9. Види конструкцій опор дерев'яних мостів

Опори дерев'яних мостів малих прольотів можуть бути палевими, рамними, палево-рамними і клітковими.

Палеві опори є основними для дерев'яних мостів малих прольотів. Вони створюють високу поздовжню і поперечну жорсткість мостів, забезпечують невеликі осідання, характеризуються найменшою трудомісткістю влаштування. Палеві опори застосовують у всіх випадках, коли грунт допускає забивання паль. Палі забивають в грунт на глибину не менше 3,5...4 м.

Схема плоскої палевої опори односмугового моста: 1 – паля; 2 – насадка; 3 – штир; 4 – діагональна розпірка; 5 – розпірка

Плоска палева опора (рис. 5.30) складається з паль, насадки, поперечних зв'язків у вигляді горизонтальних і діагональних розпірок. Поперечні зв'язки забезпечують поперечну жорсткість опори.

Схема зв'язків змінюється залежно від глибини води і положення насадки над рівнем води. При висоті опори до 2 м її жорсткість забезпечується без постановки поперечних зв'язків (рис. 5.31, а). При висоті опор 2...3 м для забезпечення їх поперечної жорсткості ставлять горизонтальні (рис. 5.31, б), а при висоті більше 3...4 м – діагональні розпірки (рис. 5.31, в). При висоті опор більше 4 м для збільшення їх поперечної жорсткості і кращого опору горизонтальним зусиллям ставлять розкосини, які своїми нижніми кінцями упираються в додаткові розкісні палі (рис. 5.31, г), зв'язані з корінними палями горизонтальними розпірками. В опорах висотою більше 6 м поперечні палі розділяють горизонтальними розпірками на яруси висотою 3...4 м (рис. 5.31, д). Нижні горизонтальні розпірки в опорах ставлять на 0,3...0,5 м вище за рівень межевих вод.

Схеми палевих опор (а – д) залежно від їх висоти: 1 – корінна паля; 2 – розкіс; 3 – розкісна паля

Кількість корінних паль в опорі односмугового моста зазвичай чотири, двоколійного моста – шість. Відстані між палями приймають з умови забезпечення найбільш вигідної роботи насадки. Діаметр палі з тонкого кінця складає 16...20 см.

При великій висоті опори палі доводиться нарощувати по довжині. Нарощування проводиться впівдерева за допомогою болтів і нагелів діаметром 20 мм. Довжину стику для всіх діаметрів паль приймають однаковою 75 см. Для підвищення поперечної жорсткості опор площина стесування колод в стику повинна бути паралельна осі моста.

Насадка зазвичай є обпиляною на два канти колодою, що має по всій довжині постійну висоту. Діаметр насадки з тонкого кінця приймають в межах 24...27 см. В цьому випадку висота насадки складає 20...23 см. Ширину стесування насадок доцільно приймати трохи більше половини їх діаметру, що забезпечує умову міцності за зминанням деревини поперек волокон. У двосмугових мостах, у зв'язку з меншими відстанями між палями і збільшенням кількості площадок зминання, діаметр насадок потрібний дещо менший, ніж в односмугових мостах. Кріплення насадки до кожної палі здійснюється зазубреним штирем діаметром 16 см і завдовжки не менше двох товщин насадки. Для штирів в насадці попередньо необхідно свердлити отвори.

Розпірки поперечних зв'язків в опорах виконують з пластин, що прикріплюються до насадки і паль штирями діаметром 16 мм, або з дощок завтовшки не менше 5 см, що прибиваються цвяхами. Насадка в місцях приєднання до неї розпірок підтесується з боків до товщини, рівної товщині паль. Для забезпечення поздовжньої стійкості моста при висоті опор більше 2 м доцільно встановлювати поздовжні зв'язки. Елементи зв'язків можуть бути виконані з пластин діаметром 20…22 см або колод невеликого діаметру, які необхідно кріпити до паль штирями діаметром 16 мм через попередньо просвердлені отвори в розпірках. При довжині розпірок до 5 м допускається застосовувати дошки завтовшки 8 см. В опорах, що знаходять над рівнем води більше 1,5 м, і при прольотах до 6 м розпірки розташовують тільки в надводній частині опор (рис. 5.32). При цьому ставлять і горизонтальні розпірки у воді, розташовуючи їх по одній з кожного боку моста.

