мост

Формула изобретения

1. Мост, включающий опоры и жестко соединенные с ними опорные части, пролетное строение, переходные плиты и разгрузочное устройство, отличающийся тем, что опорные части и пролетное строение жестко соединены между собой, а переходные плиты выполнены в пределах длины моста над его отверстием, объединены и жестко сопряжены одним концом с пролетным строением, а другим - с разгрузочным устройством, выполненным в виде подпорной стенки, отделяющей насыпь подходов и опирающейся на фундаментную подушку или ростверк, причем сопряжение нижних граней подпорных стенок с фундаментными подушками или ростверком выполнено шарнирным с возможностью поворота стенки относительно оси опирания или шарнирно-подвижным с возможностью ее поворота и горизонтального смещения.

2. Мост по п.1, отличающийся тем, что опоры выполнены в виде рядов свай - колонн.

3. Мост по п.1, отличающийся тем, что фундаментные подушки имеют цилиндрические углубления, в которые входят соответствующие цилиндрические выступы нижних граней подпорных стенок, при этом радиус кривизны углубления составляет 1…1,5 радиуса кривизны выступа подпорной стенки при шарнирном опирании и 1,5…2,5 - при шарнирно-подвижном.

4. Мост по п.1, отличающийся тем, что фундаментные подушки, подпорные стенки, переходные плиты, опорные части и пролетное строение выполнены из монолитного железобетона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при возведении мостов, путепроводов и других сооружений транспорта.

Известна автомобильно-дорожная эстакада, содержащая фундаменты, на которые установлены стойки опор и пролетное строение, выполненное из главных балок коробчатого сечения, на которые оперты поперечные балки, имеющие полки пролетного строения и стойки [1].

Недостатком данного технического решения является повышенная материалоемкость моста, обусловленная раздельной работой элементов пролетного строения (главных и поперечных балок) и отсутствием разгрузочных устройств в его крайних пролетах.

Известен мост, содержащий: опоры, установленное на них консольное пролетное строение, переходные плиты, уложенные на насыпь подходов и опертые одним концом на консоли пролетного строения, и разгрузочные устройства, каждое из которых выполнено в виде обращенного выпуклостью в сторону отверстия моста гибкого криволинейного полотнища, подвешенного одним концом к соответствующей консоли пролетного строения и закрепленного другим концом в теле насыпи с помощью анкеров [2].

Недостатком данного решения является малый размер отверстия моста (мост однопролетный), недостаточная надежность и долговечность моста вследствие наличия гибких разгрузочных устройств, выполненных из стеклопластиковых полотнищ или стального листа и легко подверженных повреждениям или коррозии.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является многопролетный мост, включающий: опоры и установленные на них подвижные опорные части; балочное пролетное строение; переходные плиты, уложенные на насыпи подходов и шарнирно опертые одним концом на пролетное строение; разгрузочные устройства, выполненные в виде гибких криволинейных полотнищ, каждое из которых подвешено к соответствующему концу пролетного строения и закреплено нижней кромкой в теле насыпи с помощью анкерного устройства [3] (прототип).

Недостатком известного решения является повышенная материалоемкость моста, обусловленная его балочной конструкцией, а также наличием большого количества составляющих элементов, каждый из которых свои функции выполняет раздельно. Так, переходные плиты находятся за пределами длины моста и используются лишь для плавной передачи давления от колесной нагрузки на основание насыпи, а разгрузочные устройства выполнены гибкими и не могут одновременно быть крайними (береговыми) опорами моста.

Вторым существенным недостатком известного моста является его пониженная надежность и долговечность, обусловленная наличием сложных узлов сопряжения и швов между составляющими элементами моста.

Так, при наличии гибких разгрузочных устройств требуется выполнение сложных узлов креплений их концов для обеспечения анкеровки. В процессе эксплуатации моста будет происходить как ослабление анкерных устройств, так и растяжение самих полотнищ разгрузочных элементов, что приведет к уменьшению положительного эффекта от их использования, а следовательно к снижению надежности моста. Наличие многочисленных швов и соединений между составляющими элементами моста приведет к тому, что в указанных местах будет происходить фильтрация воды или проникновение агрессивных (выхлопных) газов с постепенным разрушением сопрягаемых элементов.

