SU1724784A1

SU1724784A1 - Bridge abutment

Info

Publication number: SU1724784A1
Application number: SU894771342A
Authority: SU
Inventors: Петр Степанович Пинчук; Анатолий Александрович Опарин; Анна Николаевна Сухова; Александр Николаевич Жуков
Original assignee: Новосибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства
Priority date: 1989-12-19
Filing date: 1989-12-19
Publication date: 1992-04-07

Abstract

Изобретение относитс к мостостроению и может быть использовано при строительстве мостов преимущественно в районах распространени мерзлых грунтов. Цель изобретени - повышение несущей способности усто . Устой моста включает лежень и шкафную стенку, размещенные в теле насыпи, и опорные элементы, установленные под подошвой лежн с возможностью перемещени в поперечной плоскости моста. Опорные элементы образованы из горизонтальных гибких плит с обращенными вверх и расположенными за шкафной стенкой ребрами и снабжены ограничител ми продольных перемещений, выполненными в виде ответных друг другу выступов и пазов, размещенных на подошве лежн и на верхней поверхности гибкой горизонтальной плиты, или в виде обращенного вверх вертикального ребра, установленного на гибкой горизонтальной плите со стороны откоса насыпи и с зазором относительно соответствующей боковой поверхности лежн . 2 з.п.ф-лы, 4 ил.The invention relates to bridge construction and can be used in the construction of bridges primarily in areas of frozen ground. The purpose of the invention is to increase the carrying capacity of the usto. The abutment of the bridge includes a log bed and a cupboard wall located in the body of the embankment, and supporting elements mounted under the base of the bed are movable in the transverse plane of the bridge. The supporting elements are formed of horizontal flexible plates with ribs facing upward and located behind the cabinet wall and provided with limiters of longitudinal displacements made in the form of protrusions and grooves responding to one another placed on the base of the foot and on the upper surface of the flexible horizontal plate or in the form of facing up a vertical rib mounted on a flexible horizontal slab on the side of the embankment slope and with a gap relative to the corresponding lateral surface 2 hp ff, 4 ill.

Description

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

Известны устои моста, включающие тело и размещенную на грунте основани насыпь подходов.The abutments of the bridge are known, including the body and the embankment of approaches placed on the ground of the base.

Недостатками такой конструкции вл ютс повышенные трудозатраты, св занные с необходимостью выполн ть котлованные работы, а также высока материалоемкость конструкции.The disadvantages of this design are the increased labor costs associated with the need to perform pit work, as well as the high material consumption of the structure.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устой моста, содержащий пару размещенных в теле головной части насыпи симметрично относительно продольной оси моста опорных плитных элементов с возможностью угловых перемещений их в поперечной плоскости моста, и устроенных над углом в вертикальной продольной плоскости симметрии моста с рассто нием между ними поверху, превышающим рассто ние между этими плитными элементами понизу, и укрепленный на них лежнь со шкафной стенкой, выполненной с ним за одно целое.The bridge abutment is the closest to the proposed one, containing a pair of supporting plate elements placed in the body of the head of the embankment symmetrically with respect to the longitudinal axis of the bridge with the possibility of their angular displacements in the transverse plane of the bridge and arranged over the angle in the vertical longitudinal plane of symmetry of the bridge with a distance between them on top, exceeding the distance between these plate elements to the bottom, and the top mounted on them with a cabinet wall made with it in one piece.

Недостатком известной конструкции усто моста вл етс недостаточна несуща способность усто , завис ща от степени уплотнени грунта между опорными плитными элементами, устанавливаемыми симметрично относительно продольной оси моста и в наклонной плоскости. Необходимую же степень уплотнени грунта, обеспечивающую расчетную несущую способность усто при наклонном расположении плитчA disadvantage of the known construction of the bridge is the insufficient carrying capacity of the system, depending on the degree of compaction of the soil between the supporting plate elements, which are installed symmetrically relative to the longitudinal axis of the bridge and in an inclined plane. The necessary degree of compaction of the soil, providing the calculated bearing capacity of the usto with an inclined arrangement of slab

1ЧЭ1CE

1414

XIXi

ооoo

ных элементов достичь при механизированном уплотнении невозможно (особенно сложно проведение уплотнени грунта насыпи между нижними элементами, внутри их и снаружи верхних плитных элементов из-за отрицательного угла наклона плитных элементов,elements cannot be achieved with mechanized compaction (it is especially difficult to compact the embankment between the lower elements, inside and outside the upper plate elements because of the negative angle of inclination of the plate elements,

Снижаетс несуща способность такой конструкции усто также и при применении его в насып х с небольшими высотами (до 4,0 м), где заделка плитных элементов в грунте насыпи недостаточна , что снижает их устойчивость и влечет за собой уменьшение несущей способности усто и ограничивает область применени их.The carrying capacity of such a structure is also reduced when it is used in embankments with small heights (up to 4.0 m), where the embedding of plate elements in the embankment soil is insufficient, which reduces their stability and entails a decrease in the carrying capacity of the device and limits the scope of application. their.

