Рис. 1. Основные элементы опоры железобетонного моста: 1 — подферменная плита; 2 — тело опоры; 3 — фундамент; ПР(УП) — уровень проезда; УМВ — уровень меженных вод; УВВ — уровень высоких вод; ПФ — уровень заложения фундамента.
Мостовая опора
— конструкция моста, предназначенная для передачи давления от постоянных и временных нагрузок с пролётных строений на грунтовое основание. Опоры железнодорожных мостов воспринимают вертик. нагрузки от самих пролётных строений и движущегося по мосту подвижного состава, а также горизонтальные нагрузки — от ветра, льда, навала судов, торможения или силы тяги, распора арочных ферм и т. д. Для обеспечения движения подвижного состава М. о. должны обладать достаточной прочностью и устойчивостью, а их осадка, крен или сдвиг не должны превышать допустимых размеров, обеспечивая норм, эксплуатацию моста. В современные железнодорожный мостостроении мостовая опора — сложная конструкция, для изготовления элементов которой используется главным образом монолитный и сборный железобетон тех же марок, что и для пролетных строении. М. о. могут быть массивными или облегченными, позволяющими экономить материал и шире применять сборные конструкции. Металлические мостовые опоры сооружают сравнительно редко, главным образом в путепроводах, особенно когда они выполняются как единое целое с пролётными строениями. Дерев, опоры используют как временные до возведения постоянных. Особую категорию составляют опоры разводных и наплавных мостов. Конструкция опор разводных, мостов рассчитана на возможность размещения разводных механизмов, подклинивающих устройств, гидроприводов и т. д. Опоры наплавных мостов представляют собой плавучие металлической или дерев, ящики (понтоны или плашкоуты), удерживаемые по оси моста якорями.
По расположению различают промежуточные мостовые опоры — быки и концевые или береговые — устои моста. Основные элементы М. о. (рис. 1) — подферменная плита, тело опоры и фундамент (основание). Подферменная плита (оголовок — у быка) изготовляется монолитной или сборной из бетона или армированного железобетона; служит для восприятия давления пролётных строений через опорные части моста на промежуточных опорах и непосредственно — на концевых опорах. Размеры подферменных плит определяются расположением опорных частей, числом проложенных на мосту железнодорожных путей, наличием полос для проезда других транспортных средств, пешеходных дорожек и т. п. Ниже подферменной плиты располагается тело опоры, через которое нагрузки передаются на фундамент. Тело опоры может быть из монолитного бетона или железобетона, бутобетона (в устоях), сборным из коробчатых железобетонных блоков (рис. 2) с заполнением пустот в них бетоном, из железобетонных центрифугированных труб (т. и. гибкие опоры в виадуках под ж. д.). Бетонирование монолитных М. о. производят с использованием сборной опалубки, в т. ч. скользящей. Сборные блоки изготовляют на производств, базах и доставляют к месту строительства моста. В сейсмически опасных районах в опорах применяют коробчатые пустотелые блоки, которые при строительстве заполняют монолитным бетоном, армируют ненапрягаемыми стержнями или предварительно напряжёнными элементами, протянутыми через камеры. Соединяют блоки клеем.
Рис. 2. Опора моста из сборных коробчатых блоков.
Часто оказывается целесообразным выполнять часть М. о., располож. выше обреза фундамента, из телескопических оболочек, объединённых перемычками в уровне высоких вод и ригелями — поверху. В путепроводах и эстакадах, не подвергающихся воздействию воды и льда, в конструкции опор используют металлической стойки. Фундаменты опор железнодорожных мостов сооружают мелкого и глубокого заложения в зависимости от местных условий, грунтов и предполагаемой интенсивности движения. Для малых мостов с опорами небольшой высоты или на малосжимаемых грунтах устраивают фундаменты мелкого заложения (рис. 3). При этом все внеш. воздействия (горизонтальные и вертикальные силы и моменты) передаются от надфундаментиой части на грунтовое основание только через подошву фундамента, а боковые поверхности из-за неплотного прилегания грунта в работе не участвуют.
