Различные виды деревянных опор

Рассмотренные в пп. 2 и 3 опоры являются частью деревянного моста. Однако на деревянные опоры устанавливают и стальные пакеты и пролетные строения различных пролетов. Поэтому по конструкции и размерам опоры разнообразны. Но по способу опирания на грунт все опоры можно свести к трем типам.

Распространенный тип опор — на сваях. При малой высоте моста сваи одновременно служат стойками самой опоры (см. рис. 44). Выше уровня земли или воды сваи при необходимости наращивают (см. рис. 46, б) или используют в качестве фундамента для рамной надстройки, как это делают в рамно-сваиных опорах (рис. 56, а).

Рис. 56. Деревянные опоры:

    а — рамно-свайная; б —ряжевая; в — рамно-лежневая (с заложением на подушке); г — клеточный бык; д — клеточный устой

Если в затопленном водой месте забить сваи невозможно (например, при каменистом грунте), прибегают к устройству ряжевых опор (рис. 56, б). Изготовленный в виде бревенчатого или брусчатого сруба ряж опускают на выровненное дно, загружая внутрь камень. Применялись ряжи и в качестве объемлющих оболочек опор, внутри которых до заполнения камнем забивают сваи в грунт.

На ряже, возвышающемся над горизонтом ледохода, может быть установлена рамная надстройка. В таком виде опора является рамно-ряжевой.

В безводных местах при отсутствии опасности размыва опору из рам проще заложить на грунте (рис. 56, в). В такой рамно-лежневой опоре фундаментом для рам служат лежни из бревен или брусьев.

Перечисленные виды опор (свайные, ряжевые и лежневые) в сочетании с рамными надстройками исчерпывают все разнообразие деревянных опор, Применяемые иногда опоры в виде клеток из шпал, брусьев (рис. 56, г, д) являются также лежневыми.

Каждый из типов опор имеет свои конструктивные особенности, достоинства и недостатки.

Свайные и рамно-свайные опоры одинаково хороши при малых и больших пролетах, при различных высотах мостов, на сухом месте и в воде. Они экономичны по расходу материалов и практичны в эксплуатации. Сваи при

достаточном заглублении в грунт надежны в условиях возможного подмыва грунта.. Поэтому такие опоры, особенно рамно-свайные, распространены более чем другие типы деревянных опор. При высоте опоры над землей или водой 5—6 м и более требуетея наращивать сваи, что трудоемко и длительно.

В этом отношении лучше рамно-свайная опора (рис. 57). В ней все сваи, срезанные в одном уровне у поверхности земли или воды, перекрыты в рядах насадками, а в другом направлении — связаны схватками (рис. 57, б). На таком свайном помосте или ростверке ставят рамы

(рис. 57, а), заготовленные обычно заранее для ускорения работ. Рамы по высоте объединяют связями в неизменяемую конструкцию (рис. 57, в). Под пролетные строения на рамной надстройке укладывают брусья. Соединения элементов на болтах. В стальных планках (рис. 57, г, е, ж) проще ставить шурупы.

В такой конструкции рамно-свайной опоры крайние наклонные стойки внешне напоминают уже известные укосины (см. рис. 46, б).

Расширяющаяся книзу рама здесь также придает опоре повышенную боковую устойчивость.

Но из сопоставления обеих опор (см. рис. 46, б и 57) легко заметить, что в раме наклонный элемент, поддерживая насадку, является основным элементом, как и остальные стойки рамы.

Укосина же (см. рис. 46, б) лишь сбоку подкрепляет сваю, в которую она врублена и поэтому служит дополнительным элементом к основным (коренным) сваям. Кроме того, укосина требует забивки специальных подкосных свай, что нерационально и в современных типах опор не применяется.

Стойки для увеличения устойчивости рамы иногда располагают веерообразно, а самые рамы или только наружные из них ставят с наклоном для повышения устойчивости в другом направлении моста; примером этому служит опора по рис. 56, а.

В этой опоре, предназначенной для поддержания концов двух стальных пролетных строений пролетом по 33,6 м, в опирании между нижними насадками рам А и насадками ростверка В проложены под каждой стойкой по три бревна С, отесанных на два канта. Они увеличивают площадь смятия насадок и, перекрывая все насадки ростверка, равномернее передают опорное давление на его сваи. На рамной надстройке размещена клетка подопорных брусьев.

При глубине воды более 2 м необходимо укрепление подводной части свайных опор. Среди различных способов распространены: укрепление металлическими тяжами (рис. 58, а), деревянными или металлическими каркасами неизменяемой формы (рис. 58, б), обсыпка камнем в ряжевых оболочках, а при небольшой глубине и допустимости стеснения русла —без оболочек.

Тяжи из круглого железа с петлей на нижнем конце в обхват сваи опускают по одному под воду до дна. Верхний конец после опускания тяжа отводят в противоположную сторону опоры так, чтобы тяж занял наклонное по диагонали положение. При натяжении тяжа нижняя петля так или иначе «самозакрепляется» на свае.

В одном случае петля сжимает сваю двумя полухомутами (рис. 59, а), а в другом — одним полухомутом, замкнутым болтом и снабженным приваренными зубьями (рис. 69, б), в третьем случае петля врезается зубьями (рис. 59, в) и т. д. Верхний конец тяжа с резьбой закрепляют гайкой (рис. 59, г).

Тяжами укрепляют опору в направлении поперек и вдоль моста.

Каркасы состоят из двух или трех горизонтальных рам с ячейками для свай опоры. Рамы соединены стойками и диаго-

нальными схватками (рис. 58, б). Такой объемный каркас опускают на дно перед забивкой свай опоры. В дальнейшем каркас служит средством объединения свай опоры, придавая ей устойчивое положение. Из-за большого расхода материалов каркасы применяются при глубине воды более 4—5 м.