Цель изобретени - повышение несущей способности усто .The purpose of the invention is to increase the carrying capacity of the usto.

Указанна цель достигаетс тем, что в устое моста, включающем лежень и шкафную стенку, выполненную за одно целое с ним, и размещенные в теле насыпи, имеющей откос, опорные элементы, установленные под подошвой лежн с возможностью перемещени в поперечной плоскости моста , опорные элементы образованы из гори- зонтальных гибких плит с обращенными вверх и расположенными за шкафной стенкой ребрами и снабжены ограничител ми продольных перемещений, выполненными в виде ответных друг другу выступов и па- зов, размещенных на подошве лежн и на верхней поверхности гибкой горизонтальной плиты, или в виде обращенного вверх вертикального ребра, установленного на гибкой горизонтальной плите со стороны откоса насыпи с зазором относительно соответствующей боковой поверхности лежн , при этом опорные элементы имеют заведенные в тело насыпи со стороны шкафной стенки консольные участки в виде продолжени гибкой горизонтальной плиты или в виде обращенного вниз наклонного отгиба верхней части ребер.This goal is achieved by the fact that, in the bridge abutment, including the bed and the cupboard wall, made in one piece with it, and placed in the body of the embankment, which has a slope, are supporting elements that are installed under the base and can be moved in the transverse plane of the bridge, the supporting elements are formed from horizontal flexible plates with ribs facing upward and located behind the cabinet wall and provided with limiters of longitudinal displacements, made in the form of protrusions and grooves responding to each other, placed on the base of the floor and the surface of a flexible horizontal slab, or in the form of an upward-facing vertical rib mounted on a flexible horizontal slab on the slope side of the embankment with a gap relative to the corresponding side surface of the bed, while the supporting elements have console sections wound into the embankment from the cupboard wall as a continuation of the flexible horizontal plate or in the form of a downward oblique bend of the upper part of the ribs.

При этом гибкие горизонтальные плиты выполнены из эластично морозостойкого материала, а вдоль откоса насыпи послойно расположен теплоизолирующий материал.At the same time, flexible horizontal plates are made of an elastically frost-resistant material, and a heat-insulating material is arranged in layers along the slope of the embankment.

Лежнева опора, воспринимающа нагрузку от пролетного строени , передает ее на гибкую горизонтальную плиту, взаимо- св занную с лежнем ограничител ми продольных перемещений, выполненными в виде ответных один другому выступов и пазов , размещенных на подошве лежн и на верхней поверхности гибкой горизонталь- ной плиты. При этом дл улучшени работы усто под эксплуатационной нагрузкой в услови х сурового климата целесообразно располагать по откосам насыпи послойно теплоизолирующий материал.The lezhnev support, which receives the load from the span, transfers it to a flexible horizontal plate connected with a bed of limiting longitudinal displacements made in response to one another protrusions and grooves placed on the sole of the flat and on the upper surface of the flexible horizontal plate . At the same time, in order to improve the operation of the system under the operational load in harsh climatic conditions, it is advisable to lay thermal insulation material on the slopes of the embankment.

На фиг.1 показан устой моста, продольный (вдоль оси моста) разрез; на фиг,2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З и 4 - выражены устои моста.Figure 1 shows the abutment of the bridge, a longitudinal (along the axis of the bridge) section; FIG. 2 is a section A-A in FIG. one; on fig.Z and 4 - the abutments of the bridge are expressed.

