Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Опоры мостов

Покупка
Новинка
Основная коллекция
Артикул: 843324.01.99
Рассмотрены конструктивные, технологические и эксплуатационные решения опор мостовых сооружений балочной системы. Приводятся рекомендации по конструированию и расчёту опор мостов. Для студентов строительных специальностей, а также слушателей курсов повышения квалификации и переподготовки.
Смирнов, В. Н. Опоры мостов : учебное пособие / В. Н. Смирнов. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. - 108 с. - ISBN 978-5-9729-1665-8. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/2171347 (дата обращения: 20.09.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
 
 
 
 
 
 
В. Н. Смирнов 
 
 
 
 
 
 
ОПОРЫ МОСТОВ 
 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2024 


УДК 624.21 
ББК 39.112 
С50 
 
 
Рецензенты: 
председатель совета директоров АО «Институт Гипростроймост –  
Санкт-Петербург», канд. техн. наук Ю. П. Липкин; 
профессор кафедры «Мосты» ПГУПС,  
канд. техн. наук Г. И. Богданов 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Смирнов, В. Н. 
С50   
Опоры мостов : учебное пособие / В. Н. Смирнов. – Москва ; Вологда : 
Инфра-Инженерия, 2024. – 108 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-1665-8 
 
Рассмотрены конструктивные, технологические и эксплуатационные 
решения опор мостовых сооружений балочной системы. Приводятся рекомендации по конструированию и расчёту опор мостов.  
Для студентов строительных специальностей, а также слушателей курсов повышения квалификации и переподготовки.  
 
УДК 624.21 
ББК 39.112 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1665-8 
” Смирнов В. Н., 2024 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 


ЛЕКЦИЯ № 1. Общие сведения об опорах мостовых сооружений 
 
1. Части опоры. Зоны опоры 
Мостовая опора – это элемент моста (виадука, эстакады, путепровода), 
представляющий собой мостовую конструкцию, предназначенную для восприятия действующих на нее постоянных и временных нагрузок и передачи их на 
грунт основания. Различают концевые опоры (устои) и промежуточные (так 
называемые «быки»). 
Мостовая опора включает в себя следующие основные части: 
– оголовок (насадку, ригель) – верхняя часть опоры, на которой размещается подферменная плита с подферменными площадками для установки опорных частей пролетного строения; 
– тело – часть опоры между оголовком и фундаментом; 
– фундамент – нижняя часть опоры, непосредственно взаимодействующая с грунтом основания. 
Тело опоры по высоте можно разделить (рис. 1.1) на следующие три зоны 
(в зависимости от степени воздействия водотока): 
 
– верхнюю (надводную или надземную), т. е. незатопляемую; 
 
– среднюю (зону переменного уровня воды); 
 
– нижнюю (подводную или подземную). 
 
 
Рис. 1.1. Элементы опоры и ее зоны по высоте: 
а – элементы опоры; б – опора в русловой части реки; в – то же на пойме;  
г – опора путепровода; 1 – оголовок; 2 – тело; 3 – фундамент; 4 – зона переменного уровня 
воды и приравненная к ней; 5 – глубина промерзания; 6 – половина глубины промерзания 
3 
 


