Мост — Энциклопедия нашего транспорта

Мост — искусственное сооружение, возведённое через реку, озеро, овраг, пролив или любое другое физическое препятствие. Мост, возведённый через дорогу, называют путепроводом, мост через овраг или ущелье — виадуком.

Мост является одним из древнейших инженерных изобретений человечества.

Как правило, мосты состоят из пролётных строений и опор. Пролётные строения служат для восприятия нагрузок и передачи их опорам; на них может располагаться проезжая часть, пешеходный переход, трубопровод. Опоры переносят нагрузки с пролётных строений на основание моста.

Пролётные строения состоят из несущих конструкций: балок, ферм, диафрагм (поперечных балок) и собственно плиты проезжей части. Статическая схема пролётных строений может быть арочной, балочной, рамной, вантовой или комбинированной; она определяет тип моста по конструкции. Обычно пролётные строения прямолинейны, однако в случае необходимости (например, при постройке эстакад и дорожных развязок) им придают сложную форму: спиралеобразную, кольцевую и т. д.

Пролётные строения поддерживаются опорами, каждая из которых состоит из фундамента и опорной части. Формы опор могут быть весьма разнообразными. Промежуточные опоры называются быками, береговые — устоями. Устои служат для соединения моста с подходными насыпями.

Материалами для мостов служат металл (сталь и алюминиевые сплавы), железобетон, бетон, природный камень, дерево, верёвки.

Схема моста

Схема моста — это формула, в которой последовательно представлены размеры расчётных пролётов — расстояния между центрами опорных частей пролётных строений. Если несколько последовательных опорных частей имеют одинаковый размер, указывается их количество, умноженное на размер каждой. Например, схема моста 5 + 3×10 + 4 м обозначает, что у первого пролётного строения моста расчётный пролёт — 5 м, три следующих — по 10 м каждый и пятый — 4 м.

Классификация

По пропускаемой нагрузке

По пропускаемой нагрузке мосты делятся на:

Выделяют также трубопроводные мосты и акведуки (используются для транспортировки воды).

По длине

По длине мосты делятся на:

• Малые (до 25 м).
• Средние (от 25 до 100 м).
• Большие (от 100 м или с длиной пролёта больше 60 м).

По статической схеме

По статической схеме мосты делятся на балочные, распорные и комбинированные.

Балочные мосты — самый простой вид мостов. Предназначены для перекрытия небольших пролётов. Пролётные строения —

балки, перекрывающие расстояние между опорами. Основная отличительная особенность балочной системы состоит в том, что с пролётных строений на опоры передаются только вертикальные нагрузки, а горизонтальные отсутствуют. Балочные мосты разделяют на следующие типы:

• Разрезная система — состоит из ряда балок, причём одна балка перекрывает один пролёт. Система статически определима и может применяться при любых типах грунтов. Недостатки: большое количество деформационных швов и обязательное наличие двух опорных частей на каждой промежуточной опоре.
• Неразрезная система — одна балка пролётного строения перекрывает несколько пролётов или сразу все. Таким образом, пролётное строение неразрезной системы рассчитывается как многоопорная статически неопределимая балка с использованием метода сил, метода перемещений или других методов расчёта статически неопределимых систем, применяемых в строительной механике. Неразрезная система хороша меньшим, чем в разрезной, количеством деформационных швов и меньшей строительной высотой. Недостаток такой системы — чувствительность к деформации основания.
• Консольная система — состоит из двух типов балок. Одни балки опираются на две опоры и имеют консольные свесы. Другие балки называются подвесными, поскольку опираются на соседние балки. Соединение балок осуществляется при помощи шарниров. Достоинством консольной системы является её статическая определимость, а следовательно, лёгкость расчёта и нечувствительность к грунтам. К недостаткам системы можно отнести большое количество и сложность устройства деформационных швов шарнирного типа, а также нарушение комфортности проезда в зоне шарниров. В настоящее время мосты такой системы строятся редко.
• Температурно-неразрезная система — состоит из двухопорных балок, объединённых в цепь с помощью верхней соединительной плиты. Под действием вертикальных нагрузок такая система работает как разрезная, а под действием горизонтальных — как неразрезная. Её достоинством является меньшее количество деформационных швов, а недостатком — обязательное наличие двух опорных частей на каждой промежуточной опоре.

Во всех вышеперечисленных схемах мостов пролётные строения могут изготавливаться как в виде сплошных балок различного сечения, так и в виде решётчатых конструкций, то есть ферм.

Ферменные — как правило, железнодорожные мосты с пролётом свыше 50 м. Преимущества фермы — лёгкая конструкция, позволяющая перекрывать достаточно большие пролёты (обычно от 40 до 150 м). Фермы изготавливают из стандартного стального проката. Существует единственная в мире эксплуатируемая железобетонная мостовая ферма, находится в городе Белово Кемеровской области на подъездных железнодорожных путях предприятия.

Распорные системы отличаются от балочных тем, что нагрузки, передаваемые с пролётных строений на опоры, имеют не только вертикальную, но и горизонтальную составляющую, называемую в строительной механике распором. Выделяют несколько разновидностей распорных систем, довольно сильно отличающихся друг от друга:

