Конструкция сопряжения моста с насыпью. Методические рекомендации методические рекомендации по устройству сопряжений автодорожных мостов и путепроводов с насыпью. Технология устройства сопряжения моста с насыпью

Главным требованием к зоне сопряжения моста и насыпи является «незаметность» для транспорта перехода с одного сооружения на другое. Основным недостатком существующих мостовых сооружений является именно «заметность». Она проявляется в результате двух основных причин: разные просадки этих двух сооружений и разномодульность материалов проезжей части на мосту и на насыпи.

Просадки грунтов насыпи непосредственно перед въездом на мост имеют разную природу и являются весьма распространенным дефектом. Это приводит к дискомфорту движения транспорта, возникновению опасности управления автомобилем и является провоцирующим фактором для развития иных деградационных процессов на контакте между мостом и насыпями.

Исследования Л.И. Иосилевского, И.Н. Матысеки др. показали, что просадки участков перед въездом на мост выявлены примерно в 25% случаев после 5-50 лет их эксплуатации.

На железнодорожном участке Беркакит-Томмот длиной 360 км после 10-15 лет рабочего движения было досыпано 20% грунта и балласта перед сдачей этого участка в эксплуатацию. Наибольшие дефекты имеют участки насыпи, примыкающие к мосту. Это связано в основном с трудностью использования в этой зоне грунтоуплотняющих механизмов. На участке длиной 59 км железнодорожной линии Улак-Эльга после 4 лет безнадзорности (после приостановки строительства) путь в целом выглядел удовлетворительно и мог эксплуатироваться, однако перед мостами имело место зависание рельсов высотой до 1 м над насыпями.

Просадки образуются в виде плавной кривой на длине, приблизительно равной высоте насыпи подхода, но не более 10 м. Максимальное значение просадки находится посередине этой зоны или сдвинуто ближе к устою. Осадки во времени протекают неравномерно. Наиболее интенсивно они происходят в первый год формирования земполотна и составляют 70-80% от конечной величины.

Просадки зависят от многих техногенных и природных воздействий. По длине насыпи они носят стохастический характер. Их основные причины следующие:

• различная деформативность моста и насыпи: просадки насыпи могут достигать 10-13% от ее высоты, а просадками моста практически можно пренебречь;
• просадки коренных грунтов, подстилающих насыпь;
• упругие просадки моста и насыпи от временной нагрузки;
• наличие динамической составляющей от воздействий экипажей, вызываемой неровностями и просадками проезжей части перед въездом на мост. Этот фактор вызывает на мосту также дефекты в виде поперечных наплывов на асфальтовом покрытии на длине до 5 м от ДШ;
• смещение верха гибких устоев в сторону пролета до упора шкафных стенок в торцы балок (рис. 5.8). Одной из причин этого дефекта является расширение мерзлого грунта засыпки при его промораживании. Такие деформации невозможны при устройстве засыпки из дренирующих крупнообломочных и гравийно-щебеночных пород, а также крупнофракционных песков. Но они весьма значительны для мелкодисперсных суглинистых и пылеватых грунтов, особенно загрязненных в процессе эксплуатации сооружения.

Рис. 5.8.

Под воздействием многократно повторяющейся нагрузки грунт насыпи возле устоя уплотняется. Усилия передаются на устой и смежные участки подходов. На устоях обсыпного типа грунт выпирает на конусы и обочины, на устоях мостов распорного типа грунтовые массы стремятся переместиться в сторону насыпи (рис. 5.9). Глубина динамических воздействий составляет около 3 м. Горизонтальная силовая схема напряженного состояния в теле насыпи несколько иная, но она также действует на глубине до 3 м.

Рис. 5.9. Напряженное состояние в зоне обсыпного устоя (а) и устоя распорного моста (б)

Более детально эти вопросы изучены применительно к железнодорожным насыпям.

Под движущимися поездами рельсошпальная решетка передает упругие колебания через балластный слой на земляное полотно. Оно воспринимает низкочастотные силовые воздействия от каждой оси (или группы осей) и высокочастотные из-за неровностей на пути и на колесных парах.

Наибольшие воздействия поездная нагрузка оказывает на земляное полотно непосредственно под рельсошпальной решеткой. Максимальные напряжения по вертикали достигают здесь от 0,8 до 1,5 кгс/ см 2 . По другим данным, при нагрузке от маневрового локомотива ТЭМ2 с давлением на ось 210 кН и скорости движения 80 км/ч напряжения в грунте достигают 3 кгс/см 2 , а по горизонтали - в шесть раз меньше.

Напряжения практически ощутимы до глубины 1,5-2 м от уровня основной площадки, а в горизонтальном направлении - до 0,5- 1 м от концов шпал. В соответствии с другими экспериментами на глубине 1 м упругое сжатие грунта составляет 46-48% от максимального значения, на глубине от 1 до 2 м - 24-27%, на глубине до 3 м - до 85%. На глубине 4-6 м динамику можно не учитывать.

Таким образом, и под железнодорожной нагрузкой максимальная ощутимая зона влияния составляет около 3 м (в глубину).

Важной причиной просадок насыпи перед въездом на мост является ее обводненность. Она является сравнительно более высокой на малых мостах, чем на больших мостовых сооружениях. Об источниках избыточного увлажнения подходной насыпи более подробно шла речь в п. 3.2.

С учетом изложенного формируется конструкция сопряжения моста и насыпи.

