Однопутный железнодорожный мост через р. Хуанхэ перекрыт 33 типовыми металлическими пролетными строениями (lрасч=31,62 м) с ездой поверху. Общая длина моста составляет около 1 100 м.
Река Хуанхэ не судоходна, поэтому подмостовой габарит установлен только из расчета пропуска самых высоких паводковых вод.
В районе мостового перехода с верховой стороны река меняет свое направление почти под прямым углом. Это обстоятельство, а также своеобразный общий характер Хуанхэ создают ряд особенностей режима реки. Русло реки, мелководной в обычное время, постоянно меняется, передвигаясь от одного берега к другому.
В период летнего паводка уровень воды поднимается на 4—5 м. Река в это время течет по всему руслу шириной 1 км, а скорость течения достигает 4 м/сек и более. Были отмечены случаи, когда при расходе воды в 10—12 тыс. м3/сек местная скорость течения достигала 6,6 м/сек.
Геологическое строение по трассе моста весьма разнообразно. Разведочное бурение, произведенное на глубину 30—40 м в 18 точках мостового перехода, показало самое различное сочетание пластов мелкого песка, лессовых суглинков и глины. В отдельных местах встречаются включения крупной гальки, валунов и небольшие прослойки песчаника. Общим для всего геологического разреза является наличие 5—6-метрового верхнего слоя из слабого лессовидного грунта.
В районе большинства опор на глубине 15 или 20—22 м залегают пласты плотных, слежавшихся, трудно размываемых суглинков. В русле реки происходит постоянный процесс размывов и отложений.
Глубины местных размывов дна составляют обычно 4—5 м, достигая в отдельных случаях 7 м.
Следует указать, исходя из опыта эксплуатации существующих на реке мостов, что после постройки опор в периоды летних паводков можно ожидать более глубоких местных размывов.
При проектировании моста расчетная глубина размыва была принята равной 11 м.
Опоры моста имеют своеобразную конструкцию (рис. 24). Каждая опора состоит из восьми глубоко погруженных свай, железобетонного оголовка и бетонной диафрагмы.
Благодаря наклонному положению всех свай опора имеет хоро шую устойчивость от действия горизонтальных нагрузок.
Бетонная диафрагма объединяет весь куст свай и уменьшает свободную длину каждой сваи. Одновременно плита защищает свайный куст от ударов плывущими предметами (деревьями, джонками и т. п.) и выполняет роль ледореза.
Рис. 24. Схема опоры совмещенного типа:
1 — оголовок (плита ростверка); 2 — бетонная диафрагма; 3 — сваи оболочки диаметром 55 см; 4 — пролетное строение
Оголовок (из бетона марки 200) имеет размеры в плане 2,9 х 4,6 м и высоту, равную почти 2 м. На сооружение одного ростверка затрачивалось 28 м3 бетона, а всего на мост — с учетом устоев — 1 100 м3.
Для свай применены железобетонные центрифугированные оболочки диаметром 55 см и длиной секций 8; 6 и 4 м. Сборность свай осуществлялась фланцево-болтовыми соединениями. Общая длина каждой сваи в опоре обычно составляла от 26 до 36 м; глубина погружения в грунт — от 20 до 30 м. Полости свай всех опор были засыпаны песком, а в верхней части забетонированы.
Сваи применены из бетона марки 250 с несколько усиленным армированием в связи с возможным значительным воздействием давления воды при размывах дна во время паводков.
Расчетная нагрузка на сжатие сваи составляет 78 m от действия основных сил и 150,7 т от совместного действия основных и дополнительных сил.
Диафрагмы выполнены из бетона марки 170. Расход бетона на одну диафрагму составлял 60 м3, а всего на мост около 2 000 м3. Устройство диафрагм производилось как в период постройки моста, так и после открытия движения по мосту.
Общий расход бетона на мост составил около 3,3 тыс. м3
Таким образом, на 1 пог. м готового моста было затрачено 3 м3 бетона и 8 пог. м железобетонных свай.
Сооружение опор производилось одновременно с двух берегов, причем главной и наиболее трудной работой было погружение свай. Особенности режима реки не позволили использовать плавучие средства. Исключалось также применение шпальных, понтонных, козелковых и иных мостиков или отдельных площадок для установки копров, так как лессовое основание под ними в любое время могло быть подмыто.
Поэтому был принят вариант устройства временных мостиков на деревянных сваях. С мостиков производилось погружение железобетонных свай и бетонирование оголовков; по ним же осуществлялась подача с берегов к местам работ бетона, материалов, оборудования и инвентаря. Эти же мостики были использованы для энерго- и водоснабжения.
