- •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.
2.4.3. Коэффициенты при расчете мостов.
3. При движении временной нагрузки, кроме давлений от ее веса (статическое действие), возникают различные дополнительные нагрузки в виде толчков, ударов, перегрузок и др., называемые динамическими воздействиями. Совокупность динамических воздействий принято учитывать путем умножения статических нагрузок на динамический коэффициент >1 и вводят его только для ж/б и металлических мостов. Для деревянных же и каменных мостов, а также для труб под насыпями динамический коэффициент не учитывают. Нагрузку тротуаров и пешеходных мостов тоже принимают без динамического коэффициента.
Поверхность моста подвержена давлению ветра. Для сквозных конструкций давление ветра определяют, пользуясь коэффициентом сплошности. Давление ветра считают нормальным к поверхности сооружения. Конструкцию пролетных строений и опор проверяют на давление ветра, дующего поперек оси сооружения, а также на давление ветра вдоль оси сооружения, которое принимают в размере 60% от полной поперечной ветровой нагрузки для; сквозных ферм или 20% для балок со сплошной стенкой.
Во время ледохода на опоры и ледорезы действует нагрузка от давления льда, при этом пользуются коэффициентом, зависящим от очертания передней части ледореза в плане. Эту нагрузку определяют на основе исходных данных по ледовой обстановке в районе расположения сооружения для периода времени с наибольшими воздействиями. Натурные наблюдения должны проводиться не менее 5 лет.
Вопросы для самоконтроля:
Виды нагрузок и воздействий, учитываемых при расчете мостов.
Какие нагрузки называют нормативными, расчетными?
Нагрузка от подвижного состава на автодорогах АК, что включает в себя?
Тема 2.5. Составление вариантов моста, выбор основного варианта.
2.5.1. Схемы различных вариантов моста. Назначение основных размеров.
Цель вариантного проектирования – поиск оптимального по технико-экономическим показателям варианта моста. Порядок вариантного проектирования включает три стадии: изучение исходных данных, разработка от 2-3 до 15 вариантов моста и выбор лучшего варианта на основании сравнения технико-экономических показателей.
Изучение исходных данных предполагает сбор данных по геологии, гидрогеологии и гидрологии, высоте расположения проезда, условиям пропуска паводков, ледохода, судов. Намечаются необходимость возведения регуляционных сооружений, устройства облицовки на опорах, определяются типы устоев в зависимости от высоты насыпи, рассчитывается отверстие моста, определяются величины пролетов в зависимости от требований судоходства и пропуска ледохода.
Разработка варианта состоит из вычисления высотных отметок, выбора схемы моста путем разбивки отверстия моста на пролеты, конструкций пролетных строений, опор и фундаментов, назначения методов производства работ по сооружению моста, подсчета объемов работ и стоимости моста. К высотным отметкам относятся низ конструкций пролетных строений и верх опорной площадки опор, верх покрытия проезжей части и бровка земляного полотна подходной насыпи, обрез и подошва фундаментов. Каждый последующий вариант проектируется по пути улучшения по сравнению с предыдущими вариантами путем изменения схемы моста, конструкций пролетных строений, опор и фундаментов.
Сравнение вариантов производится выбором лучшего варианта по технико-экономическим показателям, к которым относятся строительная стоимость, расход материалов, трудоемкость и срок постройки, эксплуатационные расходы, надежность, долговечность и архитектурные качества.
Для обеспечения сравнимости все технико-экономические показатели по вариантам относят на единую расчетную единицу измерения – 1м² расчетной площади ездового полотна с тротуарами, либо на стоимость одного погонного метра пролетного строения.
Проектирование мостового сооружения начинается с выбора наиболее целесообразного варианта. Варианты составляют для одного и того же створа мостового перехода, на одной и той же трассе.
Отверстие моста – это параметр, определяемый гидравлическими расчетами из условия пропуска высоких паводков между опорами моста (для крайних пролетов – между опорой и конусом насыпи), определяется по уровню высоких вод.
Длина моста через водоток определяется главным образом величиной отверстия моста.
Длина моста в целом определяется расстоянием между задними гранями устоев. Длину пролетного строения принимают по продольной оси моста.
L=nl+2lк
nl-количество и длина расчетного пролета.
2lк-растояние от конца крайней балки до конца устоя или переходных плит (3-6м, в зависимости от устоя или длины переходных плит).
Длину пролета выбирают в зависимости от высоты опор и грунтов в их основании. Чем выше опора и сложней фундаменты, тем опоры дороже, целесообразно уменьшить число опор, увеличив длину пролетов при сокращении их числа. Теоретически, наименьшую стоимость моста получают при равенстве стоимостей одного ПС и одной промежуточной опоры.
Высоту моста при заданных отметках профиля и уровней воды выражают отметкой проезжей части автодороги, на которой расположен мост. В тех случаях, когда требуется сохранение определенных размеров подмостового габарита, при необходимости проектирования судоходных пролетов, высоту моста назначают исходя из этого условия. Ширину моста назначают, исходя из категории автодороги, на которой находится мост.