Эстакады

Оглавление
Эстакады
Эстакады с ездой на балласте

Деревянные эстакады. Клееная и пропитанная древесина. Металлические шпонки. Эстакады с ездой на балласте. Железобетонные и металлические эстакады

Большинство мостов  как по количеству, так и по общей длине представляет собой эстакады с пролетными строениями относительно малой длины. Из общего количества 192 000 железнодорожных мостов общей длиной более 6 500 км насчитывается до 60% эстакад (по количеству) при общей длине их 4 100 км.
Большинство эстакад сооружено из дерева, на втором месте находятся железобетонные (рис. 1) и на третьем— металлические.
Железобетонная эстакада
Рис. 1. Железобетонная эстакада построенная вместо деревянной.
После забивки восьмигранных свай диаметром 61 см головы их были обрублены пневматическим инструментом. Часть арматуры Свай запущена В насадку, забетонированную на месте. Плитные пролетные строения сборные

ДЕРЕВЯННЫЕ ЭСТАКАДЫ

Деревянные эстакады постоянного типа широко применяются на главных линиях, где обращаются тяжеловесные поезда с высокими скоростями. Они являются также преобладающим типом сооружений на второстепенных линиях, на временных пересечениях, а также в качестве временных сооружений при необходимости восстановления в случае размывов и других аварий. Срок службы этих сооружений значительно удлиняется в результате широкого внедрения пропитки их противогнилостными и огнезащитными средствами. Рекомендации AREA по деревянным эстакадам с ездой на балласте и на поперечинах представлены на рис. 2 — 4.

Предварительная заготовка конструкций.

Опыт показал, что польза, приносимая защитной пропиткой, может быть в значительной степени понижена в результате сверления дыр и обработки отдельных пропитанных элементов для вязки из них рам. Во избежание таких повреждений многие дороги перешли на предварительную заготовку всех элементов опор с последующей пропиткой их. Проектирование ведется с такой же тщательностью, как для стальных конструкций, и в полевых условиях сборка опор из заготовленных элементов производится без всяких затруднений.

Проблемы предварительной заготовки элементов.

 При предварительной заготовке элементов эстакад важен вопрос о допусках в расположении отдельных свай и целых опор, которые должны быть увязаны со всем сооружением.
Применяя эстакады из заготовленных элементов, различные дороги придерживаются неодинаковых мнений по вопросу о том, какие отверстия могут быть просверлены в элементах до сборки эстакад. Часть дорог практикует предварительное просверливание всех отверстий, кроме отверстий в сваях; другие сначала забивают сваи и укладывают насадки, после чего выполняют увязку заготовленных частей с полученными размерами опор. Наконец, существует и такой метод, когда в результате очень точной забивки свай и размещения опор удается возводить эстакады из заготовленных элементов почти без сверления отверстий на строительной площадке.
Лес, применяемый для деревянных эстакад, для получения прочных элементов сооружения, хорошо сопротивляющихся гниению, должен быть плотного строения. Для этого пригодны плотный вид южной сосны, орегонская ель и белый дуб, хотя последний мало пригоден для прогонов, обладая определенной склонностью к скалыванию. Выбранный лес должен быть здоровым, не иметь сучков и других недостатков, способных снижать прочность и долговечность.

опора для деревянной эстакады
Типовая опора для деревянной эстакады
Рис. 2. Типовая опора для деревянной эстакады небольшой высоты при езде на балласте (рекомендация AREA)
Рис. 3. Типовая опора для деревянной эстакады высотой от 5,8 до 9,14 м при езде на поперечинах (рекомендация AREA). При высоте более 9,1 4 м добавляют пару горизонтальных схваток на уровне 7,16 м ниже низа насадки и соответствующие диагональные схватки

Свайные опоры
а — план прогонов; б— схема расположения продольных связей; в — деревянный закладной щит; г— бетонный устой. Свайные опоры могут быть расположены на взаимном расстоянии 3,58; 4,19 или 4,80 м и менее, чтобы допустить укладку прогонов стандартной длины с учетом возможной неточности забивки свай и увеличения длин на кривых. В эстакадах длиной более 30 м и высотой более 3,8 м необходимо устраивать продольные перекрестные связи в каждом втором или третьем пролетах. Продольные схватки необходимо довести до откоса и надежно прикрепить к опорам у поверхности грунта
Деревянные эстакады

