ПРОМЕЖУТОЧНАЯ ОПОРА МОСТА НА ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЕ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к возведению опор мостов, возводимых на вечной мерзлоте.
Известна промежуточная опора моста на вечной мерзлоте, содержащая тело опоры и фундаментную часть [Технические условия на проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию железных дорог на полуострове Ямал. СТО Газпромтранс 4-2012. М., 2012, с.58, рис.Е.1,а].
Опора выполнена из столбов, объединенных сверху ригелем, причем тело опоры и ее фундаментная часть выполнены в виде единых столбов сплошного сечения.. Недостатком опоры является то, что она, будучи опорой глубокого заложения, в ряде случаев может располагаться в области слабых засоленных грунтов. Для обеспечения расчетной несущей способности потребуется большая глубина заложения или увеличенное количество столбов.
Известна промежуточная опора моста на вечной мерзлоте, содержащая тело опоры и фундаментную часть, выполненную в виде горизонтально уложенного лежня [там же, рис.Е.1,г]. Конструкция позволяет передать нагрузки на фунты в пределах верхних слоев, которые, как правило, не являются засоленными. Недостатком конструкции является то, что на небольшой глубине температура грунтов в расчетный момент времени (т.е. на момент окончания теплого периода года) достаточно высокая, что либо сильно увеличивает размеры лежня, либо вообще практически в ряде случаев требует отказа от данной схемы.
Целью данной полезной модели является повышение экономичности опоры.
Поставленная цель достигается тем, что промежуточная опора моста на вечной мерзлоте содержит тело опоры и фундаментную часть, выполненную в виде горизонтально уложенного лежня, причем пролетные строения моста содержат две и более главные балки, самостоятельно опирающиеся на опорные части, при этом тело опоры выполнено в виде пустотелых трубчатых стоек под каждую главную балку пролетного строения, а лежень содержит единую воздушную полость, примыкающую к полостям всех пустотелых трубчатых стоек и объединенную с этими полостями, а общая образующая таким образом полость со всех сторон замкнута и не сообщается с наружным воздухом, при этом подошва лежня расположена не выше верхнего уровня вечномерзлых грунтов на момент окончания теплого периода года.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где
на фиг.1 приведено сечение А-А моста (см. фиг.2);
на фиг.2 приведен разрез Б-Б моста (см. фиг.1).
Промежуточная опора моста на вечной мерзлоте содержит тело 1 опоры, состоящее из пустотелого элемента со сквозной полостью и фундаментную часть - лежень, которая включает опорный массив 2 и пустотелый элемент 3. В некоторых случаях лежень может быть выполнен только из пустотелого элемента 3. Полости элементов 1 и 3 объединены и представляют собой единую полость. Эта полость с внешним воздухом сообщения не имеет (при этом герметичность не требуется), для чего пустотелый элемент 3 заглушен с торцов крышками 4, а тело 1 опоры закрыто сверху крышками 5, которые одновременно выполняют роль подферменников. Подошва лежня расположена ниже верхнего уровня 6 вечномерзлых фунтов на момент окончания теплого периода года. Пролетное строение моста содержит главные балки 7 и плиту проезжей части 8, при этом главные балки 7 расположены над элементами 1 опоры. Со стороны берега расположена насыпь 9, отсыпанная на естественную поверхность 10. Горизонтальное давление насыпи воспринимается вертикальным щитом 11, а скачок вертикальной жесткости на контакте насыпи и пролетного строения компенсируется горизонтальной плитой 12. В данном случае пролетное строение моста статически определимое, консольной системы, поэтому на конце не имеет опоры. Но может быть и любой другой системы. После постройки моста верхняя граница 6 вечной мерзлоты заходит в насыпь, а в зоне подошвы лежня формируется область 13 с пониженной температурой грунта. Позицией 14 показана поперечная ось моста.
Промежуточная опора моста на вечной мерзлоте работает следующим образом. Горизонтальная и вертикальная нагрузки от пролетного строения передаются на тело 1 опоры и воспринимаются грунтом основания через массив 2 лежня. Несущая способность мерзлого грунта повышается с понижением его температуры. В предлагаемом техническом решении в зоне подошвы лежня формируется зона с более низкой температурой грунта, чем фоновая температура. Это достигается за счет обеспечения конвекции воздуха внутри полости элементов 1 и 3 в зимний период. В летний период конвекция прекращается.
Эффективность данного технического решения определяется за счет увеличения несущей способности грунта и, следовательно, снижением затрат на сооружение опоры, т.е. увеличение экономичности опоры. Область рационального применения данной конструкции основном соответствует автодорожным и пешеходным мостам.