БАШЕННАЯ ОПОРА СБОРНОГО МОСТА

Полезная модель относится к области мостостроения и может быть использована в разборных мостах.
Известен многосвайный фундамент башенной опоры (Патент на полезную модель №107189, МПК E02D 27/14, опубликовано: 10.08.2011), содержащий, по меньшей мере, две сваи и металлический ростверк, установленный на них с помощью стыковочных узлов, каждый из которых выполнен в виде стакана, закрепленного вверх дном на свае с помощью, по меньшей мере, одной шпильки, вставленной в соосные отверстия, выполненные в стенках стакана и голове сваи, и снабжен штырем, приваренным снаружи стакана к его дну и зафиксированным в вертикальном отверстии металлического ростверка. Металлический ростверк содержит центральный элемент и два периферийных элемента, при этом центральный элемент выполнен сварным из двух параллельных балок, на которых закреплена пластина с отверстиями под фланцевое соединение с основанием башенной опоры, и двух приваренных к балкам поперечин, скрепляющих концы параллельных балок, каждый периферийный элемент выполнен в виде балки с вертикальными отверстиями под штырь стыковочного узла, к которой приварены две консоли, а концы консолей периферийного элемента и концы поперечин центрального элемента снабжены фланцами для болтового соединения друг с другом.
Известен также сборный металлический ростверк многосвайного фундамента башенной опоры (Патент РФ на полезную модель №107191, МПК E02D 27/42, опубликовано: 10.08.2011). Полезная модель относится к области энергетического строительства и, в частности, к фундаментам под опоры башенного типа, используемые, например, при сооружении линии электропередачи. Технический результат полезной модели - уменьшение металлоемкости и повышение технологичности. Ростверк содержит центральный элемент (1) и два периферийных элемента (2). Элемент (1) выполнен сварным из двух параллельных балок (3), на которых закреплена пластина (4) с отверстиями (5) под фланцевое соединение с основанием башенной опоры, и двух приваренных к балкам (3) поперечин (6). Поперечины 6 скрепляют концы параллельных балок (3). Каждый периферийный элемент (2) выполнен в виде балки (7) с отверстиями (8) для закрепления на хвостах свай (9) и приваренных к балке (7) двух консолей (10). Концы консолей (10) и концы поперечин (6) снабжены фланцами (11) с отверстиями для болтового соединения друг с другом. Сварные соединения балок (3) с поперечинами (6), а также балок (7) с консолями (10) выполнены с использованием накладных металлических листов (12). Фланцы (11) на концах консолей (10) и поперечин (8) укреплены ребрами (13) жесткости.
Указанные выше башенные опоры не могут быть использованы в сборных мостовых сооружениях, используемых в условиях различного рельефа местности с водными преградами и без них.
Известны подъемные опоры на металлических или деревянных сваях, сооружаемые из местных материалов, включающие подъемную балку, две подвески, две пары поддомкратных и наддомкратных балок, домкраты (Наплавной железнодорожный мост НЖМ-56. Дополнение, - М. Воениздат, 1997, с.67-73).
Недостатками известных опор являются снижение их эксплуатационных возможностей, увеличение времени монтажа вследствие необходимости сооружения фундамента из забивных свай на воде, сложность монтажа в связи с необходимостью проведения сварочных работ, в частности, на воде.
Известна полезная модель (RU №60087, МПК E01D 19/14, E01D 15/00, 21.08.2006), которая относится к области мостостроения и может быть использована при сооружении береговых частей наплавных железнодорожных мостов при колебаниях уровня воды. Техническим результатом упомянутой полезной модели является создание опоры с уменьшенной массой без изменения ее несущей способности и эксплуатационных характеристик, упрощение технологии ее монтажа. Мостовая рамная опора содержит пару стоек с установленной внутри каждой из них с возможностью вертикального перемещения винтовой сваей со свайным наконечником, оснащенным винтовой лопастью, по всей высоте каждой из винтовых свай с заданным шагом выполнены отверстия, пару башмаков, каждый из которых выполнен с открытой полостью под винтовую лопасть свайного наконечника и посредством крестового шарнирного соединения присоединен к нижней части каждой из стоек, основание каждого из опорных башмаков выполнено с вертикальными ребрами жесткости, ригель, на каждом конце которого выполнено по пазу под стойки и жестко закреплена одна технологическая площадка, два механизма подъема или опускания ригеля, каждый из которых состоит из приводной лебедки, гибкой тяги и полиспаста, содержащего два блока: подвижный, состоящий из двух роликов, и неподвижный, при этом приводная лебедка и один из роликов подвижного блока установлены на технологической площадке, опорные элементы, расположенные на стойках выше и ниже ригеля, штыри, поперечную связь жестко закрепленную своими концами на стойках. Новым является то, что каждый башмак представляет собой сварную металлоконструкцию, включающую основание, выполненное в виде квадратного листа со скошенными углами и с осевым квадратным отверстием под винтовую лопасть свайного наконечника, по внешним сторонам которого жестко установлены, по меньшей мере, четыре ребра жесткости, каждое из которых выполнено в виде трапеции, причем длина ее нижнего основания равна длине стороны квадратного листа, а длина ее верхнего основания равна длине стороны квадратного отверстия, каждая из технологических площадок жестко прикреплена к соответствующему торцу ригеля, таким образом, что ее горизонтальная ось симметрии параллельна его продольной оси симметрии, другой ролик подвижного блока полиспаста установлен на ригеле перед пазом под стойку, каждый опорный элемент выполнен в виде плоской прямоугольной накладки, жестко закрепленной на стойке.