В случае применения дискретно-консольной плиты проезжей части на балочном мосту, имеющем схему, показанную на рис. 3.1,6, условия проезда непосредственно по мосту и на подходах к нему выравниваются. При этом отпадает необходимость в устройстве ДШ в пределах моста. Температурные сокращения-удлинения концов плиты проезжей части моста можно компенсировать с помощью стыков, вынесенных на подходы. Эти стыки могут быть открытого и закрытого типа.

Стыки открытого типа наиболее целесообразны для железобетонной дискретно-консольной плиты. Они находятся во время эксплуатации в более выгодном положении, чем традиционные ДШ, расположенные над устоями, не испытывают колебаний пролетного строения и угловых поворотов опорного сечения при проходе транспорта по мосту. Стыки просты по своей конструкции. Они полностью исключают возможность попадания на устои и опорные части воды и грязи (в отличие от ДШ). Стыки в любом случае, даже для косых в плане мостов и путепроводов, выполняются по наугольнику. Это упрощает их изготовление и работу во время эксплуатации.

Некоторые варианты конструктивного исполнения стыков на подходах показаны на рис. 5.10. Устройство открытого стыка упрощается в том случае, когда конструкция консольной части плиты проезжей части моста и плиты на подходах одинакова. Такая конструкция плиты на подходах утяжеляет дорожную одежду, однако это оправдано ростом осевых нагрузок автомобильного транспорта и увеличением грузопотоков.

Рис. 5.10. Схемы стыков открытого типа: а, б - одинаковая конструкция плиты проезжей части на мосту и подходах к нему; в - то же, разная конструкция; 1 - консольная часть плиты проезжей части пролетного строения; 2 - дорожная плита на подходной насыпи; 3 - опорная плита; 4- металлический лист; 5 - анкерная арматура; 6- плита на подходной

Стыки закрытого типа устраивают при наличии асфальтобетонного покрытия (рис. 5.11). Стык работает за счет упругости слоев, расположенных под асфальтом либо вместо него. Слои являются эластичными и обладают повышенными характеристиками по деформируемости. Такие стыки могут быть выполнены как при наличии консоли, так и без нее. Максимальные напряжения в асфальтобетоне соответствуют моменту наступления минимальных температур. Для обеспечения низкотемпературной трещиностойкости асфальтобетонного покрытия его не следует укладывать непосредственно на цементо-бетонное основание, это основание рекомендуется выполнять из щебня. Предпочтителен наиболее мощный слой асфальта - до 120 мм. Эффективно его армирование фибрами либо армирующими сетками и тканями из пластмасс и стекловолокна. Целесообразным признано отделение демпфирующего слоя алюминиевой фольгой.

Рис. 5.11. Конструкции сопряжения моста и насыпи: а - опора стоечного типа; б - опора лежневого типа (размеры даны в миллиметрах);

• 1 - асфальтобетон; 2 - армированный асфальтобетон; 3 - щебеночная засыпка, пропитанная мастикой; 4 - уплотненная каменно-щебеночная смесь; 5 -лежень; 6- покрытие проезжей части моста;
• 7- пролетное строение

В процессе ремонта, реконструкции или переустройства существующих мостов могут возникнуть различные сложные случаи сопряжения их с насыпями. В определенном смысле речь идет о мостах переходного типа: от типовых к бесшовным. Для таких случаев могут оказаться полезными переходные устройства, показанные на рис 5.12.

Рис. 5.12. а - удлиненный лежень; б - лежень с открылками

За счет упругой работы плиты, защемленной в грунте насыпи, от временной нагрузки с пролета передается меньшее давление на основание под плитой. Как показали расчеты, максимальные прогибы лежня размером в плане 8 х 6 м смещаются в сторону насыпи по мере удлинения лежня.

Вариант лежня с открылками позволяет получить эффект «грунта в обойме». Эта конструкция препятствует сползанию грунта из-под лежня по откосам. Сползание балласта на железнодорожной насыпи (перед мостом) является серьезным и часто встречающимся дефектом. Он приводит к необходимости уширения земполотна у мостов на

1,5 м с каждой стороны на длине до 20 м вместо нормируемых 0,5 м. Переходное устройство «грунт в обойме» позволяет избежать лишних затрат, связанных с уширением насыпи. Упрощается задача организованного отвода воды с проезжей части.

В том случае, когда пролетное строение выполнено в виде плиты высотой до 500-600 мм засыпка за устоем может быть выполнена гравием или щебнем с последующим уплотнением (рис. 5.13).

Рис. 5.13.

Этот способ использован при строительстве ряда однопролетных городских мостов в г. Якутске (рис. 5.14).

Рис. 5.14.

Для пролетов с высотой более 1 м применима конструкция сопряжения, показанная на рис. 5.15 и 5.16.

Рис. 5.15.

Рис. 5.16.

/ - пролетное строение; 2 - лежень; 3 - опорный брус;

4 - переходная плита; 5 - дренаж

Один из вариантов сопряжения моста и насыпи в соответствии проектом Киевского филиала Союздорпроекта (1983 г.) показан на рис. 5.17.

Рис. 5.17. Сопряжение плитами поверхностного типа длиной 8 м: / - лист гофрированного металла; 2 - упругий материал;

3 - плита для скольжения; 4 - сопрягающая плита

Аналогичные варианты показаны на рис. 5.18.

Рис. 5.18.

Варианты сопряжения железнодорожного моста и насыпи показаны на рис 5.19. В одном случае шкафные блоки моста применены в виде переходных плит. В другом случае переходные плиты расположены ступенчато.

Рис. 5.19.

1 - пролетное строение; 2 - оголовок; 3 - упор для пролетного строения и опорный брус для шкафного блока; 4 - шкафной блок; 5 - гибкие стойки; б - лежень; 7- путевой брус; 8- связи пролетного строения с опорами

Ряд вариантов сопряжения моста и насыпи показан на рис. 5.20 и 5.21.

