
- •С.Н. Каменев Транспортные сооружения Учебное пособие
- •Введение. Краткий исторический обзор развития строительства транспортных сооружений.
- •Требования, предъявляемые в процессе строительства транспортных сооружений.
- •Современные направления в строительстве транспортных сооружений. Индустриализация в мостостроении.
- •Охрана окружающей среды в процессе строительства транспортных сооружений.
- •Раздел 1. Общие сведения о транспортных сооружениях.
- •Тема 1.1 Виды транспортных сооружений, краткая характеристика.
- •1.1.1. Виды транспортных сооружений.
- •1.1.2. Разновидности мостов в зависимости от уровня проезда, материала пролетных строений и подвижных нагрузок.
- •1.1.3. Требования, предъявляемые к транспортным сооружениям. Потребительские свойства сооружений.
- •Тема 1.2 Элементы, размеры, статические схемы мостов.
- •1.2.1. Основные элементы моста и их размеры.
- •1.2.2. Системы мостов в зависимости от статической схемы главных несущих элементов.
- •Тема 1.3. Классификация мостов.
- •1.3.1. Основные системы мостов по виду работы под нагрузкой и способу передачи давления от пролетных строений (пс) на опоры.
- •1.3.2. Классификация мостов по эксплуатационным характеристикам.
- •Тема 1.4. Водопропускные трубы и лотки. Основные сведения
- •1.4.1. Виды труб, их назначение.
- •1.4.2. Элементы и размеры труб. Типы сечения, виды оголовков и фундаментов.
- •1.4.3. Армирование и стыковка звеньев.
- •Тема 1.5. Тоннели. Основные сведения.
- •1.5.1. Назначение тоннелей и их виды. Тоннели мелкого и глубокого заложения. Основные элементы.
- •1.5.2. Гидроизоляция обделок, водоотводные устройства, вентиляция и освещение в тоннелях.
- •1.5.3. Городские тоннели. Подземные пешеходные переходы.
- •Тема 1.6. Малые транспортные сооружения на горных дорогах.
- •1.6.1. Подпорные стены. Виды. Назначение, конструкция.
- •1.6.2. Виды специальных сооружений на горных дорогах.
- •Тема 1.7. Наплавные мосты, паромные и ледовые переправы.
- •1.7.1. Общие сведения о наплавных мостах.
- •1.7.2. Паромная и ледовая переправы, их составные части.
- •Раздел 2. Основы проектирования транспортных сооружений.
- •Тема 2.1. Общие сведения о мостовых переходах.
- •2.1.1 Общие сведения о мостовом переходе.
- •2.1.2 Назначение и особенности регуляционных конструкций мостового перехода.
- •Тема 2.2. Основные данные для проектирования моста. Составление проекта транспортного сооружения.
- •2.2.1. Задачи изысканий мостового перехода.
- •2.2.2. Стадии проекта транспортного сооружения.
- •2.2.3. Основные данные для проектирования, состав проекта.
- •Тема 2.3. Подмостовой габарит и габарит моста.
- •2.3.1 Судоходные требования, подмостовые габариты и габариты проезда мостов и путепроводов.
- •2.3.2. Назначение размеров габаритов и определение основных размеров моста.
- •Тема 2.4. Нагрузки и воздействия, принимаемые при расчете мостов.
- •2.4.1. Виды нагрузок и воздействий, учитываемых при расчете мостов. Сочетания нагрузок.
- •2.4.2. Нормативные и расчетные нагрузки
- •2.4.3. Коэффициенты при расчете мостов.
- •Тема 2.5. Составление вариантов моста, выбор основного варианта.
- •2.5.1. Схемы различных вариантов моста. Назначение основных размеров.
- •2.5.2. Разбивка на пролеты. Определение полной длины и высоты моста. Назначение ширины.
- •Классы подмостовых судоходных габаритов
- •2.5.3. Охрана окружающей среды при проектировании мостовых сооружений.
- •Раздел 3. Основания и фундаменты.
- •Тема 3.1. Общие сведения об основаниях и фундаментах.
- •3.1.1. Виды оснований и требования к ним.
