Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Проектирование деревянных и железобетонных мостов Минимаркер Железобетонные промежуточные опоры

Железобетонные промежуточные опоры

Страница 2 из 5

В конструкции промежуточной опоры (быка) обычно различают следующие основные части: подферменную плиту или оголовок, тело быка и фундамент. Если тело быка и его фундамент конструктивно не разделяют, то один элемент (например, железобетонная оболочка) выполняет функции обеих частей.

На подферменную плиту непосредственно передается опорное давление от пролетного строения. Размеры подферменной плиты поверху определяются условиями расположения опорных частей. Опорные давления передаются на подферменную плиту через сравнительно небольшие площадки опирания. Поэтому во избежание сколов расстояние между опорными частями и краем плиты должно быть достаточным.

Следует учитывать также возможные неточности при сооружении опоры, которые могут вызвать смещения опорных частей относительно их проектного положения на опоре. Поэтому на подферменной плите необходимо предусматривать горизонтальные площадки, на которые устанавливают опорные части. Расстояние от граней нижних подушек опорных частей до края площадки должно быть не менее 15–20 см. Между площадками для установки опорных частей и краем подферменной плиты следует оставлять расстояние 15–35 см (вдоль моста). В поперечном направлении это расстояние при применении прямоугольных плит должно быть в мостах с плитными пролетными строениями не менее 20 см, а в других случаях 30 см. Если подферменная плита имеет закругления, то центр полуокружности располагают на границе площадок для установки опорных частей.

Исходя из этого определяют наименьшие размеры подферменной плиты в плане. Чтобы вода не задерживалась на подферменной плите, ее поверхности, за исключением площадок для установки опорных частей, придают уклоны от середины к краям не менее 1:10. Во избежание образования потеков на поверхности опоры устраивают карнизы со свесами не менее 10 см, на нижней поверхности которых делают специальную канавку–слезник, или придают этой поверхности уклон в сторону от опоры не менее 1:10.

Если опора имеет массивное тело, то подферменная плита распределяет опорные давления, работая на местное сжатие. В этом случае толщина плиты должна быть не менее 0,4 м. Ее изготовляют из бетона более высокой марки, чем тело опоры, и армируют горизонтальными арматурными сетками.

Тело опоры целесообразно проектировать из железобетона с применением сборных элементов. Его часто выполняют в виде отдельных стоек или столбов; подферменная плита в этом случае сливается с ригелем опоры. При благоприятных климатических условиях и использовании товарного бетона могут оказаться целесообразными монолитные опоры, сооружаемые с применением скользящей опалубки.

Чтобы улучшить сопротивление монолитного тела опоры растягивающим усилиям, возникающим при изгибе его горизонтальными силами, применяют заранее заготовленные предварительно напряженные железобетонные стержни или плиты (армоэлементы), закладываемые в опалубку перед укладкой бетона.

Ригель может быть консольным со свесами (рис. 11.1, а); такой ригель работает на изгиб под действием опорных давлений, передаваемых на него от пролетных строений, и должен быть соответственно армирован. Если опора представляет собой отдельные стойки (рис. 11.1, б), то ригель работает на изгиб от вертикальных и горизонтальных поперечных нагрузок. При расположении опорных частей над стойками изгиб может быть вызван только действием горизонтальных нагрузок, направленных поперек моста.

Типы ригелей

Рис. 11.1 – Типы ригелей

При сооружении городских путепроводов и эстакад желательно как можно меньше занимать конструкциями опор пространство под мостом. Для этого опоры проектируют с двумя или даже с одной стойкой. При этом в ригеле появляются значительные изгибающие моменты, требующие увеличения размеров сечения. Расположение ригеля под пролетными строениями приводит к неблагоприятному внешнему виду опоры. Целесообразно поэтому размещать ригель частично (рис. 11.2, а) или полностью (рис. 11.2, б) в пределах высоты пролетных строений.

Расположение ригеля в пределах высоты пролетных строений

Рис. 11.2 – Расположение ригеля в пределах высоты пролетных строений

При применении неразрезных пролетных строений роль ригеля может с успехом выполнять поперечная диафрагма, входящая в состав пролетного строения и опирающаяся непосредственно на стойки опоры. В этом случае для уменьшения изгибающих моментов в диафрагме и стойках, возникающих от изменений температуры и усадки бетона, на концах стоек предусматривают резиновые или свинцовые опорные части, допускающие поворот конца стойки относительно диафрагмы в любой вертикальной плоскости.

Тело опоры передает нагрузку от подферменной плиты на фундамент. В мостах через водотоки оно может находиться в русле реки, поэтому при выборе конструкции опоры необходимо учитывать условия ее обтекания, а также возможность повреждения льдом, плывущими предметами и от навала судов.