Рис. 5.20.

Переход пути с подходов на мост должен быть нормальным, без впадин и просадок под поездами.

Просадка пути в этих местах наблюдается главным образом при слабых, неутрамбованных насыпях, а также при неудовлетворительных устоях в виде шпальных клеток, ряжей и рам, заложенных на плохо подготовленном основании. Осадке грунта за устоями способствуют, а иногда служат основной причиной, недостаточное заведение устоев в насыпь, отсутствие или неудовлетворительная конструкция закладных щитов, неспланированные крутые и неукреплённые откосы конусов.

Несвоевременное устранение просадок пути отражается не только на безопасности движения проходящего поезда, но является причиной дальнейшего прогрессивного расстройства сопряжения моста с насыпью в связи с увеличением толчков при резких провалах колёсных пар поезда.

Задняя грань устоя, независимо от его конструкции, должна входить в насыпь не менее чем на 0,75 м.

В то же время пролётные строения и опорные брусья, а также насадки или верхний ряд брусьев опоры и подферменные камни для возможности осмотра должны быть обнажены от грунта с устройством закладного щита (фиг. 20). Закладной щит должен быть антисептирован, имея в виду интенсивное его гниение и передачу гнили на соседние деревянные элементы пролётных строений и опор. Стенка закладного щита во избежание просыпания балласта за ним не должна иметь щелей.

При малой длине устоя, не позволяющей заделать его в насыпь, на указанную величину требуется увеличить крутизну откоса конусов путём досыпки (фиг. 21) и более солидного их укрепления, например, мощением в плетнях.

Просадка пути над устоями по мере её образования должна устраняться путём укладки нашпальников толщиной, равной полной величине просадки. При значительной просадке, требующей укладки двух и более шпал или брусьев по высоте, последние должны укладываться вперевязку, аналогично устройству клеток с закреплением брусьев скобами против взаимного перемещения. Просадка пути над земляным полотном устраняется досыпкой балласта, а в зимний период для подъёмки пути применяют в качестве временной меры нашпальники.

При осадке временных устоев, превышающей осадку насыпи за ними, как и при осадке надстроек на подферменных площадках массивных устоев, наблюдается повисание лёгких пакетов на рельсах, представляющее серьёзную опасность для излома рельсов под поездом. Во избежание этого необходимо своевременно устранять не только остаточную, но и упругую осадку конструкций относительно рядом расположенного участка пути на более жёстком основании. Устранение осадок достигается, в частности, путём соответствующей и тщательной подклинки пролётных строений.

В плане переход пути с подходов на мост должен быть прямолинейным. Переходные кривые должны располагаться на удалении не менее 20 м от закладного щита устоя. Если расстояние от круговой кривой до моста недостаточно для укладки нормальной переходной кривой, длина последней сокращается настолько, чтобы сопряжение её с прямолинейной частью пути отстояло от закладного щита устоя не менее чем на 5 м.

Конусы насыпи, выходящие при неизбежности за переднюю грань устоя в русло, во избежание размыва сильным течением должны быть сопряжены с дамбой или при её отсутствии с берегом плавной переходной вставкой с отводом не более 1:10 по горизонтали, Укрепление таких конусов и открсов переходной вставки в пределах возможного затопления с запасом в 1 м должно быть особенно надёжным.

1.69 Земляное полотно на протяжении 10 м от задней грани устоев у больших железнодорожных мостов должно быть уширено на 0,5 м с каждой стороны, у автодорожных и городских мостов – иметь ширину не менее расстояния между перилами плюс 0,5 м с каждой стороны. Переход от увеличенной ширины к нормальной следует делать плавным и осуществлять на длине 15–25 м.

1.70 В местах примыкания насыпи к устоям железнодорожных мостов следует предусматривать меры для удержания балластной призмы от осыпания.

1.71 В сопряжении автодорожных и городских мостов с насыпью следует, как правило, предусматривать укладку железобетонных переходных плит, опираемых одним концом на шкафную стенку устоя, а другим – на лежень.

Переходные плиты укладывают на полную ширину сооружения. В пределах ширины тротуаров укладывают плиты укороченной длины.

Длину плит следует принимать в зависимости от высоты насыпи и ожидаемых осадок грунта под лежнем плиты, как правило, в диапазоне от 4 до 8 м.

На мостах с устоями, опирающимися непосредственно на насыпь (диванного типа), длину переходных плит следует назначать, учитывая необходимость соблюдения принятого профиля проезда при возможной разности осадок опорных площадок плиты, и принимать не менее 2 м.

Щебеночная подушка под лежнем плиты должна опираться на дренирующий грунт или на грунт насыпи ниже глубины промерзания. Щебеночная подушка должна быть отделена от грунта насыпи разделительным материалом, хорошо фильтрующим и не подверженном быстрому заиливанию. При слабых глинистых грунтах в основании насыпи лежни переходных плит и диванных устоев следует укладывать на армогрунтовое основание.

Щебеночную подушку под переходными плитами и лежнем устраивают из фракционного щебня по способу заклинки. Нижний слой толщиной 50 мм втрамбовывают в грунт.

Поверхности переходных плит и лежня должны иметь гидроизоляцию, преимущественно обмазочного типа.

Переходные плиты следует выполнять, как правило, сборно-монолитными из бетона класса В30, маркой по водонепроницаемости W6 с морозостойкостью, соответствующей району строительства.

Покрытие проезжей части в пределах переходных плит следует выполнять одновременно с устройством покрытия на мостовом сооружении.