- •3.1.2. Грунты как естественное основание.
- •3.1.3. Способы получения искусственных оснований.
- •Тема 3.2. Фундаменты мелкого заложения.
- •3.2.1. Виды фундаментов мелкого заложения.
- •3.2.2. Определение формы и размеров фундамента, глубины заложения.
- •Тема 3.3. Фундаменты глубокого заложения.
- •3.3.1. Виды свайных фундаментов.
- •3.3.2. Сваи по материалу и способу погружения.
- •3.3.3. Фундаменты на опускных колодцах.
- •Тема 3.4. Понятие о расчете фундаментов.
- •3.4.1. Несущая способность грунта.
- •3.4.2. Особенности расчета фундамента мелкого заложения и свайного фундамента.
- •Раздел 4. Деревянные мосты и подмости.
- •Тема 4.1. Основные системы деревянных мостов.
- •Основные особенности деревянных мостов.
- •4.1.2. Область применения деревянных мостов различных систем.
- •4.1.3. Мероприятия по продлению срока службы деревянных мостов.
- •Тема 4.2. Деревянные мосты малых пролетов.
- •4.2.1. Элементы и размеры простейших деревянных балочных мостов.
- •4.2.2. Виды проезжей части, прогонов и опор. Конструктивные узлы.
- •4.2.3. Клееные и клеефанерные конструкции.
- •Тема 4.3 решетчатые деревянные фермы.
- •4.3.1. Пролетные строения с фермами Гау-Журавского.
- •4.3.2. Конструкция главных ферм.
- •4.3.3. Пролетные строения с фермами Гау-Журавского с ездой поверху и понизу. Узлы ферм.
- •4.3.4. Пролетные строения с дощатыми фермами.
- •Тема 4.4. Деревянные опоры и ледорезы.
- •4.4.1. Виды деревянных опор. Основные элементы и конструктивные узлы.
- •4.4.2. Виды и конструкция ледорезов.
- •Тема 4.5. Подмости. Их назначение и характеристика.
- •4.5.1 Назначение и применение подмостей.
- •4.5.2 Виды и параметры подмостей.
- •Раздел 5. Железобетонные мосты и путепроводы.
- •Тема 5.1. Основные системы ж/б мостов и путепроводов.
- •5.1.1 Основные характеристики и системы ж/б мостов, условия применения, основные элементы.
- •5.2.1 Свойства ж/б.
- •5.2.2 Арматура и ее виды. Внешнее усиление.
- •Тема 5.3. Виды железобетонных конструкций. Основные правила армирования.
- •5.3.1 Основные виды ж/б конструкций.
- •5.3.2 Правила армирования. Арматурные каркасы.
- •Тема 5.4 Конструкция плитных пролетных строений.
- •5.4.1 Плитные конструкции пролетных строений.
- •5.4.2 Сводчатые плиты.
- •Тема 5.5. Конструкция разрезных балочно-ребристых пролетных строений с ненапрягаемой арматурой
- •5.5.1 Конструкция блока разрезных балочно-ребристых пролетных строений с ненапрягаемой арматурой.
- •5.5.2 Армирование плиты и соединение блоков пролетного строения между собой. Армирование ребер.
- •Тема 5.6. Конструкция разрезных, неразрезных и консольных балочно-ребристых пс с напрягаемой арматурой.
- •5.6.1 Технология устройства преднапряженной арматуры до и после бетонирования в разрезных балках пс.
- •5.6.2 Конструкция неразрезных и консольных балочных железобетонных пролетных строений
- •Тема 5.7. Рамные и арочные ж/б мосты. Основные виды, конструкция.
- •5.7.1 Характеристики рамных ж/б мостов. Разновидности рамных мостов, их конструктивные размеры.
- •5.7.2 Основные несущие элементы арочной системы. Конструктивные разновидности арочных систем.
- •Тема 5.8. Мостовое полотно, тротуары и перила. Водоотвод, гидроизоляция и деформационные швы.
- •5.8.1 Мостовое полотно, его состав и характеристики.