• Висячие мосты — мосты, в которых основная несущая конструкция выполнена из гибких элементов (канатов, цепей и т. д.), работающих на растяжение, а проезжая часть подвешена. Этот вид представляют все крупнейшие по длине и высоте пролёта мосты мира.
• Вантовые мосты — разновидность висячих мостов: роль основной несущей конструкции выполняет вантовая ферма, выполненная из прямолинейных стальных канатов. Ванты прикреплены к пилонам — высоким стойкам, монтируемым непосредственно на опорах. Пилоны в основном располагаются вертикально, но не исключено и наклонное их расположение. К вантам крепится балка жёсткости, на которой располагается мостовое полотно. Ванты располагаются под углом наклона к горизонтали не менее 30°, так как в противном случае в них возникают большие усилия и жёсткость сильно уменьшается. Балку жёсткости обычно выполняют коробчатого сечения, поскольку это улучшает её работу на кручение от временных нагрузок и от действия ветра. Наиболее часто вантовая система применяется при перекрытии глубоких рек и в городских условиях.
• Арочные мосты — основными несущими конструкциями являются арки или своды. Арка — криволинейный брус, у которого поперечный размер меньше высоты. Свод — криволинейный брус, у которого ширина сечения значительно больше высоты. Арочные мосты могут быть с ездой поверху, понизу и посередине. Опоры арочных мостов всегда массивные, поскольку должны быть рассчитаны и на восприятие распора. При больших пролётах арки всегда экономичнее балочных конструкций, но только в отношении пролётных строений. Из-за большого развития опор в поперечном сечении мост арочной системы дешевле балочного только при высоте опор до 2 м. Арочные мосты характерны для горных условий, поскольку позволяют перекрыть больший пролёт, чем балки, а в условиях горного рельефа сооружение дополнительных опор не оправдано. Также специфическая область применения арочных мостов обусловлена тем, что они требуют большого подмостового пространства, особенно с ездой поверху, что приводит к удорожанию и усложнению строительства насыпей подходов, которые могут достигать высоты 20 м; возрастает вероятность оползней на таких насыпях в начальный период их эксплуатации. Часто арочные мосты строят в городских условиях из соображений красоты.

Комбинированная схема — наиболее часто встречается балка с арочной подпругой; как правило, это городские мосты через большие реки.

Понтонные мосты — мосты, собранные на плавучих опорах —

понтонах. Они не имеют жёсткой связи с берегом и цельного жёсткого каркаса. Такие мосты, как правило, состоят из отдельных секций, скреплённых между собой подвижным соединением. Наплавные мосты — это те же понтонные, но без опор. Плавучими являются сами пролёты моста. Используются понтонные и наплавные мосты при необходимости устройства временных переправ, однако есть примеры функционирования подобных мостов и на постоянной основе. Возможность буксировки отдельных секций по воде и по суше облегчает и ускоряет процесс сборки такого моста, а также демонтаж и перенос в другое место. Недостатком понтонных мостов является невозможность использования их в зимний период, когда вода скована льдом, или во время ледохода, а также во время сильного волнения. Подобные переправы затрудняют судоходство и не могут нести серьёзную нагрузку.

По уровню проезда

• С ездой поверху (подавляющее большинство балочных; встречаются также фермы и реже арки).
• С ездой посередине (чаще всего арочные, в которых пяты арок находятся значительно ниже, а замок — выше уровня проезжей части).
• С ездой понизу (чаще всего сквозные фермы или арочные; все виды висячих; встречаются также балочные, где подвижная нагрузка передвигается между основными несущими элементами).

См. также

Основные части моста

Основные размеры моста

HYPERLINK «../../../Program%20Files/ISSO/lessons/01-05.htm» \o «Тема «Классификация искусственных сооружений« представлена в виде многоуровневой схемы. О порядке навигации между уровнями рассказано на странице помощи и внизу страницы «Классификация искусственных сооружений«»Классификация Искусственных сооружений

Классификация искусственных сооружений по назначению

КЛАССИФИКАЦИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ ПО МАТЕРИАЛУ

КЛАССИФИКАЦИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ ПО СТАТИЧЕСКОЙ СХЕМЕ

КЛАССИФИКАЦИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ ПО УРОВНЮ ЕЗДЫ

КЛАССИФИКАЦИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ ПО ДЛИНЕ МОСТА

КЛАССИФИКАЦИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ ПО СРОКУ СЛУЖБЫ

ТЕМА – водный поток, характер его изменения под ИССО

Водный поток таит большую разрушительную силу и не раз приводил к серьезным повреждениям мостов, труб и насыпей из-за просчетов при их возведении и упущении при эксплуатации. Пересекая реку, мосты изменяют естественные условия водного потока. Особенно наглядно это в период половодья, когда реки выходят из берегов, затопляя прилегающие к руслу поймы. Уровень воды намного повышается против обычного меженного, резко возрастает скорость течения, а сней и разрушительная сила потока. Поток на поймах в мостовых переходах преграждают насыпи подходов Поэтому вода с пойм устремляется вдоль насыпей к отверстию моста (в ролике траектории движения обозначены линией). Чтобы поток более равномерно и прямоструйно (в ролике такие траектории обозначены сплошной черной линией и стрелкой), без завихрений и косины протекал по всей ширине отверстия, т. е. для наибольшей водопропускной способности моста, при значительном поступлении воды с пойм устраивают регуляционные сооружения. Количество воды, протекающей через сечение реки в единицу времени — расход водотока. Его определяют по формуле Q = wu (Q-расход воды, м/с; w-площадь живого сечения, м; u-средняя скорость потока, м/с). Более распространены верховые и низовые струенаправляющие дамбы. Их отсыпают в виде насыпей из грунта на высоту, превышающую уровень самых высоких вод. От размыва и повреждения льдом речные откосы дамб укрепляют мощением (см. «разрез низовой дамбы»), но чаще бетонными или железобетонными плитами, а со стороны пойм — одерновкой. Для плавного огибания дамб пойменным потоком им придают криволинейное очертание в плане. Помимо русловых дамб, при широких поймах и сильном течении воды вдоль насыпи отсыпают несколько коротких дамб — траверсов, которые отжимают пойменный поток от насыпи.

