Войти  |  Регистрация
Авторизация

Устои арочных мостов



Форма устоев арочных мостов, загруженных большими горизонтальными силами, должна быть согласована с очертанием кривой давления, чтобы тело устоя при действии постоянной нагрузки работало по возможности равномерно. Также равномерным желательно получить давление по подошве фундамента, обеспечивающее при нескальных грунтах основания осадки без опасных кренов фундамента. Для этого необходимо добиться совпадения кривой давления от постоянной нагрузки с линией, проходящей через центры тяжести сечений устоя по всем переломам и изменениям его очертания. Таким образом, задача сводится, во-первых, к созданию дополнительной вертикальной нагрузки на устой, которая увеличивала бы угол (к горизонту) действия равнодействующей давления, во-вторых — к приданию соответствующего очертания телу опоры. При этом зачастую тело опоры сливается с фундаментом или его верхней частью в одно целое и сама опора получается удлиненной вдоль моста, иногда весьма значительно.
На конструктивное решение устоя арочного моста прежде всего влияют величина пролета и относительный подъем арки, т. е. отношение стрелки подъема к пролету, а также и высота подходов у устоя. Материал арок большей частью не влияет существенно на конструкцию устоя. Более важны грунтовые условия.
Вообще внешне распорные арочные решения для мостов из-за большого веса конструкций, усложняющего действия распоров, и чувствительности к осадкам, особенно при бесшарнирном решении, рекомендуются только при скальных или других слабо деформируемых грунтах основания, а также если эти грунты близко выходят к дневной поверхности.
На нескальных грунтах или если скала заглублена, распорные арки можно применять при небольших пролетах и подъемистых арках или при трехшарнирных арках, менее чувствительных к осадкам. Фундаменты в этих случаях всегда глубокого заложения — свайные или опускной системы.
Поэтому разбивать устои арочных мостов по типам целесообразно прежде всего в зависимости от величины пролета и относительного подъема арок.
При небольших пролетах (до 30—40 м) или для подъемистых арочных мостов при соотношении стрелы подъема к пролету не менее 1:3—1:3,5 устои по конструкции близки к монолитным устоям балочных мостов, обсыпным или с обратными стенками.
На рис. 105 показан монолитный массивный устой с обратными стенками каменного арочного моста пролетом около 43 м.
Устои арочных мостов

Арки пологие с отношением стрелы подъема к пролету около 1:7. Для уменьшения влияния на каменную арку несимметричной вертикальной временной нагрузки надарочная забутка принята, сплошной каменной. Грунты основания нескальные, и фундаменты приняты свайными. Большой распор, вызванный пологостью арки, утяжеленной каменной забуткой, потребовал сложного очертания тела опоры и наклона части свай при одновременном наклоне подошвы на части длины плиты ростверка, так как при горизонтальной подошве работа устоя ухудшается из-за выхода кривой давления из ядра сечения. Отвод воды из пределов задней пазухи устоя обеспечен устройством специального дренажа. Тело устоя каменное, плита свайного фундамента бетонная.
При подъемистом своде и малом пролете высокие устои получаются простой формы за счет погашения распора давлением грунта на заднюю стенку. Высокий устой арочного железнодорожного виадука с крайним пролетом около 20 м в свету и подъемом арки 1:3 обсыпного типа и имеет обратные стенки с небольшим выносом (рис. 106), которые здесь можно было бы заменить открылками. Арки одиночные бесшарнирные железобетонные, устой бетонный с массивным глубоким фундаментом в виде опускного колодца.
Устои арочных мостов

Арочная эстакада железнодорожного моста через р. Оку на линии Горький—Кудьма выполнена из бесшарнирных железобетонных сводов пролетами 55 м и подъемом около 1:4, опирающихся в береговом пролете на устой у поверхности земли. Высокие подходы обусловили высоту устоя около 15 м. Он выполнен пустотелым железобетонным, вдвинутым в насыпь и заделанным стенками в бетонный массив толщиной 2,5 м (рис. 107). На этот массив опираются арки пролетного строения. Из-за глубокого заложения надежных грунтов устой основан на кессонном фундаменте, опущенном на 26 м ниже бетонного массива тела. Пустотелая верхняя коробка устоя поддерживает насыпь и воспринимает давление от нее, уравновешивающее в известной степени распор от арки.
Устои арочных мостов

При' пологих арках больших пролетов, как указывалось выше, приходится значительно удлинять устои. Чтобы уменьшить расход материалов и размеры устоя, устраивают далеко выдвинутые выносные пяты, которые в некоторых случаях образуют особую конструкцию, а также облегчают надстройку над несущей частью тела устоев поперечными проемами или вообще заменяют ее балочной или арочной эстакадой, частично основанной своими опорами на теле устоя.
Достаточно рационально по форме устоя с обратными стенками на свайном фундаменте решена концевая опора автодорожного арочного моста пролетом в свету 51 м (рис. 108). Пролетное строение состоит из весьма пологой трехшарнирной ребристой арки, опертой на устой ниже ГВВ. Бетонное тело устоя объединено с плитой свайного фундамента; очертание его и наклон плиты обусловлены направлением равнодействующей опорного давления. Передняя стенка имеет значительную толщину, а пазуха заполнена дренирующим грунтом, таким образом улучшено направление равнодействующей.
Устои арочных мостов

Вариант обсыпного устоя с задней стенкой и небольшими обратными стенками принят для автодорожного арочного моста с береговым пролетом в свету, равным 58,1 м при подъеме 1:6,5. Бесшарнирная бетонная арка со сквозным надарочным строением опирается на бетонное тело устоя, слитое с фундаментом. Устой расположен непосредственно на скале, в специально вырубленной нише (рис. 109).
Устои арочных мостов

