Искусственные сооружения на автомобильных дорогах

Федеральное агентство по образованию

Сибирская Автомобильно-Дорожная Академия

(СибАДИ)

Реферат по курсу подвижного состава

тема: «Искусственные сооружения на автомобильных дорогах»

Выполнил: студент гр. 12АД

Проверил:

ОМСК - 2000
Содержание:

Введение. - 3 -

Виды и классификация искусственных сооружений. - 11 -

Элементы моста и статические схемы. - 19 -

Основные правила проектирования искусственных сооружений. Состав проекта - 23 -

Основные требования к конструкциям мостов и труб. - 25 -

Основные принципы расчета искусственных сооружении. - 27 -

Виды водопропускных труб. Назначение их размеров. - 29 -

Лотки и трубы на косогорах. - 35 -

Тоннели. Область применения и классификация тоннелей. - 43 -

Заключение. - 48 -

Список литературы: - 49 -

Искусственные сооружения — наиболее сложная часть желез­ных и автомобильных дорог. Их выполняют двух видов: возводи­мые над поверхностью земли мосты различного типа и водопропус­кные трубы, устраиваемые через водотоки и другие препятствия; тоннели, сооружаемые под поверхностью земли на пересечении дорогой гор, высоких холмов и при проложении в больших городах линий метрополитенов.

Мосты строили с древнейших времен. Первоначально они име­ли простую конструкцию. Их возводили из дерева и камня вруч­ную для пешеходного и гужевого движения. Широкие и глубокие реки оказывались трудными для постройки мостов, которые заме­няли паромными переправами или наплавными мостами из плотов или судов.

Деревянные мосты вначале сооружали простыми балочными, затем перешли к более сложным конструкциям.

Каменные мосты выполняли из сводов на массивных опорах. Размер опор по фасаду моста достигал одной трети, а в отдельных случаях даже половины пролета. Кладку осуществляли на извест­ковых растворах или тщательной пригонкой отдельных блоков с укладкой их насухо. Много каменных мостов было построено в XV—XIX вв., и они существуют до сих пор в странах Западной Европы — Франции, Италии, Испании и др. Пролеты мостов дости­гали 90 м, мосты поражали красотой и совершенством своих форм. В нашей стране каменные мосты строили преимущественно в Закавказье. Некоторые из них сохранились до наших дней.

С началом строительства железных дорог в XIX в. стали соо­ружать капитальные металлические мосты. Необходимость движе­ния поездов потребовала постройки достаточно прочных и надеж­ных каменных опор. Появились новые конструкции и способы воз­ведения таких мостов, стали применять стальные конструкции и бетон. Развивались и совершенствовались методы проектирования мостов, что особенно характерно для второй половины XIX в.

Известны русские ученые, разработавшие новые конструкции и методы строительства первых крупнейших металлических город­ских и железнодорожных мостов в этот период — инж. С. В. Кербедз, построивший в 1842—1850 гг. мосты через р. Неву с про­летами 45 и 47 м (рис. 1) и в 1853—1857 гг. мост через р. Лугу с пролетом 55 м, и др.

Рис. 1. Городской мост через р. Неву с чугунными пролетными строениями(1850 г.)

На гужевых дорогах с 1820 г. стали применять многорешетча­тые фермы из досок системы архитектора Тауна. Примерно в тот же период американским инж. Гау были предложены деревянные фермы из бревен или брусьев. Выдающийся русский инженер Д. И. Журавский (1821 —1891 гг.) внес в систему ферм Гау изме­нения, разработал на основе исследований метод их расчета. Все это позволило применять такие фермы не только на гужевых, но и на железных дорогах. На двухпуткой железной дороге Петер­бург — Москва (ныне Октябрьской) в 1847—1851 гг. было постро­ено несколько больших мостов через реки Волхов, Мету, Волгу и другие реки с применением ферм Гау — Журавского с пролетами до 61 м. В дальнейшем такие конструкции широко применяли при строительстве и особенно при восстановлении автодорожных и же­лезнодорожных мостов вплоть до середины XX в.

Сочетание теории и практики стало характерной особенностью русской школы мостостроения с 50-х годов прошлого столетия. Иначе происходило развитие мостостроения в зарубежных стра­нах, особенно в Англии и США. В этих странах наблюдался эмпи­рический подход к проектированию мостов, вследствие чего неред­ко происходило обрушение мостов.

Русская школа мостостроения с самых первых шагов по пути строительства больших мостов ведущим положением считала обес­печение безопасной эксплуатации моста, развивая для этого экс­периментально-теоретический метод, заложенный Д. И. Журавским, и сочетая его с изучением практики постройки мостов. Имен­но поэтому количество аварий мостов вследствие недостаточной их прочности у нас за всю историю мостостроения было незначитель­ным.