- •5.8.2 Водоотвод. Гидроизоляция, ее виды. Сопряжение моста с насыпью.
- •Тема 5.9. Основы расчета ж/б конструкций и ж/б балочных пс.
- •5.9.1 Особенности расчета ж/б конструкций. Стадии работы ж/б балки прямоугольного сечения, работающей на изгиб с ненапрягаемой арматурой.
- •5.9.2 Расчетная формула для проверки прочности центрально сжатого элемента, ее составляющие.
- •5.9.3 Условие равновесия моментов внутренних и внешних сил относительно центра тяжести арматуры.
- •Раздел 6. Опоры и опорные части. Сопряжение моста с насыпью.
- •Тема 6.1 Опоры, опорные части и подферменники. Сопряжение моста с насыпью.
- •6.1.1 Опоры. Назначение и требования.
- •6.1.2 Опорные части и подферменники.
- •6.1.3 Промежуточные опоры.
- •6.1.4 Устои. Сопряжение моста с насыпью.
- •Тема 6.2. Основы проектирования и расчета опор.
- •6.2.1 Сбор нагрузок на опору моста.
- •6.2.2 Последовательность расчета промежуточных опор.
- •Раздел 7. Металлические мосты.
- •Тема 7.1. Общие сведения. Основные системы металлических мостов.
- •7.1.1 Особенности, преимущества и недостатки металлических мостов.
- •7.1.2 Классификация металлических мостов по статической схеме, уровню проезда, конструкции, применению и назначении.
- •7.1.3 Материалы и способы соединения элементов металлических мостов.
- •Тема 7.2. Конструкция пролетных строений со сплошными главными балками.
- •7.2.1 Системы мостов со сплошными главными балками. Их высота.
- •7.2.2 Конструкция и достоинства сплошных главных балок.
- •Тема 7.3. Конструкция сталежелезобетонных пролетных строений.
- •7.3.1 Характер работы и конструкция сталежелезобетонных пролетных строений.
- •7.3.2 Соединительные элементы. Гибкие и жесткие арматурные упоры. Болтовые соединения и металлические закладные части.
- •7.3.3 Преимущества ортотропных плит, их конструкция, типы, элементы и их размеры.
- •Тема 7.4. Конструкция пролетных строений со сквозными балочными фермами.
- •7.4.1 Основные виды решетчатых ферм металлических балочных пролетных строений.
- •7.4.2 Крепление элементов в узловом соединении.
- •7.4.3 Виды и назначение связей.
- •7.4.4 Типы опорных частей.
- •Тема 7.5. Арочные, рамные, висячие и вантовые системы металлических мостов.
- •7.5.1 Схемы и конструкции арочных, рамных и комбинированных металлических мостов. Высота и сечение металлических арочных пролетов.
- •7.5.2 Разновидности висячих и вантовых металлических мостов. Способы увеличения жесткости мостов с кабелем. Виды закрепления вант на пилонах.
- •Тема 7.6. Проезжая часть металлических мостов.
- •7.6.1 Виды проезжей части металлических мостов, их характеристики.
- •7.6.2 Устройство деформационных швов и тротуаров металлических мостов.
- •Тема 8.1. Общие принципы организации строительства транспортных сооружений.
- •8.1.1 Особенности организации строительства мостов.
- •8.1.2 Состав пос и ппр. Задачи подготовительных работ.
- •8.1.3 Организация стройплощадки. Методы производства работ.
- •8.1.4 Пути повышения эффективности и качества работ, сокращение сроков и стоимости строительства.
- •Тема 8.2. Устройство фундаментов мелкого заложения
- •8.2.1 Особенности фундаментов мелкого заложения. Виды котлованов и способы их ограждения.
- •8.2.2 Механизмы для разработки грунта. Метод подводного бетонирования. Требования к нему.
- •8.2.3 Условия устройства котлована.
- •8.2.4 Охрана труда и техника безопасности при устройстве котлована для сооружения фундаментов опор мостов.
- •Тема 8.3. Устройство фундаментов глубокого заложения.
- •8.3.1 Понятие сваи. Типы и материал сваи. Способ погружения. Ростверки. Выбор типа молота для забивки свай.
