ПРОМЕЖУТОЧНАЯ СВАЙНО-БАШМАЧНАЯ ОПОРА ПОДВОДНОГО АВТОДОРОЖНОГО РАЗБОРНОГО МОСТА (ПАРМ)

Полезная модель (далее ПМ) относится к области мостостроения, а именно к устройству временных подводных автодорожных разборных мостов, сооружаемых на военно-автомобильных дорогах.
Известна конструкция промежуточной опоры типа IV моста малых пролетов (ММП), состоящая из ригеля, двух стоек и двух башмаков [1].
Известна также опора «Сборно-разборной эстакады» (по авторскому свидетельству №989914 per. 14.09.1982 г.), которая состоит из ригеля, двух винтовых свай, двух стоек и двух башмаков, в которых устроены сквозные стаканы для свободного прохода лопастей свай при завинчивании их в грунт [2].
Данная опора принята за прототип ПМ.
Конструктивными недостатками прототипа являются следующие:
1. Расположение винтовых свай между стойками, что обусловливает необходимость размещения верха стволов свай в ригеле до установки опоры в проектное положение. Это создает определенные трудности при подготовке опоры к установке и самой установке ее в проектное положение.
2. Изготовление стоек из двух швеллеров, соединенных между собой вертикальными листами, которые расположены внутри стоек, их приварка к швеллерам трудновыполнима.
3. Наличие на квадратных стойках с двух сторон кронштейнов для опирания ригеля, крепление которых к стойкам производится болтами, а также использование специальных плоских прокладок, служащих для точной регулировки высоты расположения ригеля и укладываемых на горизонтальные полки кронштейнов. Все это достаточно трудоемко и потребует продолжительного времени работы водолазов под водой.
4. Отсутствие на ригелях опорных катков не позволяет осуществлять надвижку собранных пролетных строений.
5. Значительный вес и высокая коррозийность элементов опоры, т.к. все они изготовлены из стали.
Технической задачей ПМ является разработка такой конструкции промежуточной опоры подводного автодорожного разборного моста, которая обеспечит надежность и устойчивость опоры и моста в целом при размыве грунтов дна под башмаками, а также упростить операции по установке винтовых свай в рабочее положение перед их завинчиванием в грунт.
Указанная техническая задача решена за счет того, что промежуточная свайно-башмачная опора подводного автодорожного разборного моста состоит из ригеля, двух стоек, двух винтовых свай, отличается тем, что опирание ригеля производится на опорные поворотные стаканы, размещенные под концами ригеля на стойках и сваях опоры и имеющие сквозные отверстия для несущих штырей. На обоих концах ригеля устроены сквозные на всю толщину ригеля вырезы от торцов ригеля до гнезд, в которые заводят стволы свай перед их завинчиванием в грунт, а в башмаках соосно с гнездами устроены сквозные направляющие стаканы для прохода лопастей свай при их завинчивании. Все элементы опоры изготовлены из углепластика, а стволы стоек и свай выполнены из труб, имеющих по высоте сквозные отверстия, в которые вставляют несущие штыри после завинчивания свай.
Полезная модель поясняется рисунком, где обозначено:
фиг. 1 - общий (главный) вид опоры; фиг. 2 - вид опоры на фасаде моста; фиг. 3 - вид опоры сверху; фиг. 4 - вид башмака сверху; фиг. 5 - вид башмака поперек оси моста; фиг. 6 - вид башмака вдоль оси моста; поз. 1 - пролетное строение; поз. 2 - ригель опоры; поз. 3 - башмак; поз. 4 - опорный каток; поз. 5 - направляющий вертикальный ролик; поз. 6 - держатель осей опорных катков; поз. 7 - штырь-фиксатор положения пролетного строения на опоре; поз. 8 - стойка опоры; поз. 9 - винтовая свая; поз. 10 - опорный поворотный стакан; поз. 11 - несущий штырь; поз. 12 - пята стойки; поз. 13 - крестовина; поз. 14 - направляющий стакан сваи; поз. 15 - ребра жесткости башмака; поз. 16 - поворотный запор гнезда сваи; поз. 17 - соединительная накладка; поз. 18 - вырез в ригеле; УМВ - уровень меженных вод; вертикальные стрелки на фиг. 5 и фиг. 6 показывают возможные положения башмака относительно стойки 8.
Предлагаемая ПМ изготавливается и реализуется в следующей последовательности.
Изготовление всех элементов опоры производится из углепластика в цеховых условиях. Углепластик, как известно, обладает меньшим удельным весом и повышенной коррозийной стойкостью, чем сталь. Эти качества очень важны для опоры подводного моста, которая будет находиться постоянно в воде.
В цехе производится укрепленная (укрупненная) сборка ригеля 2 опоры, при которой наверху ригеля размещают и закрепляют элементы 4, 5, 6, 7 и 16 (фиг. 1, 2 и 3). Здесь же круглые стойки 8 соединяют жестко с пятами 12, например, штырем (на рисунке не показано). При этом длина секции стойки 8 должна быть не более 1,5-1,7 м. Следующие секции должны быть различной длины с шагом 0,5 м от 1 м до 3 м. Это позволит составлять стойки по высоте так, чтобы их верх находился в воде.
Расстояние между отверстиями по высоте на стволах сваи 9 и стоек 8, а также диаметр несущих штырей, определяется расчетами в зависимости от проектной грузоподъемности моста (пролетных строений).
В пятах 12 при их изготовлении должны быть размещены крестовины (шарниры) 13, которые обеспечивают башмакам 3 две степени свободы, что позволяет устанавливать башмаки 3 на грунты дна, имеющего продольные или поперечные уклоны до 30° относительно горизонта (фиг. 5 и 6).
Окончательная сборка опоры осуществляется на причале вблизи моста. Здесь рабочие насаживают на стволы стоек 8 опорные стаканы 10 и закрепляют их под низом ригеля 2 штырями на высоте, близкой к расчетной отметке. Затем краном ригель 2 поднимается вверх, опускается на стойки 8, которые талрепами предварительно зафиксированы в вертикальном положении (на рисунке не показано). В отверстия в стволах стоек 8 сверху ригеля вставляют монтажные штыри, которые удерживают от падения стойки 8 с башмаками 3 при перемещении опоры краном с причала на паром и во время опускания опоры на грунт в проектное положение на оси моста (фиг. 1).
Доставка опоры на место установки осуществляется на плашкоуте, на котором размещен кран. Краном опора опускается в проектное положение на башмаки, которые при устройстве моста могут использоваться по двойному назначению. На прочных грунтах они могут служить в качестве поверхностных фундаментов, передающих нагрузку на грунты дна. Если грунты слабые, то башмаки используют только на время завинчивания свай 9 установкой завинчивания свай (УЗС). В таких случаях опорные стаканы 10 поднимают водолазы по стволам стоек 8 до упора в ригель 2. В совмещенные отверстия в стаканах 10 и стойках 8 вставляют несущие штыри 11. Монтажные штыри, которые были в стойках 8 над ригелем 2, вынимают. На опору краном, размещенном на плашкоуте, устанавливают конец пролетного строения 1. Его положение на двух опорах фиксируется штырями 7. С предыдущим пролетным строение оно соединяется накладками 17.
Если же грунты дна слабые, то применяют винтовые сваи 9. Для этого краном стволы сваи 9 заводят в гнезда с торцов ригеля 2 и поворотными запорами 16 фиксируют их положение. После этого лопастную часть сваи опускают на грунт через направляющие стаканы 14, устроенные на башмаках 3. На пролетное строение заезжает установка завинчивания свай (УЗС) [3]. Производится завинчивание свай 9 по одной или двум одновременно. После достижения сваями 9 проектных отметок опорные стаканы 10 поднимают по стволам свай 9 до упора в ригель 2. Поворотом стаканов 10 совмещают отверстия в стволах свай 9 с отверстиями в стаканах 10. В эти отверстия вставляют несущие штыри И. Такие же штыри 11 в стволах стоек 8 допускается не удалять.
Теперь вся нагрузка с ригеля 2 передается на винтовые сваи 9 через штыри 11.
Такова, изложенная кратко, технология монтажа и установки с воды краном свайно-башмачной опоры ПАРМ.
Понятно, что может применяться и другая технология. Например, продольная надвижка пролетных строений или установка их с помощью понтонов («наплаву») за счет заполнения понтонов водой и ее откачки.
Таким образом, предлагаемая ПМ обеспечивает надежность и устойчивость опоры, в том числе при подмыве башмаков. Кроме того, за счет использования углепластика снижается не только вес опоры и моста в целом, но и коррозийность элементов опоры при ее нахождении в воде. Снижается радиоэлектронная заметность опоры и всего моста. В результате этого на обнаружение моста противнику потребуется больше времени и, как следствие, увеличиваются периоды эксплуатации моста, что позволит увеличить объем перевезенных грузов.
Использованные источники
1. Мост малых пролетов. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М: Воениздат.2002
2. Сборно-разборная эстакада. Авторское свидетельство №989914 (per. 14.09.1982 Г)
3. Поворотный опорный стакан свайно-винтового ростверка автодорожного разборного моста. Патент на полезную модель №165498 (per. 3.10.2016)