RU2164270C1

RU2164270C1 - Bridge pier

Info

Publication number: RU2164270C1
Application number: RU99114385A
Authority: RU
Inventors: А.П. Александрович; В.Е. Руденко; В.В. Пассек
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт транспортного строительства"; Предприятие по добыче и транспортировке природного газа "Надымгазпром"
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2001-03-20

Abstract

FIELD: bridge engineering. SUBSTANCE: pier primarily meant for use under severe climate conditions has footing formed by one or more pillars, section under the truss made in the form of ledge supporting the bridge span through bearing parts, box section, and embankment of approach zone.. Novelty is that section under the truss and box section are installed separately and spaced apart through distance equal to expansion clearance plus 1-2 cm; box section is essentially abutment wall whose thrust surface is turned to face bridge span, horizontal bearing floor rests on ground floor. EFFECT: improved economic efficiency of pier. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, а именно к мостостроению, и может быть использовано при строительстве мостов преимущественно в районах с суровым климатом. The invention relates to construction, namely to bridge building, and can be used in the construction of bridges mainly in areas with a harsh climate.

Известен устой моста, включающий фундамент, подферменную плиту и шкафную стенку, которая воспринимает давление насыпи, при этом обеспечивается эксплуатационное требование - наличие зазора между точкой пересечения шкафной и подферменной частей и поверхностью речного конуса насыпи подходов [1]. A well-known bridge abutment, including a foundation, a sub-truss plate and a cabinet wall that accepts the pressure of the embankment, while ensuring the operational requirement is the presence of a gap between the intersection point of the cupboard and sub-truss parts and the surface of the river cone of the embankment approaches [1].

Недостаток этого технического решения состоит в том, что при сооружении моста в слабых грунтах размеры фундамента становятся неоправданно большими. The disadvantage of this technical solution is that when building a bridge in soft soils, the dimensions of the foundation become unreasonably large.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устой моста, включающий фундамент, состоящий из нескольких столбов, подферменную плиту, опорную часть, шкафную часть и насыпь подходов [2]. The closest in technical essence and the achieved result is the foundation of the bridge, including a foundation consisting of several columns, a truss plate, a supporting part, a cabinet part and an embankment of approaches [2].

Недостаток этого устоя заключается в том, что несмотря на то, что вертикальные нагрузки могут быть переданы на прочные нижележащие слои грунта, горизонтальные силы по-прежнему передаются на верхние слои грунта. Если верхние слои грунта слабые, то трудно обеспечить достаточную несущую способность устоя. Поскольку в этом случае требуется существенно увеличить размеры фундамента, то увеличится материалоемкость и трудоемкость возведения сооружения. The disadvantage of this foundation is that despite the fact that vertical loads can be transferred to strong underlying soil layers, horizontal forces are still transmitted to the upper soil layers. If the upper layers of the soil are weak, it is difficult to provide sufficient bearing capacity of the abutment. Since in this case it is required to significantly increase the size of the foundation, the material consumption and the complexity of the construction will increase.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении экономичности устоя. The technical result of the invention is to increase the efficiency of the foundation.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в береговом устое моста, включающем фундамент, состоящий из одного или нескольких столбов, подферменную часть, выполненную в виде ригеля, на которую через опорные части опирается пролетное строение, шкафную часть и насыпь подходов, подферменная и шкафная части установлены раздельно на расстоянии, равном величине температурного зазора плюс 1 - 2 см, при этом шкафная часть выполнена в виде подпорной стенки, упорная плоскость которой повернута в сторону пролетного строения, а горизонтальная опорная площадка опирается на грунтовую площадку, отсыпанную над естественной поверхностью грунта, причем ширина "d" подходной стенки определяется из выражения

где b - ширина насыпи по подошве откосов, см;
a - расстояние между внешними поверхностями столбов фундамента, см;
m - коэффициент, учитывающий местные условия 0,8≅m>1,2,
при этом тело насыпи армировано нетканым синтетическим материалов.The essence of the invention lies in the fact that in the coastal abutment of the bridge, including the foundation, consisting of one or several columns, the sub-truss part, made in the form of a crossbar, on which the span, cupboard part and embankment of approaches, the truss and cabinet parts are supported installed separately at a distance equal to the temperature gap plus 1 - 2 cm, while the cabinet part is made in the form of a retaining wall, the thrust plane of which is turned towards the span, and horizontally the second supporting platform rests on a dirt platform, sprinkled above the natural surface of the soil, and the width "d" of the approach wall is determined from the expression

where b is the width of the embankment at the bottom of the slopes, cm;
a is the distance between the outer surfaces of the pillars of the foundation, cm;
m - coefficient taking into account local conditions 0.8≅m> 1.2,
while the body of the embankment is reinforced with non-woven synthetic materials.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого берегового устоя;
на фиг. 2 - вид по продольной оси моста;
на фиг. 3 - общий вид устоя, принятого за прототип.The invention is illustrated by drawings, where
in FIG. 1 presents a General view of the proposed coastal abutment;
in FIG. 2 is a view along the longitudinal axis of the bridge;
in FIG. 3 - General view of the foundation adopted for the prototype.