Однако технический результат не достигается в полной мере, т.к. недостатком технического решения является сложность конструкции опоры, трудоемкость и низкая оперативность сборки на месте монтажа.
Известна мостовая рамная опора, включающая пару стоек с установленной внутри каждой из них с возможностью вертикального перемещения винтовой сваей со свайным наконечником, оснащенным винтовой лопастью, по всей высоте каждой из винтовых свай с заданным шагом выполнены отверстия, пару башмаков, каждый из которых выполнен с открытой полостью с возможностью размещения в ней винтовой лопасти свайного наконечника и посредством крестового шарнирного соединения присоединен к нижней части каждой из стоек, каждый опорный башмак выполнен в форме усеченного конуса, состоящего из верхнего и нижнего колец, соединенных друг с другом фигурными ребрами жесткости, ригель, выполненный с пазами на концах под стойки, две пары технологических площадок, каждая из которых жестко закреплена соответственно на каждом из концов ригеля, при чем ось симметрии каждой технологической площадки перпендикулярна продольной оси ригеля, два механизма подъема или опускания ригеля с гибкой тягой, каждый из которых включает полиспаст, подвижный блок которого состоит из двух роликов, причем каждый ролик установлен на соответствующей технологической площадке, опорные элементы, расположенные выше и ниже ригеля, винтовые приспособления для возможности вертикального перемещения ригеля, штыри, связи [RU №2149946 С1, МПК Е01D 19/14, 1999].
Недостатками известных из уровня техники опор мостовых сооружений является низкая оперативность и сложность сборки и монтажа, большая масса при недостаточной прочности и грузоподъемности.
Техническим результатом является создание башенной опоры сборного моста с уменьшенной массой без изменения ее несущей способности и эксплуатационных характеристик, упрощение технологии ее монтажа и расширение функциональных возможностей.
Для достижения указанного технического результата башенная опора сборного моста, содержит две пары стоек, скрепленных между собой продольным ригелем коробчатого сечения в каждой паре, а также продольными и поперечными диагональными связями, жестко закрепленными своими концами на стойках, башмак опоры, а также, поперечный ригель коробчатого сечения, связывающий продольные ригели пар стоек, при этом каждый продольный ригель выполнен с фланцами для закрепления на стойках, а сами стойки выполнены составными из трубчатых секций, имеющих фасонки по краям и скрепленных между собой и с фланцами ригеля при помощи откидных болтов.
Кроме того, башмак опоры выполнен из двух одинаковых центральных частей, каждая из которых представляет собой горизонтальный лист усиленный ребрами жесткости, причем по внешнему контуру каждый лист обрамлен вертикальным бортом, выступающим за нижнюю грань.
Кроме того, каждая стойка снабжена расположенной внутри нее винтовой сваей, наконечником стойки и креплением ригеля на свае, а башмак опоры выполнен в виде свайных башмаков по числу винтовых свай, охватывающих каждую сваю и связанных с соответствующими наконечниками стоек.
Кроме того, в нее введены поперечные распорки, состоящие из талрепа и двух хомутов каждая для крепления к стойкам и предотвращения изменения расстояния между стойками.
Кроме того, каждая стойка снабжена монтажной лестницей.
Кроме того, трубчатые секции выполнены разной или одинаковой высоты.
Полезная модель поясняется чертежами, где изображены:
на фиг.1 - пойменная башенная опора, общий вид; на фиг.2 - то же вид сбоку и спереди; на фиг.3 - русловая башенная опора, вид спереди.
Башенная опора 1 сборного моста, содержит две пары стоек 2, скрепленных между собой продольным ригелем 3 коробчатого сечения в каждой паре, а также продольными и поперечными диагональными связями 4, жестко закрепленными своими концами на стойках 2, башмак 5 опоры, а также, поперечный ригель 6 коробчатого сечения, связывающий продольные ригели 3 пар стоек, при этом каждый продольный ригель 3 выполнен с фланцами 7 для закрепления на стойках, а сами стойки выполнены составными из трубчатых секций 8, имеющих фасонки 9 по краям и скрепленных между собой и с фланцами ригеля при помощи откидных болтов 10.
Башмак 5 опоры выполнен из двух одинаковых центральных частей 11 и 12, каждая из которых представляет собой горизонтальный лист усиленный ребрами жесткости 13, причем по внешнему контуру каждый лист обрамлен вертикальным бортом 14, выступающим за нижнюю грань.
Каждая стойка снабжена расположенной внутри нее винтовой сваей 15, наконечником 16 стойки и креплением 17 ригеля на свае, а башмак опоры выполнен в виде свайных башмаков 18 по числу винтовых свай, охватывающих каждую сваю и связанных с соответствующими наконечниками стоек.
Поперечные распорки 19, состоят из талрепа 20 и двух хомутов 21 каждая для крепления к стойкам и предотвращения изменения расстояния между стойками. Каждая стойка снабжена монтажной лестницей.
Трубчатые секции 8 выполнены разной или одинаковой высоты.
Такое выполнение отдельных конструктивных элементов опоры, а также их совокупность обеспечивает создание опоры с уменьшенной массой практически без изменения ее несущей способности, а эксплуатационные характеристики значительно повышаются за счет упрощения и повышения оперативности монтажа на месте использования и расширения функциональных возможностей за счет унификации конструкции для различных условий использования.
Работа башенной опоры может быть показана на примере конкретного исполнения, приводимого ниже.
Башенная опора является основным конструктивным элементом сборно-разборного моста-эстакады ИМЖ-500.
Башенная опора эстакады предназначена для восприятия и передачи вертикальных и горизонтальных нагрузок на грунт основания. Преимущественный способ передачи нагрузок - поверхностное опирание с расчетным сопротивлением грунта не менее 1,5 кгс/см2. Для обеспечения возможности сооружения эстакады на грунтах меньшей прочности или в русле водотока (в т.ч. при большой глубине воды) предусмотрена возможность сооружения данных опор на винтовых сваях. Опоры сборного типа с разным способом опирания имеют максимальное количество одинаковых элементов, что способствует оперативности сборки и монтажа. На опорах предусмотрены смотровые отверстия и приспособления для осмотра элементов опор и соединений.
Башенная опора состоит из следующих монтажных элементов: поперечного ригеля, продольного ригеля, башмаков опоры, наконечника стойки, секций стоек опор, распорок диагональных поперечных связей с крепежами к стойкам опор, поперечных распорок, лестниц. Элементы опоры соединяются между собой откидными болтами.
Поперечный и продольный ригели выполнены в виде сварной коробчатой балки постоянного сечения. Вертикальные листы ригелей по краям усилены ребрами жесткости.
Башмак 5 опоры состоит из двух одинаковых центральных частей. Каждая из частей представляет собой горизонтальный лист усиленный ребрами жесткости. По внешнему контуру лист обрамлен вертикальным бортом, выступающим за нижнюю грань.
Для опоры на винтовых сваях дополнительно предусмотрены следующие элементы: свайный башмак, наконечник стойки и крепление ригеля. Сваи расположены внутри стоек через монтажные отверстия. Нагрузка передается от ригеля через винтовые подвески и крепления ригеля на свае.
Стойки опоры трубчатые с фасонками по краям. Секции стоек опор имеют три типоразмера: длина 0,5 и 1,0 и 3,0 метра для обеспечения сборки опор с шагом 0,5 метра и выполнения требования взаимозаменяемости. Соединение стоек между собой и к концам опор осуществляется откидными болтами. Длина стойки максимально 11 м.
Предусмотрено две марки поперечных связей длиной 3,7 м и 6,4 м, выполненных из лент и талрепа, которые соединяются между собой накладками и болтами. Крепеж связей служит для прикрепления распорок поперечных связей к стойкам опор. Поперечные распорки состоят из талрепа и двух хомутов. Талреп с помощью хомутов крепится к стойкам опоры и предотвращает изменение расстояния между стойками опор.
Минимальная высота башенной опоры при опирании на грунт через башмаки 2,305 м, максимальная - 13,305 м.
Минимальная высота плоской башенной при сооружении на винтовых сваях 7,53 м, максимальная - 13,53 м.
Материал для основных элементов башенных опор сталь 09Г2С ГОСТ 19281-89.
Расчетная вертикальная нагрузка на опору 400 т, горизонтальная расчетная нагрузка - 40 т.
Таким образом, обеспечивается получение технического результата в виде создания башенной опоры с уменьшенной массой без изменения ее несущей способности и эксплуатационных характеристик, повышение оперативности и упрощение технологии ее монтажа и расширение функциональных возможностей.