Реферат: Искусственные сооружения на автомобильных дорогах

водопропуск­ная труба

Рис. 1.4. Подпорные стены

Подпорные стены служат для поддержания откосов на­ сыпей на крутых косогорах, при устройстве дорог в пре­делах населенных пунктов, для
ограждения построек и предо­хранения от подмыва конусов насыпей и откосов дамб (воз­ле мостов (рис. 1.4).

В горных районах, кроме того, для ограждения полотна дорог от возможных обвалов крупных камней, каменных осыпей, снежных лавин устраивают осо­бые защитные искусственные сооружения — галереи,подпорныеи улавливающие стены, а для отвода грязи и каменных потоков (селей), стекающих со склонов гор во время сильных ливней,применяют специальные сооружения — селеспуски (рис.1.5).

По общим размерам, сложности проектирования и способам ор­ганизации строительства искусственные сооружения принято клас­сифицировать на четыре группы: малые, к которым относятся мосты общей длиной до 25 м, а также водопропускные трубы под насыпями и лотки, средние, полная длина которых до 100 м, а отдельные пролеты не превышают 42 м, большие— длиной свыше 100 м с пролетами более 60 м, оченьбольшие,часто на­зываемые внеклассными или уникальными мостами, возводимыми через большие водные пространства. По количеству возводимых на строящейся дороге сооружений, а также по суммарному объему ра­бот, потребному для строительства, наибольшее распространение имеют малые и средние искусственные сооружения.

Рис. 1.5. Селеспуски

Рис. 1.6. Железнодорожный тоннель

По сроку службы мосты бывают постоянныеи вре­менные. Постоянные мосты проектиру­ют с расчетом непрерывной и круглогодичной их эксплуатации в течение многих десятилетий. Соответственно с этим строят их из долговечных материалов — бетона, железобетона, металла, антисептированного дерева, кам­ня. Конструкции их рассчитыва­ют на наибольшие временные на­грузки, которые возможны не

только в настоящий, но и в перспективный период эксплуатации._ Временные мосты устраивают облегченными, на небольшой срок эксплуатации, из менее долговечных и менее прочных мате­риалов, например из не пропитанного антисептиками лесоматериа­ла, местного камня и т. п.

Рис. 1.7. Поперечное сечение тоннель­ных обделок:

а и в — из монолитного бетона: б из сборного железобетона для тоннеля, соо­ружаемого закрытым способом: 1 - свод; 2 — стены; 3 — обратный свод; 4 — перекрытие; 5 — плоский ло­ток

Комплекс сооружений, устраиваемых на пересечении дорогой постоянно действующего водотока, называют мостовымпере­ходом.В его состав входят мост, земляное полотно, примыкаю­щее к устоям, регуляционные сооружения, направляющие водный поток, подпорные и ограждающие стены, сооружения берегоукрепительные ограждающие и другие.

Тоннель(рис. 1.6) пред­ставляет собой искусственное со­оружение, расположенное в тол­ще горных пород..

По назначению тоннели под­разделяются на транспортные (железнодорожные и автодорож­ные, городские тоннели метропо­литенов, пешеходные и судоход­ные) , гидротехнические, город­ского хозяйства и горнопромыш­ленные. Наибольшее распростра­нение получили транспортные тоннели, которые по местополо­жению разделяют на находящие­ся в горных массивах, подвод­ные — под реками, каналами, проливами и городские — под городскими проездами и квар­талами.

По характеру строительства тоннели могут различаться по спо­собу производства работ: закрытого — строящиеся без вскрытия земной поверхности над ними, и открытого.

Размеры и очертания внутреннего свободного пространства транспортных тоннелей зависят от размеров и формы подвижного состава и размещаемого в них оборудования. Поперечное сечение тоннелей метрополитенов и железнодорожных (рис. 1.7) определя­ется требованиями габарита и может быть рассчитано на один путь или два (тоннели для трех путей встречаются крайне редко). Поперечное сечение автодорожного тоннеля определяется катего­рией дороги и количеством полос движения, а также другими тре­бованиями.

Горные железнодорожные и автодорожные тоннели проектиру­ют по СНиП 11-44-78; тоннели для метрополитенов — по СНиП - II-40-80.

Элементы моста и статические схемы

Основные элементы моста — опорыи пролетныестрое­ния(рис. 1.8). Опоры различают: береговые (устои)и проме­жуточные (быки).Каждая опора воспринимает нагрузку от веса пролетных строений, подвижной нагрузки, проходящей по ним, дав­ления ветра, льда, навала судов. На устои, кроме того, действует вес насыпи подходов к мосту.