Устой моста содержит лежень 1 и шкафную стенку 2, выполненную за одно целое с ним, и размещенные в теле насыпи 3, имеющей откосы 4, опорные элементы 5, установленные под подошвой 6 лежн 1 с возможностью перемещени в поперечной плоскости моста, опорные элементы 5 образованы из горизонтальных гибких плит 7 с обращенными вверх и расположенными за шкафной стенкой 2 ребрами 8, снабжены ограничител ми продольных перемещений, выполненными в виде ответных друг другу выступов 9 и пазов 10, размещенных на подошве 6 лежн 1 и на верхней поверхности 11 горизонтальной гибкой плиты 7, или в виде обращенного вверх вертикального ребра 12, установленного на гибкой плите 7 со стороны откоса 4 насыпи 3 с зазором относительно соответствующей боковой поверхности лежн , при этом опорные элементы 5 имеют заведенные в тело насыпи 3 со стороны шкафной стенки 2 консольные участки 13 в виде продолжени горизонтальной гибкой плиты 7 или в виде обращенного вниз наклонного отгиба 14 верхней части ребер 8, а также послойно расположенный вдоль откоса 4 насыпи 3 теплоизолирующий материал 15.The bridge's abutment contains a flat bed 1 and a cabinet wall 2, made integral with it, and placed in the body of the embankment 3 having slopes 4, supporting elements 5 mounted under the base 6 of the lying 1 with movement in the transverse plane of the bridge, supporting elements 5 are formed The horizontal flexible plates 7 with the ribs 8 facing upwards and located behind the cabinet wall 2 are provided with limiters of longitudinal displacements made in the form of protrusions 9 and two notches 10 that meet each other, placed on the sole 6 of the horizontal 1 and on the upper surface 11 of the horizontal ontal flexible plate 7, or in the form of an upward-facing vertical rib 12 mounted on a flexible plate 7 from embankment 4 on embankment 3 with a gap relative to the corresponding lateral surface of the bed, while supporting elements 5 are mounted on embankment 3 from the cabinet wall 2 cantilevered sections 13 in the form of an extension of a horizontal flexible plate 7 or in the form of an inclined limb 14 facing downwards of the upper part of the ribs 8, as well as heat-insulating material 15 arranged in layers along the slope 4 of the embankment 3.

При выполнении описанной конструкции усто моста производ т частичную отсыпку грунта насыпи 3. Затем на ней производ т укладку гибкой горизонтальной плиты 7, на которую монтируют лежень 1 со шкафной стенкой 2, совмеща выступы 9 с ответными один другому пазами 10, которые размещены на подошве 6 лежн 1 и на верхней поверхности 11 горизонтальной плиты 7. Далее производ т дальнейшую отсыпку грунта насыпи 3, заполн с уплотнением зазоры между шкафной стенкой 2 и вертикальными ребрами 8, а также закрепл в грунте консольные участки 13 гибкой плиты 7 или наклонный отгиб 14. Вдоль откоса 4 насыпи 3 размещают при необходимости теплоизолирующий материал 15. В качестве теплоизолирующего материала может быть прин т, например, синтетический материал - пенополиуретан или дорнит, обладающие хорошими эксплуатационными характеристиками при использовании в суровых климатических услови х.When performing the described construction, the bridge is partially filled with embankment soil 3. Then, a flexible horizontal plate 7 is laid on it, on which the plank 1 is mounted with the cupboard wall 2, aligning the protrusions 9 with the counter grooves 10 that are placed on the sole 6 1 and on the upper surface 11 of the horizontal plate 7. Next, further filling of the soil of the embankment 3 is performed, the gaps between the cabinet wall 2 and the vertical ribs 8 are filled with compaction, and the console sections 13 of the flexible plates are fixed in the soil 7 or 14. Along the inclined limb of the slope 4 embankment 3 is placed thermal insulation material if needed 15. As the heat insulating material may be received, for example, synthetic material - polyurethane or Dornit having good performance when used in severe climatic conditions.

Как показали расчеты, распределение сжимающих напр жений в услови х мостов диванного типа при использовании гибкой горизонтальной плиты в зависимости от воздействи вертикальной сосредоточенной нагрузки происходит неравномерно: напр жени увеличиваютс по середине лежневой опоры и уменьшаютс по кра м, в то врем как при использовании жесткой плиты напр жени возрастают к краю плиты со стороны русла.Calculations showed that the distribution of compressive stresses under the conditions of sofa-type bridges when using a flexible horizontal plate depending on the effect of vertical concentrated load is uneven: stresses increase in the middle of the bench support and decrease along the edges, while using a rigid plate stress increases to the edge of the slab from the channel.

Поэтому дл обеспечени устойчивости усто и требуемой несущей способности против глубокого сдвига следует примен ть удлиненную гибкую горизонтальную плиту, котора заводитс за шкафную стенку в тело насыпи на величину (2,2-2,4)/А,Therefore, in order to ensure the stability of the abutment and the required bearing capacity against deep shear, an elongated flexible horizontal plate should be used, which extends beyond the cabinet wall into the body of the embankment by the value (2.2-2.4) / A,

ТЈГTЈG

Характеристика гибкой плиты где RO - коэффициент постели;Characteristic of the flexible slab where RO is the bed ratio;

В - ширина плиты;B - plate width;

Е i - жесткость поперечного сечени плиты при изгибе.E i is the stiffness of the cross section of the plate under bending.

