Реферат: Искусственные сооружения на автомобильных дорогах

Рис.   1.3.   Двухочковая 

 водопропуск­ная  труба                                                      

                                                                       Рис.   1.4.   Подпорные   стены

Подпорные стены служат для поддержания откосов на­ сыпей на крутых косогорах, при устройстве дорог в пре­делах населенных пунктов, для
ограждения построек и предо­хранения от подмыва конусов насыпей и откосов дамб (воз­ле мостов (рис. 1.4).    

В горных районах, кроме того, для ограждения полотна дорог от возможных обвалов крупных камней, каменных осыпей, снежных лавин устраивают осо­бые защитные искусственные сооружения — галереи, подпорные и улавливающие стены, а для отвода грязи и каменных потоков (селей), стекающих со склонов гор во время сильных ливней, применяют специальные сооружения — селеспуски (рис. 1.5).

По общим размерам, сложности проектирования и способам ор­ганизации строительства искусственные сооружения принято клас­сифицировать на четыре группы: малые, к которым относятся мосты общей длиной до 25 м, а также водопропускные трубы под насыпями и лотки, средние, полная длина которых до 100 м, а отдельные пролеты не превышают 42 м, большие — длиной свыше 100 м с пролетами более 60 м, очень большие, часто на­зываемые внеклассными или уникальными мостами, возводимыми через большие водные пространства. По количеству возводимых на строящейся дороге сооружений, а также по суммарному объему ра­бот, потребному для строительства, наибольшее распространение имеют малые и средние искусственные сооружения.

Рис.  1.5. Селеспуски

Рис.   1.6.   Железнодорожный  тоннель

По сроку службы мосты  бывают  постоянные     и     вре­менные. Постоянные мосты проектиру­ют с расчетом непрерывной и круглогодичной их эксплуатации в течение многих десятилетий. Соответственно с этим строят их из долговечных материалов — бетона, железобетона, металла, антисептированного дерева, кам­ня. Конструкции их рассчитыва­ют на наибольшие временные на­грузки, которые возможны не

только в настоящий, но и в перспективный период эксплуатации._ Временные мосты устраивают облегченными, на небольшой срок эксплуатации, из менее долговечных и менее прочных мате­риалов, например из не пропитанного антисептиками лесоматериа­ла, местного камня и т. п.

Рис. 1.7. Поперечное сечение тоннель­ных обделок:

а  и  в — из  монолитного  бетона:  б        из сборного    железобетона   для   тоннеля,   соо­ружаемого закрытым способом: 1 -  свод;     2   —   стены;     3    —   обратный свод;   4   —   перекрытие;   5   —   плоский   ло­ток

Комплекс сооружений, устраиваемых на пересечении дорогой постоянно действующего водотока, называют мостовым пере­ходом. В его состав входят мост, земляное полотно, примыкаю­щее к устоям, регуляционные сооружения, направляющие водный поток, подпорные и ограждающие стены, сооружения берегоукрепительные ограждающие и другие.

Тоннель (рис. 1.6) пред­ставляет собой искусственное со­оружение, расположенное в тол­ще горных пород..

По назначению тоннели под­разделяются на транспортные (железнодорожные и автодорож­ные, городские тоннели метропо­литенов, пешеходные и судоход­ные) , гидротехнические, город­ского хозяйства и горнопромыш­ленные. Наибольшее распростра­нение получили транспортные тоннели, которые по местополо­жению разделяют на находящие­ся в горных массивах, подвод­ные — под реками, каналами, проливами и городские — под городскими проездами и квар­талами.

По характеру строительства тоннели могут различаться по спо­собу производства работ: закрытого — строящиеся без вскрытия земной поверхности над ними, и открытого.

Размеры и очертания внутреннего свободного пространства транспортных тоннелей зависят от размеров и формы подвижного состава и размещаемого в них оборудования. Поперечное сечение тоннелей метрополитенов и железнодорожных (рис. 1.7) определя­ется требованиями габарита и может быть рассчитано на один путь или два (тоннели для трех путей встречаются крайне редко). Поперечное сечение автодорожного тоннеля определяется катего­рией дороги и количеством полос движения, а также другими тре­бованиями.