ГАБАРИТЫ МОСТОВ

Поперечные размеры конструкций пролетных строений зависят от вида и размеров пропускаемых по мосту транспортных средств. Ширина пролетных строений определяется габаритом проезда, установленным для определенного вида транспорта. Габарит определяет контур, в пределах которого обеспечивается беспрепятственный и безопасный пропуск транспортных средств (поездов, автобусов, автомобилей) и пешеходов. На железнодорожном транспорте конструкция всех вновь строящихся или переустраиваемых сооружений, в том числе и мостов, должна удовлетворять габариту С приближения строений.

Подмостовые габариты судоходных пролётов мостов на внутренних водных путях устанавливают минимальные очертания подмостового пространства, предназначенного для пропуска судов, плотовых и судовых составов.

Тема – Деревянные мосты. Классификация, особенности применения деревянных конструкций ИССО.

Применение деревянных мостов, достоинства и недостатки

Деревянные мосты под железные дороги в качестве постоянных сооружений допускаются только при выполнении двух условий:

• система моста должна быть балочно-эстакадной;

• должны использоваться элементы заводского изготовления с обязательной антисептической обработкой.

Во всех остальных случаях под железные дороги строятся только временные деревянные мосты. Применение на автодорогах деревянных мостов (как временных, так и постоянных) не ограничивается никакими условиями. Как правило, деревянные мосты имеют небольшие пролеты (железнодорожные от 2 до 9 метров, автодорожные от 25 до 40 метров).

достоинства:

• сравнительная простота изготовления элементов;

• невыскоая стоимость по сравнению с мостами из других материалов;

• распространенность древесины как строительного материала.

недостатки:

• неоднородность материала (сучки и т. п.), пороки древесины;

• набухание, растрескивание при избыточной влажности;

• возгораемость;

• гниение:

Сроки службы деревянных мостов без антисептирования — 5-10 лет, при хорошем содержании 12-15 лет. Мосты из антисептированной древисины служат 30-40 лет.

Для деревянных мостов применяют хвойный лес. Наилучшими породами являются сосна, лиственница, ель, пихта удовлетворяющие требованиям ГОСТов. Для изготовления мелких деталей и соединений применяют древесину твердых лиственных пород, таких как бук, граб, дуб, ясень. Для клееных элементов можно использовать лесоматериалы худшего качества при условии удаления недопустимых пороков (гниль, сучки, трещины).

Для элементов деревянных мостов применяют круглый материал с влажностью древесины не более 25% (полусухой), пиленый с влажностью не более 20%, пиломатериал для клееных конструкций и мелких деталей соединений — не более 12% (воздушно-сухой). Элементы настила, поперечин и колесоотбойных брусьев малых автодорожных и городских мостов выполняют из древесины с влажностью до 40%. Влажность древесины свай и других элементов, постоянно находящихся во влажной среде, не ограничивают.

Для клееных конструкций пролетных строений применяют доски толщиной до 4-5 см, а для клеефанерных — облагороженную древисину в виде бакелизированной фанеры, которая представляет собой водо- и биостойкий материал, склееный под давлением с нагревом из березового лущеного шпона синтетическими смолами (бакелитовым клеем). Металлические элементы деревянных мостов делают из углеродистой стали классов А-I и A-II марок ВСт3сп2, ВСт3сп3, ВСт5сп2.

Виды деревянных мостов

Деревянные мосты бывают систем:

• балочные;

• подкосные.

по конструктивным особенностям:

Тема — Балочные мосты, работа опор и их элементов (стоек-свай, подкосов, связей) конструкция пролетных строений с ездой на поперечинах и на балласте.

Балочные мосты по конструкции являются наиболее простыми. Опоры моста состоят из стоек (свай), забитых в грунт, причем две из них — наклонные, под углом 6 : 1 для увеличения устойчивости пролета моста. Сваи погружают в грунт на глубину 3-4 метра. На верхние концы (голова) свай укладывают насадки, которые соединяют стойки (сваи) посредством стальных штырей, металлических планок или болтов с проушиной.

Особое внимание уделяют сопряжению моста с насыпью во избежание перемещений грунта конуса насыпи и появления просадок насыпи перед мостом. Кроме этого, необходимо предотвратить соприкосновение грунта с торцами пролетов. Осуществляют это путем устройства закладного щита, состоящего из 3-х свай длиной 4 метра, обшитых в верхней части досками или бревнами.

Устройство железнодорожного пути при езде на поперечинах

Устройство железнодорожного пути при езде на балласте

Устройство пути на балласте целесообразно в районах с сухим, жарким климатом, где высока опасность возгорания конструкций. При устройстве мостового полотна с ездой на балласте необходимо уделять особое внимание защите деревянных элементов, особенно настила, от гниения. Глубокая пропитка этих элементов антисептиками обязательна.

Конструкция моста, виды

Мост

— сооружение, служащее для перевода дороги через какие либо препятствие, например через реку, канал, овраг или другую дорогу.

Мост состоит из опор и пролётного строения (рис. 1). Промежуточные опоры называются быками, крайние — устоями. Пролётное строение (рис. 2) состоит из:

• а) основной несущей конструкции (главных ферм, сводов, арок и т. д ), передающей нагрузку моста на опоры;
• б) проезжей части;
• в) связей продольных и поперечных, объединяющих элементы пролётного строения в одну неизменяемую систему;
• г) опорных частей строения.

В ряде случаев, в железобетонных и каменных, пролётное строение и опоры составляют одно целое или лишены обособленных проезжей части и связей, например бесшарнирные своды, рамные мосты, плитные мосты и т. д.

Основные размеры моста: величина отверстия (в свету между опорами), величина расчётного пролёта, ширина пролётного строения или расстояние между осями ферм, высота пролётного строения и превышение низа конструкции над отметкой горизонта вод.

