Сооружение сборных опор балочных мостов

В последнее десятилетие решен ряд задач по индустриализации сооружения железобетонных фундаментов опор мостов. Преобладающим же типом надфундаментной части опор являются массивные монолитные конструкции тех же форм, а часто и размеров, которые были выработаны при строительстве опор из бутовой кладки, облицованной штучным камнем.

Основным недостатком таких опор является излишний расход материалов, многодельность и большая трудоемкость выполняемых на месте работ.

Применение сборного и предварительно напряженного железобетона открывает перспективы индустриализации сооружения надфундаментной части опор.

Применение предварительно напряженного железобетона позволяет уменьшить размеры и сечения опор, исключить возможность возникновения растягивающих напряжений в кладке, обеспечивает легкость и трещиностойкость конструкции, возможность возведения ее из транспортабельных типовых блоков.

Сложность создания сборных речных опор объясняется тяжелыми условиями их работы: восприятие значительных горизонтальных сил, от воздействия ледоходов, высоких паводковых вод и случайных навалов барж и плотов и др.

Совершенствование конструкции опор идет по пути последовательного перехода от монолитных надфундаментных конструкций к сборно-монолитным и полностью сборным. Как одна из переходных форм применяются также комбинированные опоры.

Монолитные надфундаментные конструкции опор могут быть:

• сплошными;
• массивными;
• столбчатыми,
• стенчатыми;
• пустотелыми;

Их бетонируют на месте строительства в стационарной или подвижной опалубке.

Сборно-монолитные конструкции опор

Сборно-монолитные конструкции опор, как правило, состоят из оболочки и монолитного бетонного ядра. Сборную оболочку, выполняющую роль опалубки и защиты монолитного ядра, монтируют на месте строительства из предварительно изготовленных бетонных пли железобетонных элементов или блоков; плоских плит, замкнутых пространственных элементов прямоугольного, круглого, Т-образного пли других очертаний в плане, типовых железобетонных цилиндрических труб-оболочек диаметром от 0,4 до 2 м и т. д.

Изготовление сборных оболочек или элементов на заводах и полигонах позволяет повысить уровень механизации труда, выполнять в ряде случаев работы в зимних условиях без устройства тепляков.

Применение готовых бетонных блоков для заполнения полостей сборной оболочки сокращает объем бетонных работ, выполняемых на месте сооружения опор. Заблаговременная заготовка блоков и последующий монтаж опор позволяют значительно повысить темпы строительства, а также более равномерно в течение года использовать рабочую силу. Изготовление элементов облицовки из бетонов высокой марки позволяет отказаться от облицовки.

Сборно-монолитные опоры в большинстве случаев по конструкции повторяют очертания монолитных опор (массивных, стенчатых, столбчатых), и поэтому при сооружении их не достигается экономия материалов.

Сборные опоры сооружают на месте строительства из заранее изготовленных в заводских условиях бетонных и железобетонных элементов разных форм и размеров, соединяемых между собой стыками различной конструкции. При сооружении сборных опор строительная площадка превращается в монтажную. В зависимости от конструкции опор и пролетных строений строительство всего моста в этом случае может вестись с применением одних и тех же механизмов. При сооружении сборных опор достигается наибольшая, по сравнению с другими типами опор, экономия материалов и затрат труда.

Разновидности конструкций сборных опор

Сборные опоры наиболее разнообразны, по конструкции на:

• массивные из крупных бетонных блоков;
• пустотелые из коробчатых блоков;
• цилиндрических или плоских элементов;
• свайные,
• стенчатые из железобетонных элементов с небольшими размерами поперечного сечения и др.

Сборные опоры иногда монтируют из крупных бетонных блоков, при объединении которых получают массивную конструкцию. Однако по расходу материалов такие опоры не имеют преимуществ перед монолитными массивными.

Сборные опоры — пустотелые из цилиндрических коробчатых элементов, свайные, стоечные значительно экономичнее массивных монолитных и сборно-монолитных, но они не применяются на реках с ледоходом и в пределах колебания горизонта воды.

Пустотелые сборные опоры применяют в конструкции виадуков через глубокие овраги. Свайные и стоечные конструкции сборных опор широко применяют при строительстве путепроводов.

В последнее время получают распространение опоры комбинированной конструкции, у которых нижняя цокольная часть, находящаяся в пределах колебания горизонта воды, монолитная или сборно-монолитная, а верхняя — сборная.

Недостатки сборно-монолитных конструкций

Причины образование трещин

Применение сборных и сборно-монолитных опор по сравнению с массивными монолитными позволяет повысить производительность труда, сократить расход бетона и несколько снизить стоимость работ. Однако наряду с несомненными достоинствами сборно-монолитных конструкций были выявлены и недостатки: образование трещин в опорах, недоиспользование прочностных свойств бетона и наличие «мокрых» процессов при сооружении опор. Возникновение трещин в монолитных и сборно-монолитных опорах мостов так же, как и в других массивных бетонных и железобетонных конструкциях зависит от неблагоприятного сочетания большого количества факторов:

• колебания температуры окружающей среды;
• экзотермического разогрева бетона;
• замерзания свободной воды в бетоне;
• усадки бетона;
• объединения в одной конструкции элементов с различною степенью массивности;
• использования разнородных по физико-механическим свойствам бетонов для оболочки и заполнителя;
• химических реакций между свободной щелочью цементного камня и инертными заполнителями.

Пустотелые предварительно напряженные опоры

Пустотелая сборная опора обладает более высокой трещиностойкостью, чем опора с заполнителем из монолитного бетона или бетонных блоков, так как вследствие малого собственного веса в ее сечениях возникают растягивающие напряжения от внешних нагрузок. Наиболее эффективно эти нагрузки воспринимает высокопрочная предварительно напрягаемая арматура.