Горные железнодорожные и автодорожные тоннели проектиру­ют по СНиП 11-44-78; тоннели для метрополитенов — по СНиП - II-40-80.

Основные элементы моста — опоры и пролетные строе­ния (рис. 1.8). Опоры различают: береговые (устои) и проме­жуточные (быки). Каждая опора воспринимает нагрузку от веса пролетных строений, подвижной нагрузки, проходящей по ним, дав­ления ветра, льда, навала судов. На устои, кроме того, действует вес насыпи подходов к мосту.

Опоры имеют фундамент с надфундаментной частью. Фун­даменты возводят с опиранием непосредственно на грунт или, если грунт ненадежен, на специальное искусственное основание. Материалом для опор служат бетонная, железобетонная и камен­ная кладки, а в редких случаях для верхней части применяют ме­таллические конструкции. Форма и размеры опор зависят от зна­чения и характера нагрузок, передающихся от пролетных строе­ний, собственного веса и веса насыпи, а также определяются условиями прохода под мостом водного потока, ледохода и мест­ными инженерно-геологическими условиями.

Рис. 1.8. Мост длиной L:

1 — береговые   опоры   (устои);   2 — пролетное   строение   со   сплошными   главными   балками;3 — перильные   ограждения;   4 — конус   насыпи;   5 — свайный   фундамент;   УВВ — уровень высоких  вод;  РУВ — рабочий уровень воды:  УМВ — уровень меженных вод

  Пролетные строения имеют (см. рис. 1.8) главные несущие элементы в виде балок сплошного сечения, сквозных ферм или ком­бинированных конструкций. На основных несущих элементах рас­полагается конструкция проезжей части моста автодорожного (городского) или мостовое полотно железнодорожного моста. Главные несущие элементы объединяют связями, обеспечивающи­ми устойчивость и поперечную жесткость пролетного строения.

Основные размеры моста и его элементов следующие: полная длина L; (см. рис. 1.8) между задними гранями устоев или кон­цами пролетного строения, непосредственно соприкасающимися с насыпью подходов; отверстие моста, обеспечивающее пропуск вы­сокой воды (за вычетом толщины опор), высота Н моста, ис­числяемая от верха проезжей части или подошвы рельсов до уров­ня меженных вод; строительная высота Нс — от верха про­езжей части до низа конструкции пролетного строения; расчет­ный пролет, равный при балочном пролетном строении расстоя­нию между центрами опорных частей, на которые устанавливают балки (фермы); расчетная ширина пролетного строения — расстояние между осями несущих конструкций (ферм или край­них балок); высота тела опор — от верхней площадки до верха (обреза) фундамента; глубина фундамента и др.

Все эти размеры моста и его элементов устанавливают в про­цессе проектирования с учетом местных инженерно-гидрологичес­ких, геологических и судоходных условий, выявленных в процессе изысканий, а также на основе требований по интенсивности дви­жения не только в момент проектирования, но и в более далекой перспективе, соответствующей сроку службы моста.   По характеру работы пролетных строений и опор, т. е. в за­висимости от статической схемы, различают балочные, рам­ные, арочные, висячие и комбинированные системы мостов.

Наибольшее распространение имеют балочные системы мос­тов (балочные мосты). В них пролетные строения в виде сплош­ных балок или сквозных решетчатых ферм свободно установлены на опорные части, через которые передаются все вертикальные нагрузки на опоры моста. Пролетные строения могут быть балочно-разрезными (рис. 1.9, а), балочно-консольными (рис. 1.9, б) и балочно-неразрезными (рис. 1.9, в)./В балочно-разрезной системе изгиб от собственного веса и подвижной нагрузки одного пролет­ного строения не отражается на изгибе смежных с ним пролетов. Такие системы применяют преимущественно в малых и средних железобетонных и металлических мостах с пролетами до 33 м. В железнодорожных мостах металлические балочно-разрезные ре­шетчатые конструкции пролетных строений распространены для пролетов от 33 до 158 м. Другие разновидности балочных систем (балочно-консольные и балочно-неразрезные) отличаются от балочно-разрезных тем, что нагрузка, расположенная на одном про летном строении, влияет и на соседние. Это обстоятельство приводит к некоторому облегчению сечений балок или элементов ферм за едет совместной работы конструкции нескольких пролетов.

