Введение

Искусственные сооружения являются сложными и дорогостоящими объектами железнодорожного транспорта. Проектирование, строительство и эксплуатация транспортных конструкций – ответственный и трудный процесс, исполнение которого требует специальной подготовки инженера.

Качество проектирования и строительства мостов и труб определяет надежность их дальнейшей эксплуатации. Для проектирования и строительства надежных и долговечных мостов и водопропускных труб необходимо знать современные конструкции, усвоить нормы и методы расчета, в том числе и с применением компьютерных технологий.

При проектировании мостов и труб для сложных природно-клима­ти­ческих условий Сибири и Дальнего Востока приходится учитывать их особенности: распространение вечномерзлых грунтов, глубокое сезонное промерзание и морозное пучение грунтов оснований, наледеобразование, а также наличие низких температур наружного воздуха. Знание особенностей проектирования мостовых сооружений для условий сурового климата позволяет обеспечить их надежность и долговечность на длительный срок эксплуатации.

Цель сборника лекций заключается в том, чтобы дать студентам, изучающим дисциплину «Искусственные сооружения на железных дорогах», более глубокие знания по вопросам конструктивных особенностей и методов проектирования мостов и труб для сложных условий сурового климата с применением современных технологий.

В сборнике лекций рассматриваются конструкции железобетонных и стальных мостов, водопропускных труб, нашедшие широкое применение в современном мостостроении, основы их проектирования, а также конструктивные особенности и методы проектирования в сложных природно-климатических условиях сурового климата.

Специалист должен знать конструкции искусственных сооружений, усвоить основы проектирования, уметь строить и эксплуатировать их не только в обычных, но и сложных природно-климатических условиях.

Общие сведения об искусственных сооружениях

План лекции

3.1. Мост и его конструктивные элементы

3.2. Разновидности мостов

3.3. Разновидности искусственных сооружений

3.4. Основные положения проектирования мостов и труб

3.1. Мост и его конструктивные элементы

Мост – это сооружение, предназначенное для пропуска транспортной магистрали над препятствием: водотоком, рекой, озером, оврагом, суходолом, каньоном и др.

Мостовым переходом называют мост с комплексом связанных с ним регуляционных и других сооружений: подходных насыпей, струенаправляющих дамб, рисберм, траверс, берегоукрепительных устройств.

Мост состоит из конструктивных элементов, включающих в себя пролетные строения, промежуточные и береговые опоры, мостовое полотно, по которому происходит движение поездов и других транспортных средств (рис. 3.1).

Пролетные строения характеризуют тремя длинами: полной – расстоянием между концами пролетов; расчетной– расстоянием между центрами опирания пролетов на опорные части; пролетом в свету– расстоянием между опорами. Конструкция пролетного строения определяет вид моста.

В зависимости от полной длины пролеты моста подразделяют: на малые 15 м; средние 15<50 м; большие 50<150 м; гигантские 150<450 м; супергигантские>450 м.

Рис. 3.1. Схема моста: 1 – пролетное строение; 2 – промежуточная опора; 3 – береговая опора; 4 – откос подходной насыпи; 5 – рисберма; 6 – струенаправляющая дамба; УМВ – отметка уровня меженных вод; УВВ – отметка уровня высоких вод; ПР – отметка подошвы рельса; L_п – полная длина моста; –полная длина пролетного строения; е₀ – температурный зазор; В_у – длина береговой опоры

Промежуточные и береговые опорымоста в зависимости от типа конструкций бывают: монолитные, сборно-монолитные и сборные, а от вида строительного материала, из которого они построены, – каменные, бутовые и бутобетонные, бетонные, железобетонные, для временных сооружений – деревянные и металлические.

К важным отметкам элементов моста относят: уровень меженных вод (УМВ) – постоянное зеркало воды за многолетний период наблюдений; уровень высокой воды (УВВ) – максимальный уровень паводковых вод за столетний период наблюдений; подошву рельса (ПР) (рис. 3.1), низ конструкции (НК), бровку земляного полотна подходов к мосту (БЗП).

К главным размерам моста относят: полную длину моста – расстояние между задними гранями береговых опор; отверстие моста– сумму пролетов в свету, т. е.=; высоту моста– расстояние от УМВ до уровня проезда (отметки ПР); свободную высоту под мостом– расстояние от УВВ до низа конструкции пролетного строения (НК).

Мосты и их элементы классифицируют по различным признакам.

По назначению мосты подразделяют на железнодорожные, автодорожные, городские, пешеходные, совмещенные (для проезда железнодорожного и автомобильного транспорта), специальные (для трубопроводов и других коммуникаций).

По длине мосты бывают: малые25 м; средние 25100 м; большие 100500 м; внеклассные>500 м.

По статической схеме мосты различают: балочные разрезные (рис. 3.2),неразрезные (рис. 3.3,а) и консольные (рис. 3.3,б); рамные (рис. 3.4,а); арочные (рис. 3.4,б); комбинированные, к которым относятся висячие (рис. 3.5,а) и вантовые (рис. 3.5,б).

Рис. 3.2. Конструкция балочно-разрезного моста

аб

Рис. 3.3. Конструкции мостов: а – балочно-неразрезного; б – консольного

а б

Рис. 3.4. Конструкции мостов: а – рамного; б – арочного

а б

Рис. 3.5. Разновидности мостов: а – висячий; б – вантовый

В зависимости от вида строительного материаламосты разделяют на каменные, бетонные, железобетонные, металлические, комбинированные (сталежелезобетонные и др.), деревянные.

По расположению уровня проезда относительно конструкции пролетов мосты бывают: с ездой поверху, понизу, посередине (рис. 3.6, 3.7).

Рис. 3.6. Мост: а – с ездой поверху; б – с ездой посередине	Рис. 3.7. Мост с ездой понизу