Опоры специальных типов
|
В группу опор специальных типов выделены, учитывая специфичность конструкций, опоры, составляющие одно целое с пролетным строением, т. е. опоры рамных мостов различных систем. В последнее время большое применение нашли мосты рамно-подвесной и рамно-консольной систем, реже, рамно-неразрезной системы (главным образом, целесообразны для эстакад). Эти опоры воспринимают дополнительные, часто значительные моментные усилия от пролетного строения и даже при небольшой высоте требуют специального армирования для обеспечения надежности конструкции. Опоры рамно-консольных и рамно-подвесных мостов проектируют с заделкой в фундаменте, так как в обоих случаях этим обеспечивается жесткость и неизменяемость всей системы, имеющей в общем Т-образную форму. Мосты рамно-неразрезной системы, как правило, должны иметь деформационные вставки через один-два пролета, т. е. их проектируют в виде одно-, двухпролетных рам, отделенных одна от другой деформационным швом или подвесным пролетом. Не исключена возможность и многопролетных рам, но уже с обеспечением свободного перемещения опор внизу, т. е. с устройством подвижных опорных частей при опирании тела опор на фундаменте. В настоящее время имеется большой опыт проектирования и строительства таких мостов в России и за рубежом, причем большинство из них имеет монолитные опоры, хотя за последние годы разработаны и сборные варианты. В отечественной практике большее применение нашли мосты рамно-подвесной системы, предложенные А.Я. Журавлевым для пролетов от 40 до 120 м и имеющие преимущества простоты статической расчетной схемы и/удобства крупноблочной навесной сборки при высокой экономичности. При пролетах 40 м пролетное строение решают в виде двутавровых балок с отдельной плитой (комбинированное сечение); для 60 м — из таких же балок или балок коробчатого сечения, для пролетов 80—120 м в виде сквозных железобетонных ферм. Число двутавровых балок в сечении принимают от четырех до девяти в зависимости от габарита моста, при коробчатом сечении и в виде ферм — по две коробки или фермы. Решение опор может быть различным в зависимости от величины пролета, высоты и ширины моста, а также при монолитных и сборных вариантах. При минимальных пролетах (40 м), высоте до 10—12 м и нормальном для автомобильных дорог габарите проезда наиболее просты в постройке монолитные опоры при комбинированном сечении пролетного строения с двутавровыми балками (рис. 84).  Опоры решены массивными, на всю ширину пролетного строения, армированные сетками из мощной арматуры периодического профиля, связанными и сваренными на месте из вертикальных стержней диаметром 32 мм и горизонтальных хомутов диаметром 10—12 мм. Арматура расположена по всей поверхности тела опоры, с усилением ее у заострений. По высоте опора состоит из двух частей: нижней — обтекаемого в плане очертания с двухсторонним заострением на высоту ледоходов и высоких вол и верхней — прямоугольной в плане, на которую опираются консольные балки пролетного строения (рис. 84, а). Для крепления этих консолей в верхней части опоры оставляют вертикальные ниши, со сквозными прорезями сверху для пропуска непрерывной напрягаемой пучковой арматуры, стягивающей двухконсольные балки пролетного строения в одно целое. Закрепление консольных блоков осуществляется с упором внизу в нишах на специальные высокопрочные бетонные камни из бетона марки 500, с последующим омоноличиванием зазоров цементным раствором марки 500, а затем и натяжением пучковой арматуры (рис. 84, в). Проем в середине ширины опоры оставлен для уменьшения объема кладки и установки монтажных ферм при сборке пролетного строения. Тело опоры выполняют из бетона марки 300 с применением вертикально-передвижной инвентарной опалубки. Приблизительно при таких же условиях, но для широкого моста Сибгипротрансом запроектированы опоры иного типа. Мост сдан в эксплуатацию в 1960 г. Речные опоры этого моста в нижней части до горизонта высоких вод имеют суженное тело, а в верхней — консольное уширение для упора пролетного строения, также собираемого из двутавровых балок (рис. 85). В связи с этим потребовалось более