Таким образом, известный мост характеризуется повышенной материалоемкостью и недостаточной надежностью и долговечностью.

Предлагаемое техническое решение решает задачу снижения материалоемкости моста и повышения его надежности и долговечности.

Для решения поставленной задачи в многопролетном мосту, включающем опоры и жесткосоединенные с ними опорные части, пролетное строение, переходные плиты и разгрузочное устройство, опорные части жестко сопряжены с пролетным строением, а переходные плиты находятся в пределах длины моста над его отверстием и жестко сопряжены одним концом с пролетным строением, а другим - с разгрузочным устройством. При этом опоры выполнены в виде рядов свай-колонн, а разгрузочное устройство выполнено в виде подпорной стенки, отделяющей насыпь подходов.

Верхняя грань подпорной стенки жестко сопряжена с переходной плитой, а нижняя установлена на фундаментные подушки или ростверк. Сопряжение подпорной стенки с фундаментной подушкой может быть шарнирным или шарнирно-подвижным, для чего нижние грани подпорных стенок снабжены цилиндрическими выступами, которые устанавливаются в соответствующие углубления фундаментных подушек.

При шарнирном опирании радиус кривизны углубления в фундаментной подушке составляет 1...1,5, а при шарнирно-подвижном -1,5...2,5 радиуса кривизны выступа нижней грани подпорной стенки. Для снижения трения в узле соединения устанавливают прокладки из эластичных материалов.

Кроме того, подпорные стенки, фундаментные подушки, переходные плиты, опорные части и пролетное строение моста могут быть выполнены из монолитного железобетона.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявленное техническое решение отличается от известного новыми признаками:

1 - опорные части и пролетное строение жестко соединены между собой;

2 - переходные плиты выполнены в пределах длины моста над его отверстием, объединены и жестко сопряжены одним концом с пролетным строением, а другим с разгрузочным устройством;

3 - разгрузочное устройство выполнено в виде подпорной стенки, отделяющей насыпь подходов и опирающейся на фундаментную подушку или ростверк;

4 - сопряжение нижних граней подпорных стенок с фундаментными подушками выполнено шарнирным (с возможностью поворота) или шарнирно-подвижным, с возможностью поворота и горизонтального (возвратно-поступательного) смещения нижней грани подпорной стенки относительно оси опирания;

5 - опоры выполнены в виде рядов свай-колонн;

6 - нижние грани подпорных стенок снабжены цилиндрическими выступами, которые устанавливаются в соответствующие углубления фундаментных подушек;

7 - фундаментные подушки, подпорные стенки, переходные плиты, опорные части и пролетное строение моста выполнены из монолитного железобетона.

Перечисленные выше признаки предлагаемого технического решения при его осуществлении обеспечивают достижение сверх суммарного результата и превосходят известные, и в приведенной сумме перечисленные признаки не известны.

Сущность предлагаемого решения поясняется чертежами. На фиг.1 представлено предлагаемое конструктивное решение моста, продольный разрез по оси дороги. На фиг.2 - то же, поперечный разрез 1-1 на фиг.1. На фиг.3 - то же, разрез 2-2 на фиг.1. На фиг.4 то же, узел А сопряжения подпорной стенки с фундаментной подушкой на фиг.1.

Мост (фиг.1-4) расположен в насыпи автомобильной дороги 1 при пересечении постоянного водотока (реки). Он включает пролетное строение 2, переходные плиты 3, подпорные стенки (разгрузочные устройства) 4, фундаментные подушки 5, промежуточные опоры 6 и опорные части 7. Пролетное строение 2, переходные плиты 3, подпорные стенки 4 объединены и жестко сопряжены между собой, при этом переходные плиты 3 расположены в пределах длины моста над его отверстием.

Опорные части 7 жестко сопряжены с пролетным строением 2, при этом опоры выполнены в виде рядов свай-колонн.

Подпорные стенки 4 могут быть оперты на фундаментные подушки 5 шарнирно, с возможностью поворота, или шарнирно-подвижно, с возможностью поворота и возвратно-поступательного горизонтального смещения вертикальной грани подпорной стенки при нагружении моста. Для чего фундаментные подушки 5 снабжены цилиндрическими углублениями 8, а нижние грани подпорных стенок цилиндрическими выступами 9, между которыми расположена эластичная прокладка 10. При этом в грунтах с недостаточной несущей способностью фундаментные подушки выполняют в виде свайного ростверка.

