Как правильно закрепить опоры в грунте

Опоры контактной сети могут быть закреплены в земле непос­редственной заделкой их нижней (фундаментной) части в грунт или с использованием различных фундаментов — массивных элемен­тов, заглубляемых в землю.

Все металлические, а также железобетонные опоры ССА закреп­ляются на фундаментах; все железобетонные опоры длиной 13,6 м и 15,6 м — как правило, в грунт, иногда в стаканные фундаменты, дли­ной 10,4; 10,8 — как правило, в стаканный фундамент, в необходи­мых случаях — в грунт. Действующие на опору нагрузки передаются на грунт. При этом напряжения в грунте должны быть такими, чтобы грунт вокруг опоры не разрушался, а опора не наклонялась, иначе невозможна нормальная эксплуатация контактной сети.

Все типы и виды устройств, обеспечивающие устойчивость опо­ры, называют закреплениями опор в грунте. Если такое устрой­ство состоит из нескольких отдельных частей, то под закреплени­ем опоры понимают совокупность всех этих частей.

Часть грунта, воспринимающую давление фундамента, назы­вают основанием, при этом основания, грунт которых использует­ся в естественном состоянии, называют естественными. Если для повышения несущей способности основание уплотняют или уп­рочняют, его называют искусственным (например, свайным). Ос­нованиями фундаментов опор контактной сети служат грунты в естественном состоянии.

Расстояние от подошвы фундамента до поверхности грунта в месте его установки называют глубиной заложения фундамента (глу­биной заделки опор — при непосредственной установке ее в грунт). Глубину заложения фундамента (заделки) определяют расчетом; наименьшее ее значение ограничивают экономическими и техничес­кими соображениями, а также условиями промерзания грунта.

За расчетную поверхность грунта при расчете одиночного фун­дамента принимают горизонтальную плоскость, проходящую че­рез точку пересечения вертикальной оси фундамента с поверхнос­тью грунта, а при наличии насыпного неуплотненного слоя (песчаный балласт, шлак и пр.) — с нижней поверхностью этого слоя. Проектированию закреплений опор контактной сети в грунте предшествуют геологические и гидрогеологические изыскания, на основании которых определяют физические и механические харак­теристики грунтов.

Существующие способы закрепления опор контактной сети в грун­те можно разделить на две основные группы: закрепления, в которых подземная часть опоры или фундамент работают на выворачивание

Рис. 8.16. Схемы различных способов закрепления опор: а — непосред­ственное и на одиночных фундаментах в грунт; б — с помощью анкера; в — на двух или четырех фундаментах; г — на сваях

(рис. 8.16, а), и закрепления, в которых часть фундаментов работа­ет на выдергивание из грунта, а другие — на вдавливание в него (рис. 8.16, б, в, г). Закрепления опор по схемам (см. рис. 8.16, а) в основном применяют для консольных опор и опор жестких попере­чин, несущих сравнительно небольшие нагрузки и передающих не­большие усилия на грунт; схемы (см. рис. 8.16, б, в, г) используют для консольных, анкерных и опор гибких поперечин.

В обычные грунты консольные железобетонные опоры устанавлива­ют в заранее отрытые или пробуренные котлованы (непосредственно в грунт), а в условиях сульфатной агрессивности грунтов — на одиноч­ные фундаменты. Схемы установки опор длиной 13,6 м на насыпях и в

Рис. 8.17. Схема установки опор длиной 13,6 м на насыпи (а) и в выемке (6);

РПГ — расчетная поверхность грунта; ВЛЖ — верх лежней;

ДК — дно котлована

выемках при ширине земляного полотна 5,8 м показаны на рис. 8.17. При установке опор на насыпях с габаритом 3,4 м грунт присыпают. Для усиления закрепления опор применяют лежни (рис. 8.18) — же­лезобетонные плиты шириной 500 мм и длиной 1000 мм (тип I) или 1800 мм (тип II), устанавливаемые горизонтально по отношению к опорам. Лежни крепят к опоре мягкой проволокой диаметром 6 мм.

Рис. 8.18. Лежни для железобетонных опор контактной сети:

а, б — типа I и II для конических стоек; в — для двутавровых

и конических стоек; г — для спаренных стоек

Струнобетонные центрифугированные опоры контактной сети могут быть соединены с фундаментом только телескопическим (ста­канным) стыком. Такое соединение после омоноличивания стыка де­лает конструкцию неразъемной, что является ее недостатком, так как значительно затрудняет замену опоры при ее повреждении.

Для установки центрифугированных железобетонных консольных опор и опор жестких поперечин применяют фундаменты: трехлуче­вые стаканные (ТС) (рис. 8.19, а, табл. 8.7), трехлучевые стаканные повышенной надежности (ТСН) (рис. 8.19, 6, табл. 8.8), двутавровые стаканные фундаменты (ДС) (рис. 8.20, а, табл. 8.7); блочные фунда­менты ЗФ-1 (рис. 8.20, в ); анкера ДА (рис. 8.20, б) для анкерных опор, а также сваи со стаканным оголовником для закрепления опор в слабых грунтах.