1.72 При сопряжении конструкций мостов с насыпями подходов необходимо выполнять условия:

а) после осадки насыпи и конуса примыкающая к насыпи часть устоя должна входить в конус на величину (считая от вершины конуса насыпи на уровне бровки полотна до грани, сопрягаемой с насыпью конструкции) не менее 0,75 м при высоте насыпи до 6 м и не менее 1,00 м при высоте насыпи свыше 6 м;

б) откосы конусов должны проходить ниже подферменной площадки (в плоскости шкафной стенки) или верха боковых стенок, ограждающих шкафную часть, не менее чем на 0,50 м – для железнодорожных и на 0,40 м – для автодорожных и городских мостов. Низ конуса насыпи у необсыпных устоев не должен выходить за переднюю грань устоя. В обсыпных устоях мостов линия пересечения поверхности конуса с передней гранью устоя должна быть расположена выше уровня воды расчетного паводка (без подпора и наката волн) не менее чем на 0,50 м;

в) откосы конусов необсыпных устоев должны иметь уклоны на высоте первых 6 м, считая сверху вниз от бровки насыпи, – не круче 1:1,25, на высоте следующих 6 м – не круче 1:1,50, при высоте насыпи выше 12 м – не менее 1:1,75 в пределах всего конуса или до более пологой его части. Крутизну откосов конусов насыпей следует определять расчетом устойчивости конуса (с проверкой основания);

г) откосы конусов обсыпных устоев, устоев рамных и свайно-эстакадных мостов, а также всех мостов в пределах подтопления при уровне воды расчетного паводка должны иметь уклоны не круче 1:1,5.

Устойчивость концевых участков насыпей и конусов с захватом основания следует проверять по кругло цилиндрическим или иным (обусловленным геологическим строением склона) поверхностям скольжения.

При расположении опор на потенциально оползневых склонах должны быть приняты конструктивно-технологические мероприятия, исключающие активизацию оползневого процесса.

Для сейсмических районов уклоны откосов конусов следует назначать в соответствии с требованиями СНиП II-7.

1.73 Крайний ряд стоек или свай устоев деревянных мостов должен входить в насыпь не менее чем на 0,50 м, считая от оси стойки до бровки конуса, при этом концы прогонов должны быть защищены от соприкосновения с грунтом.

1.74 Отсыпку конусов, а также насыпей за устоями мостов на длину поверху – не менее высоты насыпи за устоем плюс 2,0 м и понизу (в уровне естественной поверхности грунта) – не менее 2,0 м следует предусматривать из песчаного или другого дренирующего грунта с коэффициентом фильтрации (после уплотнения) не менее 2 м/сут. Дренирующую засыпку необходимо тщательно уплотнять до коэффициента уплотнения не менее 0,98.

В особых условиях при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается применение песков с коэффициентом фильтрации менее 2 м/сут при обеспечении с помощью конструктивных и технологических мероприятий (в том числе с применением укрепляющих и армирующих материалов и сеток) требуемой надежности и долговечности устоев, конусов и насыпей за устоями.

Разрешается также применение армогрунтовых конструкций без конусов, армированных композитными материалами.

1.75 Откосы конусов у мостов и путепроводов должны быть укреплены на всю высоту. Типы укреплений откосов и подошв конусов и насыпей в пределах подтопления на подходах к мостам и у труб, а также откосов регуляционных сооружений следует назначать в зависимости от их крутизны, условий ледохода, воздействия волн и течения воды при скоростях, отвечающих максимальным расходам во время паводков: наибольших – для мостов на железных дорогах общей сети и расчетных – для остальных мостов. Отметки верха укреплений должны быть выше уровней воды, отвечающих указанным выше паводкам, с учетом подпора и наката волны на насыпь:

у больших и средних мостов – не менее 0,50 м;

у малых мостов и труб – не менее 0,25 м.

ОТВОД ВОДЫ

1.76 Проезжую часть и другие поверхности конструкций (в том числе тротуары), на которые может попадать вода, следует проектировать с поперечным уклоном не менее 20 ‰, в балластных корытах железнодорожных мостов – не менее 30 ‰. При этом, поперечный профиль следует проектировать без перелома уклонов проезжей части и тротуаров.

Продольный уклон поверхности проезжей части на автодорожных и городских мостах следует принимать не менее 5 ‰. При продольном уклоне свыше 10 ‰ допускается уменьшение поперечного уклона при условии, что геометрическая сумма уклонов будет не менее 20 ‰.

1.77 Воду с поверхности проезжей части и тротуаров следует отводить:

При длине сбора воды не более 50 м – по продольному уклону вдоль парапета (цоколя под ограждением или перилами) со сбросом воды поперечными водоотводными лотками, расположенными на конусах;

При длине водосбора более 50 м – сбросом воды по водосточным трубам в местах расположения опор;

При продольных уклонах сооружения 5 - 10 ‰ – с помощью водоотводных трубок, устанавливаемых с шагом 6 – 12 м;

Поперечными лотками, устраиваемыми в разрывах цоколя под перилами с шагом 6 – 12 м.

Неорганизованный сброс воды с сооружения по всей его длине не допускается.

Вода из водоотводящих устройств не должна попадать на нижележащие конструкции, а также на железнодорожные пути и проезжую часть автомобильных дорог, расположенных под путепроводами.

При сбросе воды с мостового сооружения поперечными лотками в зоне над конусом, в их створе на конусе должен быть организован бетонный водоприемный лоток, ориентированный в продольном направлении мостового сооружения.