- •8.3.2 Способы и последовательность погружения свай.
- •8.3.3 Целесообразность применения молотов и вибропогружателей.
- •8.3.4 Определение расчетного отказа и несущей способности свай.
- •Тема 8.4. Строительство ж/б мостов.
- •8.4.1 Особенности строительства сборных ж/б мостов. Состав работ, основные монтажные операции и их условия.
- •8.4.2 Монтаж сборных опор.
- •8.4.3 Монтаж балочных разрезных пролетных строений.
- •8.4.4 Монтаж пс специальными мостостроительными агрегатами. Надвижка балок при помощи уикм
- •8.4.5 Навесная и укрупнительная сборка элементов сборных ж/б пс.
- •8.4.6 Выбор монтажного оборудования и монтажных приспособлений.
- •8.4.8 Контроль качества строительства ж/б мостов, приемка работ, сдача моста в эксплуатацию.
- •Тема 8.5. Изготовление сборных ж/б конструкций.
- •8.5.1 Операции процесса изготовления ж/б конструкций и краткие сведения о предприятиях.
- •8.5.2 Поточно-агрегатная, конвейерная и стендовая технологии.
- •8.5.3 Опалубки и формы, требования к ним.
- •8.5.4 Бетонирование изделий с каркасной арматурой.
- •Тема 8.6. Строительство металлических и деревянных мостов.
- •8.6.1 Изготовление, соединение и транспортировка металлических конструкций.
- •8.6.2 Основные технологии монтажа металлических пролетных строений.
- •8.6.3 Особенности технологий монтажа металлических пролетных строений.
- •8.6.4 Способы очищения металлических конструкций.
- •8.6.5 Постройка деревянных свайных опор.
- •8.6.6 Изготовление составных прогонов.
- •8.6.7 Устройство опор деревянных мостов.
- •8.6.8 Изготовление и монтаж решетчатых ферм.
- •8.6.9 Защита деревянных мостов от загнивания.
- •Тема 8.7. Строительство водопропускных труб.
- •8.7.1. Изготовление ж/б труб.
- •8.7.2. Строительство сборной ж/б трубы и ее гидроизоляция. План строительной площадки трубы.
- •Тема 8.8. Строительство тоннелей.
- •8.8.1. Способы постройки тоннелей. Горные тоннели.
- •8.8.2. Технология щитовой проходки.
- •Тема 8.9. Приемка транспортных сооружений в эксплуатацию.
- •Контроль качества строительства, приемка работ, сдача моста в эксплуатацию.
- •Тема 9.1. Надзор за сооружением. Организация и проведение осмотров сооружений.
- •9.1.1. Текущие и периодические осмотры мостовых сооружений.
- •9.1.2. Специальные осмотры мостовых сооружений.
- •9.1.3. Документация по техническому учету мостовых сооружений. Оценка состояния сооружения.
- •Тема 9.2. Дефекты, причины их появления.
- •9.2.1. Выявление дефектов.
- •9.2.2. Дефекты в подмостовом пространстве и на сопряжениях.
- •9.2.3. Дефекты проезжей части.
- •9.2.4. Дефекты сборных ж/б конструкций.
- •9.2.5. Дефекты в опорах.
- •9.2.6. Оценка технического состояния мостовых сооружений.
- •Тема 9.3. Устранение дефектов.
- •Тема 9.4. Уход за сооружением. Пропуск паводка и ледохода.
- •9.4.1. Состав работ по уходу за мостовым сооружением.
- •9.4.2. Уход за мостовым полотном и пролетными строениями. Мостовое полотно
- •2.1. Железобетонные пролетные строения
- •9.4.3. Уход за опорными частями, опорами и подмостовым пространством. Опорные части
- •Бетонные, каменные и железобетонные опоры
- •5. Регуляционные сооружения и русло
- •9.4.4. Подготовка и работы во время паводка и ледохода.
- •Тема 9.5. Капремонт малых и средних ж/б мостов
- •9.5.1. Сущность капитального ремонта мостовых сооружений.
