
- •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.
1.1.2. Разновидности мостов в зависимости от уровня проезда, материала пролетных строений и подвижных нагрузок.
В зависимости от расположения уровня проезда на мосту различают:
мосты с ездой по верху, когда проезжая часть расположена по верху пролетных строений;
мосты с ездой по низу, в которых проезжая часть расположена вдоль низа пролетных строений;
мосты с пониженной ездой или ездой посередине, имеющие проезжую часть, расположенную в пределах высоты пролетного строения.
Мосты также подразделяют на деревянные, каменные, бетонные, железобетонные и металлические, в зависимости от материала, из которого сделаны пролетные строения.
По роду обращающихся подвижных нагрузок различают мосты:
Автодорожные – предназначенные для пропуска по ним всех видов движения, имеющихся на автомобильных дорогах;
Железнодорожные – служащие для пропуска только железнодорожного движения;
Пешеходные – предназначенные для пропуска только пешеходного движения;
Городские – под автомобильное, трамвайное и пешеходное движение в городских условиях;
Совмещенные – для пропуска как автомобильной, так и железной дороги одновременно;
Специального назначения – для пропуска трубопроводов, кабелей и др.
1.1.3. Требования, предъявляемые к транспортным сооружениям. Потребительские свойства сооружений.
Дорожные искусственные сооружения должны удовлетворять производственным, эксплуатационным, расчетно-конструктивным, экономическим и архитектурным требованиям.
Производственными и эксплуатационными требованиями предусматривается обеспечение удобного и безопасного движения по мосту или другому искусственному сооружения без снижения скорости.
Применяемые конструкции искусственных сооружений должны отвечать требованиям индустриального изготовления (на заводах, полигонах) и механизированного возведения при высоких темпах строительства и хорошем качестве работ.
На автомобильных дорогах и, особенно в городах мосты желательно устраивать с ездой поверху. Они имеют конструктивные преимущества и, кроме того, для проезжающих по мосту окружающий пейзаж остается открытым, а в городских условиях такой мост не нарушает общего вида прилегающей застройки.
Расчетно-конструктивные требования направлены на то, чтобы сооружение в целом и отдельные его элементы были прочными, устойчивыми и жесткими.
Ширина проезжей части и тротуаров сооружения должна соответствовать расчетной пропускной способности с учетом перспективы роста интенсивности движения. Полотно проезжей части должно быть устроено из прочного износостойкого материала. Необходим хороший отвод воды с поверхности полотна. Схема моста, величины пролетов и возвышение конструкции над уровнем поды в реке должны обеспечивать безопасный пропуск паводков и ледохода, а также удовлетворять требованиям судоходства. Все сооружения должны иметь конструкцию с длительным сроком службы и удобную для осмотра в процессе эксплуатации. Предпочтение следует отдавать таким видам сооружений, материалам и конструкциям, которые в дальнейшем потребуют минимальных эксплуатационных затрат на содержание и ремонт.
Прочность сооружения достигается, если усилия (или напряжения) во всех его элементах и соединениях не превосходят допускаемых. Устойчивость обеспечивается, если пролетные строения и опоры устойчивы против опрокидывания и сдвига, а сжатые элементы - против выпучивания от продольного изгиба. Требования к жесткости сооружения соблюдаются, если деформации его под действием нагрузок не превосходят допускаемых величин. Значительные деформации (недостаточная жесткость) вредны, а иногда и опасны для сооружения. Так, например, если мост недостаточно жесток и под нагрузкой дает большие прогибы, то это может затруднять движение по нему автомобилей с большими скоростями. Возникновение значительных вибраций моста неприятно для пешеходов и может быть опасным для его конструкции.
Архитектурные требования связаны с необходимостью выбора такого варианта, при котором сооружение имеет лучший внешний вид и гармонирует с окружающей местностью или городской застройкой. При этом архитектурные требования должны быть органически увязаны со строительно-техническими. Особо серьезные архитектурные требования предъявляются к городским мостам, которые должны вписываться в общий архитектурный ансамбль окружающей застройки.
Экономические требования вытекают из необходимости выбора при проектировании такого решения, при котором затрата средств и материалов для постройки сооружения, а также трудоемкость работ будут наименьшими. Ввиду трудности учета всей совокупности экономических требований часто пользуются строительной стоимостью как экономической характеристикой сооружения. Однако оценка экономичности по одной только строительной стоимости недостаточна. Необходимо также учитывать срок службы, эксплуатационные условия, расходы на содержание, ремонт и возможную реконструкцию сооружения. Кроме того, надо оценивать имеющиеся местные ресурсы и возможности, а также общие народнохозяйственные условия, влияющие на выбор экономически обоснованного варианта.
Спроектированные и построенные в строгом соответствии с приведенным выше комплексом требований мостовые сооружения приобретают для эксплуатации в дальнейшем ряд потребительских свойств, среди которых наибольшее значение имеют:
• пропускная способность; • грузоподъемность; • безопасность движения;
• долговечность.
Пропускная способность мостовых сооружений характеризуется максимально возможной интенсивностью транспортного движения, а также возможностью пропуска под ним в поперечном направлении судов, водного потока, ледохода, транспорта (для путепроводов), а также коммуникаций. Она обеспечивается выполнением и сохранением содержащихся в эксплуатационных требованиях норм габаритов проезда и подмостовых габаритов, расчетами отверстий мостов и труб.
Грузоподъемность моста — это его характеристика, определяемая максимальной временной подвижной нагрузкой определенного вида (например, в виде автомобиля или равномерно распределенной нагрузки с тележкой), воздействие которой является безопасным для его несущих элементов при расчете по первому предельному состоянию. для эксплуатируемых мостов грузоподъемность характеризуется величиной предельной массы транспортного средства определенного вида. Грузоподъемность мостов и труб обеспечивается расчетами на прочность и устойчивость и задается нормами нагрузок в эксплуатационных требованиях к их проектированию. Безопасность движения транспортных средств характеризуется максимальной допустимой скоростью автомобильного движения по транспортным сооружениям. Она обеспечивается эксплуатационными требованиями к плану и профилю дорожного и мостового полотна, а также к прочности и энергоемкости ограждающих устройств. Безопасность движения пешеходов обеспечивается требованиями к прочности и высоте перильных ограждений и к качеству покрытия тротуаров. Долговечность транспортного сооружения — его свойство сохранять работоспособное состояние при установленной системе содержания и ремонта в течение определенного времени без капитального ремонта или реконструкции, характеризуется ресурсом или сроком службы, для нового сооружения он определяется проектной календарной продолжительностью эксплуатации, для сооружения после капитального ремонта или реконструкции — календарной продолжительностью после возобновления эксплуатации до момента ее прекращения. долговечность сооружений задается сроками их службы и обеспечивается выполнением требований к выбору соответствующих материалов и конструктивных решений. На долговечность сооружения оказывает существенное влияние его живучесть — свойство сохранять несущую способность при повреждении или разрушении отдельных его частей или элементов.
Вопросы для самоконтроля:
Виды транспортных сооружений.
Требования, предъявляемые к мостам.
Условия назначения и применения мостовых сооружений.
Каковы потребительские свойства мостовых сооружений?