»скусственные сооружени€ на автомобильных дорогах

 

‘едеральное агентство по образованию

—ибирска€ јвтомобильно-ƒорожна€ јкадеми€

(—ибјƒ»)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

–еферат по курсу подвижного состава

†тема: Ђ»скусственные сооружени€ на автомобильных дорогахї

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¬ыполнил: студент гр. 12јƒ

†††††††††††††††††††† ††

ѕроверил:

ќћ—  - 2000 —одержание:

 

 

 

¬ведение. - 3 -

¬иды и классификаци€ искусственных сооружений. - 11 -

Ёлементы моста и статические схемы.. - 19 -

ќсновные правила проектировани€ искусственных сооружений. —остав проекта† - 23 -

ќсновные требовани€ к конструкци€м мостов и труб. - 25 -

ќсновные принципы расчета искусственных сооружении. - 27 -

¬иды водопропускных труб. Ќазначение их размеров. - 29 -

Ћотки и трубы на косогорах. - 35 -

“оннели.† ќбласть применени€ и классификаци€ тоннелей. - 43 -

«аключение. - 48 -

—писок литературы: - 49 -


¬ведение

»скусственные сооружени€ Ч наиболее сложна€ часть желез≠ных и автомобильных дорог. »х выполн€ют двух видов: возводи≠мые над поверхностью земли мосты различного типа и водопропус≠кные трубы, устраиваемые через водотоки и другие преп€тстви€; тоннели, сооружаемые под поверхностью земли на пересечении дорогой гор, высоких холмов и при проложении в больших городах линий метрополитенов.

ћосты строили с древнейших времен. ѕервоначально они име≠ли простую конструкцию. »х возводили из дерева и камн€ вруч≠ную дл€ пешеходного и гужевого движени€. Ўирокие и глубокие реки оказывались трудными дл€ постройки мостов, которые заме≠н€ли паромными переправами или наплавными мостами из плотов или судов.

ƒерев€нные мосты вначале сооружали простыми балочными, затем перешли к более сложным конструкци€м.

 аменные мосты выполн€ли из сводов на массивных опорах. –азмер опор по фасаду моста достигал одной трети, а в отдельных случа€х даже половины пролета.  ладку осуществл€ли на извест≠ковых растворах или тщательной пригонкой отдельных блоков с укладкой их насухо. ћного каменных мостов было построено в XVЧXIX вв., и они существуют до сих пор в странах «ападной ≈вропы Ч ‘ранции, »талии, »спании и др. ѕролеты мостов дости≠гали 90 м, мосты поражали красотой и совершенством своих форм. ¬ нашей стране каменные мосты строили преимущественно в «акавказье. Ќекоторые из них сохранились до наших дней.

— началом строительства железных дорог в XIX в. стали соо≠ружать капитальные металлические мосты. Ќеобходимость движе≠ни€ поездов потребовала постройки достаточно прочных и надеж≠ных каменных опор. ѕо€вились новые конструкции и способы воз≠ведени€ таких мостов, стали примен€ть стальные конструкции и бетон. –азвивались и совершенствовались методы проектировани€ мостов, что особенно характерно дл€ второй половины XIX в.

»звестны русские ученые, разработавшие новые конструкции и методы строительства первых крупнейших металлических город≠ских и железнодорожных мостов в этот период Ч инж. —. ¬.  ербедз, построивший в 1842Ч1850 гг. мосты через р. Ќеву с про≠летами 45 и 47 м (рис. 1) и в 1853Ч1857 гг. мост через р. Ћугу с пролетом 55 м, и др.






















 

–ис.†† 1.†† √ородско醆 мост† чере熆 р.†† Ќеву† с† чугунным膆 пролетными† строени€ми(1850 г.)

 


Ќа гужевых дорогах с 1820 г. стали примен€ть многорешетча≠тые фермы из досок системы архитектора “ауна. ѕримерно в тот же период американским инж. √ау были предложены дерев€нные фермы из бревен или брусьев. ¬ыдающийс€ русский инженер ƒ. ». ∆уравский (1821 Ч1891 гг.) внес в систему ферм √ау изме≠нени€, разработал на основе исследований метод их расчета. ¬се это позволило примен€ть такие фермы не только на гужевых, но и на железных дорогах. Ќа двухпуткой железной дороге ѕетер≠бург Ч ћосква (ныне ќкт€брьской) в 1847Ч1851 гг. было постро≠ено несколько больших мостов через реки ¬олхов, ћету, ¬олгу и другие реки с применением ферм √ау Ч ∆уравского с пролетами до 61 м. ¬ дальнейшем такие конструкции широко примен€ли при строительстве и особенно при восстановлении автодорожных и же≠лезнодорожных мостов вплоть до середины XX в.

—очетание теории и практики стало характерной особенностью русской школы мостостроени€ с 50-х годов прошлого столети€. »наче происходило развитие мостостроени€ в зарубежных стра≠нах, особенно в јнглии и —Ўј. ¬ этих странах наблюдалс€ эмпи≠рический подход к проектированию мостов, вследствие чего неред≠ко происходило обрушение мостов.

–усска€ школа мостостроени€ с самых первых шагов по пути строительства больших мостов ведущим положением считала обес≠печение безопасной эксплуатации моста, развива€ дл€ этого экс≠периментально-теоретический метод, заложенный ƒ. ». ∆уравским, и сочета€ его с изучением практики постройки мостов. »мен≠но поэтому количество аварий мостов вследствие недостаточной их прочности у нас за всю историю мостостроени€ было незначитель≠ным.

ћеталлические пролетные строени€ мостов до 80-х годов XIX в. изготавливали из так называемого сварочного железа, которое пла≠вили в пудлинговых печах. — 1885 г. по€вилось более качествен≠ное литое железо, ¬ разработке металлических пролетных строе≠ний больших мостов в конце XIX в. необходимо отметить де€тель≠ность известного русского ученого Ч проф. Ќ. ј. Ѕелелюбского (1845Ч1922 гг.). ѕод его руководством были разработаны типовые пролетные строени€ с пролетами до 109 м, использованные в же≠лезнодорожных мостах через реки ¬олга, ƒнепр и др. Ёти мосты имели многорешетчатые и двухрешетчатые системы ферм. ѕо ини≠циативе проф. Ћ. ƒ. ѕроскур€кова в конце XIX в. по€вились кле≠паные металлические пролетные строени€ треугольной системы. »звестен р€д крупных мостов через реки ≈нисей, ќбь, ћоскву, —улу и др., построенных по его проектам. ¬ начале XX в. по инициативе проф. Ќ. ј. Ѕелелюбского и √. ѕ. ѕередери€ в пролет≠ных строени€х небольшого размера и трубах стал примен€тьс€ железобетон. ¬ системе Ќ ѕ— в 1926 г. была организована перва€ государственна€ проектна€ организаци€ ћостовое бюро, а в 1930 г. мостостроительный трест Ч ћостотрест. Ќа эти организа≠ции было возложено проектирование и строительство мостов на железных дорогах страны, разработка норм и правил проектиро≠вани€ искусственных сооружений, составление типовых проектов конструкций и технологических правил производства работ. ѕо их проектам в первой и второй п€тилетках были построены крупней≠шие металлические мосты на реках ¬олге, ƒнепре, ≈нисее, ќби, ƒону и др.









–ис. 2. ∆елезнодорожный железобетонный мост через

р. ƒнепр†† (1932 г.)










–ис.†† 3.†† ƒвухъ€русный† совмещенны醆 железобетонный† мост† чере熆†

†р.†† —тарый ƒнепр† (1953 г.)

¬ начале XX столети€ железобетон в –оссии примен€лс€ пре≠имущественно в малых мостах с пролетами до 6 м. Ќачало разви≠ти€ железобетонных конструкций в больших мостах было положено успешной постройкой ћостотрестом в 1932 г. арочного железнодо≠рожного моста через р. ƒнепр длиной свыше 1600 м (рис. 2). ƒо ¬еликой ќтечественной войны из монолитного железобетона пос≠троили крупнейшие железнодорожные и городские мосты через реки ¬олгу, Ќеву, ћоскву, ќку, јнгару и др. ѕосле окончани€ войны из монолитного железобетона было сооружено несколько крупных мостов, из них на р. ƒнепр Ч два уникальных совмещен≠ных под железную и автомобильную дороги двухъ€русных моста с пролетами 140 и 228 м (рис. 3). ¬о врем€ ¬еликой ќтечествен≠ной войны было разрушено особенно много железнодорожных мос≠тов. “олько благодар€ самоотверженному труду специалистов восстановили более 16000 сооружений.

ƒл€ современного отечественного и зарубежного мостострое≠ни€ характерно применение сборных предварительно напр€женных железобетонных конструкций в автодорожных мостах (рис. 4). ѕри этом решающее значение имело историческое решение партии и правительства в 1954 г. о широком переходе в капитальном стро≠ительстве на индустриальные способы с использованием сборных железобетонных и бетонных конструкций.

¬первые в мире, начина€ с 1958 г., мостостроители нашей стра≠ны освоили применение сборных железобетонных конструкций дл€ железнодорожных и городских мостов через реки ¬олгу, ћоскву, ƒон, ƒнепр, ќку. Ѕыли разработаны и получили успешное приме≠нение прогрессивные конструкции и методы производства опор на железобетонных сва€х, оболочках и столбах. ¬ насто€щее врем€ искусственные сооружени€ выполн€ют преимущественно сборной конструкции из элементов заводского и полигонного производства. ќсвоен эффективный навесной способ монтажа сборных конструк≠ций с соединением элементов при помощи полимерного кле€. ¬ крупных городских мостах успешно применены новые системы про≠летных строений из сборного железобетона, рамно-консольные, арочно-консольные, балочно-неразрезные, вантовые. ћассовое строительство искусственных сооружений в виде малых и средних мостов, путепроводов, эстакад, водопропускных труб в насто€щее врем€ осуществл€ют преимущественно по типовым проектам с использованием унифицированных сборных конструкций заводско≠го и полигонного изготовлени€. ѕосле 1965 г. при строительстве новых железных и автомобильных дорог широкое применение полу≠чили весьма эффективные трубы из гофрированного коррозиестойкого металла.


–ис.† 4.† ќсновные системы современных предварительно напр€женных железо≠бетонных мостов:

а Ч в ———–; б Ч в японии; в Ч в †Ћивии; г Ч во ‘ранции;† д Ч в »талии; е Ч в јвстра≠лии (по каждо醆 схем円 показа톆 наибольши醆 из† перекрытых†† пролетоↆ данно醆 статической системы††† моста)

ѕри строительстве железнодорожных мостов с пролетами до 27 м примен€ют типовые предварительно напр€женные пролетные строени€ заводского изготовлений". ƒл€ больших пролетов приме≠н€ют металлические конструкции в виде сплошностенчатых систем или решетчатых ферм. ѕолучили распространение прогрессивные конструкции с соединением элементов на электросварке и высоко≠прочных болтах. ѕримен€ют новые виды высокопрочных сталей, коробчатые сечени€, цельноперевозимые конструкции. ¬се это поз≠волило построить крупнейшие мосты через реки ¬олгу, —еверную ƒвину. — применением вантовых конструкций построены городские мосты через р. ƒнепр в  иеве и через р. ƒаугаву в –иге с проле≠том до 320 м.

«а рубежом с по€влением железных дорог началс€ процесс ин≠тенсивного развити€ мостостроени€. Ќар€ду со строительством крупных каменных, а позднее железобетонных мостов в конце XIX Ч начале XX в. широко примен€ли металлические конструк≠ции.

¬ 1860 г. в јнглии был сдан в эксплуатацию ‘ортский метал≠лический мост с пролетом 521 м, а в 1917 г. Ч  вебекский мост в  анаде с пролетом 549 м. ѕостроены крупнейшие металлические арочные мосты, в том числе с пролетом 503 м в —иднее (јвстра≠ли€).

јмериканское мостостроение отличаетс€ большим развитием конструкций вис€чих систем городских мостов. Ќачало их приме≠нени€ было положено постройкой в 1883 г. в Ќью-…орке Ѕруклин≠ского моста с центральным пролетом 486 м.   насто€щему време≠ни в —Ўј, ≈вропе и японии построены дес€тки вис€чих мостов с пролетами до 1500 м (рис. 5).

’арактерным дл€ современного мостостроени€ как в отечест≠венной, так и в зарубежной практике €вл€етс€ совершенствование конструкций и способов сооружени€ фундаментов опор. ¬место широко примен€вшегос€ более 100 лет дорогого и весьма трудоем≠кого кессонного способа заложени€ фундаментов, требующего выполнени€ работ под сжатым воздухом, освоены прогрессивные способы постройки фундаментов на длинномерных железобетонных сва€х, сборных железобетонных оболочках, погружаемых в грунт мощными молотами и электровибропогружател€ми. ¬ последнее врем€, использу€ опыт строительства Ѕјћа, примен€ют фундамен ты из железобетонных столбов, опускаемых в предварительно раз≠буренные скважины диаметром 80Ч300 см. “акие столбы могут проходить вверх до пролетного строени€, исключа€ необходимость устройства ростверка.
















–ис. 5. ¬ис€чий стальной мост через морской пролиↆ (—Ўј)


¬ последнее врем€ получен большой опыт строительства искус≠ственных сооружений Ѕайкало-јмурской железной дороги. Ќа всей ее прот€женности в 3110 км от станции ”сть- ут на западе до станции  омсомольск-на-јмуре в течение дес€той и одиннадца≠той п€тилеток было построено 126 больших и 815 средних металли≠ческих мостов. — применением сборного железобетона построено 1046 малых мостов и 920 водопропускных труб под насып€ми. „асть труб выполнена из гофрированного металла. ѕри сооруже≠нии мостов впервые в отечественной практике опоры малых и сред≠них мостов, расположенных на вечномерзлых грунтах, сооружали на железобетонных столбах, опущенных в предварительно пробу≠ренные скважины. Ќа дороге было построено значительное коли≠чество подпорных стен, галерей, селеспусков.

ƒругой распространенный вид искусственных сооружений Ч тоннели Ч начали строить в глубокой древности, преимуществен≠но дл€ подачи воды и дл€ военных целей.

ѕервый горный железнодорожный тоннель длиной 1190 м был построен в 1826Ч1830 гг. в јнглии. ¬ это же врем€ началось строительство таких тоннелей в Ўвейцарии, ‘ранции, Ѕельгии, √ерма≠нии, »талии, —Ўј и других странах.  рупнейший в мире однопут≠ный железнодорожный —имплонский тоннель длиной 19,78 км, соединивший »талию со Ўвейцарией, был построен в 1898Ч 1906 гг.

∆елезнодорожные тоннели в –оссии начали строить с 1859 г. «а три года были построены двухпутные тоннели длиной 427 и 1280 м на ѕетербург-¬аршавской железной дороге. ƒо конца прошлого столети€ сооружено большое количество тоннелей на железных дорогах  авказа, —ибири, ”рала. —амым крупным был —урамский тоннель в «акавказье длиной 4 км, построенный в 1886Ч1890 гг. ƒо ¬еликой ќкт€брьской социалистической рево≠люции в нашей стране было сооружено несколько дес€тков круп≠ных горных однопутных и двухпутных тоннелей на железных до≠рогах ƒальнего ¬остока.

ѕосле ¬еликой ќкт€брьской социалистической революции пос≠троены крупные тоннели на лини€х  азань Ч —вердловск, ћерефа Ч ’ерсон, на „ерноморской железной дороге и р€д тоннелей на востоке страны. Ѕольшое число железнодорожных тоннелей пос≠троено на Ѕјће.

∆елезнодорожные тоннели строили различными способами с обделками, защищающими движущиес€ поезда от обвалов горных пород, из каменной кладки на известковых растворах, а позднее из бетона.

ѕерва€ лини€ метрополитена была построена в јнглии в 1863г. в Ћондоне. — этого времени сеть метрополитенов быстро росла. ¬ 1892Ч1894 гг. были построены линии метрополитенов в „икаго и Ќью-…орке (—Ўј).

¬ ———– строительство метрополитенов, начатое в 1930 г., ведет≠с€ непрерывно. Ќа 1 €нвар€ 1988 г. прот€женность ћосковского метрополитена составл€ет 224 км. ѕостроены метрополитены в Ће≠нинграде,  иеве, “билиси, ’арькове, Ѕаку, “ашкенте, √орьком, ћинске, Ќовосибирске,  уйбышеве. †—тро€тс€ метрополитены в ƒнепропетровске и других городах.


¬иды и классификаци€ искусственных сооружений

»скусственные сооружени€ Ч технически сложна€ часть стро€≠щихс€ дорог. ¬ зависимости от условий рельефа местности расхо≠ды на постройку обычно составл€ют до 10 % общей стоимости до≠роги, а иногда, например в горной местности, до 25%. ¬ период эксплуатации искусственные сооружени€ требуют особо тщатель≠ного надзора и ухода.

Ќаиболее часто встречающиес€ на дорогах искусственные соо≠ружени€ Ч это мосты и водопропускные трубы, реже Ч подпор≠ные стены, тоннели, селеспуски, галереи, лотки и т. п.

†† ћосты состо€т из опор и пролетных строений (рис. 1.1).   обоим концам моста примыкает земл€ное полотно подходов. Ќа многих реках, особенно больших, примен€ют регул€ционные соо≠ружени€ и укреплени€ дл€ защиты опор мостов и подходов от раз≠мыва высоким паводком воды и ледоходом.

ѕо назначению дорог и роду пропускаемых подвижных нагру≠зок мосты могут быть: железнодорожные дл€ пропуска же≠лезнодорожных нагрузок (см. рис. 1.1); автодорожные дл€ пропуска транспортных средств по автомобильным дорогам; го≠родские дл€ метрополитена, автомобильного, трамвайно-троллейбусного и пешеходного движени€; совмещенные дл€ одновре≠менного пропуска железнодорожного и автомобильного транспор≠та; пешеходные дл€ пешеходов; специального назначени€ дл€ пропуска водопроводов, газо- и нефтепроводов и каналов.

†† ѕо услови€м расположени€ на местности различают следующие виды искусственных сооружений:

путепроводы Ч на пересечении дорог в разных††† уровн€х рис. 1.2, а);

разводные мосты, когда дл€ пропуска судов устраивают разводное пролетное строение, поднимаемое вверх (рис. 1.2, б) или раскрываемое;

виадуки при пересечении дорогой глубоких и сухих логов, оврагов, горных ущелий, сооружаемые взамен высоких (более 15Ч 20 м) насыпей (рис. 1.2, в);

эстакады дл€ пропуска железной или автомобильной доро≠ги в городах над магистральными улицами (рис. 1.2, г), а также' при строительстве дорог в сильно заболоченных местах, когда эко≠номически невыгодной оказываетс€ насыпь (на слабых грунтах в основании);

наплавные мосты с плавучими опорами из понтонов или барж, устраиваемые на широких и глубоких реках, когда построй≠ка посто€нных опор не оправдываетс€ размерами движени€, а также в случае временной необходимости, например на период пос≠тройки капитального моста. ƒл€ пропуска по реке судов в нап≠лавных мостах примен€ют выводные секции, а на период ледохода и ледостава такие мосты разбирают (рис. 1.2, д).

¬одопропускные трубы (рис. 1.3) Ч сравнительно прос≠тые по конструкции и постройке искусственные сооружени€. ѕри насыпи небольшой высоты (до 1 Ч1,5 м) и незначительном коли≠честве протекающей воды иногда устраивают лоток.























–ис.† 1.1. ∆елезнодорожный мост:1 Ч пролетное строение; 2 Ч опора




–ис.†† 1.2.† ¬иды мостов: а Ч путепровод;†† б† Ч†† разводной;††

†в† Ч† виадук;††

 

††








–ис.†† 1.2.† г† Ч†† эстакада;†† д† Ч†† наплавной







–ис.†† 1.3.†† ƒвухочкова€†

†водопропуск≠на€† труба††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††

†††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††† –ис.†† 1.4.†† ѕодпорны円 стены



ѕодпорные стены служат дл€ поддержани€ откосов на≠ сыпей на крутых косогорах, при устройстве дорог в пре≠делах населенных пунктов, дл€
ограждени€ построек и предо≠хранени€ от подмыва конусов насыпей и откосов дамб (воз≠ле мостов (рис. 1.4).

¬ горных районах, кроме того, дл€ ограждени€ полотна дорог от возможных обвалов крупных камней, каменных осыпей, снежных лавин устраивают осо≠бые защитные искусственные сооружени€ Ч галереи, подпорные и улавливающие стены, а дл€ отвода гр€зи и каменных потоков (селей), стекающих со склонов гор во врем€ сильных ливней, примен€ют специальные сооружени€ Ч селеспуски (рис. 1.5).

ѕо общим размерам, сложности проектировани€ и способам ор≠ганизации строительства искусственные сооружени€ прин€то клас≠сифицировать на четыре группы: малые, к которым относ€тс€ мосты общей длиной до 25 м, а также водопропускные трубы под насып€ми и лотки, средние, полна€ длина которых до 100 м, а отдельные пролеты не превышают 42 м, большие Ч длиной свыше 100 м с пролетами более 60 м, очень большие, часто на≠зываемые внеклассными или уникальными мостами, возводимыми через большие водные пространства. ѕо количеству возводимых на стро€щейс€ дороге сооружений, а также по суммарному объему ра≠бот, потребному дл€ строительства, наибольшее распространение имеют малые и средние искусственные сооружени€.




–ис.† 1.5. —елеспуски






††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††


–ис.†† 1.6.†† ∆елезнодорожный† тоннель

ѕо сроку службы мосты† бывают †посто€нны円†† 膆†† вре≠менные. ѕосто€нные мосты проектиру≠ют с расчетом непрерывной и круглогодичной их эксплуатации в течение многих дес€тилетий. —оответственно с этим стро€т их из долговечных материалов Ч бетона, железобетона, металла, антисептированного дерева, кам≠н€.  онструкции их рассчитыва≠ют на наибольшие временные на≠грузки, которые возможны не

только в насто€щий, но и в перспективный период эксплуатации._ ¬ременные мосты устраивают облегченными, на небольшой срок эксплуатации, из менее долговечных и менее прочных мате≠риалов, например из не пропитанного антисептиками лесоматериа≠ла, местного камн€ и т. п.






–ис. 1.7. ѕоперечное сечение тоннель≠ных обделок:

а† и† в Ч из† монолитного† бетона:† ᆆ††††† из сборног† железобетона†† д눆† тоннел€,†† соо≠ружаемого закрытым способом: 1 -† свод;†††† 2†† Ч†† стены;†††† 3††† Ч†† обратный свод;†† 4†† Ч†† перекрытие;†† 5†† Ч†† плоски醆 ло≠ток

 

 омплекс сооружений, устраиваемых на пересечении дорогой посто€нно действующего водотока, называют мостовым пере≠ходом. ¬ его состав вход€т мост, земл€ное полотно, примыкаю≠щее к усто€м, регул€ционные сооружени€, направл€ющие водный поток, подпорные и ограждающие стены, сооружени€ берегоукрепительные ограждающие и другие.

“оннель (рис. 1.6) пред≠ставл€ет собой искусственное со≠оружение, расположенное в тол≠ще горных пород..

ѕо назначению тоннели под≠раздел€ютс€ на транспортные (железнодорожные и автодорож≠ные, городские тоннели метропо≠литенов, пешеходные и судоход≠ные) , гидротехнические, город≠ского хоз€йства и горнопромыш≠ленные. Ќаибольшее распростра≠нение получили транспортные тоннели, которые по местополо≠жению раздел€ют на наход€щие≠с€ в горных массивах, подвод≠ные Ч под реками, каналами, проливами и городские Ч под городскими проездами и квар≠талами.

ѕо характеру строительства тоннели могут различатьс€ по спо≠собу производства работ: закрытого Ч стро€щиес€ без вскрыти€ земной поверхности над ними, и открытого.

–азмеры и очертани€ внутреннего свободного пространства транспортных тоннелей завис€т от размеров и формы подвижного состава и размещаемого в них оборудовани€. ѕоперечное сечение тоннелей метрополитенов и железнодорожных (рис. 1.7) определ€≠етс€ требовани€ми габарита и может быть рассчитано на один путь или два (тоннели дл€ трех путей встречаютс€ крайне редко). ѕоперечное сечение автодорожного тоннел€ определ€етс€ катего≠рией дороги и количеством полос движени€, а также другими тре≠бовани€ми.

√орные железнодорожные и автодорожные тоннели проектиру≠ют по —Ќиѕ 11-44-78; тоннели дл€ метрополитенов Ч по —Ќиѕ - II-40-80.

Ёлементы моста и статические схемы

ќсновные элементы моста Ч опоры и пролетные строе≠ни€ (рис. 1.8). ќпоры различают: береговые (устои) и проме≠жуточные (быки).  ажда€ опора воспринимает нагрузку от веса пролетных строений, подвижной нагрузки, проход€щей по ним, дав≠лени€ ветра, льда, навала судов. Ќа устои, кроме того, действует вес насыпи подходов к мосту.

ќпоры имеют фундамент с надфундаментной частью. ‘ун≠даменты возвод€т с опиранием непосредственно на грунт или, если грунт ненадежен, на специальное искусственное основание. ћатериалом дл€ опор служат бетонна€, железобетонна€ и камен≠на€ кладки, а в редких случа€х дл€ верхней части примен€ют ме≠таллические конструкции. ‘орма и размеры опор завис€т от зна≠чени€ и характера нагрузок, передающихс€ от пролетных строе≠ний, собственного веса и веса насыпи, а также определ€ютс€ услови€ми прохода под мостом водного потока, ледохода и мест≠ными инженерно-геологическими услови€ми.


 

 

–ис. 1.8. ћост длиной L:

1 Ч береговы円 опоры†† (устои);†† 2 Ч пролетно円 строени円 с сплошным膆 главным膆 балками;3 Ч перильны円 ограждени€;†† 4 Ч конус†† насыпи;†† 5 Ч свайны醆 фундамент;†† ”¬¬ Ч уровень высоких† вод;† –”¬ Ч рабочий уровень воды:† ”ћ¬ Ч уровень меженных вод

 

 

† ѕролетные строени€ имеют (см. рис. 1.8) главные несущие элементы в виде балок сплошного сечени€, сквозных ферм или ком≠бинированных конструкций. Ќа основных несущих элементах рас≠полагаетс€ конструкци€ проезжей части моста автодорожного (городского) или мостовое полотно железнодорожного моста. √лавные несущие элементы объедин€ют св€з€ми, обеспечивающи≠ми устойчивость и поперечную жесткость пролетного строени€.

ќсновные размеры моста и его элементов следующие: полна€ длина L; (см. рис. 1.8) между задними гран€ми устоев или кон≠цами пролетного строени€, непосредственно соприкасающимис€ с насыпью подходов; отверстие моста, обеспечивающее пропуск вы≠сокой воды (за вычетом толщины опор), высота Ќ моста, ис≠числ€ема€ от верха проезжей части или подошвы рельсов до уров≠н€ меженных вод; строительна€ высота Ќс Ч от верха про≠езжей части до низа конструкции пролетного строени€; расчет≠ный пролет, равный при балочном пролетном строении рассто€≠нию между центрами опорных частей, на которые устанавливают балки (фермы); расчетна€ ширина пролетного строени€ Ч рассто€ние между ос€ми несущих конструкций (ферм или край≠них балок); высота тела опор Ч от верхней площадки до верха (обреза) фундамента; глубина фундамента и др.

¬се эти размеры моста и его элементов устанавливают в про≠цессе проектировани€ с учетом местных инженерно-гидрологичес≠ких, геологических и судоходных условий, вы€вленных в процессе изысканий, а также на основе требований по интенсивности дви≠жени€ не только в момент проектировани€, но и в более далекой перспективе, соответствующей сроку службы моста.† †ѕо характеру работы пролетных строений и опор, т. е. в за≠висимости от статической схемы, различают балочные, рам≠ные, арочные, вис€чие и комбинированные системы мостов.

Ќаибольшее распространение имеют балочные системы мос≠тов (балочные мосты). ¬ них пролетные строени€ в виде сплош≠ных балок или сквозных решетчатых ферм свободно установлены на опорные части, через которые передаютс€ все вертикальные нагрузки на опоры моста. ѕролетные строени€ могут быть балочно-разрезными (рис. 1.9, а), балочно-консольными (рис. 1.9, б) и балочно-неразрезными (рис. 1.9, в)./¬ балочно-разрезной системе изгиб от собственного веса и подвижной нагрузки одного пролет≠ного строени€ не отражаетс€ на изгибе смежных с ним пролетов. “акие системы примен€ют преимущественно в малых и средних железобетонных и металлических мостах с пролетами до 33 м. ¬ железнодорожных мостах металлические балочно-разрезные ре≠шетчатые конструкции пролетных строений распространены дл€ пролетов от 33 до 158 м. ƒругие разновидности балочных систем (балочно-консольные и балочно-неразрезные) отличаютс€ от балочно-разрезных тем, что нагрузка, расположенна€ на одном про летном строении, вли€ет и на соседние. Ёто обсто€тельство приводит к некоторому облегчению сечений балок или элементов ферм за едет совместной работы конструкции нескольких пролетов.






 

 

 

 

 

 

–ис. 1.9. Ѕалочные пролетные строени€:

/ Ч разрезно円 полно醆 длино醆 lп;††† 2†† Ч† консольно-балочное† длиной† lп ;††† 3 Ч неразрезное полной† длино醆 lп;†† Ч†† расчетны円 пролеты; ††††R1,ЧR4,†† Ч†† вертикальны円† опорные реакции

 

 

 

 

 

 

 

–ис. 1.10. –амные пролетные строени€:

/ Ч подвесно円 пролетно円 строение;†††† 2 Ч консоль†††† “-образно醆†† раны;†† 3 Ч шарниры;†† /р, Ч расчетные пролеты;† /к Ч длина консоли;† 1Ћ Ч длина† подвесного пролетного строени€;  ,†† Ќ,†† ћ Ч вертикальна€†† 膆 горизонтальна€†† опорны円 реакции,†† изгибающи醆 момент

–ис.† 1.11. јрочные пролетные строени€:

1 Ч надарочные рамы или стойки; 2 Ч шарниры; 3 Ч арки; 4 Ч подвески


¬ рамных мостах (рис. 1.10) пролетные строени€ жестко св€≠заны с опорами. »згиб от нагрузок с пролетного строени€ вызы≠вает изгиб опор,

т. е. на опоры, кроме вертикальных опорных на≠грузок, передаетс€ изгибающий момент и горизонтальный распор.

¬ мостостроении известен р€д конструктивных решений рам≠ных систем: “-образные рамы с опиранием на их консоли (рис. 1.10, а) подвесных балочных конструкций (рамно-подвесные сис≠темы); рамы с соединением смежных консолей (рис. 1.10, б) шар≠нирами, расположенными в пролете (рамно-консольной системы); неразрезные рамные системы (рис. 1.10, в). ¬се эти системы приме≠н€ют, при строительстве путепроводов и больших мостов.

в †арочных мостах (рис. 1.11) от собственного веса и подвиж≠ной нагрузки, расположенной на пролетном строении, возникают опорные реакции, которые можно рассматривать как равнодей≠ствующие вертикальных и горизонтальных составл€ющих Ќ и V. √оризонтальную силу Ќ называют распором. јрочные пролетные строени€ могут быть трехшарнирными (рис. 1.11, а), двухшарнирными (рис. 1.11, б) и бесшарнирными (рис. 1.11, в). Ѕесшарнирные примен€ют обычно в средних и больших мостах.

¬ вис€чих и вантовых мостах пролетные строени€ (рис. 1.12) устраивают в виде продольной балки (балки жесткости) с расположенной на ней конструкцией проезжей части, поддержи≠ваемой кабелем (стальным канатом или стальной цепью). Ќа опорах устанавливают высокие стойки, называемые пилонами, к

ѕо месту расположени€ проезжей части моста относительно† его главных несущих конструкций различают мосты cездой по≠низу (см. рис. 1.12,аЧв), поверху (рис. 1.12,г) и посере≠дине (см. рис. 1.11,в, средний пролет).


ќсновные правила проектировани€ искусственных сооружений. —остав проекта

ѕри проектировании новых и реконструкции существующих ис≠кусственных сооружений следует выполн€ть основные требовани€ —Ќиѕ. по обеспечению надежности, долговечности и бесперебойной эксплуатации сооружений, соблюдению безопасности и плавности движени€ транспортных средств, безопасности дл€ пешеходов, по охране труда рабочих в период строительства и эксплуатации.

ћосты и трубы должны обеспечивать пропуск паводков и ледо≠хода, большие сооружени€ должны удовлетвор€ть требовани€ су≠доходства.

¬ намечаемых решени€х следует предусматривать применение прогрессивных конструкций и передовых методов производства работ, направленных на экономное расходование материалов, и особенно металла, цемента, леса, на снижение стоимости и трудо≠емкости строительства и эксплуатации. ƒолжны быть обеспечены простота, удобство и высокие темпы монтажа конструкций с широ≠кой индустриализацией строительства на базе современных средств комплексной механизации и автоматизации производства.

