5. Опоры и опорные части

5.1. Типы опор

Основное назначение опор состоит в восприятии нагрузок от пролетных строений и передаче их основанию. В зависимости от места расположения опор в мостах их подразделяют на опоры про­межуточные (рис. 16) и опоры береговые (рис. 17).

Опоры бывают массивными (бетонные, бутобетонные) или облег­ченными из железобетона в виде плоских и пространственных конст­рукций и в виде свай, стоек, труб и т.д., объединенных насадками или ригелями. Массивные опоры хорошо сопротивляются действию гори­зонтальных динамических нагрузок, создаваемых движением по реке льда, ударами судов при случайном их навале и т.д. Поэтому их обычно применяют при пролетах 50-60 м и большой высоте опор или на реках с интенсивным ледоходом при толщине льда более 1 м. Для путепроводов целесообразно применять облегченные железобетонные опоры, поскольку они более экономичны и в меньшей степени ухудша­ют обзор дороги, что особенно важно для промежуточных опор при пе­ресечении дорог на поворотах. Различают железобетонные опоры жест­кие и гибкие. Жесткие опоры рассчитывают на усилия, не зависящие от деформаций; в гибких опорах усилия вычисляют с учетом дефор­маций. Типичным примером гибкой опоры является свайная опора.

Железобетонные опоры изготавливаются из бетона класса не ниже В22,5. Защитный слой бетона для рабочей арматуры принимается: для сборных опор - не менее 4 см, для монолитных опор - не менее 7 см в ледорезной части опоры и не менее 5 см - на остальных участках опо­ры. Наименьший диаметр продольной рабочей арматуры - 12 мм. В же­лезобетонных опорах процент армирования, определенный с учетом всей продольной рабочей арматуры и всей площади сечения элемента, дол­жен составлять при не менее 0,1, при ( - полная расчетная длина элемента; i - радиус инерции сечения элемента).

5.2. Промежуточные опоры

Основными элементами промежуточной опоры являются фунда­мент, тело опоры и подферменник (рис. 16,а). Однако не всегда можно четко разграничить составные части опоры. Так, например, в свайных опорах (рис. 16,в) сваи являются одновременно телом опоры

и ее фундаментом, а ее ригель принадлежит телу опоры и в то же время является ее подферменником.

Ширина массивных опор может быть равна или меньше ширины пролетного строения. Если ширина тела опоры меньше ширины пролетного

строения, в верхней части опоры предусматривают двухконсольные ригели, на которых располагается пролетное строение. Тело массивной опоры может быть также выполнено в виде двух бетонных столбов, заделанных в фундамент и соединенных поверху ригелем. Тело массивной опоры может уширяться книзу с уклоном грани 30:1 или иметь вертикальные грани. Элементы опор в преде­лах постоянного или переменного уровня воды должны иметь сплошное сечение. Сопряжение граней опоры выполняют по цилин­дрической поверхности радиусом 0,75 м. Поверхности бетонных опор мостов, расположенных в районах с суровыми климатическими условиями, должны быть облицованы в пределах зоны переменного уровня ледохода. Толщина и высота облицовочных блоков должна быть не менее 40 см. Облицовочные блоки могут быть бетонными, железобетонными или из естественного морозостойкого камня проч­ностью на сжатие 60-100 МПа.

В городских путепроводах, а также на реках с непостоянным направлением течения воды, в косых мостах и в путепроводах нашли применение одностолбчатые опоры. При большой ширине пролетного строения применяют двухстолбчатые опоры (рис. 16,б). Поверх столба устанавливается двухконсольный ригель. Иногда ригель соединяется с опорой через капитель прямоугольной формы.

Наибольшее распространение в балочных железобетонных мостах и путепроводах получили свайные и стоечные опоры (рис. 16,в).

Свайные опоры состоят из свай, объединенных поверху насад­кой. Обычно насадку устанавливают в готовом виде на головы свай, при этом головы свай заводят в полости, устроенные в насадке и заполняемые затем бетоном. Обнаженную арматуру верхнего конца сваи слегка загибают внутрь и заводят в отверстие сборной насадки. Отверстие имеет пирамидальную форму, сужающуюся кверху, с ши­риной поверху не менее 20 см. Насадку изготавливают прямоуголь­ного сечения с шириной, определяемой размерами и числом опор­ных частей, и высотой не менее 40 см. На верхней плоскости насад­ки в местах расположения деформационных швов укладывают слой бетона с уклоном 1:10 для стока воды. На нижней плоскости дол­жен быть слезник, предотвращающий смачивание этой поверхности. Высота опор при одном ряде свай может достигать 4-5 м. Более высокие опоры приходится делать двухрядными, так как в этом случае приходится сваи наращивать и объединять в уровне земли нижней насадкой. Реже насадку бетонируют на месте. В этом случае бетон верха свай разбивают, обнажая арматуру, и

разводят ее несколько наружу, охватывая хомутами. Эта часть сваи омоноличивается бетоном насадки.

Стоечные опоры отличаются лишь тем, что вместо свай устанав­ливают стойки, опирающиеся на монолитный или сборный фунда­мент. Стойки имеют квадратное, Прямоугольное, круглое или много­угольное сечение с наименьшим размером не менее 25 см. Стойку опоры заводят в насадку на величину не менее 10 см и устраивают выпуски арматуры длиной не менее 30d, где d - диаметр продоль­ных стержней стойки.

Насадка представляет собой изгибаемый элемент и рассчитыва­ется на действие постоянных и временных нагрузок. Армируют на­садки горизонтальными сетками, соединенными вертикальными и стержнями или хомутами. Двухконсольные ригели армируют плос­кими сварными каркасами, объединенными хомутами в простран­ственный каркас.

Тело опоры рассчитывают и армируют как внецентренно сжатый элемент. Изгибающий момент в опоре возникает при действии гори­зонтальных нагрузок, направленных вдоль оси моста: продольной нагрузки от торможения или силы тяги, передаваемой неподвижны­ми опорными частями, или силы трения в подвижных опорных частях, ветровой нагрузки при действии ветра вдоль оси моста, нагрузки от навала судов.

Одностолбчатые опоры необходимо рассчитывать на внецентренное сжатие в плоскости оси моста и в плоскости, нормальной оси мос­та. В последнем случае изгибающий момент возникает от загружения вертикальной нагрузкой полос движения с одной стороны пролетного строения, а также от горизонтальных поперечных ударов подвижного состава, от центробежной силы (если мост или путепровод распола­гается на кривой), от ветровой нагрузки, от ледовой нагрузки.