Поперечные телескопические лотки на насыпи подходов должны быть организованы, как правило, сразу за открылками устоев. При этом между шкафной стенкой и лотком должен быть организован подвод воды к телескопическому лотку с укреплением обочины от размыва.

Верх водоотводных трубок и дно лотков следует устраивать ниже поверхности, с которой отводится вода, не менее чем на 1 см.

При расположении мостового сооружения на уклоне, на подходах к сооружению с верховой стороны должны быть устроены перехватывающие воду поперечные лотки (один или два с шагом 10 м), перекрытые трапами и отводящие воду в телескопические лотки, расположенные на откосах подходов.

На пролетном строении следует устраивать дренажную систему, включающую продольные и поперечные дренажные каналы и дренажные трубки.

При наличии дренажной системы и достаточных уклонах водоотводные трубки можно не устанавливать.

Дренажные каналы располагают в толще защитного слоя или нижнего слоя покрытия. Материал дренажного канала должен быть пористым и обладать прочностью, соответствующей давлению колеса автомобиля. Дренажные трубки следует совмещать со створом водоотводных трубок и размещать между ними.

Дренажные каналы следует выполнять шириной 100-200 мм в поперечном, продольном и диагональном направлениях. Верх дренажных трубок должен находиться в уровне верха гидроизоляции. Продольные дренажные каналы располагают в пониженных местах плиты проезжей части, в местах перелома поперечного профиля у цоколей под ограждениями, в поперечном направлении – у приливов перед деформационными швами. Каналы диагонального направления устраивают на широких пролетных строениях и на пролетных строениях, расположенных на вираже.

Для предотвращения увлажнения нижних поверхностей железобетонных и бетонных конструкций (консольных плит крайних балок, тротуарных блоков, оголовков опор и др.) на них следует устраивать защитные выступы и слезники.

1.78 Водоотводные трубки должны иметь внутренний диаметр не менее 150 мм.

Водоотводные трубки в балластных корытах железнодорожных мостов следует устраивать из расчета не менее 5 см 2 сечения трубки на 1 м 2 площади стока.

Расстояния между водоотводными трубками на проезжей части автодорожных и городских мостов должны составлять вдоль пролета не более 6 м при продольном уклоне до 5 ‰ и 12 м – при уклонах от 5 до 10 ‰. На более крутых уклонах расстояние между трубками может быть увеличено.

Водоотводные трубки следует устанавливать во время бетонирования конструкций. Гидроизоляция должна быть заведена в воронку трубки и защемлена водоприемным стаканом. Конструкция трубок должна позволять быструю и простую их разборку и прочистку.

1.79 При необходимости сохранения вечномерзлых грунтов в основаниях устоев следует предусматривать меры, исключающие доступ воды к основанию.

В случае притока поверхностной воды со стороны подходов необходимо предусматривать устройства для отвода ее за пределы земляного полотна.

Сопряжение моста с насыпью содержит пролетное строение, полотно проезжей части, опору, шкафную часть и подходную часть насыпи. Новым в предлагаемой полезной модели является то, что шкафная часть выполнена отдельно от опоры и жестко присоединена к торцу пролетного строения. Технический результат полезной модели состоит в повышении долговечности конструкции сопряжения моста с насыпью подходов.

Полезная модель относится к области мостостроения и может быть использована при сооружении мостов малых пролетов.

Известно сопряжение моста с насыпью, содержащее пролетное строение, полотно проезжей части, опору, шкафную часть и подходную часть насыпи (Г.К.Евграфов. Мосты на железных дорогах. М., 1955, с.180, рис.243).

Недостатком технического решения являются значительные затраты железобетона, поскольку шкафная часть совмещена с опорной и выполнена большой длины по направлению продольной оси моста и соответствует горизонтальной проекции конуса насыпи.

Известно сопряжение моста с насыпью, содержащее пролетное строение, полотно проезжей части, опору, шкафную часть и подходную часть насыпи. Опора и шкафная часть выполнены совместно и являются маломассивными, требующими небольшого расхода материала. (Б.П.Назаренко. Железобетонные мосты. М., Высшая школа, 1970, рис.128, б).

Недостатком конструкции является то, что между шкафной частью и торцом пролетного строения предусмотрен зазор, что требует устройства в этом месте деформационного шва. Однако деформационный шов быстро выходит из строя и его лучше устраивать за пределами моста.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения долговечности конструкции сопряжения моста с насыпью подходов.

Для достижения указанного технического результата в конструкции сопряжения моста с насыпью, содержащей пролетное строение, полотно проезжей части, опору, шкафную часть и подходную часть насыпи, шкафная часть выполнена отдельно от опоры и жестко присоединена к торцу пролетного строения.

Сущность полезной модели пояснена чертежами, где

на фиг.1 представлен разрез по продольной оси ребра пролетного строения (разрез А-А на фиг.2);

на фиг.2 представлен разрез по задней грани шкафной части (разрез Б-Б на фиг.1).

Сопряжение моста с насыпью содержит пролетное строение 1, полотно проезжей части, состоящее из железобетонной плиты 2 и асфальтобетона 3, опору, состоящую из лежня 4 и опорного бруса 5, шкафную часть 6 и подходную часть насыпи 7. Шкафная часть 6 выполнена отдельно от опоры и жестко присоединена к торцу пролетного строения, например, с помощью анкеров 8. Железобетонная плита 2 полотна проезжей части продолжена за пределы моста и опирается на лежень 9, на который опирается и плита 10 проезжей части со стороны подходной части насыпи. Шкафная часть 6 имеет выемку в месте опирания на лежень 4.

