Железобетонные шкафные стенки и подферменные блоки

Основные конструктивные элементы моста, находящиеся на виду — опоры и пролёты. Однако этим дело не ограничивается. Надёжность, прочность, устойчивость сооружения, его способность выдержать проектные нагрузки зависит и от других, скрытых, деталей.

Примеры — шкафные стенки и подферменные блоки. Их задача — равномерное распределение массы, создаваемой расположенным выше грунтом, опорами и пролётами, повышение конструктивной жёсткости, защита от деформаций и разрушения.

Что представляют собой эти конструкции

Шкафные стенки и подферменные блоки — сборные или монолитные железобетонные элементы, устанавливаемые в устоях и опорах мостов. Устой — крайняя опора моста, соединяющая пролётное строение с насыпью подходной дороги. В устоях чаще всего монтируют шкафные стенки, а подферменные блоки — размещают под опорными частями пролётов, крайними и промежуточными.

Оба элемента изготавливают из тяжёлого железобетона с усиленным армированием. Выбор материала обусловлен выраженностью и многочисленностью нагрузок: массой пролётного строения, весом проезжающего транспорта и проходящих людей, давлением грунта, температурными деформациями, порывами ветра, накоплением снега.

Функции

Общая задача шкафных стенок и подферменных блоков — обеспечение равномерности распределения нагрузок, защита моста от разрушения. Конкретных функций несколько:

• Удержание грунта насыпи от осыпания, сползания в сторону пролётного строения;
• Равномерное распределение нагрузки от опорных частей на основание, фундамент;
• Защита деформационных швов и опорных узлов от попадания грунта, влаги и мусора;
• Обеспечение точной геометрии для точной установки пролётов и опор;
• Компенсация температурных и осадочных деформаций без потери несущей способности.

Железобетонные шкафные стенки: устройство и назначение

Шкафная стенка — вертикальная конструкция, возводимая в верхней части устоя моста, со стороны подходной насыпи. По конфигурации стенка напоминает нишу или «шкаф», в который упирается насыпь, подходящий для размещения деформационных швов и других элементов.

Основная задача шкафной стенки — удержание грунта насыпи, не позволяя ему осыпаться на мостовое полотно, оказывать избыточное давление на пролётное строение. Без стенки грунт постепенно сползал бы в зону деформационного шва, разрушал примыкающие конструкции.

Кроме удержания грунта, шкафная стенка выполняет ещё несколько функций:

• Служит опорой для плиты переходных зон, сглаживающих переход от жёсткого мостового полотна к грунтовой насыпи;
• Защищает деформационный шов от попадания земли, воды, мусора;
• Формирует ровную вертикальную поверхность для крепления элементов гидроизоляции и водоотвода;
• Формирует пространство для размещения опорных частей пролётного строения, упрощения их обслуживания.

Конструктивно шкафная стенка — массивная стенка или армированная балка, жёстко связанную с крайне опорой. Толщина и высота стенки зависят от нагрузки насыпи, ширины пролёта и климатических условий региона — в местах с сильными перепадами температур и значительными грунтовыми давлениями сечение стенки увеличивают.

Применяют шкафные стенки практически на всех автодорожных и железнодорожных мостах, путепроводах и эстакадах, где устой примыкает к грунтовой насыпи. Без этого элемента невозможно организовать плавный и безопасный переход с дорожного, асфальтового, бетонного, грунтового полотна на мостовую конструкцию.

Подферменные блоки: устройство и назначение

Подферменный блок — железобетонный элемент, расположенный непосредственно под опорной частью пролётного строения. Опорная часть — деталь, передающая нагрузку от пролёта на основную опору, обеспечивающая подвижность конструкции, позволяющая ей смещаться при термических, механических, ветровых воздействиях.

Функции подферменных блоков:

• Приём концентрированной нагрузки от опорных частей пролётного строения, её распределение по максимальной площади для снижения удельного давления.
• Создание строго горизонтальной или наклонной плоскости для установки опор.
• Компенсация небольших неровностей, геометрических отклонений опоры, возникающих при строительстве.

Подферменные блоки изготавливают с высокой точностью. Соответствие чертежам и параметрам, зафиксированным в проекте, определяет общую надёжность сооружения. Малейший перекос способен вызвать неравномерное распределение нагрузки, ускоренный износ опорных частей, деформации и разрушения всего пролёта.

Устанавливают такие блоки на устоях и промежуточных опорах. В зависимости от конструкции моста подферменные блоки могут быть монолитными, отлитыми прямо на месте, или сборными — изготовленными на заводе и доставленными на объект уже в готовом виде.

Преимущества ЖБИ

Железобетон — оптимальный материал для изготовления шкафных стенок и подферменных блоков. Он адаптирован ко всем нагрузкам, характерным для этих элементов: растяжениям, сжатиям, статическому, динамическому давлению, акцентированным точечным ударам.

Выделяют несколько главных преимуществ железобетона:

• Высокая несущая способность. Даже изделия небольшого сечения выдерживают огромные нагрузки.
• Устойчивость к статическим и динамическим воздействиям, постоянному давлению, создаваемому весом грунта и мостового сооружения, вибрациям при проезде крупногабаритного транспорта;
• Атмосферная стойкость. Элементы выдерживают все воздействия, характерные для мостов, колебания температуры, интенсивные осадки, морозы, жару, накопление снега.
• Долговечность. При правильном выборе, соблюдении требований монтажа, конструкция прослужит долгие десятилетия, сохранив исходные параметры.
• Универсальность. Конфигурация деталей вариативна, её можно подстроить под конкретные мостовые сооружения, учитывая специфику нагрузок, требования к надёжности, габариты.
• Невысокая цена. ЖБИ стоят дешевле металлических или композитных изделий, схожих по габаритам и несущей способности.
• Ремонтопригодность. В процессе эксплуатации неизбежно появляются трещины, сколы, отслоения, вызванные естественным старением материала. Обнаружение таких дефектов — не причина для замены. Они допускают оперативное устранение с минимальными вложениями, без привлечения специалистов высокой квалификации.

Особенности изготовления и монтажа

Шкафные стенки выпускают по монолитному и сборному методу. Первую технологию реализуют непосредственно на стройплощадке. Формируют опалубку, собирают армирующий каркас, заливают и уплотняют бетонную смесь. Плюс такого подхода — прочная связь с первой мостовой опорой. Сборные шкафные стенки выпускают на заводе, поставляют на объект в готовом виде. Задача специалистов — плотно связать его с опорной конструкцией.

Подферменные блоки, в большинстве случаев, имеют сборную конструкцию. Заводское производство обеспечивает максимальную точность геометрии, качество бетона, строго соблюдение инструкций на каждом этапе, от армирования до твердения. Готовый блок доставляют на объект и устанавливают на опору с помощью крана, после чего стыки заделывают раствором или бетоном для обеспечения монолитности узла.

Подведение итогов

Железобетонные шкафные стенки и подферменные блоки — конструкции, без которых строительство надёжного моста невозможно. Первые — удерживают грунт насыпи и защищают деформационные швы, вторые — принимают и распределяют нагрузку от опорных частей на массив опоры.

Железобетон — оптимальный материал для производства таких элементов. Он прочен, адаптирован к термическим и атмосферным нагрузкам, недорог. Профессиональное проектирование и заводское производство позволяют получить деталь, на 100% подходящую мостовой переправе, переходу.