Рассмотрим типы опор для случаев, когда указанные воздействия отсутствуют или невелики. Такие опоры устраивают в путепроводах, виадуках, эстакадах, а также в мостах через несудоходные водотоки при толщине льда менее 0,2–0,3 м. и скорости течения в паводок не более 1 м/с.

При сравнительно небольших пролетах и высоте насыпей наиболее целесообразно применять опоры, состоящие из отдельных свай или стоек, объединенных поверху ригелем (насадкой). Мосты с такими опорами часто называют свайно–эстакадными и стоечно–эстакадными. Мост под железную дорогу при высоте насыпи до 4–5 м. имеет пролетные строения длиной менее 6 м (рис. 11.3). Здесь телом опоры служат сваи, забитые в грунт. Ригель, уложенный на сваи, может быть монолитным или сборным.

Свайно–эстакадный мост под железную дорогу

Рис. 11.3 – Свайно–эстакадный мост под железную дорогу

Мосты аналогичной конструкции под автомобильную дорогу (рис. 11.4, а) применяют при длине пролетных строений до 15 м. Поскольку тормозные силы от автомобильной нагрузки значительно меньше, чем от железнодорожной, сваи можно располагать в один ряд. Чтобы не увеличивать количество рядов свай на устоях и уменьшить величину горизонтальных сил, приходящихся на каждую опору, все опорные части пролетных строений делают неподвижными. Тогда горизонтальные силы, действующие на весь мост, распределяются между опорами пропорционально их жесткости. Перемещения верха опор, возникающие вследствие температурных деформаций пролетных строений, вызывают изгиб опор, но моменты, действующие при этом в сваях, невелики, так как опоры достаточно гибки. При значительной длине такого моста во избежание слишком больших температурных деформаций можно разбить сооружение на секции, обеспечив свободу перемещений в шве между ними.

Схемы мостов с гибкими опорами

Рис. 11.4 – Схемы мостов с гибкими опорами: 1 – шов

Может оказаться целесообразным разгрузить гибкие опоры от действия горизонтальных сил устройством одной или нескольких жестких опор, например располагая их сваи в два ряда. Тогда значительную часть горизонтального усилия воспринимают эти опоры (рис. 11.4, б).

При высоте опор более 4–5. м для железнодорожных мостов и 6–7 м. для мостов под автомобильную дорогу и большей длине пролетных строений необходимо применять опоры, способные лучше сопротивляться действию горизонтальных сил и воспринимать более значительные опорные давления. Здесь целесообразны быки, тело которых состоит из стоек, расположенных в два поперечных ряда. В качестве стоек могут быть использованы элементы с увеличенными размерами поперечного сечения, в частности железобетонные оболочки. В зависимости от грунтов фундамент таких опор устраивают свайным или на естественном основании. При высоте опор более 10 м. иногда используют массивную конструкцию прямоугольного поперечного сечения, причем тело опоры в этом случае может быть монолитным или сборным из отдельных блоков с заполнением пустот в них бетоном или без заполнения. Сборная конструкция тела быка моста под железную дорогу (рис. 11.5) состоит из отдельных, коробчатых железобетонных блоков, которые устанавливают с применением цементного раствора и соединяют сваркой закладных частей.

Опора из сборных коробчатых блоков

Рис. 11.5 – Опора из сборных коробчатых блоков

Тело опор рамно–подвесных и рамно–консольных мостов должно быть запроектировано так, чтобы оно могло воспринимать изгибающие моменты, передающиеся на опору при несимметричном загружении Т–образной рамы временной нагрузкой. Для этого опора должна быть армирована ненапрягаемыми стержнями или предварительно напряженными элементами. Рабочая арматура может потребоваться не по всей высоте опоры, так как сжимающие напряжения от собственного веса ее погашают растягивающие напряжения от изгибающего момента.

Сборная опора Т–образной рамы может быть армирована предварительно напряженными пучками (рис. 11.6). Нижние концы арматурных пучков заделаны в бетон фундамента, а верхние пропущены через сборный ригель Т–образной рамы и натянуты гидравлическими домкратами. Натяжение арматуры производят до заполнения полостей сборных блоков опоры, укладывая пучки в полостях свободно, без устройства закрытых каналов.

Опора Т–образной рамы

Рис. 11.6 – Опора Т–образной рамы: 1 – сетки из стержней ∅10 с ячейками 10×10 см

В ряде случаев целесообразно устраивать промежуточные опоры рамных мостов в виде железобетонных рам с наклонными элементами (рис. 11.7, а). Преимуществом такой конструкции опор является то, что в наклонных элементах ее почти не возникает изгибающих моментов, а вылет консолей резко уменьшается. Элементы такой опоры легко сделать сборными.

