2. конструкция деревянных балочных мостов

ТЕМА: Деревянные мосты малых пролетов
Простейшим типом деревянных мостов являются балочные мосты. Они устраиваются для
перекрытия незначительных пролетов, не превышающих 8–10 метров. Основными элементами
балочного моста являются опоры и пролетные строения в виде балок (прогонов),
перекрывающие расстояние между опорами. Поверх прогонов укладывают проезжую часть
моста, которая служит для принятия подвижной нагрузки.
Рис. 1 Балочный деревянный мостик
Таким образом, главным несущим элементом таких мостов являются прогоны,
поддерживающие проезжую часть моста и работающие под действием постоянной или
временной нагрузки на изгиб, как балки. Поэтому такие мосты и называются «балочными».
Конструкция балочных мостов может быть различной и зависит от размера перекрываемых
пролетов, нагрузки, интенсивности движения по мосту.
Рис. 2 Балочный деревянный мостик в разрезе
Рассмотрим устройство простейших балочных мостов. Мосты, изображенные на рисунках 1, 2,
предназначены для пешеходного движения и проезда легкового транспорта через небольшие
препятствия.
Строительство мостика через овраг шириной 5 м, показанного на рис. 1, начинается с разбивки и
определения продольной оси моста и расположения лежней (см. рис. 3). Разбивка производится
примитивным способом с помощью специального шаблона. Шаблон делается из остроганных и
связанных в виде прямоугольного треугольника досок и необходим для разбивки прямых углов.
Размер треугольника 1,5х2,0х2,5 м.
Рис. 3 Разбивка и определение продольной оси моста
Намечается продольная ось моста путем вешения (установка вешек) и забивки колышков.
Отмечается ширина моста, равная 3,0 метрам (по 1,5 м от продольной оси). По этим линиям
1
будут проложены прогоны моста. Лежни располагаются на расстоянии 2,7 м от поперечной оси
моста.
Рис. 4 Разрез опорной части моста
Перед укладкой лежней по обеим сторонам перекрываемого пролета выбирается грунт, который
укрепляется утрамбованным щебнем. Затем для предохранения от проседания и загнивания
лежня производится подсыпка щебнем или гравиемтолщиной 40–50 см. Поверхность грунта
срезается с уклоном не менее 1:20 для стока просачивающейся сквозь щебень воды (см. рис. 4).
На подсыпку укладываются лежни, выполненные из бревен диаметром 30–32 мм, отесанных на
два канта, длиной 4 м. Для предотвращения сдвига лежень укрепляют кольями, которые
забивают по обе его стороны.
2. КОНСТРУКЦИЯ ДЕРЕВЯННЫХ БАЛОЧНЫХ МОСТОВ
Простейшие деревянные балочные мосты включают в себя следующие основные
конструктивные элементы: опоры, пролетное строение, состоящее из несущей и проезжей
частей (рис. 1).
Рис. 1. Простейший балочный мост:
1 - заборная стенка; 2 - сваи заборной стенки; 3 - насадка; 4 - диагональные схватки; 5 поперечная схватка; 6 - сваи; 7 - верхний настил; 8 - поперечины; 9 - прогоны, 10 - сжимы; 11 нижний настил; 12 - анкерные схватки.
Несущая часть состоит из прогонов, перекрывающих пролет моста и поддерживающих
проезжую часть. Различают два вида прогонов: сближенные (разбросные) и сосредоточенные.
Сближенные прогоны бывают простыми одноярусными и сложными двухъярусными (рис. 2).
Простой прогон представляет собой бревно или брус (рис. 2, в, г); сложный прогон составляется
из бревен, укладываемых в виде двух- или трехъярусных пакетов, скрепленных болтами или
нагелями (рис. 3, а, б). Момент инерции таких прогонов равен сумме моментов инерции
составляющих его бревен, т.е. прочность сложного прогона равна прочности составляющих его
бревен, поэтому они не имеют преимуществ перед более простыми по конструкции
2
одноярусными прогонами.
Рис. 2. Конструкция сближенных прогонов:
1 - комель;
2 - отруб.
Рис 3. Конструкция прогонов составного
сечения на пластинчатых нагелях.
Сосредоточенные прогоны бывают сложными (пакетные) и составными. Располагают их обычно
непосредственно над сваями на значительном расстоянии друг от друга.
В составных прогонах (рис. 3) ярусы бревен (брусьев) соединены деревянными колодками или
металлическими пластинчатыми нагелями. Прогон составного сечения имеет больший момент
инерции, чем сумма моментов инерции составляющих его бревен, поэтому такими прогонами
можно перекрыть пролеты длиной до 14-16 м.
Сложные сосредоточенные прогоны (рис. 4) устраивают трехъярус ными, но так как их
располагают на большом расстоянии друг от друга, грузоподъемность их при пролетах более 8
м не соответствует нагрузке класса НГ-60. Такими прогонами можно перекрывать только
пролеты длиной до 8 м, поэтому они преимуществ перед разбросными прогонами не имеют.
