ОПОРА МОСТА Российский патент 2000 года по МПК E01D19/02 

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при строительстве автодорожных или железнодорожных мостов в сложных инженерно-геологических условиях, например на оползневых геомассивах.

Известны противооползневые конструкции в виде рядов свай, объединенных ростверком, расположенных по всей территории оползневого геомассива и установленных на участках, определяемых расчетом, что позволяет повысить устойчивость оползневого склона (см. книгу Л.К. Гинзбурга "Противооползневые удерживающие конструкции", Москва, Стройиздат, 1979, с.8-9).

Однако такой подход укрепления геомассива под строительство мостов имеет лишь ограниченное применение, т.к. сложен, приводит к значительным расходам и срокам строительства, имеет повышенную материалоемкость.

Известны опоры моста, содержащие оголовок для опирания пролетных строений, столбчатые элементы и фундамент, содержащий объединенные ростверком опорные элементы (см. книгу Колоколова Н.М. "Сборные железобетонные свайные мосты". Государственное транспортное железнодорожное издательство, Москва, 1955 г., с.38-39, фиг.20б). Это устройство выбрано за прототип.

В этом устройстве не предусмотрены средства, позволяющие в условиях оползневых явлений учесть направление оползня и снизить оползневые давления, воздействующие на фундамент, путем подбора и согласования параметров. Это приводит к недостаточной эксплуатационной надежности, повышенной материалоемкости и повышенной стоимости строительства.

Задачей предложенного технического решения является обеспечение эксплуатационной надежности, снижение материалоемкости и стоимости.

Для решения этой задачи в опоре моста, содержащей оголовок для опирания пролетных строений, столбчатые элементы и фундамент, содержащий объединенные ростверком опорные элементы, согласно изобретению, опорные элементы фундамента выполнены в виде пересекающих оползень по толщине и заглубленных в несущий слой грунта плит, расположенных вдоль движения оползня на расстоянии друг от друга, определяемом зависимостью B ≥ C+2[H•tg(45+ϕ/2)]•tgϕ/2, где B - расстояние между плитами, м; C - ширина поперечного сечения плиты, м; H - толщина оползня, м; ϕ - угол внутреннего трения грунта оползня, а ростверк расположен не ниже поверхности грунта.

Кроме того, для решения этой задачи плиты могут быть выполнены прямоугольного поперечного сечения.

Кроме того, для решения этой задачи плиты могут быть выполнены в виде стен в грунте из буросекущихся свай.

Технический результат, достигаемый при этом, состоит в снижении силового воздействия оползня на фундамент опоры моста за счет согласования параметров и направления оползня и плит фундамента, чем и достигается увеличение надежности работы, снижение материалоемкости и стоимости.

На фиг.1 представлена конструктивная схема предложенной опоры моста, расположенной на оползневом склоне.

На фиг.2 приведено сечение А-А плит фундамента прямоугольного поперечного сечения.

На фиг.3 приведено сечение А-А плит фундамента, выполненных в виде стен в грунте из буросекущихся свай.

На фиг. 4 приведен пример положения плит фундамента относительно оси пролетного строения моста, которое расположено под углом к движению оползня.

Опора моста содержит фундамент 1, включающий опорные элементы, выполненные в виде плит 2, и объединяющий их ростверк 3, который расположен не ниже поверхности грунта 4. Пролетное строение 5 опирается на оголовок 6 или ригель, который объединяет столбчатые элементы 7, расположенные на ростверке 3 фундамента 1.

Плиты 2 фундамента 1 заглублены в несущий слой 8 грунта ниже поверхности скольжения 9 оползня 10, пересекают оползень по толщине и установлены друг относительно друга на расстоянии, определяемом зависимостью B ≥ C+2[H•tg(45+ϕ/2)]•tgϕ/2, где B - расстояние между плитами, м; C - ширина поперечного сечения плиты, м; H - толщина оползня, м; ϕ- угол внутреннего трения грунта оползня.

Плиты 2 установлены вдоль движения оползня. При расположении оси пролетного строения 5 под углом α к направлению движения оползня (см. фиг.4) плиты 2 располагают под тем же углом к оси пролетного строения 5.

Плиты 2 могут быть выполнены прямоугольного поперечного сечения 11 (см. фиг. 2) или в виде стен в грунте из буросекущихся свай 12 (см. фиг. 3).