мощное армирование тела опоры: были применены напрягаемые пучки из высокопрочной проволоки, хотя для внецентренно сжатых, с большой вертикальной нагрузкой мостовых опор применять предварительно напряженный железобетон не всегда целесообразно. По грунтовым условиям и условиям производства работ фундаменты запроектированы в виде опускного колодца. Тело опоры состоит из железобетонной монолитной оболочки, стенки которой внутри имеют выступы, между которыми расположены напрягаемые пучки. Стенки ригельной части утолщены и пучки в них проходят через оставляемые при бетонировании отверстия с закладными асбесто-цементными трубками. Внизу с помощью глухих анкеров пучки закрепляются в железобетонной плите, заделанной в стенки колодца. Пучки натягивают сверху, в специальной нише ригельной части, после чего полости заполняют бетоном. Таким образом, опора оказывается предварительно напряженной на всю высоту. Вместо монолитных железобетонных оболочек для одной из опор применили опытные сборные замкнутые железобетонные оболочки, изготовленные на полигоне с высотой блока до 1,0 м. Экономический эффект оказался незначительным, так как тело оболочки составило небольшую часть объема кладки всей опоры, но производство работ несколько упростилось. Оболочка и надфундаментная плита выполнены из бетона марки 300, ригель и анкерная плита — из бетона марки 400, заполнение — из бетона марки 200. Чтобы избежать появления трещин в стенках оболочки вследствие экзотермии, бетон укладывали в летнее время.  Сборные варианты опор мостов консольно-подвесной системы наиболее характерно представлены в типовых решениях для пролетов 80—120 м при высоте моста свыше 25 м и высоте ледоходов до 10 м, считая от обреза фундамента. При такой высоте опор и пролетов, безусловно, целесообразно применять предварительно напряженный железобетон, что и принято в описываемом проекте. Опора состоит из двух ярусов: нижнего — в пределах колебания высоких вод, приблизительно до 15 м, рассчитанного на действие очень сильных ледоходов, при толщине льда до 12 м; и верхнего выполненного в виде двух колонн высотой около 12 м, объединяемых со сквозными фермами пролетного строения (рис. 86, а). Тело нижнего яруса опоры имеет монолитный цоколь, на котором собирают установкой друг на друга на цементном растворе замкнутые железобетонные облицовочные блоки-оболочки высотой по 1,0 м. Колонны верхнего яруса собирают из замкнутых прямоугольных в плане облицовочных блоков высотой по 1,5 м. Внутри блоков открыто пропускают пучки высокопрочной проволоки, заделанные с помощью глухих анкеров в цоколе. Эти пучки натягивают сверху на двух высотах, в два приема. Полости опоры, кроме цокольной части, могут быть заполнены монолитным бетоном или сборными блоками; цокольную часть, где заделывают анкеры напрягаемой арматуры, всегда заполняют монолитным бетоном. Работы по постройке опоры должны выполняться в строгой последовательности. После твердения монолитного бетона цоколя опоры на него укладывают на жирном растворе той же прочности блоки нижнего яруса, скрепленные по высоте сваркой закладных частей. Объединение в плане отдельных блоков в замкнутую оболочку также выполняют сваркой арматурных выпусков. После сборки опоры до уровня верхних анкеров пучков № 1 устанавливают эти пучки и заделывают их нижние глухие анкеры укладкой нижнего слоя бетона в колодце цоколя (рис. 86, б) и после твердения его пучки № 1 натягивают. Верхние их анкеры закрывают бетоном и опору собирают до уровня верхних анкеров пучков № 2; устанавливают эти пучки, их глухие анкеры бетонируют верхним слоем в колодце цоколя; натягивают пучки № 2, их верхние анкеры бетонируют и собирают верхнюю часть опоры. Затем заполняют бетоном все полости, кроме средней полости нижнего яруса опоры. По варианту заполнения сборными блоками порядок работ тот же, но после изготовления сборной оболочки и ее предварительного напряжения заделывают вертикальным слоем бетона пучки с последовательной укладкой на цементном растворе блоков заполнения прямоугольной и треугольной в плане формы (рис. 86, в). Среднюю полость нижнего яруса опоры также оставляют незаполненной. Сборные