Сопряжение моста с насыпью работает следующим образом. Нагрузка, воспринимаемая грунтом 7 от давления плит 2 и 10, передается на нижележащие грунты основания а горизонтальная составляющая

передается на шкафную часть 6. Последняя предохраняет торцевую часть пролетного строения от засыпки грунтом и обеспечивает возможность осмотра в процессе эксплуатации торцевой части пролетного строения, опорного бруса 5 и лежня 4.

Основным преимуществом предложенной конструкции является отсутствие зазора между шкафной частью и пролетным строением, что неизбежно потребовало бы устройства деформационного шва. Однако деформационный шов в пределах моста быстро разрушается. Устройство этого шва за пределами моста (как это показано на фиг.1) позволяет существенно упростить шов и сделать его более долговечным.

Эффективность данной конструкции достигается в мостах малых пролетов, когда мост и насыпь работают как единая геотехническая система. В этом случае отпадает необходимость в классических опорных частях, а температурные деформации воспринимаются упругостью системы «мост - насыпь».

Эффективность предложенного решения выражается в повышении долговечности системы.

Сопряжение моста с насыпью, содержащее пролетное строение, полотно проезжей части, опору, шкафную часть и подходную часть насыпи, отличающееся тем, что шкафная часть выполнена отдельно от опоры и жестко присоединена к торцу пролетного строения.