Рис. 4. Деревянные эстакады (рекомендация AREA)

При применении непропитанного леса срок службы свай колеблется от 10 до 20 лет, а остальных элементов (связей, насадок, прогонов, поперечин) — около 10 лет.
Для эстакад из пропитанного леса эти сроки возрастают: для свай до 40—50 лет, а остальных элементов — до 25—30 лет, причем облегчается также эксплуатация сооружения.

Терминология.

Каждая из опор эстакады состоит из четырех стоек (или более), связанных в поперечном направлении. Число стоек зависит от длины пролета, характера основания и высоты опоры, от которой зависит ее поперечная устойчивость. Эстакады, стойки опор которых забиты в грунт, называют свайными эстакадами; в тех случаях, когда опора представляет собой раму, связанную вверху и внизу, мост является рамной эстакадой.
Вертикальные стойки (не меньше двух) располагают таким образом, чтобы они воспринимали вертикальные нагрузки. Их дополняют по бокам двумя наклонными стойками, называемыми откосными. Верх откосных стоек приближают к оси опоры, придавая им уклон от 1 : 8 до 1 : 4; эти стойки служат для повышения поперечной устойчивости конструкции. Жесткость каждой опоры обычно увеличивается диагональными схватками, которые представляют собой толстые доски, прикрепленные болтами к лежню и насадке, а также к стойкам или сваям. Обычно ставят по две такие схватки, расположенные с противоположных сторон и пересекающихся посредине. При устройстве схваток в два яруса их конструируют таким же образом.
наращивание опор эстакады
Рис. 5. При наращивании опор эстакады домкраты для подъемки пролетных строений ставятся на специальные опоры из алюминиевого сплава
Установка элемента деревянной эстакады с помощью легкого деррик-крана
Рис. 6. Установка элемента деревянной эстакады с помощью легкого деррик-крана
При высоте эстакады более 9,1 м опору осуществляют в несколько ярусов высотой каждый от 6,1 до 9,1 м. Нижняя часть такой опоры может быть свайного или рамного типа, а верхние ярусы представляют рамы, жестко соединенные с нижней частью.
В эстакадах большой высоты свайные опоры применяют редко. В некоторых случаях сваи обрезают на уровне грунта и на их головы устанавливают нижнюю обвязку первой рамы.
Верхние элементы или насадки прикрепляют к опорам нагелями диаметром 19 мм и длиной 61 см. Продольные и поперечные схватки прикрепляют болтами.

Прогоны.

Прогоны обычно применяют размерами 18—25 см в ширину и 36—46 см в высоту. Для пролетов, длина которых превышает стандартную, применяют прогоны сечением 25 х 51 см. Под каждым рельсом укладывают не менее трех прогонов, а в случае необходимости — и до четырех.
Для симметричной передачи давления от рельса каждую группу прогонов необходимо тщательно центрировать. Каждую группу прогонов скрепляют болтами, причем для обеспечения циркуляции воздуха во избежание загнивания прогонов между ними устраивают зазоры и помещают прокладки.
При широком внедрении антисептирования древесины необходимость в этих зазорах представляется сомнительной, а для экономии поковок можно укладывать прогоны вплотную.
На рис. 5 приведено приспособление в виде алюминиевых подставок с опертыми на них домкратами при ремонте в момент подъемки прогонов над опорой.
На рис. 6 показан легкий кран на путевом вагончике, применяемый для смены прогонов и мостовых брусьев.
Многие эстакады заменяют трубами (рис. 7).
Двадцатитрехпролетная эстакада, изображенная на рис. 8, была заменена трехочковой трубой диаметром по 2,15 м.
Кран опускает на место укладки звенья трубы
Рис. 7. Кран опускает на место укладки звенья трубы, заменяющей разбираемую эстакаду

РЕКОМЕНДАЦИИ AREA

В ТУ AREA,   помещены следующие указания, касающиеся производства работ по сооружению свайных и рамных железнодорожных эстакад.