¬ разрабатываемых проектах должны широко использоватьс€ типовые решени€, примен€тьс€ сборные конструкции, детали и ма≠териалы, отвечающие действующим стандартам и техническим ус≠лови€м. ¬ проектах следует учитывать перспективы развити€ тран≠спорта и дорожной сети.

»скусственные сооружени€ стро€т на основе технической доку≠ментации (чертежей, расчетов, по€снительной записки, сметы), имеющей общее название Ч проект сооружени€. √лавна€ задача проекта Ч выбор правильного места расположени€, назначение таких форм и размеров конструкции, которые обеспечили бы до≠статочный запас прочности и устойчивости сооружени€. ѕри этом исход€т из того, чтобы металлические и железобетонные мосты можно было нормально эксплуатировать не менее 70Ч80 лет, а дерев€нные, за исключением временных сооружений, Ч не ме≠нее 25Ч30 лет, т. е. учитывают перспективы развити€ транс≠порта.

ћалые и средние сооружени€ проектируют в одну стадию Ч рабочий проект со сводным сметным расчетом стоимости, приме≠н€емым дл€ сооружений, строить которые будут по типовым и пов≠торно примен€емым проектам, а также дл€ технически несложных объектов.

ƒл€ сооружений крупных и сложных существует две стадии Ч проект со сводным сметным расчетом стоимости и рабоча€ доку≠ментаци€, составл€ема€ позднее с подробными сметами.

÷ель проекта Ч вы€вить оптимальные конструктивные формы и материал намечаемого сооружени€, установить его местоположе≠ние, †определить основные размеры, объемы работ, стоимость и срок строительства. ¬ проектах больших сооружений обычно раз≠рабатывают несколько вариантов как по месту расположени€ сооружени€, его общим размерам, так и по конструктивным про≠изводственно-техническим решени€м. ¬ особо крупных с боль≠шой стоимостью сооружени€х, преимущественно в городских мос≠тах, проектам предшествует технико-экономическое обоснование строительства (“Ёќ). ¬ этом случае на основе использовани€ ана≠логов и предшествующих разработок подобных сооружений вы€в≠л€ютс€ общие очертани€ моста, примерна€ стоимость.

¬ состав “Ёќ вход€т материалы, обосновывающие строитель≠ство моста.

Ќар€ду с обоснованием принимаемых конструктивных форм и в состав проекта входит проект организации строительства (ѕќ—). ¬ нем привод€тс€ общие данные по объемам работ и потребным материалам и оборудованию, принципам организации строитель≠ства и методам возведени€ опор и монтажа пролетных строений, механизации производства работ, а также прилагаютс€ ведомости заказа сборных конструкций и других материалов, оборудовани€ и вы€вл€ютс€ сроки строительства.

ѕо разработанным конструктивным формам, вы€вленным объе≠мам работ определ€ют стоимость сооружени€, составл€ют сметно-финансовый расчет, который разрабатывают с использованием сметных материалов, учетом местных условий и расценок, учетом дальности доставки материалов, применени€ сборных конструк≠ций и т. п.

ѕри двухстадийном проектировании после составлени€ и ут≠верждени€ проекта выполн€ют разработку рабочей технической документации в виде подробных чертежей с детальным решением конструктивных и технологических вопросов, а также смет по всем элементам мостового перехода.

ѕрин€тые конструкции обосновывают необходимыми расчетами и дополнительными материалами по технологии изготовлени€ и монтажа.  роме того, составл€ют расчеты и рабочие чертежи, вход€щие в состав проекта производства работ (ѕѕ–), по всем необходимым вспомогательным обустройствам: подмост€м, пир≠сам, причалам, сооружени€м строительной площадки и т. п.

ѕри составлении рабочих чертежей не разрешаетс€ отступать от принципиальных решений, утвержденного проекта. ”твержден≠на€ вместе с проектом сметна€ стоимость моста €вл€етс€ лимитом на весь период строительства.

ќсновные требовани€ к конструкци€м мостов и труб

«адачи индустриализации и ускорени€ строительства искусст≠венных сооружений требуют широкого распространени€ типовых проектов конструкций и технологических правил производства работ. — этой целью основные размеры пролетных строений и опор мостов, а также водопропускных труб рекомендуетс€ назначать, как правило, соблюда€ принципы модульности и унификации, при≠держива€сь стандартных размеров.

ѕри разработке типовых проектов железнодорожных мостов и труб предусматриваетс€ возможность их использовани€ при стро≠ительстве вторых путей и простой замены пролетных строений на эксплуатируемой сети дорог. √енеральным размером железобе≠тонных пролетных строений €вл€етс€ расчетный пролет.

ƒл€ автодорожных и городских мостов, расположенных на пр€≠мых участках дорог, при вертикальном и перпендикул€рном распо≠ложении опор генеральным размером рекомендуетс€ назначать полные длины пролетных строений, которые принимаютс€ равны≠ми 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 33 и 42 м, т. е. с модулем 3 м. ѕри больших размерах пролеты назначают кратными 21 м, т. е. 63, 84, 105, 126 м.

ѕриведенные размеры в виде полных длин принимают дл€ раз≠резных конструкций пролетных строений длиной до 42 м, выпол≠н€емых, как правило, из железобетона.

ƒл€ неразрезных пролетных строений, а также конструкций со сквозными главными фермами автодорожных городских мостов приведенные размеры должны отвечать расчетным пролетам. ќтс≠тупление от приведенных размеров допускаетс€ при достаточном технико-экономическом обосновании, особенно при проектировании мостов, возводимых вблизи существующих сооружений, с другими размерами пролетов, а также дл€ многопролетных путепроводов через железнодорожные станционные пути, дл€ отдельных проле≠тов больших мостов сложных систем, например дл€ неразрезных рамно-консольных, вантовых и других систем мостов.

¬ железнодорожных стальных мостах со сквозными главными фермами, как правило, примен€ют типовые проекты балочных про≠летных строений, разработанные дл€ пролетов 44, 55, 66, 77, 88, 110, 132 м. «десь модуль Ч стандартна€ панель проезжей части 5,5 и » м.

 онструктивные формы и размеры опор и их фундаменты уста≠навливают по расчету с учетом местных гидрогеологических и ин≠женерно-геологических условий, требований судоходства, а также с учетом способа установки пролетных строений на опоры. Ќа боль≠ших реках в услови€х судоходства и сильного ледохода опоры сле≠дует выполн€ть массивными Ч из каменной или бетонной кладки в пределах колебани€ уровн€ воды, обтекаемой в плане формы се≠чени€. √лубину фундаментов опор устанавливают в процессе про≠ектировани€ на основе инженерно-геологических данных с учетом возможного максимального размыва дна реки, определ€емого при расчете отверсти€ моста.

ѕри проектировании путепроводов через автомобильные доро≠ги и улицы городов промежуточные опоры возможно устанавли≠вать на разделительной полосе движени€. ѕри ширине ее 6 м и ме≠нее должны быть устроены специальные ограждени€ безопаснос≠ти конструкции опор.

ќсновные принципы расчета искусственных сооружении


Ќесущие конструкции и основани€ мостов и труб необходимо рассчитывать на действие посто€нных нагрузок и неблагопри€тное сочетание воздействий временных нагрузок с обеспечением необ≠ходимых запасов прочности и надежности.

ƒо 1963 г. искусственные сооружени€ в ———– рассчитывали, сравнива€ напр€жени€ и деформации (определ€емые расчетом в отдельных элементах сооружени€) от силовых воздействий соглас≠но действующим нормам с допускаемыми напр€жени€ми и дефор≠маци€ми, установленными дл€ выбранного материала конструк≠ций или вида грунта в основании сооружени€.  оэффициент запа≠са по прочности элемента принимали один и его определ€ли отно≠шением возникающих напр€жений при разрушении материала кон≠струкций к допускаемым напр€жени€м от расчетной нагрузки. ƒл€ металлических мостов этот коэффициент запаса, например, принимали равным 2,2Ч3,0.

¬ насто€щее врем€ примен€ют более прогрессивный способ расчета мостов и труб Ч по методу предельных состо€ний. Ётот метод установлен с 1976 г. дл€ социалистических стран —оветом Ёкономической ¬заимопомощи в виде стандарта —Ё¬ 384-76. —тандарт устанавливает основные положени€ по расчету конструк≠ций из разных материалов и оснований сооружений по предель≠ным состо€ни€м.

ѕредельными называют такие состо€ни€, при которых конст≠рукци€ искусственного сооружени€ или его основание перестает удовлетвор€ть заданным эксплуатационным требовани€м или тре≠бовани€м безопасного производства работ.

ѕредельные состо€ни€ подраздел€ют на две группы.   предель≠ным состо€ни€м первой группы относ€т следующие показатели: потер€ устойчивости положени€ конструкции, разрушение любого характера, переход конструкции в измен€емую систему, когда воз≠никает необходимость прекращени€ эксплуатации сооружени€ в результате текучести материала, сдвига в соединени€х, ползучес≠ти или чрезмерного раскрыти€ трещин, наблюдаютс€ сдвиг или выпирание грунта в основании сооружени€, большие просадки опор.

ѕредельному состо€нию второй группы соответствуют возник≠новение чрезмерно больших деформаций, затрудн€ющих нормаль≠ную эксплуатацию сооружени€ из-за значительных упругих или остаточных прогибов, осадок, смещений, углов поворота, по€вле≠ние трещин, по своим размерам опасных дл€ эксплуатации и сни≠жающих срок службы сооружени€.

ћетоды расчета искусственных сооружений по предельным сос≠то€ни€м имеют целью не допускать с определенной обеспечен≠ностью наступлени€ предельного состо€ни€ при эксплуатации в течение всего срока службы сооружени€, а также при производ≠стве работ по его строительству.

–асчет сооружений заключаетс€ в сравнении нагрузок в эле≠ментах сооружени€ и основани€х и возникающих усилий и напр€≠жений, а также деформаций, перемещений, раскрыти€ трещин и т. п. Ёти значени€ не должны превышать предельных значений, установленных нормами проектировани€ конструкций и оснований.

ќсновное отличие расчета сооружений по методу предельных состо€ний от ранее действующего по допускаемым напр€жени€м состоит в том, что создаваемые в конструкции запасы принимают различными, дифференцированными в зависимости от расчетных нагрузок, возможного сопротивлени€ материала элемента или грунта основани€ и других условий.

–асчет искусственных сооружений по предельным состо€ни€м позвол€ет проектировать их более экономично и надежно, чем по старому методу.

ѕри расчете конструкций искусственного сооружени€ в первую очередь устанавливают согласно данным —Ќиѕ расчетные значе≠ни€ внешних нагрузок (поезда, колонны автомобилей, толпы пе≠шеходов и ƒр.), а также расчетные сопротивлени€ материала, ко≠торые примен€ютс€ в данной конструкции. Ёти величины получа≠ют умножением нормативных данных на соответствующие коэф≠фициенты: у; Ч коэффициент надежности по отношению к нор≠мативным посто€нным и временным нагрузкам или создаваемым ими услови€ми; т Ч коэффициент услови€ работы, учитывающий точность расчета и услови€ строительства и эксплуатации соору≠жени€; и Ч коэффициент надежности или безопасности, относи≠мый к нормативным сопротивлени€м материалов или оснований по грунту; ц Ч коэффициент сочетани€ одновременно действую≠щих различных нагрузок. ѕри одновременном действии на соору≠жение двух или более временных нагрузок следует умножать ра≠счетные нагрузки на коэффициент, меньший единицы.