Схема прикріплення елементів поздовжніх зв'язків до паль

Палево-рамні опори (рис. 5.33) зводять тоді, коли пролітна будова розташовується на великій висоті над рівнем води, коли нарощування паль доцільно замінювати установкою попередньо виготовлених рамних надбудов. Палево-рамна опора складається зі палевого ростверку і рамної надбудови. Лежні рам з'єднуються з насадками палевого ростверку штирями. При висоті опори більше 4,0 м рами забезпечуються підкосами, що встановлюються з ухилом від 4:1 до 3:1. Верхній кінець підкоса прирубують до палі і насадки, а нижній врізається в лежень і кріпиться металевою скобою.

Схема плоскої палево-рамної опори

Конструкція опор дерев'яних мостів середніх прольотів. Ця конструкція має ряд особливостей, визначуваних умовами їх роботи, що відрізняються від умов роботи опор мостів малих прольотів. На опори мостів середніх прольотів діють вже значні навантаження від власної ваги пролітних будов. Ці навантаження передаються на опори через опорні частини, що розміщуються під чотирма або шістьма головними фермами, з яких утворюється пролітна будова мостів середніх прольотів.

Опори мостів середніх прольотів мають зазвичай значну висоту (до 10 м) над розрахунковим судноплавним рівнем, що пов'язане з необхідністю забезпечення судноплавних підмостових габаритів. Велика висота опор і збільшені прольоти сприяють виникненню значних горизонтальних поздовжніх дій на опори від гальмування рухомих навантажень, а велика площа бічної поверхні пролітних будов створює підвищені поперечні дії від вітру на опори.

Відмічені особливості умов роботи даних опор викликають необхідність застосування в мостах з середніми прольотами опор баштового типу, що забезпечують їх просторову жорсткість і стійкість.

Залежно від місцевих умов, вигляду і призначення моста його опори можуть мати різну конструкцію.

На вибір типу опор впливає вид грунтів. Якщо грунти допускають забивання паль, то зазвичай застосовують палеві або палево-рамні опори. Палево-рамні опори дозволяють скоротити час їх зведення завдяки можливості монтажу баштової рамної надбудови із попередньо заготовлених об'ємних або плоских транспортно-монтажних елементів. Якщо грунти не дозволяють забивання паль, то опори закладають в природній основі. В цьому випадку зводять ряжеві опори, а також масивні опори з кам'яної або бетонної кладки. Масивні опори застосовують на річках з сильним льодоходом або швидкою течією, коли дерев'яні опори застосовувати недоцільно. Масивні опори застосовують також у випадках, коли передбачається заміна дерев'яних пролітних будов залізобетонними або металевими, а також коли дерев'яна конструкція пролітної будови забезпечує тривалі терміни експлуатації.

Конструкція палевих опор. Ця конструкція залежить від висоти опори і конструкції пролітних будов. Палеві опори (рис. 5.34) завжди мають кущі корінних паль, що розташовуються під опорними частинами головних ферм пролітних будов. Кущі корінних паль складаються з двох або чотирьох паль і сприймають вертикальні зусилля, що діють від пролітних будов. Розташування паль в кущі може бути різним: кущ паль під опорними частинами ферм може бути розвинений в поперечному напрямі (рис. 5.34, а) або по фасаду моста (рис. 5.34, б).

Схеми палевих опор мостів середніх прольотів з розташуванням куща паль в поперечному напрямі (а) і по фасаду (б) моста: 1 – корінна паля; 2 – розкіс; 3 – розкісна паля

Розвиток куща по фасаду моста сприяє більшому звуженню русла річки, але забезпечує велику безпеку від пошкодження льодоходом всіх паль в кущі. Відстань між сусідніми палями в кущі приймають рівним 0,4... 0,5 м з умови розміщення між ними поздовжніх розпірок, що виконуються з колод, а також з умов забивання паль в кущі. Відстань між кущами паль по фасаду моста визначає ширину опори. Вона залежить від висоти опори і призначається зазвичай в межах 0,2…0,3 повної висоти опори. При невеликій висоті опор їх ширина по фасаду моста визначається конструкцією кінцевих частин пролітних будов.

Для забезпечення просторової жорсткості кущі паль зв'язують між собою в поздовжньому і поперечному напрямах горизонтальними і діагональними розпірками (див. рис. 4.27, б). Висота ярусів між горизонтальними розпірками зазвичай становить 3…4 м.