Если силы, действующие на мост, велики, а грунты в основании слабы, то необходимо сооружение фундаментов глубокого заложения (рис. 4). В этом случае нагрузки передаются на грунт через подошву, торцы элеростверковые опоры эстакадного типа (из свай, оболочек, столбов, полых опускных колодцев), объединённых плитой (насадкой) только в верхней, возвышающейся над грунтом части. В таких фундаментах чаще всего используют сплошные или полые железобетонные сваи (рис. 5,а) — прямоугольные сечением 35 X 35 и 40 X 40 см или круглые диаметром до 80 см (при большем диаметре — сваи-оболочки). Длина свай может быть 50 м и более. Для строительства фундаментов с ростверком используют направляющий каркас, который фиксирует погружаемую сваю и одновременно выполняет роль распорного крепления шпунтового ограждения котлована. После удаления грунта из котлована и погружения свай до проектной отметки укладывают бетон подводным способом до образования водозащитной подушки. Верхнюю часть сваи срезают, укладывают арматуру и бетонируют плиту ростверка и надфундаментную часть опоры, после чего ограждение разбирают. В ростверках свайных фундаментов водозащитная подушка является временным вспомогательные сооружением в отличие от основания колодцев, где она выполняет роль пост, конструкции, непосредственно передающей нагрузку на грунт.
При глубине водотока до 5 м рабочие площадки для сооружения фундаментов располагают на поверхности искусственно отсыпанных островков; при глубине более 5 м в местах, где возможны сильные ветры, тонкий ледяной покров и отсутствуют плавсредства, возводят стационарные подмости. В пределах глубоких водотоков применяют понтоны, плашкоуты, баркасы или самоподъёмные платформы, плавучие подъёмные краны грузоподъёмностью 500 т и более. В фундаментах глубокого заложения используют забивные сваи с наибольшей несущей способностью и оболочки, а также буровые столбы с несколько меньшей несущей способностью.
Для установки и фиксирования свай и оболочек применяют различных направляющие устройства (каркасы, копры, кондукторы), для погружения — сваебойное оборудование, буровое оборудование. Выбор типа оборудования зависит от свойств подстилающих грунтов. В глинистые грунты (плотные и средней плотности) сваи заглубляют сваебойными молотами, в песчаные — вибраторами. По мере погружения оболочек в грунт производят их наращивание (удлинение) с помощью стыков (например, фланцевых с соединением секции на болтах). Для облегчения погружения свай и оболочек применяют опережение разработки грунта, когда заглубление производят в предварительно пробуриваемые скважины, или подмыв грунта. Сваи и столбы иногда сооружают непосредственно в грунте путём забивки, вибропогружения, завинчивания или задавливания инвентарных или оставляемых в грунте стальных обсадных труб и т. д. Для удаления грунта из скважин и оболочек используют грейферы ударного действия (на песчаных и мягкопластичных грунтах), буровые роторные станки (на твёрдых и полутвёрдых глинистых грунтах) и др. средства механизации. При сооружении мостовых опор в виде опускного колодца-оболочки (рис. 5,6) его заглубляют до несущего слоя грунта, воспринимающего расчётные вертикальные и горизонтальные нагрузки. Внутр. полость колодцев заполняют сплошным бетоном или в нижней части колодца устраивают бетонную подушку, а в верхней укладывают железобетонную плиту. Обрез фундаментов глубокого заложения, как правило, располагают ниже уровня грунта и на 0,5 м ниже уровня низких вод, а в пределах акваторий — ниже уровня низкого ледостава; подошву ростверка часто располагают над низким (или рабочим) уровнем вод, реже применяют безростверковые конструкции фундаментов.
Кроме основные элементов опор мосты различных систем могут иметь дополнит, конструкции. Так, мостовые опоры, находящиеся в пределах города, обычно облицовывают плитками из природного камня.
В винтовых элементов (сваи, сваи-оболочки, столбы) и через их боковые поверхности. При этом возникают силы трения в результате сопротивления вдавливанию в грунт и силы бокового отпора грунта (сопротивление сдвигу или повороту фундамента), что позволяет значительно уменьшить расход бетона и объём земляных работ, затраты труда и сократить сроки строительства.
В рамных мостах опоры представляют единое целое с пролётным строением, за счёт чего их сечение может быть уменьшено. В некоторых конструкциях мостов (например, путепроводах рамного типа) стойки опор делают с шарнирным опиранием на фундамент (качающиеся стойки). Высокие опоры виадуков иногда делают «гибкими» (уменьшенного поперечного сечения), способными деформироваться от сейсмических воздействий без разрушения. Береговые «торы имеют шкафную стенку, прилегающую к пролётному строению, обсыпные устройства, переход для обеспечения плавного въезда подвижного состава с насыпи па мост. На некоторых Байтовых и висячих мостах в устоях заанкеривают кабели или ванты. Устой засыпается насыпью, конусы которой мостят сборными бетонными блоками, препятствующими ее обсыпанию и размыву.
В современные мостостроении сооружение М. о. занимает в среднем около 60% времени сооружения моста и составляет более 50% его стоимости.