Предлагаемый береговой устой моста включает фундамент, состоящий из одного или нескольких столбов 1, подферменную часть 2, выполненную в виде ригеля, опорные части 3, на которые опирается пролетное строение 4, шкафную часть 5, выполненную в виде подпорной стенки, удерживающей давление насыпи подходов 6. Шкафная часть 5 состоит из вертикальной стенки 7, упорная плоскость которой повернута в сторону пролетного строения 4, и горизонтальной опорной площадки 8, опирающейся на грунтовую площадку 9, отсыпанную над естественной поверхностью 10 грунта. Для снижения давления насыпи тело насыпи подходов 6 может быть армировано нетканым синтетическим материалом. Подферменная часть 2 и шкафная часть 5 установлены раздельно друг от друга на расстоянии, равном величине температурного зазора плюс 1 - 2 см. The proposed coastal abutment of the bridge includes a foundation consisting of one or more pillars 1, the sub-truss part 2, made in the form of a crossbar, the supporting parts 3, on which the span structure 4 rests, the cupboard part 5, made in the form of a retaining wall that holds the pressure of the embankment of approaches 6 The cupboard part 5 consists of a vertical wall 7, the thrust plane of which is turned towards the span 4, and a horizontal supporting platform 8, resting on a dirt platform 9, dumped above the natural surface 10 of the soil. To reduce the pressure of the embankment, the body of the embankment of approaches 6 can be reinforced with a non-woven synthetic material. The truss part 2 and the cupboard part 5 are installed separately from each other at a distance equal to the temperature gap plus 1 - 2 cm.

Ширина "d" подпорной стенки назначается из следующих соображений. Поскольку подпорная стенка должна выдерживать давление насыпи, максимальная необходимая ее ширина должна соответствовать ширине "b" насыпи по подошве откосов (см. фиг. 2). Однако, чтобы обеспечить раздельную работу столбов опоры и подпорной стенки, необходимо, чтобы конуса подходной части насыпи не засыпали тело столбов. В этом случае стенка по ширине не доводится до подошвы откосов: часть 11 бокового откоса насыпи остается свободной и равной
(b-d)/2.The width "d" of the retaining wall is assigned for the following reasons. Since the retaining wall must withstand the embankment pressure, its maximum required width should correspond to the embankment width "b" along the bottom of the slopes (see Fig. 2). However, in order to ensure separate operation of the pillars of the support and retaining wall, it is necessary that the cone of the approaching part of the embankment does not fill the body of the pillars. In this case, the width of the wall is not brought to the bottom of the slopes: part 11 of the lateral slope of the embankment remains free and equal
(bd) / 2.

При этом со стороны реки формируется дополнительный конус с верхней поверхностью 12, ориентированной перпендикулярно к продольной оси моста. Из условий геометрии, чтобы дополнительный откос не засыпал столбы опор, он должен иметь ширину такую же, как и поверхность 11 (с поправкой на местные условия и разницу углов наклона поверхностей 11 и 12). В этом случае в соответствии с фиг. 2

где b - ширина насыпи по подошве откоса, см (в уровне верха площадки 9);
a - расстояние между внешними поверхностями столбов 1, см;
m - коэффициент, учитывающий местные условия, 0,8≅m<1,2.In this case, an additional cone is formed from the river side with the upper surface 12 oriented perpendicular to the longitudinal axis of the bridge. From the conditions of geometry, so that the additional slope does not fill the pillars of the supports, it should have the same width as surface 11 (adjusted for local conditions and the difference in the angles of inclination of surfaces 11 and 12). In this case, in accordance with FIG. 2

where b is the width of the embankment at the bottom of the slope, cm (at the top of the platform 9);
a is the distance between the outer surfaces of the pillars 1, cm;
m - coefficient taking into account local conditions, 0.8≅m <1.2.