Рис.1. Схема моста

Величина отверстия малых мостов определяется пропуском наибольшего (расчётного) расхода воды во время половодья и при наибольшем возможном ливне. Величина отверстия для несудоходных рек и несудоходных частей судоходных рек определяется обычно экономическими условиями наименьшей стоимости моста.

Отверстия продета над судоходными частями рек ограничиваются судоходными подмостовыми габаритами. Расстояние от меженного горизонта воды до низа конструкции в судоходных отверстиях определяется высотой судоходного габарита, которая отмеривается от судоходного горизонта (несколько более низкого, чем горизонт самых высоких вод).

Системы мостов и области применения их.

Основные системы пролётных строений — балочные, арочные и висячие, разрезные, неразрезные и консольные.

Основные виды — по материалу: железобетонные, стальные и деревянные.

В металле и дереве возможны все три основные системы — балочная, арочная и висячая; в железобетоне — балочная и арочная.

Применение принципа сборности сближает конструктивные формы из всех трех материалов.

Получают широкое применение комбинированные конструкции, например стальные балки с железобетонной плитой или железобетонные балки со стальным шпренгелем и др.

В мостостроении основным строительным материалом является железобетон, обладающий преимуществами перед другими материалами (долговечность, меньшие эксплуатационные расходы, малый расход стали и т. д.).

Железобетонные

Большое значение в применении к мосту имеет сборный железобетон, существенно облегчающий монтаж конструкций. Сборные желебетонные мосты монтируются в основном так же, как стальные. При небольших пролётах железобетоные пролётные строения могут быть поставлены опоры краном в целом виде.

Металлические

Основным преимущество металлическх — высокая индустриальность и в связи с этим короткие сроки и малая трудоёмкость изготовления и монтажа, а также сравнительно небольшой вес пролётного строения. Поэтому главная область применения металла в мостостроении — больше пролётов, где эти преимущества имеют еще существенное значение.

Рис. 2. Элементы металлического пролетного строения: 1 — главные фермы; 2 — проезжая часть, ездовое полотно; 3 — продольные балки; 4 — поперечные балки;

5 — опорные части.

Другая область применения металлических мостовых конструкций — подвижные мосты (разводные, разборные возимые и наплавные, напр. военные, для которых существенно важны транспортабельность, быстрота возведения и т. д.).

Деревянные

Преимуществом деревянных — является использование местного материала (леса), малый вес и лёгкая обработка материала. Невысокая долговечность деревянных конструкций ограничивает применение их во временных или в мостах пониженной капитальности. Однако консервирование древесины значительно повышает срок службы деревянных конструкций. .

Развитие мостовой конструктивной формы

Древнейшими материалам для моста были дерево и камень. Древние деревянные мосты не сохранились, однако известны значительное количество мостов, существовавшие до н. э. (через рр. Тибр, Дунай, Рейн и др ). Деревянные мосты средних веков и эпохи Возрождения имели в основном простую балочную и подкосную форму.

В древние и средние века получила широкое npименение основная форма каменных — арочная (в Риме, Испании, Китае). В Древней Руси — были деревянные, через большие реки обычно наплавные ( нач. 12 в. через Днепр в Киеве), а также на ряжах ( в Новгороде). В Армении и Грузи лучили развитие каменные; большой смелостью выполнения отличаются, например на р. Беслети (Грузии 12 в.), Санаинский (Армения, 1234).

В эпоху Возрождения мосты приобрели современную конструктивную форму. В 17—18 вв. лучшие каменные — строились во Франции. В 1716 там был учрежден «Корпус мостов и дорог». В это время начался переход от эмпирических приёмов конструирования к расчету. Некоторые — построенные французким инженером Ж. Р. Перроне и его учениками (конец 18 в.), удивляют до сих пор смелостью решения (рис. 3). Первый в Москве каменный (Троицкий) был построен в нач. 16 в. через реку Неглинку у стен Кремля; однако развитие каменных мостов происходило весьма медленно.

Во 2-й пол. 17 в. построен Большой Каменный (Всехсвятскип) через р. Москву. В 18 в. в основном продолжалось строительство деревянных. Первые мост в Петербурге, а также на «перспективе» Москва — Петербург были деревянными — свайными и наплавными. В конце 18 в. началось усиленное строительство каменных (Чернышёв мост через Фонтанку и др.).

Рис. 3. Мост в Понт-Сент-Моксане (Франция). 1786.

Интенсивное развитие капиталистического производства, а также транспорта в конце 18 в. обусловило подъём мостостроения на более высокий уровень, появляются чугунные, затем железные и, наконец, железобетонные, каменные — потеряли своё прежнее значение, деревянные строились как — местного значения или временные.

Первые чугунные мосты (арочные) появились в конце 18 в. в Англии — 1779, в России—1784. Русским инженером С. В. Кербедзом был создан в 1850 Николаевский мост. в Петербурге, впоследствии переименованный в мост им. лейтенанта Шмидта, самый большой в своё время по длине чугунный мост в мире.

Широкое строительство железных дорог стимулировало использование железа в мостостроении. В России первые железные мосты были балочные многорешётчатой системы ( Петербургско-Варшавской железно-дорожный через реку Лугу.

В 70-х гг. по инициативе Н. А. Белелюбского стали строить многораскосные — со сжатыми стойками и растянутыми раскосами. Он усовершенствовал их конструкцию в дальнейшем, например в построенном в 1879 мосту через реку Волгу у Сызрани и мост Сибирской железнодорожный Современник Белелюбского Л. Д. Проскуряков ввёл применяемую и теперь треугольную решётку ферм и создал непревзойдённые в своё время по лёгкости со пшренгельной решёткой, например — через р. Енисей Сибирской железнодорожный (1896).

То же изменение конструкции характерно для зарубежных стран. В 80-х гг. 19 в. по инициативе Белелюбского в России при сроительстве мостов ранее, чем в других странах, сварочное железо было заменено литым (сталью).