- •9.5.2. Капремонт мостового плотна.
- •9.5.3. Ремонт пролетных строений.
- •9.5.4. Ремонт опор.
- •Тема 9.6. Ремонт водопропускных труб и других транспортных сооружений.
- •9.6.1. Основные требования, предъявляемые к ремонту водопропускных труб и других транспортных сооружений. Планово-предупредительный ремонт.
- •9.6.2. Капитальный ремонт водопропускных труб и других искусственных сооружений
- •Содержание.
1.5.2. Гидроизоляция обделок, водоотводные устройства, вентиляция и освещение в тоннелях.
Цель гидроизоляции – недопущение подземных вод во внутреннее пространство тоннеля. Гидроизоляция обеспечивается водонепроницаемостью конструкции, и дополняется нагнетанием за обделку вначале ПЦ, а затем цементного раствора. Раствор заполняет трещины и полости в обделке и массиве породы, преграждая путь подземным водам. Радикальным средством является включение в конструкцию обделки замкнутых водонепроницаемых мембран, из гибких рулонных материалов, приклеенных к внутренней поверхности обделки и прижимаемой внутренней ж/б конструкцией (рубашкой). В качестве гибких изолирующих материалов используют гидроизол -
асбестовый картон, пропитанный битумом, а также стеклорубероид и стеклобит. Несмотря на принятие мер по водонепроницаемости, в различные периоды эксплуатации тоннелей может скапливаться вода. Удаление воды и ее сброс за пределы порталов выполняется посредством водоотливных лотков, продольный уклон которых соответствует уклону пути в тоннеле и должен быть не менее 3‰. Поперечный уклон выравнивающего бетонного слоя в сторону лотка - не менее 2‰. Сечение лотка не менее 30х30см. Для предотвращения замерзания воды используют утепляющую засыпку или листы теплоизоляции. Водоотводные лотки в тоннелях не должны проходить под проезжей частью.
Вентиляция должна обеспечивать эксплуатацию автодорожного тоннеля в следующих режимах:
А — нормальный — осуществляется безостановочное движение транспорта с максимальной разрешенной скоростью при интенсивности, соответствующей часу «пик»;
Б — замедленный — осуществляется безостановочное движение транспорта со скоростью менее 20 км/ч;
В — транспортная пробка — имеет место остановка транспорта с работающими двигателями длительностью до 15 мин.
Тоннели должны иметь искусственное стационарное освещение. В средней части автодорожных тоннелей с любой трассой длиной более 1300 м в дневном, вечернем и ночном режимах горизонтальную освещенность на расстоянии 500 м от въездного портала допускается снижать. Управление режимом общего освещения автодорожных тоннелей следует предусматривать автоматическим в зависимости от естественной освещенности снаружи тоннеля, а также дистанционным — из помещения дежурного.
Включение вечернего и ночного режима освещения должно производиться при снижении естественной освещенности до 100 лк.
1.5.3. Городские тоннели. Подземные пешеходные переходы.
Городские тоннели устраивают для пропуска транспортных потоков под улицами или площадями, а иногда и под путями железных дорог. Как правило, такие тоннели имеют мелкое заложение, что позволяет уменьшить их длину и уклоны на въездах. Глубина заложения городских тоннелей зависит также от наличия на месте их устройства подземных коммуникаций (кабелей, трубопроводов). Въезды в тоннели, т.е. рампы (рис.34) обычно устраивают открытыми в выемках с ограждением подпорными стенками (см. рис.34).
1 - тоннель; 2 - рампа; 3 - направление движения автомобилей; 4 - городская застройка.
Рис.34. Схема городских транспортных тоннелей
1 - тоннель; 2 - рампа.
Транспортные и пешеходные тоннели, как правило, имеют прямоугольное поперечное сечение в виде однопролетной, а для широких тоннелей - двухпролетной конструкции (рис.35) преимущественно из сборного железобетона. Обычно конструкция их состоит из фундаментных блоков, в которых укрепляют стеновые блоки и средние стойки (см. рис.35). Между фундаментными блоками укладывают лотковые, служащие для поддержания покрытия проезжей части, а также для обеспечения замкнутости конструкции тоннеля. На средние стойки укладывают продольный прогон, поддерживающий вместе с боковыми стенками верхнее покрытие из плоских или ребристых железобетонных блоков. Швы между блоками заполняют цементным раствором или бетоном для объединения их в единую конструкцию. Наружную поверхность тоннеля покрывают гидроизоляцией.