Применение предлагаемого устройства наиболее целесообразно в северных регионах страны, характеризующихс продолжительной зимой (6 мес цев и больше) с низкими отрицательными температурами воздуха (-40°С и более). Грунт насыпи под воздействием холодного воздуха в течение длительной зимы промораживаетс . В результате фронт промерзани мерзлого грунта резко измен етс и поднимаетс к горизонтально расположенной гибкой плите . В период воздействи плюсовых температур в услови х короткого летнего периода изменение нового уровн фронта промерзани не произойдет из-за наличи теплоизолирующего материала, объемлющего промороженный грунт с накопленным в зимний период холодом, а также из-за подт гивани холода снизу от мерзлоты в летний периодThe application of the proposed device is most appropriate in the northern regions of the country, characterized by a long winter (6 months or more) with low negative air temperatures (-40 ° C or more). The soil of the mound, under the influence of cold air, is frozen for a long winter. As a result, the freezing front of frozen ground changes dramatically and rises to a horizontal flexible slab. During the period of influence of positive temperatures in the conditions of a short summer period, a change in the new level of the frost front will not occur due to the presence of heat insulating material enclosing the frozen soil with cold accumulated during the winter period, as well as due to the cold from below in the summer period.

Как показали расчеты по определению теплового потока, проход щего через насыпь , в которой вдоль по откосам послойно размещены два сло теплоизолирующего материала (пенополиуретана) по 30 см каж- дый, тепловой поток (без учета отгибов и поверхностной защиты грунта насыпи) от солнечной радиации в летний период, средн температура воздуха которого прин та равной +20°С, уменьшаетс примерно в 6 раз.As shown by calculations to determine the heat flux passing through the embankment, in which two layers of heat-insulating material (polyurethane foam) 30 cm each, heat flux (excluding limbings and surface protection of the embankment soil) from solar radiation are placed in layers along the slopes. the summer period, the average air temperature of which is assumed to be + 20 ° C, decreases by about 6 times.

Таким образом, благодар накоплению холода в теле насыпи в зимний период, а также тепловой защите в летний периодThus, due to the accumulation of cold in the body of the mound in the winter, as well as thermal protection in the summer

00

5five

5 0 50

00

5five

00

5five

00

происходит сохранение мерзлого состо ни грунта в теплый период года, что обеспечивает значительное повышение несущей способности усто моста и улучшает услови его работы под эксплуатационной нагрузкой .the state of the frozen ground is preserved during the warm period of the year, which provides a significant increase in the bearing capacity of the bridge and improves the working conditions under the operating load.

Предлагаемое устройство позвол ет при строительстве в районах с суровым климатом на мерзлых грунтах значительно снизить расход железобетона и стоимость строительства, лучше использовать местные грунты в качестве основного строительного материала; обладает повышенной сейсмостойкостью и пониженной чувствительностью к неравномерным осадкам; позвол ет обеспечить условие м гкого въезда и не требует проведени мокрых процессов.The proposed device allows for construction in areas with a harsh climate on frozen soils to significantly reduce the consumption of reinforced concrete and construction costs, it is better to use local soils as the main building material; has high seismic resistance and low sensitivity to uneven precipitation; allows to ensure the condition of a soft entry and does not require wet processes.

Claims

1. A bridge's bridge, comprising embankments placed in the body, having a slope, a lying area and a cupboard wall made in one piece with it, and supporting elements mounted under the base are lying with the possibility of movement in the transverse plane of the bridge, characterized in that of the bearing capacity of the usto, the supporting elements are formed of horizontal flexible plates with the edges facing upwards and located behind the cabinet wall and provided with limiters of longitudinal displacements made in the form of protrusions and grooves in response to each other on the upper surface of the horizontal and on the upper surface of a flexible horizontal plate, or in the form of an upward-facing vertical rib mounted on a flexible horizontal plate on the side of the embankment with a gap relative to the corresponding lateral surface of the embankment, while the supporting elements have cantilevered embankments on the cabinet wall side plots in the form of a continuation of a flexible horizontal plate or in the form of an inclined limb of the upper part of the ribs turned downwards into the embankment body.

2. The bridge's bridge according to claim 1, which means that the horizontal flexible plates are made of elastic frost-resistant material.

3. Drainage bridge pop. 1, characterized by the fact that the abutment is provided with a heat insulating material located in layers along the embankment slope.