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при строительстве мостов, путепроводов и эстакад на автомобильных дорогах, в том числе в сложных инженерно-геологических условиях. Сопряжение моста с насыпью содержит устройство для восприятия вертикальной нагрузки от пролетного строения в виде установленных на фундаменте опор с оголовком, несущим пролетное строение и переходную плиту, один конец которой расположен на шкафной стенке оголовка, а другой конец - на щебеночной подушке, подпорную стенку для восприятия горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта насыпи, установленную с зазором с фронтальной стороны относительно опор устройства для восприятия вертикальной нагрузки. Сопряжение снабжено упругим основанием, на котором расположена подпорная стенка, причем упругое основание выполнено в виде двух поясов объемных георешеток, заполненных уплотненным гравием, и расположенного между поясами слоя уплотненного дренирующего грунта, заключенного в перекрещивающиеся вдоль и поперек ряды геотекстильного материала с образованием по краям анкерных валиков из гравия, а нижний пояс объемных георешеток расположен на слое уплотненного гравия, при этом подпорная стенка выполнена с откосом с фронтальной стороны, угол наклона которого по отношению к вертикали соответствует отношению 20:1, армогрунтовой в виде чередующихся прослоек из геотекстильного материала и уплотненного дренирующего грунта, а в нижней части зазора между фронтальной стороной подпорной стенки и опорами устройства для восприятия вертикальной нагрузки расположен дренаж из гравия, причем фундамент опор содержит сваи, объединенные ростверком. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в обеспечении эксплуатационной надежности и расширении возможностей использования при одновременном снижении материалоемкости. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при строительстве мостов, путепроводов и эстакад на автомобильных дорогах, в том числе в сложных инженерно-геологических условиях. Известен устой моста (см. а.с. N 1339186, кл. E 01 D 19/00, опубл. 1987 г.) . Устой моста предназначен для сооружения основания на слабых грунтах и представляет собой объединенное в единую конструкцию устройство с совмещенными функциями восприятия вертикальной и горизонтальной нагрузок соответственно от пролетного строения и от бокового давления грунта насыпи, которое выполнено в виде армогрунтовой подпорной стенки из чередующихся прослоек геотекстильного материала и уплотненного дренирующего грунта. На верхней прослойке подпорной стенки установлен диванный блок, на который опирается пролетное строение. На шкафной стенке диванного блока расположен один конец переходной плиты, другой конец которой опирается на щебеночную подушку и расположен на подходной насыпи. Для уменьшения осадок подпорной стенки и их выравнивания в условиях слабых грунтов основания в используется мембрана из геотекстильного материала. Однако, наличия такой мембраны недостаточно и устой имеет ограниченное применение, поскольку в сложных инженерно-геологических условиях для пролетов мостов, длина которых более 24 метров, а также при устройстве узла сопряжения моста с высокими насыпями на слабых грунтах наблюдаются различные дислокация устоя и промежуточных опор из-за их различной деформативности. За прототип выбрано сопряжение моста с насыпью, содержащее устройство для восприятия вертикальной нагрузки от пролетного строения, выполненное в виде установленных на фундаменте опор с оголовком, несущим пролетное строение, и переходную плиту, один конец которой расположен на шкафной стенке оголовка, а другой конец - на щебеночной подушке, подпорную стенку для восприятия горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта насыпи, установленную с зазором с фронтальной стороны относительно опор устройства для восприятия вертикальной нагрузки (см. а.с. N 727734, кл. МКИ E 01 D 7/00,1978 г.) . Подпорная стенка для восприятия горизонтальной нагрузки от давления грунта насыпи выполнена в виде железобетонной уголковой конструкции. Это устройство устраняет влияние неравномерности дислокаций устоя и промежуточных опор. Однако устройство материалоемко и дорого по стоимости. Кроме того, устройство не может обеспечить надежной работы при больших высотах насыпи и слабых грунтах основания под ней, и для увеличения устойчивости под уголковой подпорной стенкой потребуется устройство мощного фундамента, что приведет к дополнительном расходам и ограничит область использования конструкции. Кроме того , не могут быть использованы при устройстве сопряжения моста с насыпью на геомассивах, склонных к оползневым явлениям, т.е. имеющих пониженный коэффициент устойчивости. Задачей предложенного технического решения является обеспечение эксплуатационной надежности предложенного сопряжения моста с насыпью и расширение возможностей его использования при одновременном снижении материалоемкости и стоимости. Указанная задача решена за счет того, что предложено сопряжение моста с насыпью, содержащее устройство для восприятия вертикальной нагрузки от пролетного строения, выполненное в виде установленных на фундаменте опор с оголовком, несущим пролетное строение, и переходную плиту, один конец которой расположен на шкафной стенке оголовка, а другой конец - на щебеночной подушке, подпорную стенку для восприятия горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта насыпи, установленную с зазором с фронтальной стороны относительно опор устройства для восприятия вертикальной нагрузки, согласно изобретению, сопряжение снабжено упругим основанием, на котором расположена подпорная стенка, причем упругое основание выполнено в виде двух поясов объемных георешеток, заполненных уплотненным гравием, и расположенного между поясами слоя уплотненного дренирующего грунта, заключенного в перекрещивающиеся вдоль и поперек ряды геотекстильного материала, с образованием по краям анкерных валиков из гравия, а нижний пояс объемных георешеток расположен на слое уплотненного гравия, при этом подпорная стенка выполнена с откосом с фронтальной стороны, угол наклона которого по отношению к вертикали соответствует отношению 20:1 армогрунтовой в виде чередующихся прослоек из геотекстильного материала и уплотненного дренирующего грунта, а в нижней части зазора между фронтальной стороной подпорной стенки и опорами устройства для восприятия вертикальной нагрузки устроен дренаж из гравия, причем фундамент опор содержит сваи, объединенные ростверком. Кроме того, задача может быть решена за счет того, что объемные георешетки под гравий упругого основания представляют собой сложенные гармошкой ячейки из полиэтиленовых пластин, раскрывающиеся перед засыпкой гравием. Кроме того, в предложенном сопряжении моста с насыпью торцы чередующихся прослоек подпорной стенки могут быть выполнены с фронтальной стороны в виде дренажных призм из уплотненного гравия, обернутых дренирующим геотекстилем, например дорнитом. Кроме того, в предложенном сопряжении моста с насыпью фундамент опор может содержать дополнительные наклонные сваи. Кроме того, сопряжение может быть снабжено открылками ростверка свайного фундамента опор, которые расположены под углом относительно оси моста, составляющим 45 - 90 o . Технический результат, получаемый при использовании указанной совокупности признаков, заключается в обеспечении эксплуатационной надежности предложенного сопряжения моста с насыпью для мостов, с требуемой длиной пролетов и требуемой высотой насыпи на слабых грунтах оснований путем увеличения коэффициента устойчивости и уменьшения и выравнивания осадок основания. На фиг. 1 приведен разрез А-А конструкции предложенного сопряжения моста с насыпью вдоль оси моста. На фиг. 2 приведен поперечный разрез Б-Б опор устройства для восприятия вертикальной нагрузки от пролетного строения. На фиг. 3 раскрыт в увеличенном масштабе узел В, показан разрез конструкции торцов армогрунтовой подпорной стенки с фронтальной стороны. На фиг. 4 приведен разрез Г-Г конструкции предложенного сопряжения моста с насыпью поперек оси моста На фиг. 5 показана конструкция предложенного сопряжения моста с насыпью в плане, показано сечение Е-Е. Предложенное сопряжение моста с насыпью содержит устройство для восприятия вертикальной нагрузки 1 от пролетного строения 2, выполненное в виде установленных на фундаменте 3 опор 4 с оголовком 5, несущим пролетное строение 2, и переходную плиту 6, один конец которой расположен на шкафной стенке 7 оголовка 5, а другой конец - на щебеночной подушке 8, подпорную стенку 9 для восприятия горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта насыпи 10, установленную с зазором 11 с фронтальной стороны 12 относительно опор 4 устройства для восприятия вертикальной нагрузки 1. Устройство снабжено упругим основанием 13, на котором расположена подпорная стенка 9, выполненным в виде двух поясов 14,15 (нижнего и верхнего) объемных георешеток 16, заполненных уплотненным гравием 17, между которыми расположен слой уплотненного дренирующего грунта 18, заключенный в перекрещивающиеся вдоль и поперек ряды геотекстильного материала 19 и образующий по краям анкерные валики 20 из гравия, а нижний пояс объемной георешетки 14 расположен на слое уплотненного гравия 21, подпорная стенка 9 выполнена с откосом 22 с фронтальной стороны 12, угол наклона которого по отношению к вертикали соответствует отношению 20: 1, армогрунтовой в виде чередующихся прослоек из геотекстильного материала 23 и уплотненного дренирующего грунта 24. В нижней части зазора 11 между фронтальной стороной 12 подпорной стенки 9 и опорами 4 устройства для восприятия вертикальной нагрузки 1 устроен дренаж 25 из гравия, а фундамент 3 опор 4 содержит сваи 26, объединенные ростверком 27. Объемные георешетки 16 под гравий упругого основания 13 представляют собой сложенные гармошкой ячейки из полиэтиленовых пластин, раскрывающиеся перед засыпкой гравием. Торцы 28 чередующихся прослоек подпорной стенки 9 выполнены с фронтальной стороны в виде дренажных призм 29 из уплотненного гравия, обернутых дренирующим геотекстилем 30, например дорнитом. Фундамент 3 опор 4 может содержать дополнительные наклонные сваи 31. Сопряжение моста с насыпью может быть снабжено открылками 32 ростверка 27 свайного фундамента 3 опор 4, при этом открылки 32 расположены под углом относительно оси моста, соответствующим 45 - 90 o . Устройство работает следующим образом. Сооружение сопряжения моста с насыпью осуществляется в следующей последовательности. Сначала возводится устройство для восприятия вертикальной нагрузки 1 от пролетного строения 2, устанавливается фундамент 3 опор 4 - сваи 26, объединенные ростверком 27, устраивается опора 4 с оголовком 5 и шкафной стенкой 7. Затем отсыпается и уплотняется виброкатками слой уплотненного гравия 21 толщиной 20 см, на который укладывается нижний пояс 14 объемных георешеток 16, ячейки которых заполняются уплотненным гравием 17. После этого на нижний пояс объемных георешеток 14 с уплотненным гравием 17 расстилаются перекрещивающиеся вдоль и поперек ряды геотекстильного материала 19, которые по краям образуют анкерные валики 20 из гравия, обернутого геотехническим материалом 19. Затем отсыпается и уплотняется виброкатками слой дренирующего грунта 18, на который укладывается верхний ряд объемных георешетов 15, ячейки которого заполняются уплотненным гравием 17. Таким образом формируется упругое основание 13, на котором располагается подпорная стенка 9, которая выполнена армогрунтовой. Упругое основание 13 существенно уменьшает неравномерность осадок концевого участка подходной насыпи, чем и достигается долговременная сохранность дорожного покрытия и обеспечивается требуемая эксплуатационная надежность сопряжения моста с насыпью. Подпорную стенку 9 располагают на упругом основании 13 - укладывают чередующиеся прослойки геотекстильного материала 23 и уплотненного дренирующего грунта 24. С фронтальной стороны 12 подпорная стенка 9 выполнен с откосом, угол наклона которого по отношению к вертикали соответствует отношению 20: 1, а торцы 28 прослоек выполнены в виде дренажных призм 29 из уплотненного гравия, обернутых дренирующим геотекстилем 30, например дорнитом. Этим достигается предотвращение суффозии грунта. После возведения подпорной стенки 9 на ее верхней прослойке укладывается щебеночная подушка 8, на которую укладываются переходные плиты 6, опирающиеся одним концом на шкафную стенку 7 оголовка 5. В нижней части зазора 11 между фронтальной стороной 12 армогрунтовой подпорной стенки 9 и опорами 4 устройства для восприятия вертикальной нагрузки 1 устроен дренаж 25 из гравия. Длина чередующихся прослоек и их количество подбираются таким образом, чтобы обеспечить требуемый коэффициент устойчивости геомассива с насыпью. Если сопряжение моста с насыпью располагают на геомассиве, который после пригрузки его весом насыпи имеет коэффициент устойчивости K уст > 1,0, но меньше значения, требуемого действующими нормами, т.е. K уст < K тр, то увеличением длины прослоек или увеличением их количества можно обеспечить требуемый коэффициент устойчивости геомассива с насыпью. Для увеличения устойчивости можно также установить дополнительно наклонные сваи 31 или ввести открылки 32, расположенные под углом относительно оси моста, соответствующим 45-90 o . Технико-экономический эффект заключается в обеспечении эксплуатационной надежности предложенного сопряжения моста с насыпью при одновременном снижении стоимости и материалоемкости при строительстве в сложных инженерно-геологических условиях, в увеличении длины пролетов мостов до необходимых размеров, в увеличении высоты насыпей на слабых грунтах основания под ними, в увеличении коэффициента устойчивости и в выравнивании осадок основания.