Быки в виде железобетонных рам

Рис. 11.7 – Быки в виде железобетонных рам.

При большой высоте опор, главным образом в виадуках, можно использовать сквозные сборные опоры, состоящие из линейных элементов, например в виадуках под железную дорогу (рис. 11.7, б). Линейные элементы могут быть выполнены из железобетонных центрифугированных труб.

Если опору сооружают в русле реки при наличии ледохода, сплава, судоходства или при высокой скорости течения во время паводка, то к части ее, расположенной ниже уровня высоких вод, предъявляют дополнительные требования. Эта часть опоры должна иметь такую форму, чтобы при высокой скорости течения около опоры не возникали значительные завихрения и не было местного повышения скоростей, способного привести к подмыву опоры. Очертание опоры в плане, удовлетворяющее этому требованию, может быть в виде прямоугольника с закругленной носовой и кормовой частями (рис. 11.8, а), круга (рис. 11.8, б) или нескольких отдельных кругов (рис. 11.8, в). При более интенсивном ледоходе целесообразно выбирать сечение с заостренной носовой и закругленной кормовой частями (рис. 11.8, г). Заостренная часть должна иметь скругление радиусом не менее 30 см.

Формы поперечного сечения подводной части быка

Рис. 11.8 – Формы поперечного сечения подводной части быка

При интенсивном ледоходе режущему ребру придают наклон к вертикали; при этом уменьшается усилие, необходимое для разрушения ледового поля, а следовательно, и сила воздействия льда на опору. При среднем ледоходе (реки Волга, Кама) этот наклон можно принимать равным 10:1, устраивая так называемый водорез. Сильный ледоход (реки Енисей, Северная Двина) требуют применения ребра с наклоном около 2:1 (ледорез).

При толщине льда более 0,8 м, опоры в пределах возможного воздействия льда выполняют из бетона марки не менее 300. Если река вскрывается при отрицательных температурах, а также при строительстве мостов в северной строительно–климатической зоне или севернее линии Петрозаводск–Киров–Петропавловск, наружный слой опоры следует выполнять из морозостойкого бетона прочностью на сжатие не менее 600 кгс/см2, в виде облицовки из естественного камня или железобетонных блоков.

Если высота от верха опоры до уровня высоких вод невелика, то тип сечения опоры и ее конструкцию часто оставляют постоянными на всей высоте. При значительной высоте надводной части целесообразно облегчить опору применением вместо массивной конструкции облегченной. Надводную часть опоры можно выполнить в виде отдельных стоек прямоугольного или круглого сечения, в виде коробчатой железобетонной конструкции, как и в опорах при отсутствии ледохода, судоходства и высокой скорости течения. Массивная подводная часть опоры выше уровня ледохода может быть несколько облегчена по сравнению с частью, на которую воздействуют ледовые нагрузки. Для части опоры, расположенной выше уровня ледохода, целесообразно применять железобетонные оболочки. Показанная на (рис. 11.9) конструкция опоры автодорожного моста состоит из монолитной массивной части ниже уровня ледохода, оболочек d = 2,4 м, заполняемых бетоном, и выше уровня высоких вод из оболочек d = 1,6 м, заполняемых песком.

Бык из железобетонных оболочек выше уровня ледохода и с массивной нижней частью

Рис. 11.9 – Бык из железобетонных оболочек выше уровня ледохода и с массивной нижней частью

Часто оказывается целесообразным применить частично сборную конструкцию. В этом случае тонкостенные железобетонные блоки заполняют бетоном после их установки на место (см. рис. 11.5). Сборной может быть лишь наружная оболочка опоры, выполняемая из железобетонных блоков (опалубки), которую после установки заполняют бетоном или бутобетоном. К этой категории относят опоры, имеющие в подводной части железобетонные оболочки с бетонным заполнением.

Если опору моста проектируют из железобетонных оболочек с заполнением, причем диаметр оболочек позволяет сделать подводную часть опоры достаточно массивной, чтобы она могла противостоять воздействию льда, то часто всю опору выполняют из оболочек одного диаметра. Такие оболочки одновременно служат фундаментом и телом опоры в ее подводной и надводной частях. При этом подводную часть опоры обычно заполняют бетоном, а в надводной оставляют пустоты, заполняемые при необходимости песком. Опора может состоять из нескольких (рис. 11.10) или даже из одной оболочки большего диаметра. Конструкция опоры упрощается, однако увеличивается расход материалов и, как правило, наблюдается стеснение русла.

Опоры с оболочками, служащими телом и фундаментом

Рис. 11.10 – Опоры с оболочками, служащими телом и фундаментом


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика