опора моста

Формула изобретения

Опора моста, содержащая свайный фундамент с ростверком, объединяющим сваи, и ригель, несущий пролетное строение, отличающаяся тем, что она снабжена совмещенными с фундаментом опоры противооползневыми средствами, выполненными в виде пригружающего нижнюю часть оползня в месте максимальных оползневых давлений контрбанкета с поддерживающей его откос уголковой стенкой, которая скреплена с ростверком свайного фундамента опоры, и дополнительных наклонных свай, при этом ось опоры расположена со смещением относительно оси ростверка свайного фундамента опоры на величину не более 1/6 ширины ростверка в сторону, соответствующую наклону дополнительных наклонных свай, противоположную движению оползня.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано для сооружения опор моста, в том числе на геомассивах, подверженных оползневым явлениям.

Известно, что при строительстве мостов и других сооружений на геомассивах, подверженных оползневым явлениям, опоры моста и их фундамент находятся под воздействием значительных оползневых давлений. Это обстоятельство приводит к необходимости сооружения мостов на мощных и дорогостоящих фундаментах (см. книгу Н.М. Глотова, А.А. Луга и др. "Свайные фундаменты", Москва изд. "Транспорт", 1975 г., с. 106) (1).

Такой подход может обеспечить достаточную надежность работы и планируемые сроки службы опор моста.

Однако повышенная стоимость моста в большинстве случаев ограничивает возможности такого строительства.

Известно, что при строительстве мостов на ослабленных территориях, в том числе на оползневых геомассивах, используют противооползневые конструкции, которые расположены по всей территории, чем и достигается увеличение устойчивости оползневого геомассива (см. книгу Л.К. Гинзбурга "Противооползневые удерживающие конструкции", Москва, "Стройиздат", 1979 г., с. 8) (2).

Такие противооползневые конструкции могут быть выполнены в виде свай, объединенных ростверком, в том числе с уголковой подпорной стенкой, поддерживающей контрбанкет (см. (2), стр. 23-27, 54-59).

Однако укрепление больших оползневых территорий под строительство мостов может иметь лишь ограниченное применение, и в большинстве случаев не рационально из-за сложности, повышенной материалоемкости, высокой стоимости и значительных сроков строительства.

Известны опоры моста, которые содержат свайный фундамент с ростверком, объединяющим сваи, и ригель, несущий пролетное строение (см. "Методические рекомендации по проектированию устоев анкерно-контрфорсного типа для малых и средних мостов на автодорогах нечерноземной зоны РСФСР", изд. Минтрансстрой СССР, ЦНИИС, Москва, 1990 г, с. 10) (3). Это устройство выбрано за прототип.

При необходимости сооружения таких опор моста на оползневых геомассивах фундамент опор моста не сможет выдержать больших оползневых давлений, а сваи - значительных изгибающих моментов. В (3) не предусмотрен подбор параметров конструкции, позволяющий уменьшить влияние оползневых давлений, которые воспринимаются фундаментом.

Использование в (3) известных противооползневых конструкций (1), (2) экономически не оправдано, т.к. дорого, трудоемко и сложно.

Задачей предложенного технического решения является обеспечение эксплуатационной надежности опор моста, расположенных на оползневых территориях, при одновременном снижении стоимости, сроков строительства и трудозатрат.

Указанная задача решена за счет того, что предложенная опора моста, содержащая свайный фундамент с ростверком, объединяющим сваи, и ригель, несущий пролетное строение, согласно изобретению снабжена совмещенными с фундаментом опоры противооползневыми средствами, выполненными в виде пригружающего нижнюю часть оползня в месте максимальных оползневых давлений контрбанкета с поддерживающей его откос уголковой стенкой, которая скреплена с ростверком свайного фундамента опоры, и дополнительных наклонных свай, при этом ось опоры расположена со смещением относительно оси ростверка свайного фундамента опоры на величину, не более 1/6 ширины ростверка, в сторону, соответствующую наклону дополнительных наклонных свай - противоположную движению оползня.