В наиболее трудных условиях находится средняя зона промежуточной 
опоры, подвергающаяся периодическому замораживанию и оттаиванию, увлажнению и высыханию, механическим воздействиям льда, навалу судов, истирающему воздействию водопесчаных масс и т. п. Верхняя граница средней зоны 
принимается на 1 м выше наивысшего уровня воды (НУВВ), а нижняя граница – 
на 0,5 м ниже нижней поверхности слоя льда наибольшей толщины при наинизшем уровне ледостава (НУЛ). У опор на пойме верхняя граница остается 
той же, а нижняя принимается на уровне, соответствующем половине глубины 
промерзания грунта. В случае виадука, эстакады или путепровода, характерных 
отсутствием поверхностных вод, верхняя граница средней зоны принимается на 
отметке выше поверхности грунта на 1,0 м, а нижняя – на отметке, соответствующей половине глубины промерзания грунта. 
Устой в своей средней зоне чаще всего не подвергается воздействиям ледохода или навала судов, но, размещаясь в дренирующем грунте, как и промежуточная опора увлажняется и высыхает, частично промораживается и оттаивает. 
2. Классификация опор 
Сооружаемые в настоящее время опоры железнодорожных и автодорожных мостов имеют широкую гамму конструктивных решений. Поэтому 
целесообразно их классифицировать. 
1. По расположению опоры в составе моста опоры делятся на береговые 
(обсыпные и необсыпные устои) и промежуточные. 
2. По материалу тела – на каменные, бутобетонные, бетонные (в облицовке 
и без облицовки), железобетонные, металлические и деревянные. 
3. По конструкции – на имеющие фундаменты, конструктивно отделенные 
от надфундаментной части, и на свайные, у которых тело и фундамент составляют единое целое (не разделены), а свайный ростверк отсутствует (безростверковые опоры). 
4. По типу фундамента – с фундаментами на естественном основании 
(мелкого заложения), на кессонах, на опускных колодцах, на сваях (глубокого 
заложения). 
5. По способу сооружения – на монолитные, сборно-монолитные и сборные. 
6. По массивности тела опор – на массивные, немассивные и комбинированные. 
7. По величине пролетов – на опоры малых и средних мостов (с пролетами 
до 40 м и длине моста до 100 м) и опоры больших мостов (с пролетами 40 м и 
более или при длине моста от 100 до 500 м)1. 
8.  По системе моста – на опоры балочных, арочных, рамных, висячих 
(вантовых), разводных мостов. 
     
 
 
1 При пролетах в свету более 120 м или длине моста более 500 м мост считается внеклассным. 
4 
 


Опора является частью моста, наиболее подверженной воздействию 
внешней среды, поэтому к материалу опоры предъявляются повышенные требования в части морозостойкости, прочности и водонепроницаемости. По 
СНиП 2.05.03-84* капитальные опоры сооружаются из бетона, бутобетона, железобетона и камня. Поэтому основные требования касаются бетона и облицовочного камня опор. 
По прочности класс бетона на сжатие в бетонных конструкциях опор, а 
также в железобетонных подземных конструкциях по нормам должен быть не 
ниже В20. В железобетонных надземных (надводных) конструкциях опор класс 
бетона должен быть не ниже В22,5. 
Класс бетона облицовочных блоков должен быть не ниже В45 при минимальной температуре воздуха ниже –40 °С и В35, если минимальная температура воздуха выше –40 °С. Если бетонные облицовочные блоки отсутствуют, то 
допускается применение для опор облицовки из естественного камня с прочностью на сжатие не менее 59 МПа, а в случае мощных ледоходов – 98 МПа. 
Опоры должны быть облицованы при среднемесячной температуре 
наиболее холодного месяца ниже –20 °С, а также на реках, вскрывающихся при 
отрицательных температурах воздуха. В других случаях допускается устройство опор без облицовки. Армирование облицовочных блоков применяется из 
условия их транспортировки и заанкеривания на отрывающее воздействие льда. 
Толщина швов между облицовочными блоками допускается не более 1,5 см.     
По морозостойкости марка бетона F нормируется в зависимости от климатических условий (среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца tсм), вида конструктивных элементов опоры и зоны расположения ее 
элементов. 
Марки бетона по морозостойкости F должны быть не ниже приведенных 
в таблице 1.1. 
 
                                                                              Таблица 1.1 
 
Допустимые марки бетона опоры по морозостойкости 
 
Расположение конструкций 
в надводной, надземной и 
подземной зонах 
в зоне переменного уровня воды 
Конструкции 
Климатические 
условия 
бетонные массивные 
бетонные  
массивные 
железобетонные  
и тонкостенные 
бетонные 
железобетонные 
и тонкостенные 
бетонные 
кладка 
тела 
бетонное  
заполнение 
Умеренные  
(tcм t  10 qС) 
100 
100 
200 
100 
100 
Суровые 
tсм = –10 qС… –20 °С 
200 
100 
300 
200 
100 
Особо суровые 
(tсм d  –20 °С) 
300 
200 
400 
300 
200 
5 
 


Марка по морозостойкости бетона облицовочных блоков принимается не 
ниже F300 для суровых условий и F500 для особо суровых. 
По водонепроницаемости марки бетона опор принимаются не ниже W4 
для конструкций подводной (подземной) зоны. В блоках облицовки – W6 и W8 
со средней температурой воздуха наиболее холодной пятидневки, соответственно, до –40 °С и ниже –40 °С.  
 