Устройство работает следующим образом.

При строительстве мостов на оползневых склонах к нагрузкам на фундамент 1 добавляются значительные дополнительные нагрузки - от оползневых давлений неустойчивых грунтовых масс оползневых склонов.

Предложенная конструкция опоры моста содержит фундамент 1, выполненный в виде опорных элементов-плит 2, и объединяющий их ростверк 3. Плиты 2 заглублены в несущий слой грунта 8 ниже поверхности скольжения 9 оползня 10, а ростверк 3 расположен не ниже поверхности грунта 4.

При расположении моста на оползневом склоне грунтовая масса оползня 10 проходит между плитами 2 фундамента 1, как бы обтекая их, что позволяет снизить сопротивление движению оползня 10 и оползневое давление на плиты 2 фундамента 1. Для уменьшения силового воздействия оползневых давлений на фундамент 1 до минимума плиты 2 установлены вдоль движения оползня, на расстоянии друг от друга, которое определяется расчетом и соответствует зависимости B ≥ C+2[H•tg(45+ϕ/2)]•tgϕ/2, где B - расстояние между плитами, м; C - ширина поперечного сечения плиты, м; H - толщина оползня, м; ϕ - угол внутреннего трения грунта оползня. Это позволяет осуществить пропуск грунтовых масс оползня 10 между плитами 2 с минимальным сопротивлением движению оползня 10 и снизить оползневое давление до минимума. Возможность подбора параметров фундамента - ширины поперечного сечения плиты 2, расстояния между плитами 2 и их согласования с параметрами оползня - толщиной и углом трения грунта оползня - и расположение ростверка не ниже поверхности грунта позволяют повысить эксплуатационную надежность и оптимизировать материалоемкость и стоимость конструкции.

При совпадении направления оси пролетного строения 5 моста с направлением движения оползня 10 плиты 2 установлены вдоль оси пролетного строения 5 моста. В случае необходимости расположения моста под углом α к направлению движения оползня (см. фиг. 4) плиты 2 расположены под тем же углом к оси пролетного строения 5 моста. Это позволяет снизить до минимума влияние оползневых давлений на фундамент опоры моста.

Поперечные размеры плит фундамента и глубина их заложения практически не ограничены.

Технико-экономический эффект предложенного технического решения состоит в увеличении эксплуатационной надежности, в снижении материалоемкости и в снижении стоимости строительства.

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при строительстве автодорожных или железнодорожных мостов в сложных инженерно-геологических условиях, например на оползневых геомассивах. Опора моста содержит оголовок для опирания пролетных строений, столбчатые элементы и фундамент, содержащий объединенные ростверком опорные элементы. Отличия состоят в том, что опорные элементы выполнены в виде пересекающих оползень по толщине и заглубленных в несущий слой грунта плит, расположенных вдоль движения оползня на расстоянии друг от друга, определяемом зависимостью
B ≥ C+2[H•tg(45+ϕ/2)]•tgϕ/2,
где В - расстояние между плитами, м;
C - ширина поперечного сечения плиты, м;
Н - толщина оползня;
ϕ - угол внутреннего трения грунта оползня.

При этом плиты могут быть выполнены прямоугольного поперечного сечения в виде расположенных в грунте стен из буросекущихся свай. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в увеличении надежности работы, снижении силового воздействия оползня на фундамент опоры моста путем согласования параметров и направления оползня и плит фундамента, снижении материалоемкости и стоимости. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Опора моста, содержащая оголовок для опирания пролетных строений, столбчатые элементы и фундамент, содержащий объединенные ростверком опорные элементы, отличающаяся тем, что опорные элементы фундамента выполнены в виде пересекающих оползень по толщине и заглубленных в несущий слой грунта плит, расположенных вдоль движения оползня на расстоянии друг от друга, определяемом зависимостью
B ≥ C+2[H•tg(45+ϕ/2)]•tgϕ/2,
где B - расстояние между плитами, м ;
C - ширина поперечного сечения плиты, м;
H - толщина оползня, м;
ϕ - угол внутреннего трения грунта оползня,
а ростверк расположен не ниже поверхности грунта. 2. Опора моста по п.1, отличающаяся тем, что плиты выполнены прямоугольного поперечного сечения. 3. Опора моста по п.1, отличающаяся тем, что плиты выполнены в виде стен в грунте из буросекущихся свай.