При шарнирном опирании радиус кривизны цилиндрической поверхности углубления 8 принимается равным 1...1,5 радиуса кривизны цилиндрической поверхности выступа 9, что обеспечивает передачу на фундаментную подушку 5 вертикальной нагрузки и горизонтального усилия (распора).

При шарнирно-подвижном опирании радиус кривизны цилиндрической поверхности углубления 8 принимается равным 1,5...2,5 радиуса кривизны цилиндрической поверхности выступа 9, что обеспечивает передачу на фундаментную подушку 5 только вертикальной нагрузки, а горизонтальное усилие (распор) воспринимается дополнительным боковым давлением грунта насыпи 1.

При эксплуатации мост, размещенный в теле насыпи дороги 1, испытывает воздействие вертикальной и горизонтальной (при торможении) нагрузки, передающейся на пролетное строение 2 от движущегося по дороге транспорта (см. фиг.5). От действия вертикальной нагрузки Р происходит прогиб плиты пролетного строения 2 и вследствие жесткого объединения ее с переходной плитой 3 и подпорной стенкой 4, последняя поворачивается, вызывая при этом горизонтальную реакцию (распор), которая и разгружает пролетное строение моста.

Горизонтальные усилия, возникающие при торможении транспортных средств, воспринимаются либо фундаментами 5, либо грунтом насыпи 1 в зависимости от способа опирания подпорных стенок 4 на фундамент 5. При этом опоры 6, несмотря на жесткое их сопряжение с пролетным строением 2, не испытывают значительных горизонтальных воздействий.

Выполнение фундаментных подушек 5, подпорных стенок 4, переходных плит 3 и пролетного строения 2 из монолитного железобетона позволяет просто и надежно выполнить сопряжение составляющих частей моста, а так же обеспечить перераспределение внутренних усилий между ними при нагружении моста, что гарантирует надежность и долговечность моста в процессе эксплуатации.

Таким образом, по сравнению с аналогами [1, 2] и прототипом [3] в предлагаемом сооружении при наличии приведенных выше признаков удалось в наиболее полной мере снизить усилия в расчетных сечениях элементов моста за счет их эффективного перераспределения, включить в работу реактивный отпор грунта насыпи за подпорными стенками. Кроме того, в предлагаемом мосте, в отличие от известных [1-3], полностью исключены швы между элементами моста и обеспечена сплошность пролетного строения, переходных плит и подпорных стенок.

В результате не только снижена материалоемкость моста, но и существенно повышена его эксплуатационная надежность и долговечность.

Предлагаемый мост возводят в той же последовательности, что и прототип [3]. Сначала устраивают фундаменты 5, забивают сваи опор 6, устанавливают арматурные каркасы (не показаны) опорных частей 7 и подпорных стен 4, устанавливают опалубку этих элементов и бетонируют, обеспечив выпуски арматуры кверху. Затем устанавливают поддерживающие устройства (подмости) для опалубки плиты пролетного строения 2 и переходных плит 3. На палубе размещают арматуру и заводят выпуски арматуры из опорных элементов 7 и подпорных стенок 4. После бетонирования плиты пролетного строения 2 и переходных плит 3 образуется замкнутое вверху железобетонное строение (мост), жестко связанное с железобетонными подпорными стенками 3 и опертое на фундаменты 5 и опоры 6. Далее традиционным способом производят укладку дорожного покрытия и обустройство моста.

Таким образом, технология возведения моста традиционна и не требует дополнительных трудозатрат.

Предлагаемое техническое решение будет реализовано в дорожном строительстве как в Республике Беларусь, так и в Российской Федерации. Его применение позволит повысить эксплуатационную надежность и долговечность железобетонных мостов на автомобильных дорогах как общей сети, так и местных, сельскохозяйственных.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ №2178477. Опубликовано в БИПМ №2. - 2002.

2. Авторское свидетельство СССР №887691. Опубликовано в БИ №45. - 1981.

3. Авторское свидетельство СССР №981496. Опубликовано в БИ №46. - 1982.