3. Термины и определения 
 
В настоящем разделе применены следующие термины с соответствующими 
определениями: 
1. Арматура – отдельные стержни, вязаные или сварные каркасы из 
стержней.  
2. Бетон – искусственный камень, образуемый из смеси вяжущих материалов (цементов, воды и заполнителей (гравия, щебня, песка)). 
3. Бетон омоноличивания – бетон, объединяющий отдельные блоки. 
4. Бетонная смесь – состав из воды, цемента, песка и щебня. 
5. Добавки – материалы, вводимые в бетонную смесь для улучшения качества бетона (пластифицирующие, воздухововлекающие, модифицирующие, 
противоморозные). 
6. Железобетон – композитный строительный материал, состоящий из 
бетона и арматуры. 
7. Контурные блоки (облицовка) – наружная часть кладки массивных 
опор мостов, применяемая для защиты тела опоры от разрушения от воздействия ледовых нагрузок и температурных перепадов, и для архитектурного 
оформления. 
8. Мост – наиболее распространенное и обобщенное понятие мостового 
сооружения. 
9. Мостовой переход – комплекс сооружений, включающий мост, участки подходов в пойме реки, регуляционные и другие укрепления. 
10. Мостовое сооружение – искусственное сооружение над различными 
препятствиями для пропуска различных видов транспорта и пешеходов, а также 
водотоков, селей, скота, коммуникаций различного назначения – порознь или  
в различных комбинациях. 
11. Несущая способность – степень сопротивляемости материала, конструкции напряжением от постоянных и временных нагрузок. 
12. Нож ледореза – режущая грань ледореза, непосредственно воспринимающая напор льда и способствующая его разрушению.  
13. Оголовок опоры – самая верхняя, утолщенная, армированная часть 
опоры моста, служащая для установки на нее опорных частей и непосредственно воспринимающая опорные давления пролетных строений. 
14. Опора анкерная – опора многопролетного моста, воспринимающая 
горизонтальные усилия, собирающиеся с нескольких пролетов, от торможения, 
температурных воздействий и других горизонтальных сил. 
6 
 


15. Опора гибкая – опора, как правило, большой высоты, обеспечивающая частично или полностью продольные перемещения пролетного строения за 
счет своей упругой податливости. Опора двухрядная – свайная опора, состоящая из двух рядов свай по фасаду, объединяемых общей насадкой. 
16. Опора жесткая – массивная опора, обладающая значительной жесткостью в продольном направлении моста, способная воспринимать всю горизонтальную нагрузку, передающуюся от пролетного строения, или давление 
грунта насыпи и не участвующая в обеспечении продольных перемещений 
пролетного строения за счет собственной деформации. 
17. Опора качающаяся – опора в виде стоек или стенки с шарнирами на 
концах. 
18. Опора массивная – бетонная опора без внутренних полостей, размеры которой, как правило, больше (по конструктивным соображения) расчетных. 
19. Опора монолитная – опора, забетонированная непосредственно на 
месте строительства. 
20. Опора моста – несущий элемент мостового сооружения, поддерживающий пролетные строения и передающий нагрузки от них на грунт основания. 
21. Опора пойменная – опора, расположенная в пойменной части моста, 
т. е. за пределами средней межени. 
22. Опора промежуточная (бык) – опора многопролетного моста, расположенная между устоями. Термин «бык» (применять его не рекомендуется) относится лишь к жестким массивным опорам. 
23. Опора пустотелая – опора с внутренними полостями в ее теле, предназначенными для снижения расхода материала и общей массы с целью 
уменьшения давления на грунт. 
24. Опора рамная – железобетонная или деревянная опора в виде рамы. 
25. Опора речная (русловая) – промежуточная опора, расположенная  
в русле реки, т. е. в зоне межени. 
26. Опора сборная – опора из заранее изготовленных железобетонных 
или бетонных элементов, объединенных тем или иным способом. 
27. Опора сборно-монолитная – опора, выполненная из заранее изготовленных железобетонных или бетонных элементов, объединенных на месте 
строительства бетоном, обычно служащим заполнителем внутренней полости. 
28. Опора свайная – опора, состоящая из одного или двух рядов свай  
(по фасаду), объединенных поверху насадкой. 
29. Опора стоечная – опора, часть которой выше обреза фундамента выполнена из стоек, объединенных поверху насадкой. 
30. Опора столбчатая – опора без фундамента, выполнена из одного или 
нескольких сплошных или пустотелых столбов, объединенных либо не объединенных поверху ригелем. 
31. Опора телескопическая – промежуточная опора, тело которой состоит из нескольких ярусов. Размеры сечений опоры одинаковые по форме, 
уменьшаются в каждом ярусе, но в пределах яруса постоянны. 
32. Открылок (крыло устоя) – консольный элемент устоя, не имеющий 
фундамента и служащий для удержания грунта насыпи подхода. 
7 
 


