиц), если он специальными мерами не удаляется.
Предварительно уже сейчас намечаются пути к устранению возможности появления и развития в опорах опасного трещинообразования. Например, при проектировании и строительстве монолитных бетонных и бутобетонных опор избегают чрезмерного увеличения толщины тела опор, стремятся не выполнять их массивными, сплошного сечения. Рекомендуется бетон невысоких марок, с небольшим расходом цемента, но жесткой консистенции, с минимальным водоцементным отношением, морозостойкий и водонепроницаемый, желательно на безусадочном цементе. Бетон следует укладывать без перерывов, с тщательным послойным уплотнением, выдерживать в опалубке возможно более длительное время.
В опорах, подверженных большим постоянным моментным нагрузкам, например, мостов рамной, рамно-консольной и рамноподвесной систем, где появление и развитие трещин является следствием также действия моментов, желательно выполнять предварительное обжатие с применением напрягаемой арматуры или струнобетонных армоэлементов.
При малых размерах железобетонные оболочки (трубчатые сваи, сваи и стойки-оболочки диаметром до 1,5—2,0 м) не заполняют бетоном в зоне переменного уровня воды и зоне промерзания. Чтобы избежать разрушения оболочек при замерзании попадающей в полости воды, заполняют эти полости гидрофобным материалом, например, смесью топливного мазута с песком, в составе 1:5 по весу. Подземные части таких опор не заполняют.
При больших размерах элементов н когда заполнение требуется по соображениям прочности и устойчивости, в состав бетона заполнения вводят воздухововлекающие добавки ( — 0,05—0,1% по весу цемента), которые предотвращают увеличение объема смеси при замерзании свободной воды. Бетон ядра опоры по составу, консистенции и методам укладки должен соответствовать указанным выше рекомендациям для монолитных опор.
С точки зрения возможности трещинообразования, по-видимому, более безопасны оболочки из отдельных плит, а не в виде замкнутого сплошного контура, хотя оболочки из плит уступают контурным по конструктивным, экономическим и технологическим соображениям.
Особое место при проектировании береговых опор занимает сопряжение устоя с насыпью, моста с дорогой.
Назначение береговой опоры заключается в удержании насыпи подходов перед въездом на мост, в обеспечении плавного въезда на мост, удержании застенной засыпки от сползания. Это предъявляет к береговым опорам дополнительные требования, которые можно разделить на две группы: требования, относящиеся к конструкции опоры и ее форме, требования к конусам и откосам насыпи у опоры.
Требования к конструкции опор

Требования к береговым опорам должны обеспечить их неподатливость при временной вертикальной нагрузке на призме обрушения. Необходимо также обеспечить устойчивость головы насыпи, для чего примыкающая к насыпи часть устоя должна входить в нее на определенную величину. Такой концевой частью могут служить обратные стенки устоев этого типа или открылки обсыпных устоев, которые должны входить в насыпь на величину не менее 0,75 м при высоте насыпи до 6 м и не менее 1,0 м при высоте насыпи свыше 6 м, считая от вершины конуса насыпи на уровне бровки полотна до торца элемента.
Шкафная часть береговой опоры может быть двух типов в зависимости от того, входит ли пролетное строение в насыпь или оно должно оставаться открытым.
В первом случае при малых береговых пролетах и непосредственном опирании балок пролетного строения без опорных частей шкафную часть устраивают без задней вертикальной стенки и открылков (рис. 13, а), роль стенки в некоторой степени играет концевая поперечная диафрагма пролетного строения. Концы балок засыпают грунтом, что допускается благодаря простоте конструкции опирания, не требующей постоянного надзора и ухода, а также при условии устройства гидроизоляции на этих концах балки.
Если пролетное строение опирается на опору через опорные части, их необходимо защитить от засыпки землей. Для этого шкафную часть устраивают с задней стенкой и открылками (рис. 13,б). Такая конструкция обеспечивает свободный доступ к опорным частям для ухода за ними и ремонта, а также возможность продольного перемещения концов балок.
Насыпь за устоями, независимо от типа устоя и типа шкафной части, на длину поверху не менее высоты насыпи плюс 2 м и понизу не менее 2 м, а также конусы должны отсыпаться из песчаных или других хорошо дренирующих грунтов (см. рис. 8,б). Это необходимо для обеспечения водоотвода у устоя и устранения возможности пучинообразования на подходе к мосту.
При эксплуатации высоких устоев с обратными стенками нередко обнаруживали трещины, свидетельствующие об отрыве обратных стенок от передней стенки под действием пучинного распора. Поэтому в устоях с обратными стенками для лучшего отвода воды, скапливающейся за передней стенкой, применяют также и более сложное дренажное водоотводное устройство (см. рис. 8,а). Здесь засыпку между обратными стенками на уровне на 0,5 м и выше расчетного высокого горизонта воды покрывают водонепроницаемым слоем из трамбованной жирной глины с уклоном в сторону насыпи для стекания воды к дренажу, уложенному поперек тела насыпи за устоем. По глине для лучшего стока укладывается слой щебня. Выше сточного слоя засыпка должна быть из дренирующего грунта на длину, как указано для первого типа; ниже сточного слоя засыпка может быть из любого, желательно непучинистого грунта.
Устойчивость конусов зависит от крутизны и укрепления откосов. Если береговые опоры расположены вне зоны подтопления, независимо от типа опор откосы их конусов должны быть не круче 1:1,25 на высоту до 6 м ниже бровки насыпи и 1:1,5 на высоту последующих 6 м.
При высоте насыпи у опоры более 12 м крутизна откоса конуса определяется расчетом, но должна быть не менее 1:1,75 на высоте ниже 12 м, считая от бровки насыпи. Откосы конусов в пределах подтопления должны иметь уклоны не круче 1:1,5, а выше подтопления — как указано ранее.
У путепроводов и эстакад при высоте насыпи до 8,5 м допускаются откосы конусов с уклоном 1:1,25; при большей высоте насыпи крутизна откосов изменяется в соответствии с указаниями для опор вне зоны подтопления. Пределы подтопления считаются по уровню расчетных высоких вод.
Устойчивость откосов конусов обеспечивается также укреплением. Для автодорожных мостов разрешается укреплять откосы при крутизне не более 1:1,5 и высоте не более 6 м сплошной одерновкой вне пределов подтопления, а в зоне подтопления — бетонными плитами или каменным мощением.
Тип укрепления конусов и откосов насыпи уточняют в зависимости от условий ледохода, действия волн и течения воды при скоростях, соответствующих расчетному расходу. Отметка верха укреплений должна быть выше уровня расчетного высокого горизонта воды (с учетом подпора и наката волн на насыпь) не менее чем на 0,5 м у мостов через большие и средние реки и не менее 0,25 м у мостов через малые водотоки.
В обсыпных устоях опасен размыв верха конуса у передней грани устоя. Размыва можно избежать, если поднять линию пересечения конуса и передней стенки над горизонтом подтопления ГВВ не менее чем на 0,5 м.
Добавлено Serxio 27-01-2016, 02:55 Просмотров: 2 209
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent