Устой диванного типа

Полезная модель относится к мостостроению и может быть использована при строительстве устоев мостов, путепроводов, эстакад.
Известен устой диванного типа, включающий шкафную стенку, опорную плиту, уширяющуюся по высоте подушку из дренирующего материала и насыпь, расположенную на естественном основании (см. авторское свидетельство СССР №1585426, МПК Е0В 19/00, опубл. 15.08.90. Бюл. №30).
Недостатком известной конструкции устоя является высокая материалозатратность и трудоемкость из-за использования специальных материалов, проведения армирования грунта насыпи, большой объем ручного труда.
Наиболее близким к изобретениям по своей сущности и достигаемому результату является устой диванного типа, включающий шкафную стенку, опорную плиту, переходную плиту, конусную грунтовую отсыпку, устроенную под подошвой опорной плиты и насыпь, расположенную на естественном основании (см. патент РФ №2146741, МПК E01D 19/02, опубл. 20.03.2000, бюлл. №8).
Недостатком известной конструкции устоя является низкая устойчивость оснований и повышенная деформативность, вследствие проявления осадок насыпи в процессе эксплуатации, что сказывается отрицательно на работе пролетного строения и его надежности.
Технической задачей является повышение устойчивости и надежности работы устоя.
Указанная техническая задача достигается тем, что устой диванного типа, содержащий шкафную стенку, опорную плиту, конусную грунтовую отсыпку, устроенную под подошвой опорной плиты и насыпь, расположенную на естественном основании, снабжен противоосадочным элементом, выполненным в виде прямоугольных железобетонных пустотелых плит, жестко связанных между собой и опорной плитой, расположенных под подошвой опорной плиты и заведенных в тело подходной насыпи, при этом длина противоосадочного элемента составляет: а≥2b, где а - длина противоосадочного элемента, b - длина опорной плиты.
Предлагаемое устройство поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен продольный разрез устоя, на фиг. 2 - разрез по А-А.
Конструкция устоя диванного типа включает шкафную стенку 1, опорную плиту 2, противоосадочный элемент 3, конусную грунтовую отсыпку 4, насыпь 5, расположенную на естественном основании 6, пролетное строение 7. Противоосадочный элемент 3 выполнен в виде прямоугольных железобетонных пустотелых плит, связанных между собой и с подошвой опорной плиты, заведенных в тело подходной насыпи, при этом противоосадочный элемент выполнен длиной а, определяемой зависимостью: а≥2b, где b - длина опорной плиты, что способствует уменьшению давления на конусную грунтовую отсыпку от веса устоя и подвижной нагрузки. В качестве противоосадочного элемента можно применять типовые железобетонные пустотелые плиты, изготавливаемые, как и все элементы устоя, в заводских условиях.
Опорная плита и противоосадочный элемент могут быть выполнены монолитными, или сборными, или сборно-монолитными, составными по ширине и/или длине из блоков, объединенных между собой монтажными стыками.
Устой монтируют следующим образом.
Готовят площадку под отсыпку конуса насыпи, отсыпают грунтовую насыпь 4 до отметки низа противоосадочного элемента 3, грунт насыпи отсыпают слоями и уплотняют. Затем монтируют сборные или бетонируют монолитные на месте железобетонные элементы устоя, состоящие из горизонтальной железобетонной опорной плиты 2, вертикальной железобетонной шкафной стенки 1, противоосадочного элемента 3, досыпают и уплотняют грунт насыпи за шкафной стенкой устоя, досыпают грунт насыпи 4 до проектных отметок. Все конструктивные элементы устоя объединяют между собой в единое целое монтажными стыками при сборном варианте, либо сваркой при монолитном варианте.
Предлагаемая конструкция устоя диванного типа по сравнению с прототипом обладает повышенной устойчивостью и несущей способностью. Согласно действующей методике (см. ВСН-187-76 «Инструкция по проектированию малых и средних мостов БАМ», М. 1976, стр. 96 Приложение 6. Расчет фундаментов против глубокого сдвига с грунтом по круглоцилиндрической поверхности), несущая способность устоев рассчитывается не только по прочности грунта под подошвой опорной плиты, но и по устойчивости его против глубокого сдвига. Устойчивость оснований обеспечивается при условии, что суммарное значение сдвигающих усилий, направленных в сторону русла не превышает суммарного сопротивления грунта сдвигу по всей круглоцилиндрической поверхности скольжения.
В прототипе, а также в других известных технических решениях, опорная плита, как правило, располагается в пределах конуса насыпи, где возникают крутые площадки по поверхности скольжения 8, что неизбежно приводит к расстройству эксплуатации устоя из-за воздействия сдвиговых усилий по круглоцилиндрической поверхности скольжения 9. Особенно это проявляется при отсыпке конуса насыпи недостаточно прочными грунтами (супесчаными, глинистыми и т.д.), так как условия устойчивости против глубокого сдвига не выполняется. В этом случае создаются предпосылки для сползания грунта конуса насыпи в сторону русла.
Применение конструкции устоя диванного типа с противоосадочным элементом 3 длиной, определенной по формуле а≥2b, где а - длина противоосадочного элемента 3, b - длина опорной плиты 2, обеспечивают устойчивость конусной грунтовой отсыпки 4 устоя, так как в работу включается больший массив грунта. Нагрузка от веса устоя и подвижного состава распределяется на значительно большую площадь грунтового массива насыпи.
Благодаря заведению противоосадочного элемента 3 в тело насыпи 5 в пределах вероятной поверхности скольжения 10 преобладают более пологие площадки с уменьшенным значением сдвигающих усилий (на черт, показано стрелочкой) и увеличенным значением сопротивления грунта сдвигу за счет трения. Это позволяет выполнить условия устойчивости основания против глубокого сдвига и обеспечивает более надежную работу устоя с одновременным повышением его несущей способности.
Использование при строительстве устоев с противоосадочным элементом, заведенным в тело насыпи, исключает неравномерные осадки от подвижных нагрузок в месте сопряжения подходной насыпи с устоем. В связи с этим улучшаются условия мягкого въезда, и отпадает необходимость использования переходной плиты.