Монолитные устои
|
Монолитные береговые опоры (устои) можно разбить на две основные группы: массивные, чаще каменные или бетонные, и облегченные — тонкостенные железобетонные или бетонные столбчатые. Массивными чаще выполняют устои с обратными стенками, в силу наилучшего их соответствия специфическим требованиям к береговым опорам. Для уменьшения кладки высоких устоев предлагается ряд конструктивных мер, уменьшающих однозначную моментную нагрузку от давления грунта засыпки, имеющей очень большое значение при назначении размеров устоев высотой более 10 м. К таким мерам относятся: при широких устоях устройство различных задних разгрузочных выступов или плит; кроме того, для облегчения обратных стенок вводят распорки, а сами стенки выполняют в железобетоне. Специальные меры для облегчения этого типа устоев предложены К. Сечи (Венгрия) на VI Международном конгрессе по мостам и конструкциям. Следует заметить, что последние требования технических условий, по которым в 1,5 раза уполаживаются откосы лобовых конусов у береговых опор, вызывает резкое увеличение длины обратных стенок и затрудняет проектирование устоев с обратными стенками. Устой с задним выступом (рис. 7,а), выполненный в 30-х годах для широкого моста в России, рационален при высоте насыпи подходов Я до 10-12 ж, больших пролетах и особенно при каменной кладке его тела. Обратные стенки желательно устраивать с подобными же выступами. Как видно из рисунка, на большей части высоты толщина стенки составляет около 0,2 Н и только внизу достигает 0,3 Н. Между тем в обычных устоях толщину передней стенки рекомендуется принимать не менее 0,4 Н. Таким образом, экономия кладки получается значительная.  Более рациональной следует признать систему с разгрузочной плитой, заделанной приблизительно на 0,6 Н, считая от низа (рис. 71,б). Железобетонную плиту заделывают в бетонную кладку передней и обратных стенок, причем разгрузочное ее действие выражается не только в появлении дополнительных моментов от давления грунта на плите, но и в результате изменения давления этого грунта ниже плиты, особенно при временной нагрузке на призме обрушения (см. главу 5). Конструкцию применяли в Англии для подпорных стенок, а в мостостроении она была предложена автором для опоры городского моста в Краматорске, где высота насыпи достигала почти 16 м при пролете около 100 м. Применение этой конструкции взамен запроектированного обычного устоя с обратными стенками давало значительную экономию (около 20% стоимости). Не менее эффективно разгрузочная плита может быть применена для обсыпных устоев.  Устои моста через р. Хавель на дороге Бранденбург-Плауэ (ГДР), построенного в последние годы, имеют железобетонные обратные стенки, связанные вверху железобетонной затяжкой-стенкой. Чтобы давление земли и особенно временная нагрузка на подходах не влияли на работу связующей стенки-затяжки, она перекрыта от грунта не связанной с обратными стенками галереей из бетонных стенок и железобетонной плиты (рис. 72). Таким образом достигнуто значительное уменьшение размеров и армирования обратных стенок. Для облегчения переднюю стенку сделали с задним разгружающим выступом, роль которого играет обратное в сторону насыпи развитие фундаментной плиты. Здесь интересно решена также шкафная часть — в виде закрытой декоративной стенки глубокой ниши, в которой спрятаны опорные части валкового типа. К. Сечи для больших пролетов и высоты предлагает закреплять верхнюю часть устоя в насыпи с помощью обратных стенок — крыльев, используя их заделку в грунте (рис. 73, а). Если трение между крыльями и грунтом насыпи окажется недостаточным для восприятия верхней реакции от давления грунта, эти крылья дополнительно закрепляют с помощью тяг с анкерными плитами (рис. 73, б) или кустом наклонных анкерных свай (рис. 73, в).  