При висоті опори більше 6 м в односмугових мостах і більше 10 м в двосмугових мостах для забезпечення поперечної жорсткості опори в її конструкцію вводять підкоси 2 (див. рис. 5.34, б), встановлювані з ухилом 1:4…1:3. В цьому випадку для упирання підкоса забивають додатково розкісні палі 3, які об'єднуються з корінними палями загальними насадками.

Конструкція палево-рамної дерев'яної баштової опори мостів середніх прольотів. Ця конструкція складається зі палевого ростверку і рамної надбудови. Палевий ростверк утворюється з двох або чотирьох поперечних відносно осі моста рядів паль, об'єднаних зверху насадками, які кріпляться до паль зазубреними штирями.

По палевому ростверку влаштовують рамну надбудову з поздовжніх або поперечних рам. Рами можуть бути плоскими і об'ємними. Для забезпечення просторової жорсткості елементи рам зв'язують між собою в поздовжньому і поперечному напрямі горизонтальними і діагональними розпірками. Схему розташування паль в ростверку і стійкий в рамній надбудові приймають такою ж, як у палевій опорі. Висоту палевого ростверку приймають з умови, що піднесення верху насадки складає 0,7 ...0,9 м над рівнем межових вод або над грунтом на заплавах. Ця відстань визначається технологією робіт по установці насадок. Ширину ростверку по фасаду моста приймають не менше 0,2...0,3 повної висоти опори.

При скельних грунтах і значних глибинах води можуть знайти застосування ряжеві опори, що складаються з ряжа і рамної надбудови (рис. 5.35, а). Ряжем називають дерев'яний ящик з колод, що має стінки, днище і перегородки. Ряж установлюють на попередньо вирівняне дно річки і заповнюють каменем. Це забезпечує його стійкість під впливом горизонтальних сил від тиску води, вітру, льоду при льодоході. Ряжеві опори вимагають великих витрат деревини і каменю. Їх виготовлення трудомістке, своїми розмірами вони сильно звужують русло річки, недовговічні, оскільки деревина дуже швидко загниває в межах коливань рівня межевих вод. Ширину ряжа зазвичай призначають рівною 0,35...0,4 повної висоти опори. Верх ряжа повинен підноситися над рівнем льодоходу не менш, ніж на 1 м.

Схема ряжевої опори (а) і конструкція вузла 1 (б): 1 – колоди поздовжньої стінки; 2 – підлога; 3 – затискач; 4 – колоди поперечної стінки; 5 – металева накладка

У плані ряж може бути прямокутним або із загостреною частиною з верхового боку (див. рис. 5.35). При сильній течії для зменшення опору потоку загострення влаштовують і з низового боку. Для забезпечення просторової жорсткості і сприйняття навантаження від пролітної будови усередині ряжа влаштовують внутрішні стінки, що розташовуються під головними фермами по осі моста. На стінки ряжа спирається рамна надбудова, яка, як і в палево-рамних опорах, може влаштовуватися з поздовжніх дворядних або з плоских поперечних рам, що сполучаються розпірками.

Для стінок ряжа використовують колоди, що обпиляні на два канти і мають однакову висоту. Кінці колод поздовжніх і поперечних стінок по черзі укладають один на одного, при цьому в стінках між колодами утворюються зазори висотою, рівною висоті колоди, обробленої на два канти (рис. 5.35, б). Кінці колод сполучають між собою штирями. Кожен штир прошиває дві колоди і заходить в третю колоду. У вузлах перетину поздовжніх і поперечних стінок встановлюються вертикальні стійки, які з'єднуються з поздовжніми колодами стінок болтами. Ці стійки грають роль затискачів.

Підлогу ряжа розташовують над другим рядом колод поздовжніх стінок, при цьому колоди підлоги розміщують упоперек ряжа, тобто уздовж осі моста. Колоди, днища, що знаходяться нижче, утворюють ніж ряжа, який врізається в грунт.

Колоди днища розташовують з невеликими зазорами, через які засипають дрібний камінь або щебінь для забезпечення щільного спирається днища після установки ряжа на грунт.

На річках з сильним льодоходом ряжеві опори забезпечують похилим льодорізним виступом, що влаштовується за рахунок подовження передньої частини ряжа. Льодорізну частину, а також бічні поверхні ряжів в цьому випадку обшивають листовою сталлю.