¬иды водопропускных труб. Ќазначение их размеров

¬одопропускные трубы Ч наиболее распространенный вид искусственных сооружений. „исло их на железных дорогах в рай≠онах с различным рельефом местности составл€ет 0,3Ч0,9 трубы, а на автомобильныхЧ1,0Ч1,4 трубы на 1 км трассы. ¬ целом трубы составл€ют 75% общего количества искусственных сооружений на дорогах и 40Ч45 % стоимости общих затрат на постройку искус≠ственных сооружений.

ѕрежде при постройке дорог были распространены каменные и бетонные трубы, но в начале XX в. стали примен€тьс€ и железо≠бетонные трубы. ¬ 1936 г. были разработаны первые типовые круглые железобетонные трубы диаметром 1Ч2 м звень€ми дли≠ной 1 м дл€ железных дорог.

— 1962 г. получили распространение типовые унифицирован≠ные сборные железобетонные трубы, разработанные Ћенгипротрансмостом.

ѕервые металлические трубы были чугунными, в дальнейшем их вытеснили стальные гофрированные (гибкие) трубы. ¬ –оссии первые гофрированные металлические трубы по€вились в 1875 г. диаметром 0,53 и 1,07 м. ћеталлические трубы подвержены вред≠ному воздействию агрессивных вод, блуждающих токов, атмосфер≠ной и грунтовой коррозии. ќднако специальными меропри€ти€ми по защите металла от коррозии удаетс€ увеличить срок службы их до 40Ч50 лет и более.

∆елезобетонные трубы долговечнее металлических, так как они менее подвержены вредному воздействию агрессивных вод, особенно в случа€х, когда отсутствуют металлические элементы в стыковых соединени€х. Ќа заводах освоена технологи€ изготовлени€ круглых железобетонных звеньев труб диаметром до 1,5 м на вибростанках.



–ис.†† 16.1.††  онструктивные† элементы труб:

/†† Ч† входно醆 оголовок;†† 2†† Ч†† средни円 сек≠ци膆 трубы;†† 3† Ч†† выходно醆 оголовок




¬одопропускна€ труба Ч это искусственное сооружение, пред≠назначенное дл€ пропуска под насып€ми дорог небольших по≠сто€нно или периодически дейст≠вующих водотоков. ¬ отдельных случа€х трубы могут использо≠ватьс€ в качестве путепроводов, дл€ прогона скота и т. п.

–асход воды в трубе не должен превышать, как правило, 80Ч 100 м3/с. ѕри проектировании дороги, особенно при малых высо≠тах насыпи, часто приходитс€ решать вопрос выбора одного из двух возможных сооружений Ч малого моста или трубы. ≈сли тех≠нико-экономические показатели этих сооружений примерно одина≠ковы, предпочтение отдаетс€ трубе, так как наличие трубы в на≠сыпи не нарушает непрерывности земл€ного полотна и верхнего строени€ пути; эксплуатационные расходы на содержание трубы меньше, чем малого моста.

¬ли€ние подвижного состава при высоте засыпки над трубой более 2 м на нее резко снижаетс€, а затем по мере увеличени€ высоты насыпи практически тер€ет свое значение. Ч ќсновные элементы водопропускных труб (рис. 16.1): средн€€ часть (собственно труба), состо€ща€ из секций, оголовки входной и выходной и фундаментые секции воспринимают давление от веса грунта насыпи и расположенной на ней временной нагрузки. Ёто давление, неодинаково по длине трубы Ч оно увеличиваетс€ к се≠редине и уменьшаетс€ к оголовкам. ѕоэтому осадки трубы тоже неравномерны и, чтобы предупредить образование трещин и дру≠гие повреждени€, секции жестких труб (железобетонных, бетонных и каменных) вместе с фундаментами раздел€ют деформационными швами, расположенными друг от друга на рассто€нии до 5 м. - ѕри возведении трубе придают строительный подъем в про≠дольном направлении по круговой кривой со стрелой подъема 1/40-1/80 от высоты насыпи с тем, чтобы предотвратить при эксплу≠атации образование впадины в середине трубы и засто€ воды.

1¬ зависимости от материала звеньев трубы могут быть камен≠ные, бетонные, железобетонные, металлические (чугунные, сталь≠ные гофрированные), дерев€нные.

ƒерев€нные трубы стро€т только в качестве временных соору≠жений на обходах, временных пут€х и т. п. Ќе примен€ют в нас≠то€щее врем€ и каменные трубы, так как они не отвечают совре≠менным требовани€м индустриализации строительства.

ѕо очертанию отверсти€ трубы могут быть круглые, пр€моу≠гольные, овоидальные, эллиптические, арочные, а также треугольные и трапецеидальны円†† (только дерев€нные); по числ󆆆 отвер≠стий Ч одно- двух-, и многоочковые.

ѕо характеру протекани€ воды в трубах могут быть следующие гидравлические режимы: напорный, полунапорный и безнапорный. Ќапорные трубы, работающие на всем прот€жении полным сечени≠ем, в р€де случаев оказываютс€ экономичнее безнапорных, но сложность обеспечени€ водонепроницаемости между звень€ми тела трубы и неблагопри€тные услови€ работы насыпи как плотины ог≠раничивают их применение.

¬озвышение высшей точки внутренней поверхности трубы над поверхностью воды в ней при расчетном расходе и безнапорном режиме должно быть: в круглых и сводчатых трубах высотой до 3 м не меньше 1/4 высоты трубы в свету; высотой больше «м Ч не менее 0,75 м; в пр€моугольных трубах высотой до 3 м Ч не ме≠нее1/6 высоты трубы в свету; высотой больше 3 м Ч не меньше 0,5 м. Ёти возвышени€ определ€ют на входе в трубу и в трубе, а дл€ труб с 'повышенными звень€ми Ч также на входе в нормаль≠ное звено.

¬ гофрированных трубах возможен частично напорный режим, при котором труба на участке, примыкающем к входу, работает полным сечением и на остальной части имеет свободную поверх≠ность.

ќголовки труб предназначены дл€ обеспечени€ плавного входа и выхода водного потока. ”величива€ этим водопропускную спо≠собность труб, они поддерживают откосы насыпи и предотвра≠щают продольные деформации трубы от воздействи€ горизонталь≠ного давлени€ грунта насыпи. »звестны следующие типы оголов≠ков: портальные, состо€щие из вертикальной стенки, перпендику≠л€рной к оси трубы (рис. 16.2, а); коридорные с параллельными стенками посто€нной высоты и развернутыми в начале оголовка (рис. 16.2, б); раструбные с откосными крыль€ми переменной вы-/ соты, расход€щиес€ от оси трубы (рис. 16.2, в); воротниковые со срезанным параллельно откосу насыпи концевым звеном трубы (рис. 16.2, г); обтекаемые в виде выступающего из насыпи усечен≠ного конуса с плоской п€той, называемые коническими оголовка≠ми (рис. 16.2, д). Ќаилучшие услови€ протекани€ воды обеспечивают раструбные оголовки в сочетании с коническим или повышен≠ным входным звеном (рис. 16.3).

ћеталлические трубы часто стро€т без оголовков с наклонной срезкой конца трубы параллельно откосу насыпи или с удлинени≠ем трубы до основани€ откосов насыпи.


††††††††††††††††††††††††††† –ис. 16.2. “ипы оголовков труб

–ис.† 16.3. ∆елезобетонные трубы:

а Ч с коническим входным звеном; б Ч с† повышенным входным звеном;

1Ч оклеечна€ гидроизол€ци€; 2 Ч обмазочна€ гидроизол€ци€

‘ундаменты труб, обеспечивающие равномерное распределение давлени€ на грунт и объединение звеньев трубы в продольном на≠правлении, делают сборными из бетонных блоков или монолитны≠ми бетонными.

††† «вень€ железобетонных и бетонных дорожных труб отверстием

до 1,5 м, а также металлические трубы укладывают на щебеночно - песчаную или гравийно-песчаную подушку, а при благопри€тных инженерно-геологических услови€х Ч на спрофилированное естестевенное основание; такие трубы называют бесфундаментными.

ќголовки труб устанавливают на бетонные или железобетонные фундаменты, заложенные ниже глубины промерзани€. Ќаружные поверхности железобетонных и бетонных труб покрывают обмазоч≠ной или оклеечной гидроизол€цией (см. рис. 16.3).

ќсновна€ характеристика трубы Ч ее отверстие, определ€ющее водопропускную способность. ќчертание и форму отверсти€ трубы принимают по конструктивным соображени€м, а водопропускную способность определ€ют гидравлическим расчетом. ѕолученные расчетом гидравлические характеристики должны обеспечивать нормальное протекание воды, чтобы в трубе и у оголовков не воз≠никало таких скоростей воды, которые могли бы привести к пов≠реждению трубы и размывам грунта насыпи, подвод€щего и от≠вод€щего русел.

ѕо строительным и эксплуатационным качествам трубы пред≠почтительнее малых мостов, но в суровых климатических услови€х, в частности на Ѕайкало-јмурской магистрали, применение труб часто ограничивалось в св€зи с наличием наледей или пучинистых грунтов в основании труб. ¬ этих районах целесообразно примене≠ние труб только на сухих логах и посто€нных водотоках, на кото≠рых исключена возможность по€влени€ наледей, а также под вы≠сокими насып€ми, когда постройка моста нецелесообразна.

¬ насто€щее врем€ наибольшее распространение получили сборные железобетонные и бетонные типовые унифицированные трубы. ∆елезобетонные круглые трубы имеют отверстие от 0,5 до 2,0 м и пр€моугольные Ч от 1,5 до 6,0 м.

ќтверстие и высоту в свету труб назначают, как правило, при длине их до 20 м не менее 1,0 м, а при длине трубы больше 20 м Ч 1,25 м.

“рубы на автомобильных дорогах II категории допускаетс€ устраивать отверстием не менее 0,75 м при длине трубы до 15 м, а при длине до 30 м Ч не менее 1,0 м.

ќтверсти€ труб на железных и автомобильных дорогах в райо≠нах со средней температурой наружного воздуха наиболее холод≠ной п€тидневки ниже минус 40 ∞— назначают не менее 1,5 м неза≠висимо от длины трубы с работой их по безнапорному режиму.

¬ местах образовани€ наледей примен€ют пр€моугольные трубы отверстием не менее 3,0 м и высотой не менее 2,0 м с сооружени≠ем противоналедных устройств. ѕри наличии ледохода или карчехода трубы не примен€ют.

¬ северной строительно-климатической зоне нецелесообразно строить напорные и полунапорные трубы, потому что при значи≠тельных расходах воды возникает опасность проникани€ ее че≠рез стыки звеньев, что в большие морозы может вызвать разруше≠ни€.