33. Площадка подферменная – верхняя поверхность оголовка подферменной плиты ригеля, насадки (оголовка), служащая для установки подферменников или опорных частей пролетного строения. 
34. Подферменник (подферменный камень) – элемент верхней части 
опоры моста, выполненный из камня или в виде железобетонного выступа над 
подферменной площадке, предназначенный для установки опорных частей и 
служащий для распределения опорного давления пролетного строения на тело 
опоры. 
35. Предельное состояние – состояние, при котором конструкция, основание перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или 
требованиям при производстве работ. 
36. Противоусадочная арматура – устанавливаемая для локализации 
усадочных явлений в бетоне. 
37. Процент износа – показатель износа, характеризующий в процентах 
снижение в элементе мостового сооружения потребительских свойств (функциональных параметров), принимаемый в соответствии с устанавливаемыми нормативными значениями. 
38. Работоспособное состояние – состояние мостового сооружения, при 
котором значения всех функциональных параметров соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) проектной документации. 
39. Рабочая арматура – назначаемая по расчету конструкций. 
40. Распределительная арматура – предназначена для более равномерного распределения усилий по площади. 
41. Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов. 
42. Ригель опоры – верхняя железобетонная часть столбчатой опоры  
(а также массивной опоры). 
43. Свая-оболочка – железобетонная полая круглая свая с открытым 
концом и диаметром более 1 м, внутренняя полость которой заполняется грунтом или бетоном. 
44. Свая-столб – разновидность железобетонных цилиндрических или 
призматических свай сплошного сечения, погружаемых в предварительно пробуренные скважины с последующим заполнением зазора между боковыми поверхностями скважины и элемента песчано-цементным или грунтовым раствором. 
45. Слив – наклонно расположенная плоскость подферменной площадки, 
а также других элементов опоры, обеспечивающая сток воды с поверхностей 
тела опоры. 
46. Сплошность бетона – показатель качества укладки, характеризущий 
непрерывность материала и отсутствие аномальных зон (шлам, пустоты, неуплотненные, пористые участки). 
47. Срок службы – календарная продолжительность от начала эксплуатации мостового сооружения или ее возобновления после реконструкции или 
ремонта до перехода в предельное состояние. 
8 
 