Рис. 4. Мост через реку Лугу 19857 г.

За рубежом — связи со сложным рельефом местности получили распространение арочные, к наиболее эффектным относится построенный в 1887 инж. А. Г. Эйфелем виадук Гараби во Франции. Строятся также неразрезные и консольно-балочные мосты больших пролётов (через реку Св. Лаврентия в Канаде пролётом 547 м).

На шоссейных дорогах наряду с деревянными мостами нач. 19 в. строились висячие, в которых проезжая часть подвешена к цепи или кабелю, перекинутым через пилоны. Первый цепной — был сооружён в Америке в 1796, затем цепные — появились в Англии России. Пролёты их быстро увеличивались, в 1826 в Англии был построен мост пролётом 176 м через Менийский пролив А. Л. Витберг в России (1809), а затем Л. Навье и М. Сеген во Франции предложили заменить цепь кабелем, что облегчило сооружение висячих мостов и дало возможность довести пролёты до 300 м (Фрейбургский 1834).

В Америке сооружение висячих мостов продолжалось с большим успехом (в 1937 в Сан-Франциско — пролётом 1270 м, в 1956 в Нью-Йорке — 1450 м).

На шоссейных дорогах и в городах для перекрытия больших пролётов строятся и арочные (в Сиднее — пролёт 503 м и около Нью-Йорка — 528 м). В России на шоссейных дорогах строились деревянные, достигшие высокой степени совершенства, — арочные — через рр. Нарову, Вепрж, Любань, через реки и каналы в Петербурге и др.

Первым висячим мостом на Европейском континенте был Пантелеймоновский — через реку Фонтанку в Петербурге (1823) пролётом 37 м при общей длине 54 м. Висячая система была применена также на большом — через р. Днепр у Киева и на Варшавском шоссе через р. Великую у г. Острова.

В конце 19 в. началось строительство железобетонных мостов — сводчатых, балочных и затем рамных. Помимо сводчатых, повторяющих конструктивные формы каменных, но с более лёгким надсводным строением, часто с пустотелыми сводами, возводились с ребристыми сводами, с отдельными арками и развитой проезжей частью.

Пролёты арочных железобетонных — достигают 250—300 м. В России начали строятся железобетонные — в самом конце 19 в. На юге России в нач. 20 в. было построено довольно большое количество железобетонных — малых пролётов. На железных и шоссейных дорогах был построен ряд весьма крупных виадуков.

В СССР железобетонные — получили широкое развитие. В 30-х и 40-х гг. применялись в основном монолитные, многие из которых имели большие размеры (мост Володарского в Ленинграде пролётом 138 м, через канал им. Москвы, Москворецкий — в Москве, через Днепр в Днепропетровске и Запорожье пролётом 140 м и 228 м и др.).

В 50-х гг. получают распространение сборные железобетонные, в т. ч. предварительно напряжённые. В США построен сборный предварительно напряжённый балочной конструкции длиной более 38 км. В СССР сборные балочные конструкции служат для перекрытия большинства малых, в значит, степени средних, а иногда и больших пролётов, в сборном исполнении строятся также крупные арочные (через Енисей в Красноярск), построен мост-метро в Москве.

Стальные в СССР строились в большинстве балочными, на железной дороге обычно разрезными. Получают распространение сварные.

Первый большой цельносварной — был сооружён в 1938 в Ленинграде по проекту Г. П. Передерия взамен старого чугунного моста им. лейтенанта Шмидта (б. Николаевского).

К новым сварным — относятся открытый в 1953 М. им. акад. Е. О. Батона (Новодницкий М.) через р. Днепр в Киеве, в 1957 — Ново-Арбатский мост в Москве и др. Сооружён ряд крупных балочных — комбинированной системы — стальные балки с железобетонной плитой (Ново-Арбатский в Москве, через р. Даугава в г. Риге, 1957, и др.).

На реках при скалистом грунте или в городах применялись арочные (через р. Днепр у Запорожья, через р. Оку в Горьком, Большой Каменный в Москве и др.).

На автогужевых и подвесных дорогах и в городах сооружаются висячие — в виде вантовых ферм, стержни которых состоят из канатов, обладающие большой жёсткостью и экономичностью, или на цепях (Крымский в Москве), или на кабелях (через р. Кузнечиху в г. Архангельске.

Применяются комбинированные системы — балки с гибкой аркой (через р. Белую в г. Уфе).

Деревянные автодорожные мосты применяются в основном простых балочных конструкций, изготовляемых на строительных дворах. Для перекрытия больших пролётов при невозможности использования других материалов строят деревянные, комбинированной системы — балка с аркой.

Схема балочного железобетонного моста

Основные части и некоторые особенности балочных железобетонных мостов рассмотрим на примере небольшого моста под железную дорогу (рис. 6.1). Нагрузка от веса подвижного состава передается шпалами мостового полотна через балласт на пролетные строения (1). Пролетные строения, работая на изгиб, передают нагрузку в виде опорных давлений через опорные части (2) на опоры и далее на грунт основания. Мост имеет промежуточную опору, или бык, (4) и концевые опоры, или устои, (3). Устои, кроме передачи давлений от пролетных строений на грунт, сопрягают мост с насыпями подходов.

Пролетное строение расчленено на два монтажных блока (10) и (15), соединенных с помощью диафрагм (12). Половины каждой диафрагмы входят в состав разных блоков и после установки блоков на опоры объединяются монтажными швами.

Каждый блок представляет собой балку таврового сечения, имеющего плиту (16), ребро, состоящее из стенки (14) и нижнего пояса (13), а также внутренние (11) и наружные (7) бортики и тротуары (6). Наружные бортики поддерживают балласт (17). Продолжением их служат плиты тротуаров, заканчивающиеся выступом вниз для прикрепления перил (5). В бортиках предусмотрены углубления для заводки гидроизоляции.