Опоры имеют фундаментс надфундаментной частью. Фун­даменты возводят с опиранием непосредственно на грунт или, если грунт ненадежен, на специальное искусственноеоснование. Материалом для опор служат бетонная, железобетонная и камен­ная кладки, а в редких случаях для верхней части применяют ме­таллические конструкции. Форма и размеры опор зависят от зна­чения и характера нагрузок, передающихся от пролетных строе­ний, собственного веса и веса насыпи, а также определяются условиями прохода под мостом водного потока, ледохода и мест­ными инженерно-геологическими условиями.

Рис. 1.8. Мост длиной L :

1 — береговые опоры (устои); 2 — пролетное строение со сплошными главными балками;3 — перильные ограждения; 4 — конус насыпи; 5 — свайный фундамент; УВВ — уровень высоких вод; РУВ — рабочий уровень воды: УМВ — уровень меженных вод

Пролетные строения имеют (см. рис. 1.8) главные несущие элементы в виде балок сплошного сечения, сквозных ферм или ком­бинированных конструкций. На основных несущих элементах рас­полагается конструкция проезжей части моста автодорожного (городского) или мостовое полотно железнодорожного моста. Главные несущие элементы объединяют связями, обеспечивающи­ми устойчивость и поперечную жесткость пролетного строения.

Основные размеры моста и его элементов следующие: полная длинаL; (см. рис. 1.8) между задними гранями устоев или кон­цами пролетного строения, непосредственно соприкасающимися с насыпью подходов; отверстие моста, обеспечивающее пропуск вы­сокой воды (завычетом толщины опор), высотаН моста,ис­числяемая от верха проезжей части или подошвы рельсов до уров­ня меженных вод; строительнаявысотаН_с — от верха про­езжей части до низа конструкции пролетного строения; расчет­ныйпролет,равный при балочном пролетном строении расстоя­нию между центрами опорных частей, на которые устанавливают балки (фермы); расчетнаяширинапролетного строения — расстояние между осями несущих конструкций (ферм или край­них балок); высотателаопор— от верхней площадки до верха (обреза) фундамента; глубинафундаментаи др.

Все эти размеры моста и его элементов устанавливают в про­цессе проектирования с учетом местных инженерно-гидрологичес­ких, геологических и судоходных условий, выявленных в процессе изысканий, а также на основе требований по интенсивности дви­жения не только в момент проектирования, но и в более далекой перспективе, соответствующей сроку службы моста. По характеру работы пролетных строений и опор, т. е. в за­висимости от статическойсхемы,различают балочные, рам­ные, арочные, висячие и комбинированные системы мостов.

Наибольшее распространение имеют балочныесистемы мос­тов (балочные мосты). В них пролетные строения в виде сплош­ных балок или сквозных решетчатых ферм свободно установлены на опорные части, через которые передаются все вертикальные нагрузки на опоры моста. Пролетные строения могут быть балочно-разрезными (рис. 1.9, а), балочно-консольными (рис. 1.9, б) и балочно-неразрезными (рис. 1.9, в). /В балочно-разрезной системе изгиб от собственного веса и подвижной нагрузки одного пролет­ного строения не отражается на изгибе смежных с ним пролетов. Такие системы применяют преимущественно в малых и средних железобетонных и металлических мостах с пролетами до 33 м. В железнодорожных мостах металлические балочно-разрезные ре­шетчатые конструкции пролетных строений распространены для пролетов от 33 до 158 м. Другие разновидности балочных систем (балочно-консольные и балочно-неразрезные) отличаются от балочно-разрезных тем, что нагрузка, расположенная на одном про летном строении, влияет и на соседние. Это обстоятельство приводит к некоторому облегчению сечений балок или элементов ферм за едет совместной работы конструкции нескольких пролетов.

Рис. 1.9. Балочные пролетные строения:

/ — разрезное полной длиной l _п ; 2 — консольно-балочное длиной l_п ; 3 — неразрезное полной длиной l _п ; — расчетные пролеты; R₁ ,—R₄ , — вертикальные опорные реакции

Рис. 1.10. Рамные пролетные строения:

/ — подвесное пролетное строение; 2 — консоль Т-образной раны; 3 — шарниры; /_р , — расчетные пролеты; /_к — длина консоли; 1_Л — длина подвесного пролетного строения; К, Н, М — вертикальная и горизонтальная опорные реакции, изгибающий момент

Рис. 1.11. Арочные пролетные строения:

1 — надарочные рамы или стойки; 2 — шарниры; 3 — арки; 4 — подвески