Формула изобретения

1. Сопряжение моста с насыпью, содержащее устройство для восприятия вертикальной нагрузки от пролетного строения, выполненное в виде установленных на фундаменте опор с оголовком, несущим пролетное строение, и переходную плиту, один конец которой расположен на шкафной стенке оголовка, а другой конец - на щебеночной подушке, подпорную стенку для восприятия горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта насыпи, установленную с зазором с фронтальной стороны относительно опор устройства для восприятия вертикальной нагрузки, отличающееся тем, что сопряжение снабжено упругим основанием, на котором расположена подпорная стенка, причем упругое основание выполнено в виде двух поясов объемных георешеток, заполненных уплотненным гравием, и расположенного между поясами слоя уплотненного дренирующего грунта, заключенного в перекрещивающиеся вдоль и поперек ряды геотекстильного материала, с образованием по краям анкерных валиков из гравия, а нижний пояс объемных георешеток расположен на слое уплотненного гравия, при этом подпорная стенка выполнена с откосом с фронтальной стороны, угол наклона которого по отношению к вертикали соответствует отношению 20: 1, армогрунтовой в виде чередующихся прослоек из геотекстильного материала и уплотненного дренирующего грунта, а в нижней части зазора между фронтальной стороной подпорной стенки и опорами устройства для восприятия вертикальной нагрузки устроен дренаж из гравия, причем фундамент опор содержит сваи, объединенные ростверком. 2. Сопряжение моста с насыпью по п.1, отличающееся тем, что объемные георешетки под гравий упругого основания представляют собой сложенные гармошкой ячейки из полиэтиленовых пластин, раскрывающиеся перед засыпкой гравием. 3. Сопряжение моста с насыпью по п.1 или 2, отличающееся тем, что торцы чередующихся прослоек подпорной стенки выполнены с фронтальной стороны в виде дренажных призм из уплотненного гравия, обернутых дренирующим геотекстилем, например дорнитом. 4. Сопряжение моста с насыпью по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что фундамент опор содержит дополнительные наклонные сваи. 5. Сопряжение моста с насыпью по пп.1 - 3, отличающееся тем, что оно снабжено открылками свайного фундамента опор, которые расположены под углом относительно оси моста 45 - 90 o .

РИСУНКИ

,

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение