БЕСШОВНЫЙ МОСТ

Полезная модель относится к мостостроению, а именно, к мостам и путепроводам на автомобильных и железных дорогах всех категорий с максимально длиной сооружения равной 350 м.
Известен мост тоннельного типа (см. RU 2269618 C1, опубликовано 10.02.2006), включающий пролетное строение, насыпи подходов и устои в виде подпорных стенок, имеющих шкафную стенку и опорную площадку с опорными частями. Пролетное строение, выполнено в виде набора установленных с определенным шагом балок, опирающихся на всесторонне подвижные опорные части и объединенных по верху железобетонной плитой проезжей части. Пролетное строение разделено по ширине на ряд независимо перемещающихся относительно друг друга в горизонтальной плоскости участков - «захваток». Наличие в балках всесторонних подвижных опорных частей и независимых участков «захваток» обеспечивает создание «плавающего» моста, т.е. свободно перемещающегося в определенных пределах пролетного строения от температурных деформаций в горизонтальной плоскости без нарушения целостности плиты проезжей части. Однако такая конструкция является сложной и материалоемкой.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является конструкция бесшовного моста, содержащего пролетное строение, включающее плиту проезжей части, которая концами расположена на гибких устоях обсыпного типа, установленных в подходной насыпи моста. В случае наличия промежуточных опор их также выполняют гибкими (см. статью Б.А.Дробышевского «Бесшовные мосты как направление в малом мостостроении», 2008 г, рис.1 из сети Интернет на странице http://www.gruzovik.ru/ru/info_article/russia_truck/2008/seamless_bridge/default.aspx). Конструкция моста ближайшего аналога позволяет сооружать мосты длиной не более 50 м. Выполнение устоев гибкими требует их установки до сооружения подходной насыпи и сопряжено с необходимостью разработки котлована и применения тяжелого оборудования. Объединение устоев с пролетным строением выполнено шарнирно, при этом невозможно перераспределение изгибающего момента от пролетного строения на устои.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание конструкции пролетного строения моста с высокой несущей способностью, простой и технологичной при возведении и обладающей низкой материалоемкостью.
Поставленная задача решается тем, что бесшовный мост содержит пролетное строение, включающее плиту проезжей части, которая концами расположена на устоях обсыпного типа, которые выполнены жесткой конструкции каждый в виде тела, монолитно объединенного с концами плиты проезжей части и установленного на однорядном фундаменте из свай.
Жесткая конструкция устоев необходима для восприятия и перераспределения нагрузки от собственного веса пролетного строения и временной нагрузки, находящейся на нем. При жестком объединении устоев с пролетным строением происходит частичное перераспределение изгибающего момента из пролетного строения в устои, что позволяет снизить строительную высоту пролетного строения при его малой длине и соответственно уменьшить количество рабочей арматуры в растянутой зоне пролетного строения посередине пролета. Ввиду жесткости и малой высоты устоя и его монолитного объединения с конструкцией пролетного строения происходит совместное горизонтальное смещение устоя вместе с торцами плит проезжей части пролетного строения без заметного поворота тела устоя вокруг вертикальной оси.
Тип устоя - обсыпной определяет минимально возможные его размеры (высоту и ширину вдоль моста), что позволяет выполнить строительство устоя после сооружения подходной насыпи моста без разработки котлована и применения тяжелого оборудования для его сооружения.
Однорядный фундамент глубокого заложения, состоящий из свай, на который опирается устой, позволяет бесшовному мосту «дышать», т.е. реагировать на изменения температуры окружающего воздуха и как следствие этого воспринимать без ущерба своей функции горизонтальные деформации пролетного строения. Материал свай, их жесткость и количество подбираются конкретно для каждого сооружения. Такая конструкция фундамента обеспечивает гибкость всего сооружения на восприятие горизонтальных деформаций. Преимуществом является то, что сваи окружены грунтом конуса насыпи и образуют систему «свая-грунт», которая работает намного лучше и является долговечнее системы «гибкий устой - грунт», при которой устой как бы разрезает тело конуса насыпи и при его перемещении возникают полости, в которые устремляется окружающий грунт, что приводит к провалам грунта подходной насыпи, в том числе, под плитой мягкого въезда.
Интегральное объединение пролетного строения с устоями позволяет улучшить сопротивление отрыву пролетного строения на устоях при нахождении временной нагрузки на смежном, более длинном пролете моста из-за включения в работу сопротивления фундамента устоя на выдергивание.
В частных случаях реализации полезной модели мост может содержать промежуточные опоры, которые шарнирно или жестко объединены с пролетным строением. При жестком объединении происходит перераспределение изгибающего момента от пролетного строения в промежуточные опоры, что превращает конструкцию моста в рамную.
Перед пролетным строением на подходной насыпи на всю ширину проезжей части расположена плита мягкого въезда, один конец которой жестко или шарнирно объединен с телом устоя, а другой конец опирается на железобетонный лежень, что гарантирует плавный въезд и съезд с моста.
Пролетное строение может представлять собой только железобетонную монолитную плиту проезжей части или содержать металлические или железобетонные продольные балки, объединенные железобетонной плитой проезжей части.
Сущность изобретения поясняется с помощью графических материалов.
На фиг.1 показано продольное сечение предлагаемого моста; на фиг.2 показан узел сопряжения плиты мягкого въезда, устоя и пролетного строения с плитой проезжей части и продольными железобетонными балками; на фиг.3 показан узел сопряжения плиты мягкого въезда, устоя и пролетного строения с плитой проезжей части и продольными металлическими балками; на фиг.4 показан узел сопряжения плиты мягкого въезда, устоя и пролетного строения, выполненного монолитным в виде железобетонной плиты проезжей части.
Бесшовный мост содержит мостовое полотно 1 из асфальтобетона, уложенное на плиту 2 проезжей части пролетного строения, которая железобетонными диафрагмами 19, выполненными на ее концах, опирается и монолитно объединяется с телом устоя 3, установленного в подходной насыпи 4 моста (фиг.1). Прямоугольное железобетонное тело устоя 3 установлено на однорядном фундаменте из металлических или железобетонных свай 5 глубокого заложения, пронизывающих тело насыпи и опирающихся на несущий слой грунта. Промежуточные опоры 6 моста шарнирно (на чертежах не показано) или жестко монолитно объединены посредством железобетонной диафрагмы 20 (фиг.1) с плитой 2 проезжей части. Мост содержит плиту 7 мягкого въезда, расположенную на подходной насыпи 4 на всю ширину проезжей части, при этом один конец плиты 7 жестко или шарнирно объединен с телом устоя 3, а другой конец опирается на железобетонный лежень 8.
Жесткое монолитное объединение плиты 2 проезжей части с телом устоя 3, промежуточной опорой 6 и плитой 7 мягкого въезда усилено с помощью арматурных стержней 9. Место сопряжения плиты 2 проезжей части с телом устоя 3 и промежуточной опорой 6 может быть выполнено в виде шпоночного соединения 10.
Пролетное строение может представлять собой железобетонную монолитную плиту 2 проезжей части (см. фиг.4) или содержать металлические или железобетонные продольные балки 11, объединенные плитой 2 проезжей части и железобетонными диафрагмами 19 и 20 по торцам и над промежуточными опорами 6 (см. фиг.2 и 3).
Железобетонные балки 11 соединены с железобетонной диафрагмой 19 плиты 2 посредством арматурных выпусков 12 (фиг.2).
Металлические балки 11 имеют на концах, заделанных в железобетонную диафрагму 19 плиты 2, отверстия 13 для пропуска арматуры (фиг.3).
Между частью опорной поверхности плиты 2 проезжей части и поверхностями тела устоя 3 и промежуточных опор 6 установлены резиновые прокладки 12.
Плита мягкого въезда соединена с мостовым полотном 1 и с дорожной одеждой 15 поперечными швами 16 и 17 соответственно. Поперечный шов 16 выполнен с заполнением горячей битумной мастикой. Поперечный шов 17 заполнен полимерным материалом с заполнением в верхней части горячей битумной мастикой.
Место соединения устоев 3 с монолитной диафрагмой 19 плиты 2 покрыто лентой 18 оклеечной гидроизоляции.
Работа предлагаемой конструкции моста происходит по неразрезной схеме без использования деформационных швов, что придает движению по всей длине моста дополнительную плавность и комфортность. Интегральное объединение пролетного строения с устоями позволяет улучшить сопротивление отрыву пролетного строения на устоях при нахождении временной нагрузки на смежном, более длинном пролете моста из-за включения в работу сопротивления фундамента устоя на выдергивание. Кроме того, интегральное объединение пролетного строения с устоями способствует более рациональному распределению горизонтального бокового давления грунта насыпи, а также сил торможения и сейсмических горизонтальных сил на все промежуточные опоры через устои и пролетное строение.
Предлагаемое решение позволяет:
- экономить время и средства, затрачиваемые на расчет моста, ввиду более простой конструкции устоев и промежуточных опор и отсутствия расчетов деформационных швов и опорных частей;
- повысить скорость строительства мостов ввиду упрощенной конструкции фундаментов устоев и промежуточных опор и возможности сооружения пролетного строения в один цикл на всю длину моста ввиду отсутствия деформационных швов;
- экономить время и средства ввиду отсутствия необходимости строительства массивного тела устоя;
- полностью механизировать работы по устройству конусов подходных насыпей ввиду отсутствия необходимости использования обратной засыпки при сооружении тела устоя;
- использовать простую опалубку и отказаться от использования сложных вспомогательных сооружений и устройств, ввиду того, что все работы по сооружению устоя ведутся с горизонтальной поверхности подходной насыпи;
- отказаться от полной разборки существующего устоя моста при его реабилитации при устройстве фундамента нового устоя.