Реферат: Искусственные сооружения на автомобильных дорогах
Реферат: Искусственные сооружения на автомобильных дорогах
Федеральное агентство по образованию
Сибирская Автомобильно-Дорожная Академия
(СибАДИ)
Реферат по курсу подвижного состава
тема: «Искусственные сооружения на автомобильных
дорогах»
Выполнил: студент гр. 12АД
Проверил:
ОМСК - 2000
Содержание:
Введение. - 3 -
Виды и
классификация искусственных сооружений. - 11 -
Элементы
моста и статические схемы. - 19 -
Основные
правила проектирования искусственных сооружений. Состав проекта - 23 -
Основные
требования к конструкциям мостов и труб. - 25 -
Основные
принципы расчета искусственных сооружении. - 27 -
Виды
водопропускных труб. Назначение их размеров. - 29 -
Лотки
и трубы на косогорах. -
35 -
Тоннели.
Область применения и классификация тоннелей. - 43 -
Заключение. - 48 -
Список
литературы: - 49 -
Введение
Искусственные
сооружения — наиболее сложная часть железных и автомобильных дорог. Их
выполняют двух видов: возводимые над поверхностью земли мосты различного типа
и водопропускные трубы, устраиваемые через водотоки и другие препятствия;
тоннели, сооружаемые под поверхностью земли на пересечении дорогой гор, высоких
холмов и при проложении в больших городах линий метрополитенов.
Мосты
строили с древнейших времен. Первоначально они имели простую конструкцию. Их
возводили из дерева и камня вручную для пешеходного и гужевого движения.
Широкие и глубокие реки оказывались трудными для постройки мостов, которые заменяли
паромными переправами или наплавными мостами из плотов или судов.
Деревянные
мосты вначале сооружали простыми балочными, затем перешли к более сложным конструкциям.
Каменные
мосты выполняли из сводов на массивных опорах. Размер опор по фасаду моста
достигал одной трети, а в отдельных случаях даже половины пролета. Кладку
осуществляли на известковых растворах или тщательной пригонкой отдельных
блоков с укладкой их насухо. Много каменных мостов было построено в XV—XIX вв.,
и они существуют до сих пор в странах Западной Европы — Франции, Италии,
Испании и др. Пролеты мостов достигали 90 м, мосты поражали красотой и
совершенством своих форм. В нашей стране каменные мосты строили преимущественно
в Закавказье. Некоторые из них сохранились до наших дней.
С
началом строительства железных дорог в XIX в. стали сооружать капитальные
металлические мосты. Необходимость движения поездов потребовала постройки
достаточно прочных и надежных каменных опор. Появились новые конструкции и
способы возведения таких мостов, стали применять стальные конструкции и бетон.
Развивались и совершенствовались методы проектирования мостов, что особенно
характерно для второй половины XIX в.
Известны
русские ученые, разработавшие новые конструкции и методы строительства первых
крупнейших металлических городских и железнодорожных мостов в этот период —
инж. С. В. Кербедз, построивший в 1842—1850 гг. мосты через р. Неву с пролетами
45 и 47 м (рис. 1) и в 1853—1857 гг. мост через р. Лугу с пролетом 55 м, и др.
Рис. 1. Городской мост через р. Неву с
чугунными пролетными строениями(1850 г.)
На
гужевых дорогах с 1820 г. стали применять многорешетчатые фермы из досок
системы архитектора Тауна. Примерно в тот же период американским инж. Гау были
предложены деревянные фермы из бревен или брусьев. Выдающийся русский инженер
Д. И. Журавский (1821 —1891 гг.) внес в систему ферм Гау изменения, разработал
на основе исследований метод их расчета. Все это позволило применять такие
фермы не только на гужевых, но и на железных дорогах. На двухпуткой железной
дороге Петербург — Москва (ныне Октябрьской) в 1847—1851 гг. было построено
несколько больших мостов через реки Волхов, Мету, Волгу и другие реки с
применением ферм Гау — Журавского с пролетами до 61 м. В дальнейшем такие
конструкции широко применяли при строительстве и особенно при восстановлении
автодорожных и железнодорожных мостов вплоть до середины XX в.
Сочетание
теории и практики стало характерной особенностью русской школы мостостроения с
50-х годов прошлого столетия. Иначе происходило развитие мостостроения в
зарубежных странах, особенно в Англии и США. В этих странах наблюдался эмпирический
подход к проектированию мостов, вследствие чего нередко происходило обрушение
мостов.