Подферменная плита работает как горизонтальная балка, на которую опирается передняя стенка, а опорами плиты служат заделанные в грунте обратные стенки. В свою очередь передняя стенка работает на боковое давление грунта насыпи как плита, опертая вверху и внизу (если не учитывать закрепления по высоте обратных стенок). Конструкция такой системы не была осуществлена. Следует отметить, что К. Сечи не предлагает связывать между собой поверху крылья затяжкой несмотря на их большую длину, но рекомендует усилить их контурной балкой, которая одновременно улучшает заделку крыльев в грунте. В отечественной практике, как указывалось выше, больше применяют обсыпные устои. Стоечные варианты таких устоев выполняют обычно сборными, монолитные обсыпные устои делают при суженном теле и двухконсольном ригеле, по типу описанных выше для малых пролетов, а для больших — широкие устои с проемами для уменьшения объема кладки. При проемах получают в зависимости от соотношения полной ширины моста В и его высоты h двух или трехстолбчатые опоры. Так, при соотношении В:h>1,25 рациональны трехстолбчатые (с двумя проемами) опоры, а если В:h<1 — двухстолбчатые опоры. Такой устой выполнен для одного из мостов при пролетах около 30 м и высоте насыпи подходов почти 16 м (рис. 74), т. е. в очень невыгодных условиях. Тело столбов и массивная шкафная часть приняты из слабо армированного бетона. Для лучшего распределения давления на общий массивный фундамент ниша не доведена до низа. Открылки с тротуарными консолями выполнены из железобетона и связаны с бетоном шкафной части выпусками арматуры. Подферменная плита железобетонная, армирована сварными сетками.  При больших пролетах и высоте моста увеличивается высота шкафной стенки и поэтому значительно удлиняются открылки. Между тем опыт эксплуатации показал, что при сильно развитых открылках, если к тому же они недостаточно связаны с телом устоя, возникают опасные вертикальные трещины как в самих открылках, так и в теле устоя. Эти трещины, по-видимому, появляются в результате вертикального воздействия массы земли между крыльями при временной нагрузке на грунте, в результате распорного воздействия последнего. По этой же причине между крыльями не следует ставить никаких распорок или связующих стенок, если не принимаются специальные меры для их изоляции от грунта, как это сделано в опорах моста через р. Хавель. При очень большой высоте насыпи подходов береговые опоры оказываются недостаточно устойчивыми на опрокидывание и сдвиг, поэтому приходится затрачивать излишний материал для увеличения их веса и размеро в понизу. Кроме того, получаются слишком массивными и обратные стенки, а при выполнении их из железобетона возникает реальная опасность отрыва таких крыльев от передней стенки. Логичный выход из этих затруднений найден в устройстве пустотелых железобетонных устоев, которые легко можно развить в длину, а в случае необходимости увеличить вес засыпкой полостей грунтом. При этом достигается значительная экономия материалов, поэтому такие опоры нашли применение в ответственных случаях и при сравнительно небольшой высоте их, менее 10 м.  Железобетонный устой открытый сзади, с контрфорсами и легкими обратными стенками-крыльями, при средней величине пролета и высоте до 10 м показан на рис. 75, а. Крылья усилены задними стенками, которые с контрфорсами прямоугольной формы образуют замкнутые коробки по краям опоры. Такая опора может опираться на массивный фундамент. При надобности в свайном фундаменте нижняя плита коробчатого тела опоры служит и плитой свайного ростверка (рис. 75,б). Гораздо более мощную конструкцию, пригодную для большой высоты насыпи подходов и очень большой величины пролета, представляет собой устой коробчатого типа (рис. 76), запроектированный для железнодорожного моста.  Тело устоя — пустотелое железобетонное, разбито перегородками на три отсека, соединенных специально оставляемыми проемами. Задняя стенка наклонена в сторону насыпи, чтобы уменьшить общую длину устоя понизу, так как основание лобовых конусов насыпи не выходит за пределы передней стенки устоя. В продольном направлении по середине ширины снизу и сверху устраивают вертикальные балки-диафрагмы. Верхняя плита и плита основания, таким образом, опираются не только на стенки, но и на балки-диафрагмы, поэтому верхняя плита, по которой движутся поезда, работает как балочная, опертая на продольные боковые стенки и балку-диафрагму. Нижняя часть передней стенки и опорная плита — бетонные; продольные и поперечные стенки, верхняя плита и подферменник — железобетонные, все из бетона марки 200; массивный фундамент из бетона марки 150. Для автодорожного моста, даже при весьма больших пролетах, конструкции подобного типа можно значительно облегчить как за счет уменьшения толщин стенок и плит, так и применения сквозных стенок, с засыпкой полостей грунтом. |