Предлагаемый береговой устой работает следующим образом. Вертикальная нагрузка от пролетного строения 4 через опорные части 3, подферменную часть 2 и столбы 1 передается на нижележащие слои грунта. Горизонтальная нагрузка от насыпи в основном воспринимается подпорной стенкой и лишь частично через нижележащие слои грунта передается на столбы. Таким образом, благодаря тому, что подферменная и шкафная части устоя установлены раздельно: передача давления от пролетного строения и от насыпи разделена, что обеспечивает устойчивость и надежность конструкции берегового устоя при сооружении мостов в условиях вечной мерзлоты. The proposed coastal facility operates as follows. The vertical load from the span 4 through the supporting parts 3, the sub-enzyme part 2 and the posts 1 is transferred to the underlying soil layers. The horizontal load from the embankment is mainly perceived by the retaining wall and only partially transmitted through the underlying soil layers to the posts. Thus, due to the fact that the sub-truss and cabinet parts of the abutment are installed separately: the pressure transmission from the span and the embankment is separated, which ensures the stability and reliability of the coastal abutment structure during the construction of bridges in permafrost.

Применение известных технических решений и их самоочевидное сочетание не приводило к желаемому эффекту. The use of well-known technical solutions and their self-evident combination did not lead to the desired effect.

В береговых опорах моста (устоях) действует две группы сил: от пролетного строения и от насыпи. От пролетного строения в основном действуют вертикальные силы, от насыпи - горизонтальные. In the coastal supports of the bridge (foundations) there are two groups of forces: from the span and from the embankment. Vertical forces act mainly from the span, and horizontal forces from the embankment.

Обе группы сил, естественно, воспринимаются грунтом основания. Both groups of forces are naturally perceived by the base soil.

В прототипе обе группы сил на грунты основания передаются непосредственно через единое тело устоя, объединяющее подферменную и шкафную части. Однако передача сил далее на грунт происходит по-разному: вертикальные силы по мере снижения несущей способности грунтов передаются на все более нижележащие слои (т.е. появляется столбчатый фундамент), а горизонтальные силы все равно передаются на верхние слои грунта. Возникает техническое противоречие: с одной стороны, при слабых грунтах требуется горизонтальные силы передать на нижележащие слои, с другой стороны, горизонтальные силы действуют только вверху и при существующей конструкции не могут быть переданы вниз. Возникающее техническое противоречие решается разделением шкафной и подферменной частей. In the prototype, both groups of forces on the foundation soils are transmitted directly through a single abutment body combining the sub-truss and cabinet parts. However, the transfer of forces further to the ground occurs in different ways: the vertical forces are transmitted to more and more underlying layers as the bearing capacity of the soils decreases (i.e., a columnar foundation appears), and the horizontal forces are still transmitted to the upper layers of the soil. A technical contradiction arises: on the one hand, with weak soils, horizontal forces are required to transfer to the underlying layers, on the other hand, horizontal forces act only at the top and cannot be transferred down with the existing structure. The emerging technical contradiction is resolved by the separation of the cabinet and sub-truss parts.

Применение предлагаемого берегового устоя позволяет значительно снизить трудоемкость и материалоемкость сооружения мостовых конструкций на слабых грунтах, обеспечивая при этом требуемую несущую способность возводимого сооружения. The application of the proposed coastal abutment can significantly reduce the complexity and material consumption of the construction of bridge structures on soft soils, while ensuring the required load-bearing capacity of the structure under construction.

Источники информации
1. Евграфов Г. К. "Мосты на железных дорогах", "Трансжелдориздат", М, 1955, с. 180, фиг. 243.Sources of information
1. Evgrafov G. K. "Bridges on the Railways", "Transzheldorizdat", M, 1955, p. 180, FIG. 243.

2. Осипов В.О. "Мосты и тоннели на железных дорогах", "Транспорт", М., 1988, с. 167 - 168, рис. 16, 14. 2. Osipov V.O. "Bridges and tunnels on the railroads", "Transport", M., 1988, p. 167 - 168, Fig. 16, 14.

Claims

1. The coastal abutment of the bridge, including the foundation, consisting of one or several columns, the sub-truss part, made in the form of a crossbar, on which the span, cupboard part and embankment of approaches are supported through the supporting parts, characterized in that the sub-truss and cupboard parts are installed separately on a distance equal to the temperature gap plus 1 - 2 cm, while the cabinet part is made in the form of a retaining wall, the thrust plane of which is turned towards the span, and the horizontal supporting platform rests on a dirt platform, strewn over the natural surface of the soil.

2. The coastal abutment of the bridge according to claim 1, characterized in that the width of the retaining wall is determined from the expression:
d ≥ m ((b + a) / 2) cm,
where d is the width of the retaining wall, cm;
b - the width of the embankment at the bottom of the slope, cm;
a - the distance between the outer surfaces of the pillars of the foundation, cm;
m - coefficient of local conditions 0.8 ≅ m ≅ 1.2.

3. The coastal abutment of the bridge according to claim 1, characterized in that the body of the embankment is reinforced with non-woven synthetic material.