Гидроизоляция (9) исключает просачивание воды в бетон, которое может привести к быстрому снижению его прочности. Гидроизоляция состоит из цементной подготовки, с уклонами к трубкам (8), водонепроницаемого эластичного слоя, наклеиваемого на подготовку, и защитного слоя из цементного раствора, армированного стальной сеткой, назначение которого – предохранение изолирующего слоя от повреждений.

Рис. 6.1 – Схема балочного моста

Основные размеры, характеризующие конструкцию моста: полная длина моста L, расчетные пролеты пролетных строений l, полная длина пролетных строений l_п, отверстие моста l₀₁ + l₀₂, высота сечения – h и строительная высота h_c пролетного строения. Положение конструкции по высоте отражается отметками уровня меженных вод (УМВ), уровня высоких вод (УВВ), подошвы рельса (ПР) или для мостов под автомобильную дорогу уровня проезда (УП), подошв фундаментов опор (ПФ).

На практике применяют конструкции различных типов, однако основные части моста при всем многообразии их форм остаются по своему назначению теми же. Формы отдельных элементов сооружения зависят от местных условий, нагрузки, длины пролетов, условий изготовления и монтажа.

Основные задачи, которые приходится решать при проектировании железобетонного балочного пролетного строения после выбора системы (простая балка) и длины пролета:

• назначение типа поперечного сечения пролетного строения, а также способа его членения на монтажные элементы;
• установление способа соединения монтажных блоков между собой, в частности необходимости применения поперечных диафрагм;
• назначение первоначальных размеров поперечных сечений и частей конструкции, уточняемых затем в процессе расчета;
• рассмотрение одного из вариантов армирования главных балок с определением типа рабочей арматуры, схемы ее расположения в бетоне, а также целесообразности предварительного напряжения;
• выбор типа деталей конструкции (тротуаров, опорных частей, перил, гидроизоляции и водоотвода, деформационных швов).

Эти задачи должны решаться во взаимосвязи и с учетом условий изготовления монтажных блоков, их перевозки, установки и соединения, а также с учетом эксплуатационных качеств пролетных строений. Следует обеспечивать наименьшие стоимость, трудоемкость изготовления и монтажа и наибольшую долговечность конструкции. Ниже анализируется накопленный опыт и приводятся рекомендации по решению указанных задач при проектировании новых пролетных строений.

Проектирование схемы моста

Схема моста влияет на его технико-экономические показатели, надежность и долговечность сооружения (пропуск ледохода и паводковых вод, условия эксплуатации и содержания), технологию строительства сооружения.

Мост имеет береговые опоры без заборных стенок, длина моста складывается из отверстия моста (L₀=24м) и суммарной толщины промежуточных и береговых опор :

(1.1)

.

2. Конструирование и расчет пролетного строения со сближенными прогонами

   1. Конструирование пролетного строения

Конструирование пролетного строения заключается в назначении числа прогонов (n) и расстояний между ними (d). Количество прогонов определяют, исходя из ширины моста.

Количество прогонов вычисляют по формуле:

; (2.1)

Округлив количество прогонов (n) до ближайшего целого числа, уточняем расстояние между прогонами (d):

(2.2)

2. Расчет элементов проезжей части моста

Доски верхнего настила распределяют сосредоточенную нагрузку от давления колеса автомобиля на доски нижнего настила и защищают их от истирания. Размеры досок продольного верхнего настила назначаются конструктивно. Толщину досок верхнего настила принимают _в = 7см, ширина досок 17см.

Учитывая упругое распределение нагрузки досками верхнего настила, усилие на одну доску принимаем равным половине усилия от давления колеса тележки нагрузки А11 или НК-80, т. е.

; (2.3)

кН — усилие от давления колеса тележки нагрузки А11;

Нкг — усилие от давления 1 колеса тележки нагрузки НК-80.

Расчетный изгибающий момент в доске нижнего настила от воздействия колеса автомобильной нагрузки, пренебрегая собственным весом настила, будет:

, (2.4)

где — коэффициент надёжности по нагрузке для тележки равный 1,5.

Расчетный изгибающий момент в доске нижнего настила от воздействия колеса нагрузки НК-80, пренебрегая собственным весом настила, будет:

, (2.5)

где коэффициент надёжности по нагрузке для нагрузки НК-80 равный 1.

Необходимый момент сопротивления доски вычисляют по формуле:

; (2.6)

где — изгибающий момент от временной нагрузки;𝑅_𝑑𝑏— расчетное сопротивление доски на изгиб.

³

Задавая ширину доски нижнего настила b_H=20см, определяют ее толщину δ_Н:

(2.7)

На скалывание доски не рассчитываю, т.к. скалывающие напряжения незначительны.

3. Расчет сближенных прогонов

Так как сближенные прогоны укладываются на небольших расстояниях друг от друга (0,6-1,0м), то при расчете пролетных строений учитывают упругое распределение нагрузки досками нижнего настила на прогоны, которое зависит от вида нагрузки (сосредоточенная или распределенная) и соотношения жесткостей нижнего настила и прогонов.

Нагрузка А11 состоит из равномерно распределенной нагрузки интенсивностью υ=10,8кН/м (1,1т/м) и двухосной тележки с давлением на каждую ось Р_тел = 108кН (11,0т).

Коэффициент упругого распределения вычисляют по формуле:

; (2.8)

^.

где J_пр= (0,0485+0,0479)d⁴=0,096435⁴=144660,25см⁴— момент инерции сечения прогона; J_н — момент инер­ции двух досок нижнего настила; l_r=700см — расчетный пролет прогона.

