МОСТ Российский патент 2007 года по МПК E01D19/02 

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано при строительстве мостов, преимущественно в случаях равной высоты насыпей подходов в начале и конце моста.

Известен мост, включающий пролетное строение, насадки, стойки, фундаменты, дренирующий грунт конусов и каменную наброску, расположенную по откосам конусов (см. Н.И.Поливанов "Железобетонные мосты", М., Автотрансиздат, 1956 г., стр.187, рис.108).

Недостаток известной конструкции заключается в значительной трудоемкости строительства, связанной с необходимостью укладки вручную большого количества отдельных камней. Кроме того, надежность работы моста также невелика вследствие возможности вымывания дренирующего грунта из-под каменной наброски при прохождении паводка.

Известен также мост, включающий пролетное строение, насадки, стойки, фундаменты, дренирующий грунт конусов и сборные железобетонные плиты укрепления конусов (см. типовой проект инв. №863 "Типовые конструкции путепроводов на автомобильных дорогах с вариантом северного исполнения. Рабочие чертежи", Гипротрансмост, 1972 г., лист 7).

Недостаток данной конструкции моста заключается в следующем.

Безопасность гидравлической работы моста в большой степени зависит от степени стеснения реки мостом - чем больше степень стеснения водотока мостом, тем больше скорость воды под мостом при проходе расчетного паводка, тем больше общий размыв в русле реки и, соответственно, больше местный размыв в основании плит укрепления конусов моста.

Степень же стеснения непосредственно зависит от отверстия моста, величина которого равна расстоянию между откосами конусов моста в уровне воды расчетного паводка - чем меньше величина отверстия моста, тем больше степень стеснения водотока мостом.

В свою очередь, при заданной длине моста величина отверстия моста зависит от уклона откосов конусов и, соответственно, расположенных на них плит укрепления - чем больше заложение откоса, тем меньше отверстие моста и в результате - меньше безопасность гидравлической работы моста. При этом, чем больше заложение откоса, тем ближе к руслу реки расположены бровки откосов конусов и, соответственно низ плит укрепления конусов.

Уклон откосов конусов насыпей и, соответственно, плит укрепления зависят от физико-механических свойств грунтовой засыпки, в первую очередь от угла внутреннего трения и силы сцепления материала грунтовой засыпки - обычно для мостов с обсыпными устоями уклон откоса принимается весьма пологим и должен быть не круче 1:1,5 - см., например, требования Российских строительных норм и правил СНиП 2.05.03-84* "Мосты и трубы", стр.13, п.1.70 "г".

При этом следует иметь в виду, что все реки в естественных условиях в большей или меньшей степени меандрируют (искривляются в плане) и строительство моста, вызывающее в большинстве случаев резкое стеснение естественного протекания воды в паводок в створе моста, интенсифицирует процесс меандрирования реки. Это, в свою очередь, приводит к тому, что в пределах срока службы моста, составляющего, в зависимости от класса сооружения, от 50 до 300 лет, русло реки может перемещаться в поперечном направлении. В известной конструкции моста низ плит укрепления расположен, как правило, в непосредственной близости от русла реки на расстоянии, равном ширине укрепления подошвы конуса и составляющего 3-4 м. Поэтому, малейшая погрешность в оценке прогнозирования поведения реки во времени, применительно к известной конструкции моста, может привести к нарушению ее работоспособности вследствие подмыва низа плит укрепления с последующим вымыванием грунта конуса, т.е. привести к снижению безопасности гидравлической работы моста. Кроме того, особенность известной конструкции заключается в независимости работы крайних опор с плитами укрепления конусов и пролетного строения.

Повышение безопасности гидравлической работы моста за счет переноса низа плит укрепления подошвы конуса от русла реки на большее расстояние, которое может быть обеспечено только за счет увеличения крутизны откосов конусов, невозможно, поскольку плиты укрепления по высоте не связаны между собой и возможно их сползание вниз.

