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