В упругом распределении нагрузки участвуют две доски нижнего настила, и момент инерции вычисляют по формуле:

. (2.9)

см⁴.

Если , то нагрузка распределяется на 5 прогона.

Упругое распределение нагрузки учитывается коэффициентом α_i, и в общем виде усилие, действующее на прогон:

(2.10)

(2.11)

(2.12)

Полное давление от колес тележки нагрузки А11 с учетом упругого распределения нагрузки будет равно:

(2.13)

.

Вычисляем момент от действия тележки по формуле:

; (2.14)

где — коэффициент надежности по нагрузке; Y₁ и Y₂ — ординаты линии влияния момента и вычисляются они по формуле:

(2.15)

(2.16)

.

Так как равномерно распределенная полосовая составляющая нагрузки А11 распределяется по всей длине прогона, то в упругом распределении этой нагрузки участвуют все доски нижнего настила, и коэффициент упругого распределения необходимо вычислить заново, учитывая изменение момента инерции нижнего настила:

; (2.17)

см⁴;

Изгибающий момент от равномерно распределенной полосовой нагрузки ν вычисляется по формуле:

; (2.18)

где – коэффициент надёжности нагрузке, ν = 10,8 кН/м (1,1 т/м) — равномерно распределенная полосовая нагрузка от А11.

кНсм.

Полный изгибающий момент от нагрузки А11 равен:

; (2.19)

кНсм

При продольной установке тележки нагрузки НК-80 в середине пролета изгибающий момент определяется по формуле:

; (2.20)

(2.21)

.

(2.22)

(2.23)

м=145 см,

м=85см,

Изгибающий момент от постоянной нагрузки вычисляют по формуле:

; (2.24)

где ;— коэффициенты надежности по нагрузке для верхнего настила и для остальной части постоянной нагрузки;

— нагрузка от массы досок верхнего настила;

=/м— нагрузка от массы нижнего настила;

кН/м — нагрузка от массы прогона.

где А_пр=(0,7827+0,7801)35² =0,191433=1914,43— площадь поперечного сечения прогона; _д — удельная плотность древесины;

Расчетный изгибающий момент в сечении вычисляется по формуле:

; (2.25)

где М_{вр =} max.

м

По принятым размерам поперечного сечения прогона вычисляют момент сопротивления (W_пр=) и выполняют проверку прочности прогона на изгиб:

σ =≤R_db; R_db=15,7МПа,

σ ==2489,79кН/м²=2,49МПа.

Разница между значениями превышает 4%, это допустимо в связи с погрешностями в проектировании. Условие прочности выполняется. Из этого следует, что в заданном сечении перенапряжение.

Если прогоны одноярусные, то вычисляем диаметр бревна прогона в отрубе:

d_от = d_пр – 0.01; (2.26)

d_от =26-0,01см.

Основные элементы и размеры моста на общем виде (на примере ж/б балочного моста).

Виды транспортных сооружений, их назначение и условия применения.

Трасса а/д проходя по местности пересекает различные препятствия: ручьи, реки, горные хребты, и чтобы пропустить дорогу через эти препятствия строят следующие транспортные сооружения:

Мост – это сложное инженерное сооружение, пересекающее препятствие и прерывающее земляное полотно дороги.

Движение над препятствием осуществляется по конструкции моста.

Труба – это простейшее транспортное сооружение, предназначенное для пропуска под земляным полотном постоянных или временных водотоков.

Тоннель – это сложное инженерное сооружение, предназначенное для пропуска автомобильной дороги сквозь толщу горного массива, а также под улицами и площадями.

Виадук – это мост на высоких опорах через ущелье, глубокие лощины.

Путепровод – это мост для пересечения дорог в разных уровнях.

Эстакада – это сложное инженерное сооружение, предназначенное для пропуска автомобильной дороги на некоторой высоте от земли.

Галерея – это сложное инженерное сооружение, предназначенное для защиты участка дороги в горной местности от камнепадов и снежных лавин.

 

Требования, предъявляемые к транспортным сооружениям.(самостоятельное изучение)

Производственными и эксплуатационными тре­бованиями предусматривается обеспечение удобного и безопасно­го движения по мосту или другому искусственному сооружений без снижения скорости.

Расчетно-конструктивные требования направлены на то, чтобы сооружение в целом и отдельные его элементы были прочными, устойчивыми и жесткими.

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.

Архитектурные требования связаны с необходимостью выбора такого варианта, при котором сооружение имеет лучший внешний вид и гармонирует с окружающей местностью или город­ской застройкой.

 

 

Элементы, размеры и статические схемы мостов.

 

Вопросы:

Основные элементы моста.

Статические схемы мостов.

Основные элементы и размеры моста на общем виде (на примере ж/б балочного моста).

 

 

 

 

1 – пролётное строение — конструкция моста, перекрывающая пространство между опорами, поддерживающая все проезжающие по мосту нагрузки и передающая их и свой вес на опоры

Предназначены для поддержания проезжей части, тротуаров, перил и временных нагрузок

2 – опорные части;

3 – промежуточная опора;

4 – береговая опора;

5 – фундамент;

6 – грунт основания;

7 – насыпь на подходах к мосту;

8 – конуса;

9 – плиты укрепляющие конус;

10 – каменная рейсберма;

11 – бетонный упор, расположенный в каменной рейсберме;

12 – ж/б плита, сопряжение моста с насыпью; одним концом опирается на шкафную стенку;

13 – шкафная стенка;

14 – бетонный лежень;

15– щебёночная подушка под бетонным лежнем;

16 – тротуар;

17 – перильное ограждение;

18 – открылки береговой опоры.

РУВВ – расчётный уровень высоких вод – самый высокий уровень воды за последние 100 лет.