  1. Пределы применения

Настоящие ТУ распространяются на производство работ по сооружению железнодорожных свайных и рамных эстакад.

  1. Основные положения

Эстакады, сооружаемые по настоящим ТУ, должны строиться в строгом соответствии с проектом и указаниями настоящих ТУ.
Предполагается, что конструкция сооружений, к которым относятся настоящие ТУ, удовлетворяет обычной практике и полностью соответствует ТУ проектирования деревянных мостов и эстакад AREA (эта часть ТУ здесь не приводится).
В конструкции не допускаются любые изменения против проекта. В случае наличия в проекте отклонений от ТУ сооружение строится по проекту.
Качество выполнения всех видов работ должно быть наилучшим. Работы должны выполняться опытными мостовыми плотниками и сборка должна вестись правильно и точно. Не допускается применять клинья и прокладки, за исключением случаев, когда они предусмотрены проектом.
По окончании работ весь материал, оставшийся от строительства и разборки существующего сооружения, должен быть вывезен со стройплощадки. Материал, не пригодный для дальнейшего использования, и прочие отходы должны быть уничтожены или удалены. Стройплощадка должна быть оставлена в чистоте и порядке.

  1. Транспортировка и хранение материала

При транспортировке материал не должен подвергаться повреждениям и ненужной порче.
Пропитанные антисептиками сваи и другие деревянные части надлежит транспортировать с особой осторожностью с тем, чтобы не допустить повреждений, связанных с обнажением непропитанной древесины. При перемещении этих материалов, как правило, надо применять стропы из каната. Заостренные ломы, багры, крюки, щипцы или подобные инструменты запрещается применять без разрешения главного инженера.
Материалы необходимо аккуратно хранить на участке, расположенном у действующих железнодорожных путей, с соблюдением габарита приближения строений.
На лесоскладах должно быть обеспечено выполнение противопожарных мероприятий. Площадка, на которой сложены сваи и лесоматериалы, а также соседние участки должны быть очищены от  травы, мусора и горючих материалов.
Пропитанные лесоматериалы необходимо складывать в закрытом помещении таким образом, чтобы не допустить искривления длинномерных брусьев или заготовленных элементов сооружения.
Непропитанный лес следует хранить на открытом воздухе в штабелях, уложенных на подкладках на высоту не менее 30 см выше грунта и выше возможного высокого уровня воды; у .кладка в штабеля должна предусматривать просушку леса без коробления. В случае необходимости лес можно защитить от атмосферных воздействий кровлей.
При укладке в штабеля сваи следует предохранять от чрезмерного изгиба.
Для защиты от коррозии поковки следует хранить под крышей или покрывать защитным слоем.

  1. Забивка свай

Забивку, обрезку и обстройку свай производят в соответствии с ТУ на забивку деревянных свай AREA.