Рис. 1.9. Балочные пролетные строения:

/ — разрезное   полной   длиной   lп;    2   —  консольно-балочное  длиной  lп ;    3 — неразрезное полной  длиной   lп;   —   расчетные   пролеты;     R1,—R4,   —   вертикальные    опорные реакции

Рис. 1.10. Рамные пролетные строения:

/ — подвесное   пролетное   строение;     2 — консоль     Т-образной     раны;   3 — шарниры;   /р, — расчетные пролеты;  /к — длина консоли;  1Л — длина  подвесного пролетного строения; К,   Н,   М — вертикальная   и   горизонтальная   опорные   реакции,   изгибающий   момент

Рис.  1.11. Арочные пролетные строения:

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

В рамных мостах (рис. 1.10) пролетные строения жестко свя­заны с опорами. Изгиб от нагрузок с пролетного строения вызы­вает изгиб опор,

т. е. на опоры, кроме вертикальных опорных на­грузок, передается изгибающий момент и горизонтальный распор.

В мостостроении известен ряд конструктивных решений рам­ных систем: Т-образные рамы с опиранием на их консоли (рис. 1.10, а) подвесных балочных конструкций (рамно-подвесные сис­темы); рамы с соединением смежных консолей (рис. 1.10, б) шар­нирами, расположенными в пролете (рамно-консольной системы); неразрезные рамные системы (рис. 1.10, в). Все эти системы приме­няют, при строительстве путепроводов и больших мостов.

в  арочных мостах (рис. 1.11) от собственного веса и подвиж­ной нагрузки, расположенной на пролетном строении, возникают опорные реакции, которые можно рассматривать как равнодей­ствующие вертикальных и горизонтальных составляющих Н и V. Горизонтальную силу Н называют распором. Арочные пролетные строения могут быть трехшарнирными (рис. 1.11, а), двухшарнирными (рис. 1.11, б) и бесшарнирными (рис. 1.11, в). Бесшарнирные применяют обычно в средних и больших мостах.

В висячих и вантовых мостах пролетные строения (рис. 1.12) устраивают в виде продольной балки (балки жесткости) с расположенной на ней конструкцией проезжей части, поддержи­ваемой кабелем (стальным канатом или стальной цепью). На опорах устанавливают высокие стойки, называемые пилонами, к

По месту расположения проезжей части моста относительно  его главных несущих конструкций различают мосты cездой по­низу (см. рис. 1.12,а—в), поверху (рис. 1.12,г) и посере­дине (см. рис. 1.11,в, средний пролет).

При проектировании новых и реконструкции существующих ис­кусственных сооружений следует выполнять основные требования СНиП. по обеспечению надежности, долговечности и бесперебойной эксплуатации сооружений, соблюдению безопасности и плавности движения транспортных средств, безопасности для пешеходов, по охране труда рабочих в период строительства и эксплуатации.

Мосты и трубы должны обеспечивать пропуск паводков и ледо­хода, большие сооружения должны удовлетворять требования су­доходства.

В намечаемых решениях следует предусматривать применение прогрессивных конструкций и передовых методов производства работ, направленных на экономное расходование материалов, и особенно металла, цемента, леса, на снижение стоимости и трудо­емкости строительства и эксплуатации. Должны быть обеспечены простота, удобство и высокие темпы монтажа конструкций с широ­кой индустриализацией строительства на базе современных средств комплексной механизации и автоматизации производства.

В разрабатываемых проектах должны широко использоваться типовые решения, применяться сборные конструкции, детали и ма­териалы, отвечающие действующим стандартам и техническим ус­ловиям. В проектах следует учитывать перспективы развития тран­спорта и дорожной сети.