Русская
школа мостостроения с самых первых шагов по пути строительства больших мостов
ведущим положением считала обеспечение безопасной эксплуатации моста, развивая
для этого экспериментально-теоретический метод, заложенный Д. И. Журавским, и
сочетая его с изучением практики постройки мостов. Именно поэтому количество
аварий мостов вследствие недостаточной их прочности у нас за всю историю
мостостроения было незначительным.
Металлические
пролетные строения мостов до 80-х годов XIX в. изготавливали из так называемого
сварочного железа, которое плавили в пудлинговых печах. С 1885 г. появилось
более качественное литое железо, В разработке металлических пролетных строений
больших мостов в конце XIX в. необходимо отметить деятельность известного
русского ученого — проф. Н. А. Белелюбского (1845—1922 гг.). Под его
руководством были разработаны типовые пролетные строения с пролетами до 109 м,
использованные в железнодорожных мостах через реки Волга, Днепр и др. Эти
мосты имели многорешетчатые и двухрешетчатые системы ферм. По инициативе проф.
Л. Д. Проскурякова в конце XIX в. появились клепаные металлические пролетные
строения треугольной системы. Известен ряд крупных мостов через реки Енисей,
Обь, Москву, Сулу и др., построенных по его проектам. В начале XX в. по
инициативе проф. Н. А. Белелюбского и Г. П. Передерия в пролетных строениях
небольшого размера и трубах стал применяться железобетон. В системе НКПС в 1926
г. была организована первая государственная проектная организация Мостовое
бюро, а в 1930 г. мостостроительный трест — Мостотрест. На эти организации
было возложено проектирование и строительство мостов на железных дорогах
страны, разработка норм и правил проектирования искусственных сооружений,
составление типовых проектов конструкций и технологических правил производства
работ. По их проектам в первой и второй пятилетках были построены крупнейшие
металлические мосты на реках Волге, Днепре, Енисее, Оби, Дону и др.
Рис. 2. Железнодорожный железобетонный
мост через
р. Днепр (1932 г.)
Рис. 3. Двухъярусный совмещенный
железобетонный мост через
р. Старый Днепр (1953 г.)
В
начале XX столетия железобетон в России применялся преимущественно в малых
мостах с пролетами до 6 м. Начало развития железобетонных конструкций в
больших мостах было положено успешной постройкой Мостотрестом в 1932 г.
арочного железнодорожного моста через р. Днепр длиной свыше 1600 м (рис. 2).
До Великой Отечественной войны из монолитного железобетона построили
крупнейшие железнодорожные и городские мосты через реки Волгу, Неву, Москву,
Оку, Ангару и др. После окончания войны из монолитного железобетона было
сооружено несколько крупных мостов, из них на р. Днепр — два уникальных
совмещенных под железную и автомобильную дороги двухъярусных моста с пролетами
140 и 228 м (рис. 3). Во время Великой Отечественной войны было разрушено
особенно много железнодорожных мостов. Только благодаря самоотверженному труду
специалистов восстановили более 16000 сооружений.
Для
современного отечественного и зарубежного мостостроения характерно применение
сборных предварительно напряженных железобетонных конструкций в автодорожных
мостах (рис. 4). При этом решающее значение имело историческое решение партии и
правительства в 1954 г. о широком переходе в капитальном строительстве на
индустриальные способы с использованием сборных железобетонных и бетонных
конструкций.
Впервые
в мире, начиная с 1958 г., мостостроители нашей страны освоили применение
сборных железобетонных конструкций для железнодорожных и городских мостов через
реки Волгу, Москву, Дон, Днепр, Оку. Были разработаны и получили успешное применение
прогрессивные конструкции и методы производства опор на железобетонных сваях,
оболочках и столбах. В настоящее время искусственные сооружения выполняют
преимущественно сборной конструкции из элементов заводского и полигонного
производства. Освоен эффективный навесной способ монтажа сборных конструкций с
соединением элементов при помощи полимерного клея. В крупных городских мостах
успешно применены новые системы пролетных строений из сборного железобетона,
рамно-консольные, арочно-консольные, балочно-неразрезные, вантовые. Массовое строительство
искусственных сооружений в виде малых и средних мостов, путепроводов, эстакад,
водопропускных труб в настоящее время осуществляют преимущественно по типовым
проектам с использованием унифицированных сборных конструкций заводского и
полигонного изготовления. После 1965 г. при строительстве новых железных и
автомобильных дорог широкое применение получили весьма эффективные трубы из
гофрированного коррозиестойкого металла.
