Общие сведения об опорах мостов

Тема 3.4 «Опоры балочных мостов»

Опоры мостов подразделяются на концевые (устои) и промежуточные.

Функциональное назначение опор - передача на грунт основания вертикальных и горизонтальных нагрузок от веса пролетных строений, верхнего строения пути железнодорожных мостов или проезжей части автодорожных мостов, подвижного состава, ветра и др. Устои воспринимают также горизонтальное давление грунта от его собственного веса и от временной нагрузки; промежуточные опоры должны быть рассчитаны на ледовые воздействия, а на судоходных реках - и на нагрузку от навала судов.

По конструкции опоры могут быть классифицированы следующим образом: массивные опоры - каменные, бутобетонные, бетонные (монолитные, сборно-монолитные или сборные), в том числе с облицовкой из естественного камня или бетонных блоков. Появившись па заре мостостроения, массивные опоры применяются и в настоящее время на мостах через большие реки при интенсивных ледоходах и в других сложных условиях (например, наличие зажоров, агрессивности воды, солеобразования), опоры возводятся как на фундаментах мелкого заложения (на естественном основании), так и на свайных фундаментах из свай различных типов. До недавнего времени в качестве фундаментов глубокого заложения широко использовались опускные колодцы и кессоны, практически повсеместно вытесненные сейчас свайными фундаментами (из свай-оболочек диаметром от 1,6 до 3,0 и более метров, буронабивных свай, в том числе с уширениями, и комбинированных конструкций); свайные опоры - конструкции, состоящие из одного или нескольких рядов свай, объединенных поверху насадкой (ригелем), на которую устанавливаются пролетные строения. Свайные опоры из деревянных и металлических свай широко применяются для временных мостов. С развитием сваебойной техники такие опоры стали сооружать из железобетонных свай и использовать для постоянных мостов через малые водотоки при отсутствии ледохода, а также для путепроводов. В 60-70-е годы появились и быстро завоевали признание у строителей разновидности свайных опор: столбчатые, в которых основными несущими элементами являются железобетонные стойки, погружаемые в заранее разбуренные скважины (главным образом, в вечномерзлых грунтах), и безростверковые из свай-оболочек диаметрами 1,6 м и более или буронабивных свай; стоечные (рамные) опоры в виде плоских или пространственных рам из стоек деревянных, металлических или железобетонных, объединяемых поверху насадкой (ригелем). В некоторых случаях рамы снабжены горизонтальными и наклонными связями. Фундаменты стоечных (рамных) опор - мелкого заложения или свайные (аналогично массивным опорам); пустотелые опоры, выполняемые из монолитного бетона или из замкнутых бетонных блоков, преимущественно, прямоугольного (реже - круглого) сечения, устанавливаемых на фундамент любого типа и объединяемых поверху железобетонной плитой сплошного сечения. Пустотелые опоры проектируются как бетонные (без вертикального армирования) или железобетонные с ненапрягаемой или напрягаемой арматурой; комбинированные опоры - имеющие нижнюю (цокольную) часть массивной конструкции и верхнюю часть стоечную (рамную) или пустотелую. Высота цокольной части определяется, обычно, возвышением уровня высокого ледохода над уровнем низкой межени (с некоторым запасом).

В зависимости от расположения в конусе подходной насыпи, устои подразделяются на:

- необсыпные, длина которых не менее длины конуса, причем подошва конуса не выходит за переднюю грань устоя. Необсыпные устои в настоящее время применяются, преимущественно, в городских условиях, часто в сочетании с продольными подпорными стенками, ограничивающими размеры насыпи в плане;

- обсыпные - расположенные в теле конуса. Такие устои являются сейчас основным типом конструкций, позволяют использовать наиболее эффективные технические решения - свайные и стоечные опоры. Недостатком обсыпных устоев является увеличение длины моста на перекрываемую пролетными строениями часть конуса.

Опора любого из перечисленных типов, как правило, состоит из следующих элементов:

- оголовок - верхняя часть опоры, на которой разметены подферменные площадки, предназначенные для установки и крепления опорных частей. Функциональная задача оголовка - распределение нагрузки от опорных частей на нижележащие элементы опоры. В свайных и стоечных опорах в качестве оголовка используется насадка (ригель);

- тело опоры - средняя по высоте часть опоры, конструкция которой и определяет ее тип;

- фундамент - нижняя часть опоры, размещенная или заделанная в грунте основания.

В свайных опорах и их разновидностях сваи являются элементами и тела опоры, и фундамента одновременно.

Элементы или части опоры в зависимости от их положения относительно уровней воды могут быть отнесены к надводной или надземной незатопляемой зоне, расположенной на 1 м выше наивысшего уровня ледохода или поверхности грунта; подводной или подземной зоне, расположенной на 0,5 м ниже нижней поверхности слоя льда наинизшего ледостава или половины глубины промерзания грунта; зоне переменного уровня воды, расположенной между указанными выше зонами.