Недостаток известной конструкции моста заключается в том, что в случаях строительства моста, когда насыпи подходов в начале и конце моста имеют одинаковую высоту и горизонтальные давления грунта в начале и конце моста равны по величине и противоположны по направлению, последние не могут быть использованы даже частично в качестве внешней сжимающей силы, разгружающей пролетное строение на действие вертикальных постоянных и временных нагрузок. Иными словами, пролетное строение работает не как внецентренно-сжатый элемент, а как просто изгибаемый строительный элемент (поскольку на него не воздействует внешнее горизонтальное усилие от давления грунта насыпей подходов), что приводит к неэффективной его работе.

Целью настоящего изобретения является повышение безопасности гидравлической работы моста при повышении эффективности работы пролетного строения за счет разгрузки его силами от давления грунта насыпей подходов.

Цель достигается за счет того, что в мосту, включающем пролетное строение, насадки, стойки, фундаменты, дренирующий грунт конусов и сборные железобетонные плиты укрепления конусов, сборные железобетонные плиты укрепления конусов выполнены по высоте за одно целое, верх плит укрепления конусов и насадки или верх плит укрепления конусов и пролетное строение объединены между собой, при этом угол наклона плит к горизонту превышает угол естественного откоса конуса дренирующего грунта.

В случае, когда высота насыпей сравнительно велика и составляет 3-5 м, для снижения моментных усилий, возникающих в плитах от горизонтального давления грунта, верхние части плит укрепления конусов и верхние части стоек могут быть объединены между собой.

В случае, когда высота насыпей велика и превышает 5 м, для снижения растягивающих усилий в плитах от их собственного веса, низ плит укрепления конусов оперт на фундаменты.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в повышении безопасности гидравлической работы моста при повышении эффективности работы пролетного строения за счет разгрузки его силами от давления грунта насыпей подходов.

Сущность изобретения подтверждается чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез по оси моста; на фиг.2 - узел А на фиг.1; на фиг.3 - вариант объединения верхней части плит и стоек; на фиг.4 - вариант объединения верха плит и пролетного строения; на фиг.5 - вариант опирания низа плит на фундаменты.

Мост включает пролетное строение 1, насадки 2, стойки 3, фундаменты 4, дренирующий грунт конусов 5 и сборные железобетонные плиты укрепления конусов 6, при этом сборные железобетонные плиты укрепления конусов 6 выполнены по высоте за одно целое, верх плит укрепления конусов 6 и насадки 2 или верх плит укрепления конусов 6 и пролетное строение 1 объединены между собой. Пролетное строение 1 опирается на насадки 2 посредством неподвижных опорных частей 7. Плиты укрепления конусов 6 могут быть выполнены в виде сборных железобетонных плит с арматурными выпусками 8 в их верхней части, насадки 2 - в виде монолитных железобетонных конструкций, а объединение верхних концов плит укрепления конусов 6 и насадок 2 может быть обеспечено заделкой арматурных выпусков 8 из плит укрепления конусов 6 в насадки 2, при этом угол наклона плит укрепления конусов 6 к горизонту превышает угол естественного откоса конуса дренирующего грунта 5.

В случае, когда высота насыпей сравнительно велика и составляет 3-5 м, для снижения моментных усилий, возникающих в плитах укрепления конусов 6 от горизонтального давления дренирующего грунта 5, возможно объединение между собой верхних частей плит укрепления конусов 6 и верхних частей стоек 3. При этом верхние концы плит укрепления конусов 6 могут быть снабжены арматурными выпусками 8, а стойки 3 в верхней своей части могут быть снабжены горизонтальными арматурными выпусками 9. Объединение верхних частей свай 3 и плит укрепления конусов 6 может быть выполнено, например, в виде монолитной железобетонной стенки 10 (см. фиг.3).

В случае, когда мост выполнен в виде рамной конструкции и насадки 2 отсутствуют, верх плит укрепления конусов 6 и пролетное строение 1 могут быть объединены между собой, например, заделкой арматурных выпусков 8 из плит укрепления конусов 6 в пролетное строение 1 (см. фиг.4).