элементы опоры изготовляют из бетона марки 300, кроме блоков, на которые опираются нижние пояса консольных ферм и утолщенных блоков, расположенных под анкерами предварительно напряженных пучков. Все эти блоки — из бетона марки 400. Монолитный бетон цоколя и фундамента марки 250. Стенки цоколя армируют контурными арматурными сетками. Бетон заполнения марки 250. Для монолитного заполнения, чтобы избежать трещин в оболочках, рекомендуется применять жесткий бетон с минимальным водоцементным отношением и введением в него до 0,05—0,10% от веса цемента воздухововлекающих добавок (абиетиновой смолы). Кроме того, необходимо обеспечить отвод воды из полостей оболочки, а бетон укладывать без перерывов, тщательно вибрируя, желательно в теплое время года. Зимой при бетонировании применяется утепление методом «термоса».  При всей прогрессивности конструкций описанной опоры следует отметить большие задержки строительства вследствие последовательной укладки монолитного бетона в несколько приемов (пять), причем всякий раз работы останавливают до полного твердения бетона (т. е. до приобретения им расчетной прочности). Опоры мостов рамно-консольной системы могут быть проиллюстрированы только на примерах зарубежных мостов. Виадук через р. Влтаву у Цвикова, сданный в эксплуатацию в 1961 г., имеет главные пролеты по 84 м при ширине около 10 м и максимальной высоте по месту расположения средней опоры 73 м и целиком бетонируется на месте. Средняя опора составляет одно целое с пролетным строением и состоит из трех ярусов по высоте (рис. 87). Нижний ярус опоры при нормальной работе гидростанции длительное время остается под водой, поэтому выполнен в виде железобетонной, почти квадратной в плане коробки с закругленными углами, заполняемой бетоном и основанной на кессоном фундаменте. Марка бетона стенок коробки 250, заполнения — 135. Наружную поверхность стенок железнят. Средний ярус в пределах основного колебания горизонтов вод выполняют в виде сплошной бетонной (бетон марки 170) колонны овоидального в плане сечения, облицованной естественным камнем. Над карнизным уширением начинается пустотелый овоидального сечения железобетонный верхний ярус опоры (бетон марки 330). Голова опоры (из бетона марки 500) монолитно объединена с коробчатым предварительно напряженным железобетонным пролетным строением. Опору снизу доверху бетонировали в подвижной инвентарной опалубке. Проверочные расчеты показали, что при самом невыгодном загружении (во время навесного бетонирования пролетного строения) все сечения опоры работают почти исключительно на сжатие. Небольшие растяжения возникают только в бетоне среднего яруса, нижний ярус всегда сжат. Однако все ярусы опоры армированы ненапрягаемой арматурой.  При рамно-неразрезной системе оригинально решены конструкции эстакады, построенной в районе Лондона, Хаммерсмит. Эстакада имеет 16 пролетов при величине основных около 42 м и разбита деформационным швом на две неравные части (250 и 375 м), работающие самостоятельно и заанкеренные на концевых опорах. Пролетное строение из предварительно напряженного железобетона целиком сборное, опоры и фундаменты — монолитные. Надпорный блок пролетного строения объединен с телом опоры при помощи вертикальных напрягаемых стержней типа Ли-Мак-Кол. заделываемых в сплошной нижней части. Для обеспечения перемещений при температурных деформациях пролетного строения опоры внизу установлены на подвижные опорные части каткового типа. Промежуточная опора представляет собой полую прямоугольного сечения колонну, расширяющуюся кверху, со стенками толщиной 60 см (рис. 88). Колонны через катковые опорные части установлены на днище железобетонного ящика, стенки которого защищают опорные части от засыпки грунтом и воды. Ящик жестко связан с железобетонной фундаментной плитой. Для осмотра и ухода в потолочной плите ящика устроен закрытый крышкой люк. Описанная конструкция позволила произвести работы, не нарушая весьма интенсивного уличного движения вдоль эстакады и в ряде пересечений с ней. С эстетической стороны эстакада выглядит весьма эффектно, несмотря на скромность архитектурного оформления.  |