48. Стена подпорная – конструкция, удерживающая от обрушения находящийся за ней массив грунта, в том числе и находящиеся на нем нагрузки. 
49. Стена шпунтовая – сплошная стенка, образованная шпунтом (деревянным, железобетонным, стальным), служащая водонепроницаемой преградой 
и удерживающая от обрушения грунт в ограждении котлованов. 
50. Стенка обратная – боковая стена устоя, стоящая на фундаменте, 
удерживающая засыпку за устоем. 
51. Стенка шкафная – элемент верхней части устоя, отделяющий торец 
пролетного строения и зону расположения опорных частей от грунта насыпи 
подхода. 
52. Тело опоры – часть опоры, расположенная между оголовком и фундаментом. 
53. Трещиностойкость – способность материала конструкции сопротивляться образованию или развитию до заданных пределов в нем трещин под 
действием нагрузок, технологических и климатических воздействий. 
54. Устой анкерный – устой многопролетного моста, на котором расположены неподвижные опорные части, воспринимающие горизонтальные усилия, собирающиеся с нескольких пролетов. 
55. Устой диванный – устой простейшего типа, выполненный в виде 
опертых на щебеночную подушку и находящихся в грунте насыпи бруса или 
железобетонной плиты со шкафной стенкой и открылками. 
56. Устой козловый – устой железобетонный свайный или стоечный  
с двумя или более рядами свай или стоек (по фасаду), у которого ряд свай или 
стоек со стороны пролетного строения наклонный. 
57. Устой обсыпной – устой, большая часть которого находится в грунте 
конуса насыпи, выступающего за переднюю стенку устоя. 
58. Устой раздельный – устой, состоящий из двух частей: обсыпного 
устоя и опоры типа промежуточной, между которыми может быть устроена 
стенка, препятствующая проходу льда и воды между конусом насыпи и опорой. 
59. Устой свайный – устой, в котором насадка или насадка со шкафной 
стенкой и открылками оперта на сваи. 
60. Устой с обратными стенками – устой, к телу которого примыкают 
расположенные параллельно оси моста под прямым углом две обратные стены 
постоянной высоты, равной высоте устоя, входящие в тело насыпи и опертые 
на фундамент. 
61. Устой с откосными стенками – устой, к телу которого под углом к 
оси моста примыкают две стены переменной высоты, опертые на фундамент. 
62. Устой столбчатый – устой, состоящий из сборных или монолитных 
столбов, объединенных поверху железобетонным ригелем со шкафной стенкой 
и открылками. 
63. Устойчивость – способность сооружений и их элементов сопротивляться внешним усилиям без разрушения, сохраняя первоначальную форму, 
равновесие и положение. 
9 
 


64. Хладостойкость – способность материалов, элементов, конструкций 
и их соединений сопротивляться хрупким разрушениям при низких температурах окружающей среды. 
65. Шов – зазор между блоками. 
66. Экология – научные принципы рационального природопользования и 
охраны живых организмов. 
67. Эстакада – мостовое сооружение, предназначенное для пропуска транспортных средств над территорией с оставлением свободного пространства под 
пролетными строениями. 
4. Сопряжение моста с подходами.  
Обеспечение устойчивости конуса насыпи подхода 
Сопряжение моста с подходными насыпями осуществляется в пределах 
концевых участков насыпей – конусов, внутри которых размещаются концевые 
опоры моста – устои. Главное требование к этому сопряжению – обеспечить 
плавный въезд на мост за счет постепенного повышения жесткости основания 
железнодорожного пути или дорожного покрытия автопроезда при переходе  
с подхода на мост. Отсутствие просадок грунта за устоем обеспечивается: 
– особой конструкцией устоя, препятствующей высыпанию грунта в стороны; 
– заходом устоя в тело подходной насыпи на 0,75 м при высоте насыпи  
до 6 м и не менее 1,0 м при высоте насыпи более 6,0 м; 
– укладкой за устоем автодорожных мостов переходных плит длиной  
до 8 м, опирающихся одним концом на устой, а другим – на грунт подходной 
насыпи; 
– устройством конусов насыпей по концам моста, удерживающих насыпь 
от сползания в сторону реки.  
Необходимо принимать меры по обеспечению устойчивости конуса.  
К ним относятся (рис. 1.2): 
– отсыпка конуса дренирующим грунтом (песком, гравием, щебнем) с послойным уплотнением; 
– придание откосам конуса достаточно пологих уклонов (при высоте 
насыпи более 12 м предельно допускаемая крутизна откосов должна определяться расчетом устойчивости конуса против глубокого сдвига, для обсыпных устоев высотой до 12 м уклон принимают равным 1:1,5. Что касается необсыпнх устоев, то при высоте конуса до 6 м уклон составляет 1:1,25, при большей – до 12 м – нижняя часть конуса высотой 6 м устраивается с уклоном 1:1,5, 
а верхняя – 1:1,25); 
– укрепление грунтов основания конуса в случае их недостаточной несущей способности (особенно при высокой насыпи подхода и наличии глинистых 
прослоек); 
– организация отвода с конусов атмосферных осадков, попадающих на 
проезжую часть и устремляющихся в виде водных потоков к конусам (отметки 
верха которых часто ниже отметок подхода и моста) путем устройства водоот10