Рис.35. Схемы городских транспортных тоннелей
1 - фундаментный блок; 2 - стеновой блок; 3 - гидроизоляция; 4 - блок перекрытия; 5 - прогон;
6 - средняя стойка; 7 - стык омоноличивания; 8 - лотковый блок.
Пешеходные тоннели служат для прохода людей под улицами, площадями, а также загородными автомагистралями с интенсивным автомобильным движением. Такие тоннели всегда делают мелкого заложения, чтобы уменьшить высоту лестниц, преодолеваемых пешеходами. На площадях пешеходные тоннели часто сооружают разветвляющимися или комбинируют их с подземным залом. В больших городах подземные тоннели иногда используют для входа на станции метрополитена.
Транспортные и пешеходные тоннели мелкого заложения обычно приходится сооружать на улицах с интенсивным движением. Это требует всемерного сокращения сроков строительства и соответствующей организации работ. При невозможности переноса движения на другие улицы городские тоннели строят участками по их длине, временно закрывая движение на части ширины пересекаемой улицы или площади.
Работы по постройке тоннелей мелкого заложения чаще всего ведут в открытом котловане. При наличии грунтовых вод, а также в стесненных условиях котлованы ограждают шпунтовыми стенками. Для возведения тоннелей мелкого заложения начинают в настоящее время применять и щитовой метод, позволяющий повысить механизацию работ.
Подземные переходы прокладывают в виде тоннелей под проезжей частью улицы с лестничными и пандусными входами и выходами.
Типы подземных пешеходных переходов по своей планировке весьма многообразны в городских условиях и более однотипны на дорогах общего пользования.
Типы 1 и 2: Переходы с двумя лестничными сходами с каждой стороны улицы.
1-проезжая часть; 2-тротуар; 3-застройка; 4-тоннель пешеходного перехода; 5-лестничные сходы.
Типы 3 и 4: Переходы с двумя лестничными сходами с каждой стороны, расположенными на тротуарах примыкающих под углом двух улиц.
Тип 1а (с раструбным входом) Тип 1б (с дуговыми лестничными сходами)
Тип 5а (прямоугольный переход)
Тип 5б (Х-образный переход)
Тип 5 в (переход с центральным залом)
Тип 5 г (переход на Т-образном перекрестке)
Тип 5 д (переход на V-образном перекрестке)
Пешеходный переход и лестничные спуски в него должны по возможности располагаться в створе направлений пешеходного потока. Пути движения пешеходов через переходы должны быть удобны, наиболее короткие, без возвратных направлений.
Основными геометрическими размерами подземных пешеходных переходов являются: ширина тоннеля и отдельных лестниц или пандусов; суммарная ширина лестниц или пандусов; уклон тоннелей, лестничных сходов и длина марша; высота тоннелей; глубина заложения тоннеля; минимальное расстояние от парапета входа до борта проезжей части.
Ширина перехода определяется интенсивностью движения пешеходов в час пик. Ширина полосы движения пешеходов по переходу принимается 1м. Ширина перехода принимается в 4, 6, 8, 10, 12м. При малой интенсивности пешеходного движения принимается также ширина в 2,5 и 3м. минимальная ширина лестничных сходов должна быть 2-2,5м, пандусов 2-2,75м. При размещении входов в переход на тротуаре, ширина оставшегося пространства для транзитных пешеходов должна составлять не менее 3м.
Нормативы глубины заложения тоннеля 3,2 м и высоты потолка 2,2-2,3 м исходя из условий устройства лестничных сходов.
Вопросы для самоконтроля:
Какие существуют виды тоннелей?
Назначение тоннелей.
Цель гидроизоляции тоннелей.
Виды городских тоннелей.