Существует два типа опор, используемых в мостостроении, а именно: монолитные, как показано на рисунке 1, и сидячие, как показано на рисунке 2. Первые обычно используются при строительстве короткопролетных мостов, а вторые – при строительстве длиннопролетных мостов.
Вероятность серьезных сейсмических повреждений значительно выше в случае монолитного типа, чем в случае седлового типа, потому что задняя стенка в последнем типе может быть спроектирована так, чтобы работать как предохранитель и ограничивать сейсмические повреждения свай моста.
Повреждение задней стенки в результате сейсмических нагрузок является допустимым, поскольку оно не приведет к полному разрушению моста и предотвратит экстремальное сейсмическое повреждение свай моста.
Существуют различные проблемы, которые могут возникнуть у мостовых опор во время землетрясений, например, недостаточная длина седла в случае седлообразной опоры, большой зазор между концевой диафрагмой мостового сооружения и задней стенкой, недостаточная прочность на поперечный и/или продольный сдвиг, уязвимая концевая диафрагма в случае монолитной опоры.
Поэтому необходимо модернизировать мост для устранения этих сейсмических уязвимостей. Различные методы сейсмической модернизации обсуждаются в следующих разделах.
Монолитная абатментная часть моста
Мостовая опора сидячего типа
Методы сейсмической модернизации мостовых опор
- Расширители и уловители седла
- Использование бетона, стали или древесины для заполнения зазора между задней стенкой и концевой диафрагмой мостовой надстройки
- Г-образный кронштейн на софите надстройки
- Сдвиговые шпонки, большие сваи CIDH, анкерные плиты и вертикальные трубы
Расширители и ловители сидений для модернизации опор мостов
Расширители сидений обычно строятся из бетона, как показано на рисунке 3, или стальных кронштейнов, как показано на рисунке 4, прикрепленных к существующей поверхности опор или балок с крышками, чтобы снизить вероятность отрыва балок моста во время землетрясений.
Детали бетонного сиденья-удлинителя
Детали стального кронштейна-удлинителя
Расширитель сиденья
Конструкция расширителя седла похожа на конструкцию кронштейна, и существует несколько сил, которые необходимо учитывать при проектировании стали, используемой для соединения расширителя седла с поверхностью балки или опоры.
Например, трение сдвига при вертикальных нагрузках и растягивающие усилия, возникающие при продольном перемещении мостовой балки, отводят расширитель от поверхности опоры или балки перекрытия в дополнение к нагрузкам от сжатия раскосов и подшипников под мостовой балкой.
Рекомендуется специально обработать бетонную поверхность абатмента или опорной балки для достижения удовлетворительного сцепления между существующим бетоном и расширителем седла.
Что касается улавливателя седла, то его следует устанавливать, если оседание мостовой конструкции после разрушения опоры превышает 150 мм. Таким образом, цель установки ловителей – ограничить осадку надстройки до 50 мм в дополнение к увеличению ширины седла.
Ловитель, установленный для уязвимой опоры в штате Миссури, США
Ловитель используется для стальной балки
Ловитель седла устанавливается на верхней части опорной балки, и его конструкция аналогична конструкции расширителя седла.
Наконец, следует помнить, что при установке ловушки необходимо оставить достаточное пространство для осмотра и замены подшипников.
Использование бетона, стали или древесины для заполнения зазора между задней стенкой и концевой диафрагмой мостовой конструкции
Иногда между задней стенкой и концевой диафрагмой моста имеется значительно большой зазор. Это может быть слабым местом моста во время землетрясений, так как колонна моста должна сильно прогибаться, чтобы активировать грунт для обратной засыпки.
Таким образом, заполнение этого зазора бетоном, сталью или древесиной считается методом сейсмической модернизации, поскольку оно вовлекает заднюю стенку и материал засыпки, способствуя снижению сейсмического ущерба.
Рекомендуется обратить внимание на тепловые движения при заполнении зазора соответствующим материалом.
Блокировка абатмента
L-образный кронштейн на софите надстройки
Это добавление L-образной стали к фланцам стальной двутавровой балки моста. L-образная сталь работает как бампер, который передает продольную реакцию от надстройки к опоре и, в конечном итоге, к грунту.
Кронштейн на абатменте моста
Сдвиговые шпонки, большие сваи CIDH, анкерные плиты и вертикальные трубы
Наиболее подходящей стратегией модернизации для короткопролетного моста является передача сейсмических нагрузок от колонн и подножия к абатментам. Это может быть достигнуто путем укрепления или закрепления абатмента и ограничения его движения во время землетрясений, и, следовательно, большая часть нагрузки будет воздействовать на абатменты.
Методы, которые могут быть использованы для модификации или закрепления опор мостов, включают сейсмические анкерные плиты, анкерные сваи, вертикальные трубы или срезные ключи.
Рекомендуется использовать анкерные сваи или вертикальные трубы при условии, что мост имеет значительную кривизну или перекос из-за сложной геометрии моста.
Например, при повороте моста в сторону от опоры не будет силы, способной противостоять этому движению. Вот почему добавление анкерных свай на симпатичных углах абатмента имеет большое значение, поскольку они противостоят такому движению.
Читать далее:
Методы обсадки колонн мостов – свойства, детали и применение
Факторы, влияющие на прочность сцепления накладного бетона на настилах мостов
- Мостовые подшипники – типы подшипников для мостовых конструкций и детали.
- Типы свай в зависимости от передачи нагрузки, функции, материала и грунта.
- Концептуальный сейсмический проект моста с вантовой опорой и его компоненты.
- Компоненты и части моста – детали и подробности бетонных и стальных мостов.
- Методы сейсмического усиления бетонных конструкций.
- Ключ сдвига в строительстве: Назначение, функции и применение.
- Концепция проектирования высотных зданий из железобетона.