Искусственные сооружения строят на основе технической доку­ментации (чертежей, расчетов, пояснительной записки, сметы), имеющей общее название — проект сооружения. Главная задача проекта — выбор правильного места расположения, назначение таких форм и размеров конструкции, которые обеспечили бы до­статочный запас прочности и устойчивости сооружения. При этом исходят из того, чтобы металлические и железобетонные мосты можно было нормально эксплуатировать не менее 70—80 лет, а деревянные, за исключением временных сооружений, — не ме­нее 25—30 лет, т. е. учитывают перспективы развития транс­порта.

Малые и средние сооружения проектируют в одну стадию — рабочий проект со сводным сметным расчетом стоимости, приме­няемым для сооружений, строить которые будут по типовым и пов­торно применяемым проектам, а также для технически несложных объектов.

Для сооружений крупных и сложных существует две стадии — проект со сводным сметным расчетом стоимости и рабочая доку­ментация, составляемая позднее с подробными сметами.

Цель проекта — выявить оптимальные конструктивные формы и материал намечаемого сооружения, установить его местоположе­ние,  определить основные размеры, объемы работ, стоимость и срок строительства. В проектах больших сооружений обычно раз­рабатывают несколько вариантов как по месту расположения сооружения, его общим размерам, так и по конструктивным про­изводственно-техническим решениям. В особо крупных с боль­шой стоимостью сооружениях, преимущественно в городских мос­тах, проектам предшествует технико-экономическое обоснование строительства (ТЭО). В этом случае на основе использования ана­логов и предшествующих разработок подобных сооружений выяв­ляются общие очертания моста, примерная стоимость.

В состав ТЭО входят материалы, обосновывающие строитель­ство моста.

Наряду с обоснованием принимаемых конструктивных форм и в состав проекта входит проект организации строительства (ПОС). В нем приводятся общие данные по объемам работ и потребным материалам и оборудованию, принципам организации строитель­ства и методам возведения опор и монтажа пролетных строений, механизации производства работ, а также прилагаются ведомости заказа сборных конструкций и других материалов, оборудования и выявляются сроки строительства.

По разработанным конструктивным формам, выявленным объе­мам работ определяют стоимость сооружения, составляют сметно-финансовый расчет, который разрабатывают с использованием сметных материалов, учетом местных условий и расценок, учетом дальности доставки материалов, применения сборных конструк­ций и т. п.

При двухстадийном проектировании после составления и ут­верждения проекта выполняют разработку рабочей технической документации в виде подробных чертежей с детальным решением конструктивных и технологических вопросов, а также смет по всем элементам мостового перехода.

Принятые конструкции обосновывают необходимыми расчетами и дополнительными материалами по технологии изготовления и монтажа. Кроме того, составляют расчеты и рабочие чертежи, входящие в состав проекта производства работ (ППР), по всем необходимым вспомогательным обустройствам: подмостям, пир­сам, причалам, сооружениям строительной площадки и т. п.

При составлении рабочих чертежей не разрешается отступать от принципиальных решений, утвержденного проекта. Утвержден­ная вместе с проектом сметная стоимость моста является лимитом на весь период строительства.

Задачи индустриализации и ускорения строительства искусст­венных сооружений требуют широкого распространения типовых проектов конструкций и технологических правил производства работ. С этой целью основные размеры пролетных строений и опор мостов, а также водопропускных труб рекомендуется назначать, как правило, соблюдая принципы модульности и унификации, при­держиваясь стандартных размеров.

При разработке типовых проектов железнодорожных мостов и труб предусматривается возможность их использования при стро­ительстве вторых путей и простой замены пролетных строений на эксплуатируемой сети дорог. Генеральным размером железобе­тонных пролетных строений является расчетный пролет.

Для автодорожных и городских мостов, расположенных на пря­мых участках дорог, при вертикальном и перпендикулярном распо­ложении опор генеральным размером рекомендуется назначать полные длины пролетных строений, которые принимаются равны­ми 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 33 и 42 м, т. е. с модулем 3 м. При больших размерах пролеты назначают кратными 21 м, т. е. 63, 84, 105, 126 м.

Приведенные размеры в виде полных длин принимают для раз­резных конструкций пролетных строений длиной до 42 м, выпол­няемых, как правило, из железобетона.

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

Страницы: 1, 2, 3, 4