В случае, когда высота насыпей велика и превышает 5 м, с целью исключения появления растягивающих усилий в плитах укрепления конусов 6 от их собственного веса, низ плит укрепления конусов 6 оперты на фундаменты 4. При этом для того, чтобы избежать возможного сдвига нижней части плит укрепления 6 от горизонтального давления дренирующего грунта 5, на фундаменте 4 целесообразно предусмотреть упор 11, выполненный, например, из монолитного железобетона (см. фиг.5).

Мост сооружают, например, следующим образом.

Возводят фундаменты 4, например, забивают сваи и объединяют их плитой ростверка из монолитного железобетона (не показано). На плиту ростверка устанавливают стойки 3 и затем в предварительно вырытую траншею расчетной глубины устанавливают плиты укрепления конусов 6, которые должны быть выполнены по высоте за одно целое, например, изготовлены на заводе в виде плит длиной от низа их опирания на грунт до верха их соединения с конструкцией опоры или пролетного строения, и опирают их непосредственно или через временные прокладки на стойки 3. Плиты укрепления конусов 6 могут быть выполнены в виде сборных железобетонных плит с арматурными выпусками 8 в их верхней части. При бетонировании насадок 2 осуществляют объединение верхних концов плит укрепления конусов 6 и насадок 2 за счет заделки арматурных выпусков 8 из плит укрепления конусов 6 в насадки 2. После набора бетоном насадок 2 расчетной прочности производят монтаж пролетного строения 1 с опиранием его на насадки 2 через неподвижные опорные части 7 и производят отсыпку дренирующего грунта конусов насыпей подходов 5 с поливом водой и послойным уплотнением.

В случае, когда высота насыпей сравнительно велика и составляет 3-5 м целесообразно объединить между собой верхние части плит укрепления конусов 6 и верхние части стоек 3. Это может быть выполнено, например, опиранием верхних концов плит укрепления конусов 6 на стойки 3. При этом верхние концы плит укрепления конусов 6 могут быть снабжены арматурными выпусками 8, а стойки 3 в верхней своей части могут быть снабжены горизонтальными арматурными выпусками 9. Объединение верхних частей свай 3 и плит укрепления конусов 6 может быть выполнено, например, в виде монолитной железобетонной стенки 10.

В случае, когда мост выполнен в виде рамной конструкции и насадки 2 отсутствуют, верх плит укрепления конусов 6 и пролетное строение 1 могут быть объединены между собой, например, заделкой арматурных выпусков 8 из плит укрепления конусов 6 в пролетное строение 1.

В случае, когда высота насыпей велика и превышает 5 м, низ плит укрепления конусов 6 оперт на фундаменты 4. При этом для того, чтобы избежать возможного сдвига нижней части плит укрепления 6 от горизонтального давления дренирующего грунта 5, на фундаменте 4 целесообразно предусмотреть упор 11, выполненный, например, из монолитного железобетона.

Работает устройство следующим образом.

Наклон плит укрепления 6 может быть принят в диапазоне, например, от 1:0,1 до 1:0,9, что значительно круче, чем это необходимо для простого обеспечения устойчивости откосов конусов, например, 1:1,5. Это приводит к тому, что отверстие моста увеличивается, степень стеснения водотока мостом уменьшается, скорость воды под мостом при проходе расчетного паводка снижается, общий размыв в русле реки и местный размыв в основании плит укрепления конусов моста также уменьшается, что приводит в результате к повышению безопасности гидравлической работы моста. При этом низ плит укрепления конусов 6 отдаляется от русла реки в сторону насыпи, что приводит к повышению безопасности гидравлической работы моста во времени. Выполнение плит 6 по высоте за одно целое, например, изготовление их на заводе в виде плит длиной от низа их опирания на грунт до верха их соединения с конструкцией опоры или пролетного строения приводит к тому, что горизонтальное давление дренирующего грунта конусов 5 передается на плиты 6, работающих в данном случае как наклонные консоли или подпорные стенки, объединенные в их верхней части с насадками 2 и "висящие" по всей своей длине. Посредством неподвижных опорных частей 7 горизонтальное давление грунта конусов 5 передается на пролетное строение 1 в качестве внешней сжимающей силы и последнее работает как внецентренно-сжатая распорка, что повышает эффективность его работы на действие вертикальных постоянных и временных нагрузок