УМВ – уровень меженных вод – отметка уровня меженных вод – это постоянный установившийся уровень в реке.(средний уровень воды между паводками )

Г-8 – габариты моста (8 – показывает ширину проезжей части в метрах).

Т – тротуар – ширина тротуара (она кратна цифрам 75, 150, 225 см).

Н₀ – свободная высота под мостом – это расстояние между низом пролётных строений и РУВВ.

Н – это высота моста – это расстояние между отметкой проезжей части и УМВ.

h –строительная высота моста – это расстояние от проезжей части до самых нижних частей пролетного строения.

L_м – длина моста – это расстояние между гранями устоув, примыкающих к насыпи подходов

Отверстие моста – это ширина зеркала воды измеренная при РУВВ.

L_отв = ∑l_св = 2 · l_св

---

Дата добавления: 2018-03-20; просмотров: 2361;

---

Методы строительства мостов | Исполнительная-схема.ру

Что такое мостовой переход?

Мостовой переход представляют собой искусственные инженерные сооружения, возводимые в местах пересечения дорог (железных, автомобильных, метро и др.) с водотоками и другими препятствиями. Мостовой переход через большой водоток состоит из моста, подходов к нему, струенаправляющих и регуляционных сооружений. Подходы к мосту осуществляются обычно в виде земляных насыпей, реже в виде выемок.

Главными частями моста являются пролетных строений, поддерживающих проезжую часть и опоры, передающие опорное давление пролетных строений на грунт. В зависимости от характера преодолеваемого препятствия мосты называют по-разному:

• мост – переход через водоток
• виадук – переход через долину, ущелье
• путепровод – переход через авто или железную дорогу
• эстакада – переход через заводскую либо городскую территорию

По назначению мосты бывают:

• железнодорожные
• автодорожные
• городские (служат для пропуска по ним автомашин, городского электротранспорта и пешеходов)
• под совмещенную езду (железную и автомобильную дороги в одном или разных уровнях)
• акведуки (для водоснабжения городов)

Рис. 1.  Схемы балочных мостов; а) балочно-разрезная; б) балочно-консольная; в) балочно-неразрезная;

Рис. 2.  Схемы рамных мостов: а) рамно-консольная; б) рамно-неразрезная;

Рис. 3.  Схемы арочных: а) трехшарнирная арка с ездой поверху; б) арка с затяжкой с ездой понизу; в) с ездой посередине;

Рис. 4.  Схемы мостов: а) висячий; б) вантовый;

По материалу изготовления мосты различают:

• деревянные
• каменные
• бетонные
• железобетонные
• металлические

Обычно название указывает на материал пролетных строений. По схеме конструкции пролетных строений и опор мосты бывают:

• балочные
• рамные
• арочные
• висячие
• комбинированные

В балочной системе (Рис. 1) пролетные строения представляют собой сплошную или сквозную балку, свободно опирающуюся на опоры. При действии вертикальной нагрузки пролетные строения работают на изгиб и передают опорам вертикальные опорные давления. В рамных мостах (Рис. 2) пролетные строения и опоры жестко связаны между собой и представляют единую конструкцию. В результате на опоры, кроме вертикальных опорных реакций, передаются изгибающий момент и горизонтальный распор. В арочных мостах (Рис. 3) нагрузка также вызывает вертикальные опорные реакции и распор. Распор исключается, если концы арки соединены затяжкой, соединяющей концы арки (см. рис. 3, б). Чувствительность арок к деформациям снижают устройством шарниров — по одному в местах опирания и одного в середине пролета (см. рис. 3, а). Висячие мосты (см. рис. 4, а) состоят из гибких элементов (тросов или цепей), представляющих собой несущую часть конструкции, к которой подвешивается проезжая часть, в виде фермы или балки жесткости. В месте закрепления троса (на устое, пилоне) возникают не только вертикальные, но и горизонтальные опорные реакции. Вантовые мосты состоят из гибких элементов (стальные канаты), образующих вантовую ферму, к которым подвешивается проезжая часть (см. рис. 4, б).

В зависимости от размеров и сложности конструкции, по технологическим и организационным признакам строительства принято условное разделение мостов на четыре группы:

• малые — длиной до 25 м, которые строят только по типовым проектам;
• средние — полной длиной моста до 100 м при величине отдельных пролетов в свету не более 42 м;
• большие — общей длиной свыше 100 м и величиной отдельных пролетов в свету больше 42 м;
• внеклассные — мосты длиной свыше 500 м или с пролетами в свету больше 120 м.

Значительно различаются не только общие решения по выбору конструкции моста, но и устройство его частей. Так, в зависимости от условий и принятой технологии фундаменты опор сооружают в открытых котлованах, на естественном основании, на сваях (железобетонных, стальных, деревянных), на железобетонных оболочках, опускных колодцах и кессонах. Чаще всего применяют сваи и оболочки. По способу возведения тела опоры различают монолитные, сборно-монолитные и сборные опоры. Технология строительства опоры зависит не только от ее конструкции, но и от места расположения — строится ли опора на берегу, на намывных островках или на воде.

Различается также и технология строительства пролетных строений. Применяются навесная и полунавесная сборка пролетного строения в пролете, сборка строения на стапеле и перевоз его в пролет на плавучих средствах или при помощи крана, сборка строения на берегу с продольной надвижкой его в пролет.

Разнообразием конструкций мостов, условий их возведения, технологии строительства определяются различия в составе и последовательности геодезических работ. Поэтому при составлении проекта производства геодезических работ схемы сетей, способы производства работ, методику и программу измерений, геодезические приборы для каждого этапа строительства данного моста выбирают в тесной связи с конкретной технологией строительных работ, особенностями требований к точности, условиями местности.

Вместе с тем в методике геодезических работ по обеспечению строительства всех мостов имеются и общие задачи, и общие их решения.