Рис. 4. Основные системы современных предварительно
напряженных железобетонных мостов:
а — в СССР; б — в Японии; в — в Ливии; г — во
Франции; д — в Италии; е — в Австралии (по каждой схеме показан
наибольший из перекрытых пролетов данной статической системы моста)
При
строительстве железнодорожных мостов с пролетами до 27 м применяют типовые
предварительно напряженные пролетные строения заводского изготовлений".
Для больших пролетов применяют металлические конструкции в виде
сплошностенчатых систем или решетчатых ферм. Получили распространение
прогрессивные конструкции с соединением элементов на электросварке и высокопрочных
болтах. Применяют новые виды высокопрочных сталей, коробчатые сечения,
цельноперевозимые конструкции. Все это позволило построить крупнейшие мосты
через реки Волгу, Северную Двину. С применением вантовых конструкций построены
городские мосты через р. Днепр в Киеве и через р. Даугаву в Риге с пролетом до
320 м.
За
рубежом с появлением железных дорог начался процесс интенсивного развития
мостостроения. Наряду со строительством крупных каменных, а позднее
железобетонных мостов в конце XIX — начале XX в. широко применяли металлические
конструкции.
В
1860 г. в Англии был сдан в эксплуатацию Фортский металлический мост с
пролетом 521 м, а в 1917 г. — Квебекский мост в Канаде с пролетом 549 м.
Построены крупнейшие металлические арочные мосты, в том числе с пролетом 503 м
в Сиднее (Австралия).
Американское
мостостроение отличается большим развитием конструкций висячих систем городских
мостов. Начало их применения было положено постройкой в 1883 г. в Нью-Йорке
Бруклинского моста с центральным пролетом 486 м. К настоящему времени в США,
Европе и Японии построены десятки висячих мостов с пролетами до 1500 м (рис.
5).
Характерным
для современного мостостроения как в отечественной, так и в зарубежной
практике является совершенствование конструкций и способов сооружения
фундаментов опор. Вместо широко применявшегося более 100 лет дорогого и весьма
трудоемкого кессонного способа заложения фундаментов, требующего выполнения
работ под сжатым воздухом, освоены прогрессивные способы постройки фундаментов
на длинномерных железобетонных сваях, сборных железобетонных оболочках,
погружаемых в грунт мощными молотами и электровибропогружателями. В последнее
время, используя опыт строительства БАМа, применяют фундамен ты из
железобетонных столбов, опускаемых в предварительно разбуренные скважины
диаметром 80—300 см. Такие столбы могут проходить вверх до пролетного строения,
исключая необходимость устройства ростверка.
Рис. 5. Висячий стальной мост через морской пролив
(США)
В
последнее время получен большой опыт строительства искусственных сооружений
Байкало-Амурской железной дороги. На всей ее протяженности в 3110 км от станции
Усть-Кут на западе до станции Комсомольск-на-Амуре в течение десятой и
одиннадцатой пятилеток было построено 126 больших и 815 средних металлических
мостов. С применением сборного железобетона построено 1046 малых мостов и 920
водопропускных труб под насыпями. Часть труб выполнена из гофрированного
металла. При сооружении мостов впервые в отечественной практике опоры малых и
средних мостов, расположенных на вечномерзлых грунтах, сооружали на
железобетонных столбах, опущенных в предварительно пробуренные скважины. На
дороге было построено значительное количество подпорных стен, галерей, селеспусков.
Другой
распространенный вид искусственных сооружений — тоннели — начали строить в
глубокой древности, преимущественно для подачи воды и для военных целей.
Первый
горный железнодорожный тоннель длиной 1190 м был построен в 1826—1830 гг. в
Англии. В это же время началось строительство таких тоннелей в Швейцарии,
Франции, Бельгии, Германии, Италии, США и других странах. Крупнейший в мире
однопутный железнодорожный Симплонский тоннель длиной 19,78 км, соединивший
Италию со Швейцарией, был построен в 1898— 1906 гг.