В случае, когда высота насыпей сравнительно велика и составляет 3-5 м, с целью снижения моментных усилий, возникающих в плитах 6 от горизонтального давления грунта, за счет объединения верхних частей стоек 3 и плит 6 в виде монолитной железобетонной стенки 10 происходит уменьшение свободной консольной части плит и, как следствие, уменьшение моментных усилий в плитах 6. При этом оставшаяся верхняя часть плит 10 и стойки 3 работают совместно объединенным сечением как единая конструкция, что повышает эффективность их совместной работы на восприятие горизонтального давления от грунтовой засыпки 5 конусов насыпей подходов.

В случае, когда мост выполнен в виде рамной конструкции и насадки 2 отсутствуют, целесообразно верх плит укрепления конусов 6 и пролетное строение 1 выполнить объединенными. При этом горизонтальное давление грунта конусов 5 передается на пролетное строение 1 непосредственно через плиты укрепления конусов 6 в качестве внешней сжимающей силы и пролетное строение 1 работает как внецентренно-сжатая распорка, что повышает эффективность его работы на действие вертикальных постоянных и временных нагрузок.

В случае, когда высота насыпей велика и превышает 5 м, низ плит укрепления конусов 6 оперты на фундаменты 4. При этом собственный вес плит укрепления конусов 6 передается на фундамент 2 и исключается появление растягивающих усилий в плитах укрепления конусов 6 от их собственного веса.

Таким образом, предложенная конструкция моста позволяет добиться поставленной цели, а именно повысить безопасность гидравлической работы моста при повышении эффективности работы пролетного строения за счет разгрузки его силами от давления грунта насыпей подходов.

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано при строительстве мостов, преимущественно в случаях равной высоты насыпей подходов в начале и конце моста. Мост содержит пролетное строение, насадки, стойки, фундаменты, дренирующий грунт конусов и сборные железобетонные плиты укрепления конусов. Сборные железобетонные плиты укрепления конусов выполнены по высоте за одно целое, верх плит укрепления конусов и насадки или верх плит укрепления конусов и пролетное строение объединены между собой, при этом угол наклона плит к горизонту превышает угол естественного откоса конуса дренирующего грунта. В случае, когда высота насыпей сравнительно велика и составляет 3-5 м, для снижения моментных усилий, возникающих в плитах от горизонтального давления грунта, верхние части плит и верхние части стоек могут быть объединены между собой. В случае, когда мост выполнен в виде рамной конструкции и насадки отсутствуют, верх плит и пролетное строение могут быть объединены между собой. В случае, когда высота насыпей велика и превышает 5 м, для снижения растягивающих усилий в плитах от их собственного веса, низ плит оперт на фундаменты. Технический результат - повышение безопасности гидравлической работы моста при повышении эффективности работы пролетного строения. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Мост, включающий пролетное строение, насадки, стойки, фундаменты, дренирующий грунт конусов и сборные железобетонные плиты укрепления конусов, отличающийся тем, что сборные железобетонные плиты укрепления конусов выполнены по высоте за одно целое, верх плит укрепления конусов и насадки или верх плит укрепления конусов и пролетное строение объединены между собой, при этом угол наклона плит к горизонту превышает угол естественного откоса конуса дренирующего грунта.2. Мост по п.1, отличающийся тем, что верхняя часть плит укрепления конусов и верхняя часть стоек объединены между собой.3. Мост по п.1, отличающийся тем, что низ плит укрепления конусов опирается на фундаменты.