Засыпка камнем подводной части опоры также повышает ее устойчивость и тем более, чем выше засыпка. Но с увеличением высоты возрастает по крайней мере вдвое ширина засыпки, что стесняет русло и может угрожать подмывом опор.

Чтобы меньше стеснять реку, на дно опускают оболочку наподобие ряжа, объемлющую опору (или забивают сваи частоколом), внутрь ее засыпают камень. В нижней части оболочку обсыпают снаружи камнем для предотвращения подмыва ее.

Свайная опора в оболочке с камнем внешне напоминает ряжевую опору, но по существу они различны, В свайной опоре нагрузка передается сваями, а оболочка с камнем лишь обеспечивает устойчивость сваям, увеличивая давление на грунт. В ряжевой опоре нагрузка передается на грунт ряжем.

Сваи забивают глубоко в грунт и таким образом защищают от подмыва и осадок. Ряжевую опору закладывают на поверхности грунта, причем верхний слой его, как правило, слабый. Поэтому ряжевые опоры при их большой массе подвержены значительным осадкам.

Кроме осадок, из-за уплотнения и подмыва грунта в ряжах велики собственные осадки вследствие смятия под нагрузкой и усушки древесины. Сваи забиты вертикально и нагружены в том направлении, в котором древесина меньше всего обминается и укорачивается при усушке (т. е. вдоль волокон). В ряже, напротив, бревна или брусья расположены горизонтально и обминаются нагрузкой поперек волокон. В том же направлении происходит и наибольшая усушка.

Ряжи, таким образом, характеризуются повышенным расходом материалов, большим загромождением русла и осадкой.

Лежневые опоры, как и ряжы, располагают на грунте. Во избежание осадок, а также выпирания опор из-за пучения грунта лежни закладывают ниже глубины промерзания грунта. При этом котлован засыпают хорошо дренирующим, т. е. пропускающим воду грунтом — щебнем, гравием или крупным песком.

Для меньшего загнивания опору размещают сверху на дренирующей подушке (см. рис. 56, в). Лежни из брусьев или отесанных на два канта бревен располагают под нижними насадками у стоек, чтобы меньше изгибать насадку рамы. Конструкция самой опоры не отличается от рамных надстроек других опор.

Клеточные опоры хуже рамно-лежневых увеличенным расходом материалов, значительными осадками из-за смятия и усушки древесины поперек волокон. Кроме этих остаточных осадок, в клеточных опорах велики упругие осадки. Под поездом древесина сильно сжимается поперек волокон, а освободившись от нагрузки, возвращается в первоначальное состояние. Упругая осадка достигает 15 мм на каждый метр высоты. Для снижения упругого сжатия древесины надо тщательно подбирать брусья по толщине в рядах клеточной опоры, чтобы равномернее распределить давление на возможно большее число пересечений брусьев и тем уменьшить давление на каждое пересечение.

Брусья в смежных рядах соединяют строительными скобами. Из-за больших осадок клеточные опоры обычно применяют высотой не более 3—4 м, хотя и при такой высоте они ухудшают эксплуатацию, нередко требуя ограничивать скорость движения поездов.

Ледорезы

На реках с ледоходом деревянные опоры нуждаются в защите от плывущих льдин. Самые опоры (свайные, рамные) в пределах ледохода обшивают досками и пластинами.

Перед опорами возводят ледоломные сооружения. При слабом ледоходе с тонким и рыхлым льдом и небольшой (до 2—3 м) глубине воды достаточно забить впереди опор свайные кусты, иногда усиленные подкосами (рис. 60, а). Перед широкими опорами такой куст снабжают крыльями (рис. 60, б), обшитыми пластинами.

На реках с более сильным ледоходом, толстым и прочным льдом целесообразнее наклонное положение режущего ребра, как это делается в ледорезах (рис. 61).

Наплывающая на ледорез льдина по инерции скользит по ребру, что намного снижает силу удара льдины. Поднимаясь вверх и повисая над водой, льдина разламывается действием собственного веса или соскальзывает в воду вбок от ледореза. То и другое смягчает удар.

Режущее ребро ледореза поддерживается сваями. Они расставлены вдоль течения воды и в створе с опорой на расстоянии от нее 2—8 м (в свету). Сваи в уровне меженного горизонта соединены распоркой и укреплены подкосами. С боков ледорезы обшиты пластинами.

По ширине ледорез должен соответствовать защищаемой им опоре. Перед плоскими опорами ставят плоские ледорезы (рис. 61, а). Широкие башенные опоры защищают ледорезами шатрового типа (рис. 61, б). В них крайние ряды свай расставлены на всю ширину опоры, а средний ряд поддерживает режущее ребро. Здесь, помимо подкосов вдоль течения, поставлены подкосы с распорками в поперечном направлении от среднего ряда свай к наружным для укрепления стен ледореза против ударов льда сбоку. Шатер — двускатная кровля ледореза, сплошь покрытая накатником. Вдоль его режущего ребра укреплен рельс или уголок. В подводной части при глубине воды более 2 м сваи ледореза укрепляют тяжами или деревянными каркасами, или ряжевыми оболочками с засыпкой их камнем. При тяжелом ледоходе камнем загружают не только подводную часть ледореза, но и верхнюю конструкцию.

В особо тяжелых условиях ледохода с крупными полями толстого прочного льда сооружают ледорезы не только у опор, но и на расстоянии 30—50 м от них вверх по течению. Эти аванпостные ледорезы, размещаемые вдвое реже, чем опоры, предназначены для разламывания больших ледяных полей во избежание затора их у моста.