Металлические пролетные строения мостов до 80-х годов XIX в. изготавливали из так называемого сварочного железа, которое пла­вили в пудлинговых печах. С 1885 г. появилось более качествен­ное литое железо, В разработке металлических пролетных строе­ний больших мостов в конце XIX в. необходимо отметить деятель­ность известного русского ученого — проф. Н. А. Белелюбского (1845—1922 гг.). Под его руководством были разработаны типовые пролетные строения с пролетами до 109 м, использованные в же­лезнодорожных мостах через реки Волга, Днепр и др. Эти мосты имели многорешетчатые и двухрешетчатые системы ферм. По ини­циативе проф. Л. Д. Проскурякова в конце XIX в. появились кле­паные металлические пролетные строения треугольной системы. Известен ряд крупных мостов через реки Енисей, Обь, Москву, Сулу и др., построенных по его проектам. В начале XX в. по инициативе проф. Н. А. Белелюбского и Г. П. Передерия в пролет­ных строениях небольшого размера и трубах стал применяться железобетон. В системе НКПС в 1926 г. была организована первая государственная проектная организация Мостовое бюро, а в 1930 г. мостостроительный трест — Мостотрест. На эти организа­ции было возложено проектирование и строительство мостов на железных дорогах страны, разработка норм и правил проектиро­вания искусственных сооружений, составление типовых проектов конструкций и технологических правил производства работ. По их проектам в первой и второй пятилетках были построены крупней­шие металлические мосты на реках Волге, Днепре, Енисее, Оби, Дону и др.

Рис. 2. Железнодорожный железобетонный мост через

р. Днепр (1932 г.)

Рис. 3. Двухъярусный совмещенный железобетонный мост через

р. Старый Днепр (1953 г.)

В начале XX столетия железобетон в России применялся пре­имущественно в малых мостах с пролетами до 6 м. Начало разви­тия железобетонных конструкций в больших мостах было положено успешной постройкой Мостотрестом в 1932 г. арочного железнодо­рожного моста через р. Днепр длиной свыше 1600 м (рис. 2). До Великой Отечественной войны из монолитного железобетона пос­троили крупнейшие железнодорожные и городские мосты через реки Волгу, Неву, Москву, Оку, Ангару и др. После окончания войны из монолитного железобетона было сооружено несколько крупных мостов, из них на р. Днепр — два уникальных совмещен­ных под железную и автомобильную дороги двухъярусных моста с пролетами 140 и 228 м (рис. 3). Во время Великой Отечествен­ной войны было разрушено особенно много железнодорожных мос­тов. Только благодаря самоотверженному труду специалистов восстановили более 16000 сооружений.

Для современного отечественного и зарубежного мостострое­ния характерно применение сборных предварительно напряженных железобетонных конструкций в автодорожных мостах (рис. 4). При этом решающее значение имело историческое решение партии и правительства в 1954 г. о широком переходе в капитальном стро­ительстве на индустриальные способы с использованием сборных железобетонных и бетонных конструкций.

Впервые в мире, начиная с 1958 г., мостостроители нашей стра­ны освоили применение сборных железобетонных конструкций для железнодорожных и городских мостов через реки Волгу, Москву, Дон, Днепр, Оку. Были разработаны и получили успешное приме­нение прогрессивные конструкции и методы производства опор на железобетонных сваях, оболочках и столбах. В настоящее время искусственные сооружения выполняют преимущественно сборной конструкции из элементов заводского и полигонного производства. Освоен эффективный навесной способ монтажа сборных конструк­ций с соединением элементов при помощи полимерного клея. В крупных городских мостах успешно применены новые системы про­летных строений из сборного железобетона, рамно-консольные, арочно-консольные, балочно-неразрезные, вантовые. Массовое строительство искусственных сооружений в виде малых и средних мостов, путепроводов, эстакад, водопропускных труб в настоящее время осуществляют преимущественно по типовым проектам с использованием унифицированных сборных конструкций заводско­го и полигонного изготовления. После 1965 г. при строительстве новых железных и автомобильных дорог широкое применение полу­чили весьма эффективные трубы из гофрированного коррозиестойкого металла.

Рис. 4. Основные системы современных предварительно напряженных железо­бетонных мостов:

а — в СССР; б — в Японии; в — в Ливии; г — во Франции; д — в Италии; е — в Австра­лии (по каждой схеме показан наибольший из перекрытых пролетов данной статической системы моста)