ќдноочковые и многоочковые металлические гофрированные трубы примен€ют отверстием 1; 1,5; 2 и 3 м, наибольшее распрос≠транение получают безоголовочные трубы диаметром 1,5 м. ќсо≠бенностью металлических гофрированных труб €вл€етс€ мала€ по≠перечна€ жесткость. ќднако деформации от внешних нагрузок ог≠раничены воздействием на трубу отпора грунта, который обеспечи≠вают правильной засыпкой ее грунтом с трамбованием.

¬ысока€ гибкость сплошной по длине гофрированной конструк≠ции позвол€ет ей воспринимать деформации грунтового основа≠ни€ и укладывать ее на грунтовую подушку без фунда≠мента (рис. 16.4). Ёто создает уменьшение стоимости строитель≠ства на 30Ч40 % по сравнению с железобетонными трубами и по≠вышает производительность труда в 2Ч2,5 раза.

ћинимальную высоту насыпи в месте расположени€ трубы оп≠редел€ют исход€ из следующих условий: отметка бровки насыпи в месте расположени€ трубы должна обеспечивать минимальную толщину засыпки над трубой, котора€ на железных дорогах составл€ет не менее 1 м, счита€ от подошвы рельса до верха конструк≠ции звена, а на автомобильных дорогах Ч 0,5 м от верха проезжей части по оси дороги до верха конструкции звена.

Ѕровка земл€ного полотна у трубы должна возвышатьс€ над уровнем подпертых вод с учетом аккумул€ции, соответствующей наибольшему расходу дл€ железных дорог и расчетному расходу дл€ автомобильных дорог не менее чем на 0,5 м, а дл€ труб от≠верстием 2 м и более при напорном и полунапорном режимах Ч не менее чем на 1 м.

–ис. 16.4. ќснование под металлической гофрированной трубой:

а Ч при грунтовой подушке;† б Ч при устройстве подбивки; 1 Ч грунт основани€; 2 Ч подушка; 3 Ч подбивка

¬озвышение высшей точки внутренней поверхности круглых труб в любом сечении над уровнем воды при максимальном рас≠ходе и безнапорном режиме должно быть не менее '/4 высоты тру≠бы, не превышающей 3,0 м, и не менее 0,75 м при высоте трубы бо≠лее 3,0 м. ¬ пр€моугольных трубах высотой до 3,0 м указанное выше рассто€ние должно быть не менее 1высоты трубы, а при высоте трубы более 3,0 м Ч не менее 0,5 м.

ќб€зательным и важнейшим конструктивным элементом при сооружении трубы €вл€етс€ укрепление подвод€щего и отвод€щего русел. ¬месте с проводимой унификацией конструкций водопропу≠скных труб, кроме старых видов укреплений (каменные отсыпки и мощение), были рекомендованы следующие виды укреплений, кроме районов вечной мерзлоты:

1 Ч бетонными квадратными плитами размером 49х49’10см со срезанными углами, укладываемыми на щебеночное основание толщиной 10 см;

2 Ч бетонными призматическими плитами (блоками ѕ-2);

3 Ч монолитным бетоном классом по прочности на сжатие не ниже ¬20 толщиной не менее 8 см;

4 Ч одиночным мощением и каменной наброской. “ип крепле≠ни€ выбирают с учетом скорости протекани€ воды, а также в ре≠зультате технико-экономического обосновани€.

Ћотки и трубы на косогорах

Ќа небольших водотоках с расходом воды до 4 м3/с при высоте насыпи до 1Ч1,5 м, если невозможно построить трубу или отвести воду в соседнее сооружение, устраивают лотки, отличающиес€ от труб отсутствием засыпки сверху. ∆елезобетонные лотки (рис. 16.17) пр€моугольного замкнутого или открытого сверху попереч≠ного сечени€ обычно имеют отверстие 0,75Ч1,25 м. «вень€ их ук≠ладывают на бетонный фундамент, а при благопри€тных геологи≠ческих услови€х Ч на грунтовое основание. ќткрытые железо≠бетонные или дерев€нные лотки глубиной 1,5Ч1,8 м пригодны дл€ отвода верховой и грунтовой вод из выемок и оснований насыпей, а также вместо кюветов в выемках, когда необходимо осушить земл€ное полотно на глубину большую, чем это возможно с по≠мощью кюветов. ¬ таких случа€х железобетонные сборные лотки делают в виде рам с заборными стенками из железобетонных до≠сок с отверсти€ми диаметром 3 см или прорез€ми дл€ собирани€ воды.



–ис. 16.17. Ћотки

 

  косогорным сооружени€м относ€тс€ сооружени€, располо≠женные на участках автомобильных дорог и железных дорог при поперечных к оси дороги уклонах местности 0,02 и круче, а также подвод€щие и отвод€щие русла и обустройства ко всем этим со≠оружени€м.

¬ косогорных сооружени€х формируетс€ бурный поток. »х стро€т обычно по типовому проекту (рис. 16.18).  осогорными бы≠вают трубы, мосты, быстротоки, гасители энергии водного потока, водобойные колодцы и стенки, перепады. ќсновной тип косогор≠ных сооружений Ч это пр€моугольные и трапецеидальные быс≠тротоки, которые можно сооружать с очень крутыми уклонами. ”креплени€ подвод€щих и отвод€щих русел, где развиваютс€ на≠ибольшие скорости воды, должны обеспечивать сохранность соору≠жений и, следовательно, безопасность движени€ по дороге.

–ис.† 16.18.  онструкци€ трубы на косогоре:

/ -водобойный колодец; 2 Ч наклонна€ часть трубы; 3 Ч бетонный упор; 4 Ч нормаль≠ный участок трубы; 5 Ч выходной оголовок

–усло потока у входа и выхода из трубы, конусы и прилегаю≠щие к трубе откосы насыпи защищают от размыва различными типами укреплений. Ќаиболее распространенные из них Ч оди≠ночное и двойное мощение, монолитные или сборные бетонные плиты.

 осогорные трубы сооружают из тех же типовых элементов, что и равнинные. «вень€ или секции трубы располагают ступен€ми или наклонно в соответствии с уклоном местности. –асположение труб на косогорах строго по уклону местности вызывает увеличе≠ние длины трубы, большой объем земл€ных работ, наличие боль≠ших скоростей течени€ воды и необходимость устройства сложных и дорогосто€щих гасителей энергии потока.

††††††


ќсобенности† эксплуатации† искусственных сооружений

Ёксплуатаци€ дерев€нных мостов предусматривает вы≠€вление таких дефектов, как неплотности во врубках соединений, трещины, гниение древесины и своевременное их устранение. Ќа≠личие сколов, щелей, значительных см€тий не допускаетс€. Ќе≠плотности врубок устран€ют путем установки металлических и дерев€нных прокладок, а также подт€жкой болтов. Ѕолты и хому≠ты подт€гивают ежегодно, а в мостах, построенных из сырого ле≠соматериала, в течение первых двух лет эксплуатации не реже 2 раз в год.

ѕосле подт€жки резьбу болтов смазывают автолом или соли≠долом.

¬ автодорожных мостах изнашиваютс€ доски верхнего настила, образуютс€ щели между ними и выдергиваютс€ гвозди, скрепл€ющие доски с нижележащим элементом.  роме того, может ослаб≠л€тьс€ крепление перильных стоек с наклоном в сторону реки. »зношенные доски замен€ют полностью.

ѕри загнивании конструкцию проезжей части вскрывают, а по≠раженные элементы в зависимости от степени ослаблени€ замен€≠ют или антисептируют. ѕродольные трещины в древесине от попа≠дани€ в них влаги и развити€ гниени€ зашпаклевывают антисепти≠ческой пастой. Ёлементы, имеющие глубокие трещины, ст€гивают хомутами на болтах, а при обнаружении крупных трещин или сколов замен€ют новыми. Ѕольшое значение в борьбе с загнива≠нием имеет своевременна€ очистка сооружени€ от мусора и гр€зи, удерживающих влагу.

ƒерев€нные элементы антисептируют масл€ными и водораство≠римыми антисептиками, подогретыми до температуры 60Ч80 ∞—, путем нанесени€ их кист€ми или опрыскиванием из гидропульта 2 раза с перерывом в 2Ч4 ч. ƒерев€нные сваи опор и ледорезов в уровне грунта защищают от загнивани€ антисептическими бан≠дажами. ƒл€ этого освобожденную от грунта сваю стесывают на глубину 1Ч2 см от загнивающей древесины и покрывают антисеп≠тической пастой, затем весь участок сваи обертывают мешковиной или брезентом, прошивают толевыми гвозд€ми, кра€ обматыва≠ют проволокой и снаружи обмазывают гор€чим битумом.

Ќаблюда€ за опорами, след€т за их наклоном и осадками. Ќаи≠более подвержены деформаци€м рамно-лежневые и р€жевые опо≠ры. ≈сли наклон превышает 1/100 высоты опоры, то при закрытом движении по мосту ее выправл€ют с помощью полиспастов, дом≠кратов или переустраивают.

¬следствие размыва основани€ возможны осадки и наклон опор. ќбычно размыв у опор предотвращают каменной наброской или фашинами. ѕри текущем ремонте дерев€нных мостов замен€≠ют отдельные элементы Ч сваи, насадки, прогоны, схватки и др. ¬ зависимости от длины пораженного участка сваю замен€ют це≠ликом от насадки до нижней точки загнивани€ или только частич≠но. ƒлина новой вставки должна быть не меньше 2,5 м при стыко≠вании вполдерева и 1,5 м при стыковании в торец.

Ќасадки замен€ют одновременно с заменой свай или отдельно. ¬ последнем случае все скреплени€ снимают и прогоны поддомкрачивают, затем снимают насадку и завод€т новую, а прогоны опускают на место и креп€т болтами. ѕрогоны замен€ют по всей длине между стыками. ¬озможна замена прогонов вместе с мос≠товым полотном путем поперечной сдвижки предварительно соб≠ранных конструкций или их установки при помощи кранов. ѕри эксплуатаци膆 железобетонных пролетных
строений могут возникать неисправности в виде трещин, отко≠лов защитного сло€,††† раковин и каверн в бетоне,††† обнажен舆†† и
ржавлени€ арматуры, выщелачивани€ раствора, плохого состо€ни€




 

–ис. 18.1. ’арактерные силовые трещины в железобетонных пролетных строени€х

гидроизол€ции и водоотводных приспособлений, неплотного опира-ни€ балок на опоры и т. п. “рещины в пролетных строени€х могут быть технологическими, возникшими при изготовлении конструк≠ций, температурно-усадочными и силовыми от внешних нагрузок. ѕодавл€ющее большинство технологических и температурно-уса-дочных трещин имеют небольшую глубину (1Ч3 см). ќни возника≠ют и обнаруживаютс€ часто не сразу после изготовлени€ конструк≠ций, а через 1Ч3 года. —пуст€ 3Ч5 лет развитие большей части таких трещин, как правило, прекращаетс€; подвижна€ нагрузка не вли€ет на раскрытие этих трещин. ѕосле покраски поверхности бетона цементным раствором они обычно не возобновл€ютс€.

ƒруга€ группа трещин, наблюдаема€ реже, силового происхож≠дени€ и возникает, например, при изготовлении предварительно напр€женных конструкций из-за чрезмерного обжати€ молодого бетона напр€гаемой арматурой или по€вл€етс€ в процессе эксплу≠атации от т€желых подвижных нагрузок.