Фундаменты ТС, ТСН разработаны взамен фундаментов ДС. По сравнению с двутавровыми трехлучевые фундаменты при од­ной и той же длине и несущей способности по грунту дают значи­тельное снижение расхода бетона (в среднем на 23 %). Фунда­менты ТСН имеют глубину стаканной части 800 мм, сквозные отверстия для стока воды диаметром 10 мм и повышенную надеж­ность трех лучей подземной части.

Таблица 8. 7

Технические характеристики фундаментов ТС, ДС и анкеров ТА,

Тип Объем Расход Тип Объем ‘ Расход
фундамента бетона, м3 стали, кг фундамента бетона, м3 стали, кг
      и анкера    
ТС-60-3,5     ДС 45/3,5    
ТС-80-3,5 0,56   ДС 60/3,5 0,71  
ТС-100-3,5     ДС100/3,5    
ТС-120-3,5          
      ДС 45/4    
ТС-60-4,0     ДС 60/4 0,78  
ТС-80-4,0 0,61   ДС 100/4    
ТС-100-4,0          
ТС-120-4,0     ДС 45/4,5    
      ДС 60/4,5 0,85  
ТС-60-4,5     ДС 100/4,5    
ТС-80-4,5 0,65        
ТС-100-4,5     ТА-4 0,53  
ТС-120-4,5     ТА-4,5 0,58  

 

Примечание. В обозначении фундаментов ДС цифры в числителе по­казывают нормативный изгибающий момент, кН-м, в знаменателе — длину фундамента, м; фундаментов ТС — первые цифры — нормативный изгибаю­щий момент, кНм, вторые — длину, м.

 

Рис. 8.19. Трехлучевой стаканный фундамент ТС (в) и повышенной надежности ТСН (б)

Рис. 8.20. Двутавровый стаканный фундамент ДС (а)’; анкер ДА (б); блочный фундамент ЗФ-1 (в)

Таблица’-S.S

Тип фундамента Длина, м Расход материалов Масса, т
бетон, м3 сталь, кг
ТСН-2-4,0 ТСН-2-4,0М 4,0 0,8 76,92 2,0
ТСН-3-4,0 ТСН-3-4,0М 90,92
ТСН-4-4,0 ТСН-4-4,0М 104,48
ТСН-2-4,5 ТСН-2-4,5М 4,5 0,85 83,91 2,13
ТСН-3-4,5 ТСН-3-4,5М 100,03
ТСН-4-4,5 ТСН-4-4,5М 115,31
ТСН-2-5,0 ТСН-2-5,0М 5,0 0,91 90,2 2,28
ТСН-3-5,0 ТСН-3-5,0М 108,0
ТСН-4-5,0 ТСН-4-5,0М 124,96

 

Фундаменты ТС, ТСН и ДС состоят из двух основных конструк­тивных частей: верхней — стакана и нижней — фундаментной части. Верхняя часть фундаментов представляет собой железобетонный стакан с внешним прямоугольным сечением. Размеры фундамента 0,67 х 0,67 м приняты исходя из условия работы вибропогружателя агрегата АВФ, АВСЭ. Нижняя фундаментная часть у фундаментов ТС имеет трехлучевое сечение с расположением лучей в плане через 120 один относительно другого. Лучи имеют толщину стенки в крайней внеш­ней части луча 80 мм, а в месте схождения лучей в центральной части — 90 мм. Один луч на конце имеет уширение для ориентации при установке фундамента: уширенным лучом фундамент устанавли­вают «от пути». Сопряжение верха фундамента (стакана) с нижней трех­лучевой частью выполнено в виде пирамидального конуса.

Схемы установки опор длиной 10,8 м на фундаментах ТС на насыпях и в выемках при ширине земляного полотна 5,8 м показаны на рис. 8.21. При установке опор на насыпях с габаритом 3,4 м грунт присыпают.

Для закрепления оттяжек анкерных железобетонных опор в грун­те используют трехлучевые анкеры ТА (Т — трехлучевой, А — ан­кер), ТАН (Н — повышенной надежности), двутавровые КА (К — клиновидный), стоечные СА с плитой в основании (С — стоечный) и свайный СА (С — свайный). Наклонные анкеры, находящиеся в эксплуатации, имеют низкую надежность, не изготавливаются и в плановом порядке подлежат замене.

Рис. 8.21. Схемы установки опор длиной 10,8 м с фундаментами ТС на насыпи (а) и в выемке (б); L — длина фундамента; hр — глубина заложения;

ОП — опорная плита

Рис. 8.22. Анкер трехлучевой повышенной надежности ТАН

В качестве основного типа принят трехлучевой повышенной на­дежности анкер ТАН (рис. 8.22, табл. 8.9), созданный на базе фун­дамента ТСН. Для закрепления оттяжек в верхнюю часть анкера перед бетонированием закладывают проушины из полосовой ста­ли (железобетонный оголовок прямоугольного сечения). Выпус­кают анкеры длиной L=4 и 4,5 м, их соответственно обозначают ТАН-4,0 и ТАН-4,5. Длину анкера выбирают по табл. 8.10 в зави­симости от нормативного усилия в оттяжках анкерной опоры, ус­ловного расчетного сопротивления грунта, ширины земляного полотна и места установки опоры.

Таблица 8.9