Рис. 4. Конструкция сложных сосредото ченных прогонов.
Сосредоточенные (особенно составные) прогоны сложны в из готовлении и имеют более слож
ную конструкцию проезжей части, поэтому на практике они приме нения не имеют.
Сближенные (разбросные) од ноярусные прогоны используют при пролетах длиной до 6 м, рас
полагая их равномерно на рассто янии друг от друга 50, 55, 60, 65, 70 см.
Если длина пролета свыше 6 м, то диаметр одноярусных прого нов должен быть более 32-33 см
в отрубе. Такой лесоматериал не всегда есть в наличии, поэтому эти пролеты перекрывают
двухъярусными (сложными) прогонами, для которых требуются бревна меньшего диаметра.
Двухъярусные прогоны иногда применяют и взамен одноярусных при отсутствии бревен
необходимого сечения для перекрытия пролетов до 6 м.
3
При устройстве поперечного настила не из сплошных пластин (нака тин), а из разрезных со
стыками у продольной оси моста (вразбежку) условия поперечного распределения давлений от
временной нагрузки ухудшаются, поэтому по оси моста укладывают сближенные прогоны. Во
избежание перегрузок при односторонних захружениях моста подвижной нагрузкой крайние
прогоны также устраивают сближенно.
Прогоны из бревен естественной конической формы укладывают комлями поочередно в разные
стороны, что позволяет экономить древе сину и увеличивать прочность прогона. Поэтому в
одноярусных прого нах стес делают только сверху для образования площадки опирания по
перечин (пластин, накатин) шириной, равной 1/3 бревна. В двухъярусных прогонах верхний
прогон стесывают сверху и снизу, а нижний - только сверху на ту же ширину.
Для придания одноярусным прогонам горизонтального положения глубина стесывания по их
концам различна: на тонком конце - 1,5-2 см на длине 50-80 см, а на комлевой части - с таким
расчетом, чтобы по концам толщина прогона была одинаковая.
В двухъярусных прогонах концы нижнего бревна подтесывают на одинаковую глубину, так как в
них бревна укладывают комлями в разные стороны.
Стыкование прогонов выполняют над опорами; крайние и средние (осевые) прогоны стыкуют
впритык с косой срезкой торцов или врубают вполдерева, а остальные располагают вразбежку
(вперевязку) с разворотом относительно оси моста на толщину прогона, измеренную по оси
насадки.
Уложенные прогоны крепят к насадке обратными скобами или штырями диаметром 16-19 мм с
глубиной забивки в насадку не менее 15 см. Устойчивость двухъярусных прогонов в поперечном
направлении и их взаимная связь обеспечиваются анкерами, соединяющими прогоны в двух
местах на протяжении каждого пролета. Анкеры связывают прогоны или попарно, или сразу по
три и представляют собой отрезки бревен диаметром 16-18 см, врубленные в прогоны.
Проезжая часть деревянного моста состоит из поперечин, настила колесоотбойных брусьев,
тротуаров и перил (см. рис. 1).
В мостах с сосредоточенными прогонами поперечины выполняют из бревен диаметром 20-22
см, укладываемых через 0,5-0,7 м друг от друга; поверх них устраивают двойной продольный
настил. Сечение досок нижнего настила определяют расчетом, укладывают их с зазором между
досками 2-3 см и прибивают к поперечинам гвоздями диаметром 4-5 мм, длиной 150 мм; на
торцах забивают по два гвоздя, а в промежутках - по одному через каждые 1-1,5 м. Стыкуют
доски над поперечинами. Верхний настил (слой износа) толщиной 50 мм устраивают сплошным
(без зазоров) и прибивают гвоздями как нижний.
В мостах со сближенными прогонами поперечины (накатины, обтесанные на два канта, или
пластины, подтесанные снизу) укладывают сплошным слоем. Для ровности и лучшего
распределения давления от временной нагрузки поверх пластин (накатин) устраивают
продольный настил (слой износа) из досок толщиной не менее 50 мм, который прикрепляют к
пластинам гвоздями диаметром 4-5 мм длиной 100 мм. Каждый конец доски прибивают двумя
гвоздями, а по длине доски гвозди располагают в один ряд через 1-1,5 м.
Основным типом опор в деревянных мостах являются свайные. В мостах с пролетами до 6 м
при небольшой высоте опор допускается применение однорядных опор, а для пролетов 7-8 м
при высоте опор более 5 м - только двухрядных. При отсутствии толстомерных бревен для
насадок, при использовании древесины с влажностью более 25%, а также при необходимости
уменьшить давление на сваю двухрядные опоры применяют и при пролетах до 6 м.
Расстояние между центрами свай (по фасаду) в двухрядных опорах должно составлять 0,50-0,55
м, а в пространственных - 1,5 м.
4
В многопролетных мостах пространственные опоры располагают через 20-25 м. Их необходимо
устраивать и в мостах высотой более 4 м при глубине пересекаемого водоема более 1,5 м.
Пространственные береговые опоры рекомендуются также при высоте насыпи более 4 м.