Устойчивость на сдвиг обеспечивается наклоном подошвы и упором торцовой грани в скалу, для чего бетон здесь укладывают без опалубки непосредственно к скале. На теле опоры установлена бетонная передняя стенка с небольшими крыльями для удержания грунта засыпки. Таким образом, давление грунта на стенку частично уравновешивает распор арки.
При значительных пролетах для облегчения опоры и фундамента применяют выносные пяты. В теле устоя устраивают поперечные проемы, перекрытые арками или плитами.
Устой с большим проемом, перекрытым полуциркульным сводом с забуткой, представлен на рис. 110. Трехшарнирные металлические арки моста имеют опорные шарниры на далеко выдвинутых выносных пятах, что значительно уменьшает длину устоя Тело собственно устоя составляет с фундаментом одно целое и опирается на вырубленные в скале уступы, что обеспечивает его работу на сдвиг. На устое возведены передняя и задняя массивные каменные стенки, на которые опирается свод. Верхняя часть этих стенок удерживает надсводную забутку, а задняя ограждает от грунта насыпи, конусы которой обсыпают устой с боков, но не выходят за пределы его передней грани, т. е. тело устоя (верхней части) вдвинуто в грунт насыпи подходов.
Устой городского очень пологого арочного моста в Каракасе (Венесуэла) решен в виде железобетонной монолитной коробчатой конструкции на свайном фундаменте (рис. 111). Для обеспечения более равномерной работы свай и нижнего несущего яруса устоя подошва нижней плиты устроена по высоте уступами, а сваи забиты с наклоном в сторону действия равнодействующей опорной реакции. Верхняя часть устоя состоит из балочного пролетного строения и поперечных несущих вертикальных и наклонных стенок. Полости грунтом не засыпаны.
Облегченная конструкция устоя высокого железнодорожного арочного моста через канал им. Москвы с коробчатым железобетонным трехшарнирным сводом пролетом 120 м представлена на рис. 112.
Устои арочных мостов
Устои арочных мостов

Пологий свод потребовал такой формы тела устоя, что при небольшой высоте его длина, несмотря на устройство выносной пяты, получилась приблизительно равной 35 м, т. е. более 1:4 пролета. Устой не загружен грунтом насыпи, и конус едва достигает середины его длины, но зато на концевой его части поставлена железобетонная коробка, воспринимающая горизонтальное давление насыпи высотой 23,4 м. Фундамент свайный с частично наклонными, частично вертикальными (в передней части) железобетонными сваями. Высота устоя 26,5 м. Если бы при такой длине и высоте устой имел массивные формы или даже был коробчатой системы, вдвинутой в насыпь подходов, размеры его и объем затраченных материалов несомненно были бы значительно большими, а при грунтовой засыпке стал бы тяжелее и свайный фундамент. Поэтому верхняя часть устоя открыта и решена в виде эстакады с балочным пролетным строением на несущих поперечных стенках, заделанных в тело массивной части опоры.
С эстакадной береговой частью, закрепляющей насыпь, устраивают арочные мосты в тех случаях, когда при мощных концевых устоях арочной части требуется пропуск движения вдоль берега (для городских условий) или невозможна отсыпка насыпи на крутых скалистых берегах, или такие насыпи нецелесообразны по экономическим соображениям.
Для пропуска движения железнодорожный мост с двухшарнирными металлическими, сплошного сечения арками пролетом 150 м заканчивается балочной эстакадой. Очень пологие арки с относительным подъемом 1:13,6 опираются на массивное тело опоры с такой же облицованной камнем передней стенкой (рис. 113). Фундамент устоя — нераздельный кессонный, основанный на несжимаемом грунте. Над телом устоя устроена балочная эстакада с пролетами 16 м, одна опора которой опирается на тело устоя, а остальные имеют отдельные свайные фундаменты. Грунт берега у опоры удерживается наклоненной в сторону берега подпорной стенкой набережной.
Устои арочных мостов

Виадук через р. Влтаву у Ждакова, перекрывающий глубокую долину реки с крутыми скальными берегами, имеет устои оригинальной формы и эстакадную часть, которая является продолжением надарочного строения моста и служит для выхода моста на высокий берег (рис. 114,а). Устой, поддерживающий две двухшарнирные стальные арки пролетного строения, расчетным пролетом 330 м, раздельный под каждую арку, состоит из железобетонных выступающих на 26 м консолей выносных пят, упертых в бетонные массивы фундамента (рис. 114, б). Поверху раздельные фундаменты связаны железобетонной мощной балкой, объединенной с консолями пят железобетонными стенками. На балке основаны массивные железобетонные стойки-пилоны, являющиеся жесткой (тормозной) опорой надарочной части и эстакады, опирающихся на качающиеся стоечные опоры. Массивы фундамента забетонированы в нише, вырубленной в скале берега, и имеют наклонную подошву. Благодаря наклонной подошве и упиранию задней грани устоя в скалу обеспечивается устойчивость устоя против сдвига.
Устои арочных мостов

Предварительное назначение очертаний и размеров устоев арочных мостов весьма ответственная и сложная задача, тем более что рекомендации в этом отношении могут иметь весьма приблизительный характер. Например, при нескальных грунтах основания длина массивных устоев (вдоль моста) обычно может составлять от 1:7 до 1:5 пролета при относительно подъемистых арках и даже до 1:3 — при пологих арках. При скальных грунтах эта длина может уменьшаться до 1:10—1:12 пролета в первом случае и до 1:5—1:6 во втором. В остальном следует руководствоваться приведенными при описании конкретных случаев указаниями и рекомендациями как в отношении очертания тела опоры, так и конструкций над опорой, сопряжения- моста с берегом.
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