Технический результат, получаемый при этом, состоит в повышении несущей способности опоры, воспринимающей одновременно вертикальную нагрузку от пролетного строения и оползневое давление, за счет ведения контрбанкета и создания сжимающих усилий, воздействующих на опору одновременно с изгибающим моментом, введения дополнительных наклонных свай и смещения осей опоры и ростверка ее фундамента, уменьшающих этот изгибающий момент. При этом очевидно уменьшение расходов на строительство, сроков строительства и трудозатрат.

На фиг. 1 показан поперечный разрез опоры моста, расположенной на геомассиве, подверженном оползневым явлениям.

На фиг. 2 приведен график зависимости кривых оползневых давлений.

Опора 1 моста содержит свайный фундамент 2 с ростверком 3, объединяющим сваи 4, и ригель 5, несущий пролетное строение 6. Опора 1 моста снабжена совмещенными с фундаментом опоры противооползневыми средствами 7, выполненными в виде пригружающего нижнюю часть 8 оползня 9 в месте максимальных оползневых давлений контрбанкета 10 с поддерживающей его откос уголковой стенкой 11, которая скреплена с ростверком 3 свайного фундамента 2 опоры 1, и дополнительных наклонных свай 12, при этом ось опоры 1 расположена со смещением относительно оси ростверка 3 фундамента 2 опоры 1 на величину, не более 1/6 ширины ростверка 3 в сторону, соответствующую наклону дополнительных наклонных свай 12 - противоположную движению оползня 9, имеющего поверхность скольжения 13 (см. фиг. 1).

На фиг. 2 кривая А характеризует величину оползневого давления, кривая Б характеризует величину оползневого давления после пригружения нижней части оползня контрбанкетом 10. Точка K - точка оползневого участка, соответствующая максимальному оползневому давлению E_max.

E_оп и E_оп" характеризуют соответственно величины оползневых давлений, воспринимаемых фундаментом опоры до и после пригружения нижней части оползня контрбанкетом.

Устройство работает следующим образом.

При строительстве моста на оползневом участке сваи 4 свайного фундамента 2 пересекают опасную поверхность скольжения 13 и испытывают воздействие оползневого давления, величина которого соответствует величине E_оп на кривой оползневого давления А (см. фиг. 2). Максимальное оползневое давление E_max приходится на нижнюю часть оползня и соответствует точке K оползневого участка (см. фиг 1, фиг. 2).

Для уменьшения величины оползневого давления фундамент опоры 1 совмещен с противооползневыми средствами 7, которые выполнены в виде контрбанкета 10, пригружающего нижнюю часть 8 оползня 9 в месте максимальных оползневых давлений, и уголковой стенки 11, скрепленной с ростверком 3 фундамента 2 опоры 1, и поддерживающей откос контрбанкета. Контрбанкет 10 обычно выполняется из песчано-гравийной смеси, а его параметры и место расположения определяются расчетом. Контрбанкет создает сжимающее усилие, которое воздействует на опору одновременно с изгибающим моментом, в связи с чем оползневое давление, воздействующее на опору 1, уменьшается до величины E_оп", что видно по кривой Б (см. фиг. 2). Так как сваи 4 фундамента 2 опоры 1 воспринимают оставшуюся часть оползневого давления, то в них возникнут значительные изгибающие моменты. Для уменьшения этих изгибающих моментов в состав противооползневого средства введены дополнительные наклонные сваи 12 с наклоном в сторону, противоположную движению оползня 9.

Кроме того, ось опоры 1 расположена со смещением относительно оси ростверка 3 на величину, не более 1/6 ширины ростверка, в сторону, противоположную движению оползня 9. Это также приводит к уменьшению изгибающего момента в сваях 4 фундамента 2 опоры 1.

Такое совмещение функций фундамента опоры и противооползневых средств 7 приводит к увеличению несущей способности конструкции, воспринимающей вертикальную нагрузку от пролетного строения, и оползневое давление. При этом обеспечивается эксплуатационная надежность опор. Одновременно снижается стоимость, сроки строительства и трудозатраты.

Технико-экономический эффект состоит в обеспечении эксплуатационной надежности опор мостов, сооружаемых на оползневых геомассивах, при одновременном снижении стоимости примерно на 30-40% и сокращении сроков строительства в 1,5-2 раза.