Железнодорожные
тоннели в России начали строить с 1859 г. За три года были построены двухпутные
тоннели длиной 427 и 1280 м на Петербург-Варшавской железной дороге. До конца
прошлого столетия сооружено большое количество тоннелей на железных дорогах
Кавказа, Сибири, Урала. Самым крупным был Сурамский тоннель в Закавказье длиной
4 км, построенный в 1886—1890 гг. До Великой Октябрьской социалистической революции
в нашей стране было сооружено несколько десятков крупных горных однопутных и
двухпутных тоннелей на железных дорогах Дальнего Востока.
После
Великой Октябрьской социалистической революции построены крупные тоннели на
линиях Казань — Свердловск, Мерефа — Херсон, на Черноморской железной дороге и
ряд тоннелей на востоке страны. Большое число железнодорожных тоннелей построено
на БАМе.
Железнодорожные
тоннели строили различными способами с обделками, защищающими движущиеся поезда
от обвалов горных пород, из каменной кладки на известковых растворах, а позднее
из бетона.
Первая
линия метрополитена была построена в Англии в 1863г. в Лондоне. С этого времени
сеть метрополитенов быстро росла. В 1892—1894 гг. были построены линии
метрополитенов в Чикаго и Нью-Йорке (США).
В
СССР строительство метрополитенов, начатое в 1930 г., ведется непрерывно. На 1
января 1988 г. протяженность Московского метрополитена составляет 224 км.
Построены метрополитены в Ленинграде, Киеве, Тбилиси, Харькове, Баку, Ташкенте,
Горьком, Минске, Новосибирске, Куйбышеве. Строятся метрополитены в
Днепропетровске и других городах.
Виды и классификация искусственных сооружений
Искусственные сооружения — технически
сложная часть строящихся дорог. В зависимости от условий рельефа местности
расходы на постройку обычно составляют до 10 % общей стоимости дороги, а иногда, например в горной
местности, до 25%. В период эксплуатации искусственные сооружения требуют
особо тщательного надзора и ухода.
Наиболее часто встречающиеся на дорогах
искусственные сооружения — это мосты и водопропускные трубы, реже — подпорные стены, тоннели,
селеспуски, галереи, лотки и т. п.
Мосты состоят из опор и пролетных
строений (рис. 1.1). К обоим концам моста примыкает земляное полотно подходов.
На многих
реках, особенно больших, применяют регуляционные сооружения и укрепления для
защиты опор мостов и подходов от размыва высоким паводком воды и ледоходом.
По назначению дорог и роду пропускаемых
подвижных нагрузок мосты могут быть: железнодорожные для пропуска железнодорожных нагрузок (см. рис. 1.1); автодорожные
для пропуска
транспортных средств по автомобильным дорогам; городские для метрополитена, автомобильного,
трамвайно-троллейбусного и
пешеходного движения; совмещенные
для одновременного пропуска железнодорожного и автомобильного транспорта; пешеходные
для пешеходов; специального назначения для пропуска
водопроводов, газо- и нефтепроводов и каналов.
По условиям расположения на местности
различают следующие виды искусственных сооружений:
путепроводы — на пересечении дорог
в разных уровнях рис. 1.2, а);
разводные мосты, когда для 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 15— 20 м) насыпей (рис. 1.2, в);
эстакады для пропуска железной или
автомобильной дороги в городах над магистральными улицами (рис. 1.2, г), а также' при строительстве дорог в сильно заболоченных местах, когда экономически невыгодной оказывается насыпь (на слабых
грунтах в основании);
наплавные мосты с плавучими опорами из понтонов или барж, устраиваемые на широких и глубоких реках,
когда постройка постоянных опор не оправдывается размерами движения, а также в случае временной необходимости, например
на период постройки капитального моста. Для пропуска по реке судов в
наплавных мостах применяют выводные
секции, а на период ледохода и ледостава такие мосты разбирают (рис. 1.2, д).
Водопропускные трубы (рис. 1.3) —
сравнительно простые по конструкции
и постройке искусственные сооружения. При насыпи небольшой высоты (до 1 —1,5 м)
и незначительном количестве
протекающей воды иногда устраивают лоток.
Рис. 1.1. Железнодорожный мост:1 — пролетное строение; 2 — опора
Рис. 1.2. Виды мостов: а — путепровод;
б — разводной;
в — виадук;
Рис. 1.2. г — эстакада; д — наплавной
Страницы: 1, 2, 3, 4
|