  1. Сборка опор

Обрезку, пригонку и сверление частей эстакад необходимо производить до пропитки, если нет других указаний в проекте или нет специального разрешения главного инженера.
Все места, где в результате обработки или случайных причин пропитанная поверхность древесины оказалась поврежденной, тщательно выравнивают и пропитывают двумя слоями горячей обмазки креозотовым маслом. Все отверстия, просверленные в пропитанной древесине, необходимо пропитать под давлением креозотовым маслом на строительной площадке. Для этого употребляют один из проверенных типов аппаратов для пропитки болтовых отверстий. В результате пропитки стенки отверстия должны быть полностью защищены антисептиком. Все углубления для болтов, образующие мешки для сбора воды, необходимо пропитать, а затем, после постановки болтов, заполнить соответствующей мастикой.
Нижние обвязки рам должны полностью и равномерно опираться на сваи, деревянный ростверк, подушку или фундамент. Обвязка не должна быть засыпана для обеспечения циркуляции воздуха.
Стойки рам следует обрезать на требуемую длину в соответствии с их положением (вертикальным или наклонным) так, чтобы получить надлежащее сопряжение с насадкой и обвязкой.
Насадки должны быть подобраны по размерам, иметь одинаковую толщину и равномерно опираться на сваи или стойки.
Горизонтальные и диагональные продольные и поперечные схватки должны плотно примыкать к сваям или другим брусьям, к которым они прикрепляются. В случае необходимости применяют прокладки, чтобы не допустить выгиба схваток более 25 мм при плотном затягивании болтов. Применение составных прокладок не допускается. Каждая прокладка должна представлять собой цельный кусок пропитанной древесины той же породы, что и в схватках, длиной не менее 30,5 см и шириной не менее 15 см.
Прогоны должны равномерно опираться на опоры и иметь здесь одинаковую высоту. В сооружении они должны быть установлены согласно проекту.
Размеры поперечин и их взаимное расположение должны соответствовать проекту.
Охранные брусья должны быть уложены в соответствии с проектом, расположены по шнуру и иметь однообразную верхнюю поверхность.
Доски настила и борты балластного корыта на эстакадах с ездой на балласте необходимо устанавливать в соответствии с проектом. Должно быть предусмотрено устройство дренажа установленного типа.
Закладные щиты по концам эстакады должны иметь соответствующую высоту и ширину, чтобы надлежащим образом поддерживать обочины насыпи и обеспечить нужную берму, которая предохранит от высыпания насыпи из-под стенки. В случае необходимости для поддержания закладного щита следует предусматривать устройство специального анкеража в виде свай или засыпанных в насыпи мертвяков.
Площадки-убежища, тротуары, площадки для кадок с водой, выступы для автодрезин и другие специальные платформы устраиваются согласно проекту.
Все скрепления, включая болты, штыри, шурупы, шпонки и др., должны быть размещены в соответствии с проектом и надежно затянуты; после окончания строительства необходимо произвести подтяжку всех скреплений. При отсутствии в проекте других указаний, отверстия для штырей надо просверливать диаметром на 1,5 мм меньше диаметра штыря и на глубину, не превышающую длины последнего. Отверстия для болтов и других стержней (кроме штырей) надо сверлить диаметром, равным номинальному диаметру стержня. Отверстия для шурупов следует сверлить диаметром не больше, чем внутренний диаметр нарезки шурупа.
Все поковки с винтовой нарезкой следует ставить на место, завертывая их на полную длину. Забивать их киянкой или другим инструментом запрещается.
Металлические шпоночные крепления должны применяться тех типов, которые указаны в проекте. Шпонки кольцевые и плоские необходимо вставлять в заранее подготовляемые гнезда, размеры которых соответствуют указанным на чертежах или рекомендуемым изготовителями.
Зубчатые шпонки надлежит вдавливать в соприкасающиеся поверхности элементов и присоединять к ним с помощью специальных сжимающих приспособлений; крепления этого типа следует вставлять одновременно и однообразно в каждом стыке.

Замена 23-пролетной эстакады
Рис. 8. Замена 23-пролетной эстакады насыпью трехочковой трубой диаметром 2,15 м

Клееные элементы мостов.

Применение клееной древесины, позволяющее получать элементы нужных размеров склеиванием отдельных слоев под давлением, вызывает все больший интерес у мостостроителей. На эстакадах целого ряда дорог в опытном порядке поставлены клееные стойки, насадки и прогоны. Для клееных элементов применяют древесину, отвечающую по прочности требованиям проекта. Опорные поверхности делают из древесины, обладающей большим сопротивлением смятию поперек волокон, чем внутренние слои. Брус можно склеивать из досок или радиально нарезанных бревен, но предпочтительно с однообразным расположением слоев. Для обеспечения надежной склейки все слои должны иметь правильную, чисто остроганную поверхность, постоянное по длине сечение и не должны быть покороблены. Они должны быть аккуратно собраны.
В целях экономии не рекомендуется вести склейку из слоев тоньше 19 мм, что могло бы привести к большому расходу клея и большей трудоемкости Для улучшения внешнего вида наружные слои подбирают из одиночных широких досок или составляют из отдельных полос, склеенных кромками. Остальную часть бруса набирают из реек случайной ширины [10 см и больше]. По длине можно устраивать прямые и скошенные стыки отдельных слоев. Прямые стыковые швы не допускаются лишь для слоев, выходящих на растянутую или сжатую поверхность.
Опыты показали, что антисептическая пропитка не представляет вреда для клееной древесины.