ѕод вли€нием проход€щей нагрузки трещины могут раскры≠ватьс€; за ними устанавливают тщательное наблюдение. ƒл€ это≠го трещины обозначают чертой темной краски, проводимой парал≠лельно, став€т гипсовые ма€ки, а также делают эскизы с обозна≠чением длины, раскрыти€ и даты обнаружени€. ¬ зависимости от этих данных и результатов наблюдени€ в течение 1Ч2 лет прини≠мают меры по заделке трещин или провод€т более серьезные ме≠ропри€ти€.

¬ пролетных строени€х из железобетона обычного (рис. 18.1, а) и преднапр€женного (рис. 18.1, б) вертикальные и наклонные силовые трещины / часто обнаруживают в зоне опорных частей; их раскрытие Ч примерно 0,05Ч0,20 мм, длина 20Ч50 см. ќни возникают от вертикальных и горизонтальных сил и подаютс€ ре≠монту путем инъектировани€ полимерным клеем.

† ¬ нижних по€сах часто наблюдаютс€ вертикальные сквозные трещины 2 в средней части пролетных строений из обычного же≠лезобетона. “олщина трещин колеблетс€ от 0,05 до 0,30 мм, а ино≠гда и больше. ќни возникают вследствие неучета при проектирова≠нии конструкций пониженного сопротивлени€ бетона раст€жению. „ем больше обращающа€с€ нагрузка приближаетс€ к расчетной, тем чаще могут обнаруживатьс€ подобные трещины. “рещины толщиной меньше 0,15Ч0,20 мм не вызывают опасности развити€ коррозии арматуры. ѕри большом раскрытии должны быть при≠н€ты меры предохранени€ от попадани€ влаги в трещины. ƒл€ этого можно примен€т† полимерные клеи.

Ќаклонные трещины 3 в стенках балок (см. рис. 18.1) возника≠ют чаще всего в результате совместного воздействи€ на бетон главных раст€гивающих и температурно-усадочных напр€жений. –аскрытие трещин наблюдаетс€ от 0,02 до 0,20 мм. “рещины могут быть неглубокие, а иногда и сквозные через всю толщину стенки. ¬ этих случа€х полезны их герметизаци€.

√оризонтальные продольные трещины 4 в нижней части стенки и нижних по€сах балок, наблюдаемые в преднапр€женных про≠летных строени€х, возникают из-за чрезмерного обжати€ и усадки бетона. ѕодобные трещины по€вл€ютс€ не сразу, а спуст€ несколь≠ко лет после начала эксплуатации. ≈сли такие трещины имеют рас≠крытие не больше 0,15Ч0,2 мм, то влага сквозь них не проникает. ѕри большом размере раскрыти€ их нужно заделывать.

ћеста с обнаруженными отколами защитного сло€, раковина≠ми и кавернами в бетоне, с обнажением и ржавлением арматуры, вы€вленные при эксплуатации, исправл€ют путем заделки цемент≠ными составами.

„асто в железобетонных пролетных строени€х обнаруживают недостатки в водоотводе и протекание гидроизол€ции балластного корыта. ѕодобные дефекты могут привести к излишнему насыще≠нию бетона водой и размораживанию зимой, а также к коррозии арматуры.

Ќаблюдающеес€ выщелачивание раствора происходит чаще все≠го из-за нарушений работы водоотводных устройств и повреждени€ изол€ции. Ёти дефекты ликвидируют после вскрыти€ баллас≠та путем восстановлени€ поврежденного гидроизол€ционного сло€ и очистки водоотводных трубок. –аботы ведут в Ђокної или под прикрытием разгрузочных пакетов.

¬ автодорожных мостах выщелачивание раствора €вл€етс€ следствием повреждени€ дорожного покрыти€ Ч трещины и сдви≠ги в асфальтобетонном слое, закупорка водоотводных трубок.

ƒл€ ремонта изол€ции вскрывают покрытие и защитный слой, очищают покрытие, защитный слой, трубки и восстанавливают ги≠дроизол€ционные слои. Ќеплотности между бетоном и трубкой за≠делывают цементным раствором. –аковины, каверны, отставший защитный слой оштукатуривают и нанос€т торкрет-бетон.

—ущность эксплуатации водопропускных труб состоит в наблюдении за состо€нием кладки тела трубы и оголовков, поло≠жением звеньев, состо€нием укреплени€ русла на подходе и выходе из трубы, вы€влением достаточности отверсти€.

“рещины в трубах могут возникать от большого давлени€ грунта, неравномерной осадки фундамента или от динамических воздействий временной нагрузки при малой толщине засыпки над трубой. ѕор€док наблюдений за трещинами в трубах тот же, что и в пролетных строени€х и опорах мостов.

Ћоток в просевшей части трубы выравнивают бетоном или цементным раствором. Ќа зиму во избежание заполнени€ снегом и обмерзани€ трубы малых отверстий закрывают дерев€нными щи≠тами или плетн€ми.

ѕеред паводком щиты убирают, а русло очищают от снега дл€ беспреп€тственного входа и выхода паводковой воды.

Ёксплуатаци€ подпорных стен предусматривает обеспече≠ние нормальной работы дренажей и/правильный отвод воды. —о≠бирающа€с€ за стенкой вода сильно увеличивает давление грунта на стену, вызыва€ деформации Ч смещени€, наклоны, трещины. ƒл€ предотвращени€ этого необходимо регул€рно очищать водо≠отводные отверсти€.

ќ плохой работе дренажа свидетельствует наличие мокрых п€тен на наружной поверхности стены. Ќаблюдение за трещинами, осадками, выколами в кладке и ликвидацию этих дефектов в под≠порных стенах выполн€ют так же, как в массивных опорах.

Ќаблюдение за элементами металлических пролетных строений предусматривает своевременное обнаружение трещин в основном металле или сварных швах, ослаблени€ заклепок, ис≠кривлени€ элементов, коррозии металла и других дефектов. “ре≠щины обнаруживают визуально, а в отдельных случа€х Ч при по≠мощи лупы.

¬нешними признаками, указывающими на наличие трещин, €в≠л€ютс€ полосы ржавчины красно-бурого цвета, проход€щие вдоль трещины, и ржавые потеки. ќкраска в этих местах трескаетс€, ше≠лушитс€. ќбразовавшуюс€ трещину следует засверлить по концам, а затем перекрыть накладками на высокопрочных или точечных болтах.

«аклепочные соединени€ систематически провер€ют, чтобы вы€вить расшатаны ли заклепки. —лабыми считают заклепки, ко≠торые имеют дрожание по звуку, по ощущению пальца или бойка при простукивании их молотком массой 0,2Ч0,3 кг. ƒл€ вы€снени€ качества слабых заклепок рекомендуетс€ выборочно срубать от≠дельные заклепки. ”дал€ть их лучше всего газовой срезкой голов≠ки, высверливанием или спиливанием. ¬замен удаленных заклепок в ответственных местах конструкций став€т высокопрочные болты.

Ќаблюдени€ за пр€молинейностью элементов металлических мостов заключаютс€ в вы€влении искривлений. ѕр€молинейность элементов провер€ют с помощью тонкой проволоки, нат€гиваемой вдоль элемента.

ƒл€ предотвращени€ коррозии элементов металлических про≠летных строений необходимо своевременно очищать их от гр€зи, сора и систематически окрашивать. ¬ отдельных случа€х эффективным может быть устройство дренажных отверстий дл€ спуска воды, а также шпаклевка узких щелей. ƒренажные отверсти€ диа≠метром не меньше 23 мм устраивают в местах засто€ воды, но при условии, чтр они не будут ослабл€ть рабочего сечени€ элемента. «начительно ослабленные коррозией элементы нужно замен€ть.

ќпорные части должны содержатьс€ в чистоте, иметь плотное опирание и правильно работать. ѕодвижные опорные части предо≠хран€ют от засорени€, закрыва€ футл€рами, а катки и плоскости их качени€ от ржавлени€ натирают графитом.

—одержание мостового полотна предусматривает наблюдение за состо€нием рельсового пути (с проверкой по шаблону и уровню), которое должно удовлетвор€ть требовани€м, предъ€вл€емым к пути на перегонах. ѕрофиль пути должен быть плавным, без пере≠ломов и впадин.

Ќа металлических мостах рельсовый путь в профиле имеет подъем в середине не больше 1/2000 пролета на участках скорост≠ного движени€ поездов, и не больше 1/1000 пролета на прочих.

Ќа железобетонных пролетных строени€х подъем рельсового пути не устраивают. ќсь рельсового пути должна совпадать с осью пролетных строений с отклонением не более 5 см.

ƒл€ уменьшени€ динамического воздействи€ подвижного сос≠тава на мосты следует устраивать возможно меньшее количество стыков рельсов, а лучше примен€ть бесстыковый путь и длинно≠мерные рельсы.

ѕри устройстве мостового полотна на балласте его толщина дол≠жна быть не больше 25 см. —одержание мостов в суровых клима≠тических услови€х, т. е. при низких отрицательных температурах воздуха в течение продолжительного зимнего периода, при наличии вечномерзлых грунтов и наледных €влений, имеет свои особен≠ности. —ооружени€, построенные в этих районах, эксплуатируют с сохранением грунтов в мерзлом состо€нии или с предварительным (или же последующим) их оттаиванием. “ак как водопропускные сооружени€ чаще всего возвод€т главным образом с сохранением в основании мерзлого состо€ни€, то в этих случа€х не рекоменду≠ютс€ планировки грунта, которые могут вызвать нарушение торф€но-мохового покрова. —охранению вечной мерзлоты способствует покрытие откосов насыпи береговых опор моста слоем теплоизол€≠ции или применением специальных охлаждающих устройств. ќчень часто деформации сооружений происход€т из-за пучени€ грунтов. ƒл€ предотвращени€ этих деформаций вокруг фундаментов ус≠траивают теплоизол€ционные подушки, замен€ют пучинистый грунт на непучинистый. Ѕольшие трудности при эксплуатации мостов вы≠зывают наледи, которые могут заполн€ть отверсти€ мостов и труб, а иногда оказывать непосредственное воздействие на конструкцию опор или пролетного строени€.

“оннели. †ќбласть применени€ и классификаци€ тоннелей

“оннели Ч сложный дл€ осуществлени€ и дорогой вид искусст≠венных сооружений, достаточно широко примен€емый при строи≠тельстве железных и автомобильных дорог. ѕо своим конструк≠тивным формам, размерам и услови€м строительства тоннели в транспортном строительстве отличаютс€ от других видов подоб≠ных сооружений Ч гидротехнических, коммунальных, промышлен≠ных, горно-разведочных и специального назначени€.

√орные тоннели могут быть перевальными, сооружаемыми че≠рез высокие водоразделы; косогорными, прокладываемыми вдоль склонов гор; петлевыми и спиральными (рис. 20.1), сооружаемы≠ми дл€ развити€ трассы дорог в горных услови€х.

¬ крупных городах в нашей стране с населением более 1 млн. жителей, сооружают метрополитены.  ак наиболее удобный вид городского пассажирского транспорта тоннели метрополите≠нов прокладывают в городах по направлени€м наибольших пасса≠жиропотоков.