Опоры обычно устраивают четырехсвайными, но при отсутствии лесоматериала необходимых
сечений для насадок при габарите 7 м возможно использование свай меньшего диаметра,
компенсируя это одной дополнительной сваей. Можно также вместо одной толстомерной
насадки укладывать две (двухъярусные).
Глубину забивки свай определяют расчетом, но она должна быть не менее 4 м.
При невысоких опорах (до 3 м) сваи могут быть выполнены из одного бревна; при большей
высоте, когда длина сваи превышает длину имеющихся бревен, производят наращивание
последних; при этом по длине сван должно быть не более одного стыка.
Стыки свай после их погружения должны находиться на глубине не менее 2 м от поверхности
грунта (с учетом линии размыва), но устройство их возможно и выше уровня грунта.
Наращивание свай рекомендуется делать "впритык" на штыре с перекрытием стыка
металлическими накладками на болтах; если стыки устраивают выше уровня меженных вод, то
их располагают на высоте не менее 0,5 м от него.
Для создания поперечного уклона проезжей части поверх насадок укладывают подуклонные
брусья шириной 15 см, толщиной в нижнем конце 10 см, в верхнем - 17 см. Поперечный уклон
можно создать и путем укладки разрезных поперечин (пластин) комлями к оси моста с их
наклонной подтеской.
Разрезные поперечины крепят к прогонам гвоздями и прижимают по концам колесоотбойными
брусьями; сплошные поперечины к прогонам не кренят, а лишь прижимают колесоотбоями.
По бокам проезжей части устраивают тротуары шириной на дорогах I V-V категорий не менее 1
м; если регулярное пешеходное движение отсутствует (т.е. в сутки по мосту проходит менее 200
пешеходов), то предусматривают только служебные проходы шириной 0,75 м. Высота
колесоотбойных брусьев на мостах дорог IV-V категорий должна быть не менее 0,35 м. Настил
на тротуарах обычно устраивают продольный из досок толщиной 5 см, которые укладывают на
короткие (длиной 1,3 м) поперечные подкладки (коротыши) из обтесанных бревен (брусьев),
пришитых гвоздями к концам поперечин (накатин, пластин). Подкладки (коротыши) укладывают
через 1,5 м и к ним гвоздями прибивают перильные стойки высотой 1 м. Чтобы тротуарные доски
не прогибались, между подкладками перильных стоек укладывают дополнительные коротыши.
Перильные стоики завершаются поручнем, а в промежутках между ними выполняют перильное
заполнение.
Для укрепления перильные стойки иногда усиливают подкосами, а для защиты от случайных
ударов автомобилями перила в концах моста завершают вертикальными или наклонными
столбами-надолбами.
В случаях, когда нет необходимости устраивать на мосту тротуары, проезжую часть окаймляют
колесоотбойными брусьями высотой не менее 0,35 м. Перильные стойки в этом случае крепят
болтами к крайнему прогону и колесоотбою.
Для обеспечения жесткости и устойчивости свайных и рамных опор в поперечном и продольном
направлениях устраиваются горизонтальные и диагональные связи в виде раскосов (крестов).
При глубине пересекаемого водоема 2 м и более устраивают подводные связи в виде подкосов
или тяжей, производя одновременно забивку свай до обстройки опор. Для этого в свае выше
отметки забивки ее в грунт крепят деревянную колодку с двойным зубом, которым она опирается
во врубке на свае и прикреплена к ней болтами. К колодке подгоняют подкос, соединяемый со
сваей хомутом из полосового железа. Чтобы хомут не съезжал, в сваю забивают костыль, а в
5
подкосе делают прирубку.
Сваи забивают с колодкой, но без подкоса. При обстройке опоры подкос с хомутом закрепляют с
помощью гвоздя одним концом к прирубке подкоса (другой конец хомута опирается на костыль),
надевают на сваю и опускают до колодки. Затем подкос отводят к соседней свае и крепят к ней
над водой с врубкой в сваю одиночным зубом.
Подводные связи в виде тяжей крепят к свае перед ее забивкой.
Верх забитых свай (стоек) срезают горизонтально и поверх них укладывают насадки, закрепляя
их на сваях с помощью шипов, устраиваемых на головах свай, или металлических штырей
диаметром 16-19 мм и длиной не менее двух толщин насадок. Штыри забивают в сваи через
насадку или вставляют в просверленные отверстия в насадке. При необходимости
дополнительно ставят хомуты.
В свайных опорах высотой до 2 м схватки обычно не устраивают. При высоте опор до 3 м для
обеспечения поперечной жесткости ставят горизонтальные схватки, а при высоте более 3 м - как
горизонтальные, так и диагональные связи. Схватки изготавливают обычно из пластин или
толстых досок и устанавливают с обеих сторон опоры врубают в сваи и крепят к ним болтами
или штырями.
В опорах, высота которых (от грунта до верха насадки) превышает расстояние между осями
крайних свай (стоек), для увеличения поперечной жесткости применяют укосины, нижние концы
которых упирают в дополнительные откосные сваи, а верхние - в крайние сваи.
6