Металлические шпоночные соединения.

Широко применяемые в деревянных эстакадах металлические соединения служат для передачи усилия с одного элемента на другой и бывают двух типов. Одни, как кольцевые и пластинчатые шпонки, вставляют в заранее проделанные пазы; другие — зубчатые или когтевые шпонки разных систем, вдавливают в поверхности соединяемых элементов. Нажатие осуществляют прессом, или стягиванием высокопрочным болтом, заменяемым потом обычным.
Эти скрепления служат для увеличения площади среза в соединениях. Например, несущая способность кольцевой шпонки диаметром 10 см с болтом 19 мм в 3 раза больше несущей способности одного такого болта.
На железных дорогах в основном применяют два вида скреплений: зубчатую прокладку и зубчатую ребристую пластинку, хотя встречаются и другие типы соединений. Зубчатые прокладки чаще всего используют в настиле и в местах пересечений связей со стойками эстакад. Для вдавливания этих шпонок рекомендуется набор, состоящий из высокопрочного стержня диаметром 19 мм с одной шарикоподшипниковой и двумя плоскими шайбами, реверсивный ключ, трещотка с рукояткой длиной 61 см. При благоприятных условиях для вдавливания зубчатых шпонок можно также применять гидравлические домкраты.
В зубчатой ребристой пластинке когти устроены только с одной стороны; концы ее снабжены ребордами. Это скрепление, служащее для фиксации расстояний между поперечинами, помещается между последними, упираясь в их боковые поверхности своими ребордами. На обращенные при этом вверх зубцы насаживают охранные брусья.

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ЭСТАКАДЫ

железобетонные эстакады

Строительная стоимость эстакад этого типа превышает стоимость деревянных эстакад. Подобные сооружения особенно пригодны для перекрытия широких отверстий при сравнительно малой высоте насыпи, при болотистой местности, на широких, медленно текущих реках и при проведении каналов.
На железобетонных эстакадах, как правило, устраивают железобетонное балластное корыто. Опоры эстакад, обычно свайного типа, располагаются на взаимных расстояниях 4,2—6 м и имеют высоту не больше этого пролета. Опора может также представлять собой тонкий бык или состоять из бетонных стоек, опирающихся на плиту.
Железобетонные эстакады обладают свойствами, делающими удобным их применение в строительстве.
Сваи и плиты проезжей части можно забетонировать на заводе, собрать, если требуется, и поставить на место.
Устройство железобетонной эстакады взамен деревянной осуществляется легко и с наименьшим нарушением движения поездов.
В окна между поездами производят работы по забивке железобетонных свай, удалению деревянной проезжей части и укладке железобетонных плит.
В случае необходимости, до отсыпки балласта в новое железобетонное корыто, путь можно поддерживать на клиньях.
Насадки на сваях возможно бетонировать на месте, в связи с чем может потребоваться применение быстротвердеющего цемента.
Для равномерной передачи нагрузки от проезжей части на сваи или стойки необходимо насадки выполнять из железобетона.
Проезжую часть обычно выполняют из сборных элементов, но ее можно также бетонировать на месте после окончания сооружения опор.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЭСТАКАДЫ

По своей конструкции металлические эстакады аналогичны деревянным. Они могут иметь или рамные опоры на соответствующих фундаментах или опоры из свай обычно двутаврового сечения, забитых в грунт, с приклепанными или приваренными верхними ригелями.
Стальные рамные опоры могут быть забетонированы; их верхняя часть может быть оформлена желаемым образом.
Металлические сваи рассмотрены в статьях «Сваи и оборудование для их погружения».



 
« Эксплуатация и ремонт тоннелей
железные дороги