ѕри устройстве метрополитенов в пределах застроенных уча≠стков городов они прокладываютс€ под поверхностью земли, иног≠да по геологическим и топорельефным услови€м на большой глу≠бине. Ќа окраинах городов устраиваютс€ наземные участки на так называемых Ђвылетныхї лини€х, предназначенных дл€ св€зи метрополитенов с пригородными электрифицированными железны≠ми дорогами.

√ородские пешеходные тоннели сооружают в мес≠тах интенсивного уличного движени€ дл€ обеспечени€ движени€ потоков городского транспорта и пешеходов в разных уровн€х и дл€ повышени€ безопасности движени€.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

–ис. 20.1.† √орные железнодорожные тоннели

Ёлементы тоннелей. “оннель любого назначени€ размещаетс€ в горной выработке Ч искусственно созданной полости в толще земной коры. √рунты, слагающие земную кору, прин€то называть в тоннелестроении горными породами. √орные выработки могут быть горизонтальными, наклонными и вертикальными. ѕри строи≠тельстве горных тоннелей и метрополитенов горизонтальные или с небольшим уклоном выработки делаютс€ дл€ основных подзем≠ных сооружений. √оризонтальные выработки небольшой длины называют камерами. Ќаклонные выработки необходимы дл€ эска≠латорных тоннелей, вертикальные Ч дл€ стволов шахт (рис. 20.2). √оризонтальна€ или наклонна€ горна€ выработка, как правило, небольшого сечени€, предназначенна€ дл€ производства строительных работ, называетс€ штольней и сооружаетс€ в пер≠вую очередь. ¬ертикальна€ горна€ выработка, имеюща€ выход на поверхность земли, носит название ствола шахты 2. ¬ большин≠стве случаев стволы оставл€ют в качестве посто€нных сооружений дл€ вентил€ции тоннелей и других эксплуатационных целей. Ќа≠чало и конец тоннел€ ограничиваютс€ порталами /.

“орцова€ поверхность горной выработки, где ведетс€ разра≠ботка породы, называетс€ забоем 3. ¬ерхн€€ (сводчата€) часть горизонтальной или наклонной выработки носит название колотты 5, остальна€ часть Ч штроссы 4. ¬ыработка 8 ограничиваетс€ внизу подошвой 7, вверху Ч кровлей 6, с боков Ч стенами 9.

ќчертание и обделка тоннелей. ѕо характеру строительства тоннели могут быть закрытого способа работ, стро€щиес€ без вскрыти€ земной поверхности над ним, и открытого Ч в создавае≠мых котлованах.

–азмеры и очертани€ внутреннего свободного пространства Ч горной выработки транспортных тоннелей Ч завис€т от размеров и формы подвижного состава и размещаемого в них оборудовани€. ѕоперечное сечение железнодорожных тоннелей и тоннелей мет≠рополитенов определ€тс€ требовани€ми габарита и может быть рассчитано на один или два пути (тоннели дл€ трех путей встре≠чаютс€ крайне редко).

ѕоперечное сечение автодорожного тоннел€ определ€етс€ классом дороги и числом полос движени€, а также другими требова≠ни€ми Ч подвеска контактного провода, устройство освещени€,
сигнализации.†††

ѕри сооружении тоннел€ породу удал€ют по всему его попе≠речному сечению. ѕространство, образованное после удалени€ по≠роды, называют тоннельной выработкой. “оннельные выработки, как правило, закрепл€ют по всему контуру или частично как на врем€ производства работ, так и дл€ посто€нной эксплуатации.

 онструкцию, служащую дл€ посто€нного закреплени€ тон≠нельной выработки, называют обделкой. ¬ходные звень€ об≠делки горных тоннелей, называемые порталами, несколько выдви≠нуты вперед. ќчертание обделки внутри тоннел€ может быть подковообразным (см. рис. 1.7, а) дл€ горных тоннелей, круговым (см. рис. 1.7, б) дл€ глубоких тоннелей метрополитенов закрыто≠го способа работ, пр€моугольным (см. рис. 1.7, в) дл€ тоннелей


мелкого заложени€ открытого способа работ и др. ќбделка обыч но состоит из свода или плоского перекрыти€, стен и обратного свода или плоского лотка. ѕри благопри€тных гидрогеологических услови€х обделку горных тоннелей делают неполной, т. е. без об≠ратного свода (лотка) или только с верхним сводом.







–ис. 20.2. ќсновные горные выработки


ќбделки в насто€щее врем€ возвод€т из монолитного или сбор≠ного железобетона и чугуна. ћонолитную обделку примен€ют пре≠имущественно дл€ горных тоннелей, имеющих сложное очертание поперечного сечени€.

—борную железобетонную обделку в виде блоков или тюбин≠гов широко примен€ют при закрытом способе сооружени€ метрололитенов и в отдельных случа€х в горных тоннел€х, а при откры≠том Ч в виде блоков отдельных сборных элементов (например, стены и блоки перекрыти€) или цельносекционных блоков. „угун≠ную, а иногда и стальную обделку примен€ют с щитовым способом лроходки в слабых породах, при значительном горном давлении, большом притоке грунтовых вод и наличии на поверхности зданий и сооружений, осадка оснований которых недопустима.

 омплекс сооружений тоннел€. Ќормальна€ эксплуатаци€ тон≠нел€ обеспечиваетс€ комплексом согласованно работающих под≠земных и наземных сооружений и устройств, состав которых за≠висит от назначени€, прот€женности и места расположени€ тон≠нел€.

∆елезнодорожные и автодорожные тоннели, равно как и мет≠рополитены, кроме железнодорожного пути или полотна проезжей части, должны иметь водоотводные, вентил€ционные, оградитель≠ные и защитные сооружени€ и устройства, обеспечивающие безо≠пасность движени€ и обслуживающего персонала.

¬одоотводные устройства необходимы дл€ удалени€ из тонне≠л€ воды, проникающей через обделку или поступающей из водо≠провода при уборочных работах. ¬ыполн€ютс€ они в виде про≠дольных лотков или труб, прокладываемых посередине или сбоку тоннел€.

¬ентил€ционные сооружени€ предназначены дл€ очистки воз≠духа в тоннел€х.  онструкци€ и состав этих сооружений завис€т от системы вентил€ции и длины тоннел€. ѕри искусственной вен≠тил€ции могут сооружатьс€ вентил€ционные стволы, подземные камеры или наземные здани€ дл€ вентил€торов.

  оградительным и защитным сооружени€м относ€тс€ порта≠лы, облицовочные и поддерживающие стены вдоль откосов предпортальных выемок, улавливающие стены и надолбы с загради≠тельными валами и транше€ми на пологих склонах, галереи в припортальных полувыемках на крутых косогорах, где имеетс€ опасность обвалов, осыпей и лавин.

  водозащитным сооружени€м относ€тс€ водосборные и водо≠отводные канавы на склонах гор, прорезаемых тоннелем, поверхно≠стные и подземные дренажи.

  устройствам, обеспечивающим безопасность движени€, отно≠с€тс€ электрическое освещение тоннелей, оповестительна€ и за≠градительна€ сигнализации, телефонна€ св€зь, противопожарные установки и т. п.

ћетрополитены из всех типов тоннелей отличаютс€ наиболее сложным комплексом сооружений и устройств. ќсновными соору≠жени€ми метрополитена €вл€ютс€ перегонные тоннели, станции, вестибюли, т€говые и понизительные электроподстанции, вагонные депо.

ƒл€ нормальной эксплуатации перегонных тоннелей необходи≠мы вспомогательные сооружени€: камеры дл€ водоотливных уста≠новок, вентил€ционные камеры и тоннели, вертикальные стволы вентил€ционных шахт. ¬ местах выхода перегонных тоннелей на поверхность устраиваютс€ рампы Ч открытые выемки с подпор≠ными стенами.

—танции метрополитена предназначены дл€ посадки в поезда и высадки пассажиров и осуществлени€ эксплуатационным пер≠соналом функций, св€занных с движением поездов. —танционные тоннели делаютс€ большего поперечного сечени€, чем перегонные. ¬ них размещаетс€ одна или несколько пассажирских платформ, к которым примыкают лестничные спуски, наклонные тоннели с эскалаторами. ѕод платформами и в специальных камерах обо≠рудуютс€ служебные помещени€. ¬естибюли могут быть наземны≠ми с расположением пола пассажирского зала примерно на уров≠не тротуара улицы и подземные. ¬ подвальной части вестибюл€ при наличии эскалаторов устраивают машинное помещение.

  подземным вестибюл€м примыкают подходные коридоры, часто совмещаемые с пешеходными переходами под улицами и площад€ми.

“€говые и понизительные электроподстанции предназначены дл€ питани€ электроэнергией т€говых двигателей электропоездов, двигателей экскалаторов, вентил€ционных, водоотливных и других установок, устройств освещени€, св€зи и —÷Ѕ.

¬агонные депо размещаютс€ на поверхности и соедин€ютс€ с тоннел€ми метрополитена выт€жной веткой. ƒепо имеет необхо≠димое путевое развитие и здание дл€ составов электропоездов. ѕри депо стро€т производственные мастерские службы пути, со≠оружени€ —÷Ѕ и св€зи, электроснабжени€ эскалаторов, склады и служебно-бытовые помещени€.

«аключение

† ѕовышение эффективности мостостроени€ и тоннелестроени€ в нашей стране в соответствии с решени€ми- XXVII съезда  ѕ—— требует дальнейшего совершенствовани€ и широкого внедрени€ прогрессивных конструкций и технологий, осуществлени€ комп≠лексной механизации работ на основе научно-технического прог≠ресса, повышени€ производительности труда, снижени€ стоимости и материалоемкости сооружений.

ƒл€ успешного решени€ этой задачи научные и проектные ор≠ганизации ведут разработку новых типовых проектов сооруже≠ний, а строители внедр€ют гибкую технологию массового строи≠тельства на основе применени€ унифицированных конструкций преимущественно заводского изготовлени€, используют инвентарную технологическую оснастку дл€ строительства скоростными ме≠тодами.

—оздаетс€ номенклатура эффективного оборудовани€ достаточ≠но универсального вида дл€ применени€ в различных услови€х.

Ѕольша€ творческа€ работа советских ученых, проектировщи≠ков и строителей направлена на дальнейшее развитие и совершен≠ствование индустриальных методов мостостроени€ и тоннелестрое≠ни€.


—писок литературы:

1.  олокова Ќ.ћ.,  опац Ћ.Ќ., ‘айнштейн ».—. Ђ»скусственные сооружени€ї.†† ћ.: “ранспорт 1988


‘едеральное агентство по образованию —ибирска€ јвтомобильно-ƒорожна€ јкадеми€ (—ибјƒ»)             &n

Ѕольше работ по теме:

ѕредмет: Ёкономика отраслей

“ип работы: Ќе выбран

найти  

ѕќ»— 

Ќовости образовани€

 ќЌ“ј “Ќџ… EMAIL: MAIL@SKACHAT-REFERATY.RU

—качать реферат © 2018 | ѕользовательское соглашение

—качать      –еферат

ѕ–ќ‘≈——»ќЌјЋ№Ќјя ѕќћќў№ —“”ƒ≈Ќ“јћ