Со стороны левого берега свайный мостик был устроен очень легким: расстояние между рядами свай составляло около 5 м, в каждом ряду было забито по 3 сваи диаметром 16—18 см на глубину 5—6 м. Сваи забивались механической бабой с деревянного консольного копра, передвигавшегося по готовой части мостика. Пролеты были перекрыты рельсовыми пакетами, по которым устраивался настил. Ширина мостика по осям крайних свай составляла 7 м.
Временный мостик сооружался по оси капитального моста, а поэтому он одновременно использовался в качестве направляющего каркаса при погружении железобетонных свай.
Погружение свай опоры производилось с помощью портальных кранов, собранных из элементов УИК-М. Полезный пролет крана был 7 м, а высота в свету — 14 м.
Кран лебедками передвигался от опоры к опоре по рельсам, уложенным на крайних рельсовых пакетах. Пути и рельсовые пакеты переставлялись по мере продвижения крана вперед. Снизу кранового портала была прикреплена двутавровая балка, по которой передвигался электрический 5-тонный тельфер. Тельфером производились установка и наращивание свай, а также установка сваебойного и подмывного оборудования. Секции свай к месту работ подвозили с берега вагончиками по узкоколейному пути, уложенному по временному мостику.
Погружение свай осуществлялось вибропогружателями типа ВП-1У (рис. 25). При погружении всегда применялся центральный подмыв с давлением атм при расходе воды до 150 м3/ч. На некоторых опорах с особо тяжелыми условиями погружения давление доводили до 30 атм.
Рис. 25. Погружение сваи вибропогружателем ВП-1У с применением направляющей деревянной вышки
Для придания погружаемой свае правильного наклонного положения и сохранения ее от повреждений при вибрации применяли специальную переносную деревянную вышку конической формы, на которую опиралась свая.
Перестановку вышки производили тельфером портального крана. Свайные работы со стороны левого берега велись одновременно на двух опорах с применением двух портальных кранов и с полными комплектами необходимого оборудования и инвентаря.
Суточная производительность каждой установки составляла 1,5—2 сваи, т е. 35 — 45 пог. м погружения (в благоприятных условиях — 50—55 м).
Несмотря на применение весьма удачного способа производства работ производительность свайной бойки была сравнительно невысокой. Объясняется это главным образом очень тяжелыми геологическими условиями и большими перебоями с водоснабжением для подмыва: большое содержание грязи в воде требовало обязательного ее осветления в специальных отстойниках.
На производительности свайных работ сказалась также сложная конструкция свайного фундамента: все сваи имели наклон, что создавало затруднение для работы молота при нарощенных соседних сваях.
Со стороны правого берега погружение свай производилось также с временного мостика. Однако конструкция его и расположение были иными. Правобережный мостик представлял собой неразрезное пролетное строение из элементов УИК-М, опирающееся на деревянные свайные опоры, расположенные друг от друга на расстоянии 16 м. Высота пролетного строения была 2 м, ширина — 4 м. В сечении — три фермы.
Сборка пролетного строения производилась отдельными элементами навесным способом. Мостик был построен с верховой стороны от основного моста с расстоянием 5 м между осями ферм. На мостике был установлен 15-тонный гусеничный кран, с помощью которого производились все работы по погружению железобетонных свай. Для установки свай на каждой опоре устраивался легкий деревянный каркас.
Для придания необходимого направления и поддержания железобетонных свай применяли переносную деревянную вышку. Погружение свай производилось вибропогружателем ВП-1У с возмущающей силой 30 т и с применением центрального подмыва.
Все операции по погружению свай и бетонированию оголовков выполнялись аналогично принятым при производстве работ на левобережном участке.
По мере продвижения гусеничного крана вперед, к середине реки, производилась разборка половины мостика по ширине; снятые элементы использовались для головной части мостика. Связь с берегом осуществлялась по оставшейся части мостика двухметровой ширины. Как и на левом берегу, бетон для опор приготовляли на берегу и подавали к месту укладки по узкоколейному пути
Производство работ по сооружению опор было организовано по поточному графику. Это во многом способствовало успешному ходу работ. При наличии на мосту трех фронтов свайных работ все 34 опоры были сооружены за 4 месяца.
Весь мост длиной 1 100 м с учетом работ по установке пролетных строений консольным краном был построен за 4,5 месяца, т. е. в среднем по 8 пог. м моста в сутки.