1. Основные элементы моста, мостового перехода. Основные

1. Основные элементы моста, мостового перехода. Основные
размеры моста.
Комплекс сооружений, возводимых при пересечении дорогой
реки, называют мостовым переходом. В его состав входят мост,
подходы к нему, ледорезы, регуляционные сооружения и
берегоукрепительные устройства.
Мост своими конструкциями перекрывает русловую часть реки
или русло и часть поймы реки. Подходы к мосту обеспечивают
сопряжение дороги с мостом. Их устраивают в виде земляных насыпей
или эстакад.
Ледорезы — сооружения для защиты промежуточных опор моста
от непосредственного воздействия ледохода, которое является
наиболее опасным для деревянных опор. В этом случае ледорезы
возводят перед каждой опорой с верховой стороны на той части реки,
где возможен ледоход. В мостах с массивными опорами (каменными,
бетонными, железобетонными) ледорезы совмещают с опорами.
Мостом называется сооружение, обеспечивающее пропуск
транспортной магистрали над препятствием.
Мостовой переход включает в себя мост и комплекс связанных с
ним сооружений — насыпь подхода, регуляционные сооружения,
направляющие водный поток, и берегоукрепительные устройства.
Мостовое сооружение состоит из береговых опор, промежуточных
опор и пролетных строений, перекрывающих пространство между
опорами и передающих вес от нагрузок через опоры на грунты
основания. По пролетным строениям уложено мостовое полотно по
которому осуществляется движение транспортных средств.
Важнейшие размеры моста следующие: отверстие моста L0 —
сумма пролетов в свету по средней линии между уровнем меженных
вод (УМВ) и уровнем высоких вод (УВВ), высота моста Н от УМВ до
поверхности проезда, свободная высота под мостом Н0 между УВВ и
низом пролетного строения, строительная высота h от подошвы рельса
(проезжей части) до низа пролетного строения.
2. Вариантное проектирование. Технико-экономическое сравнение
вариантов.
После получения исходных данных составляют технический
проект, в котором важную роль играет вариантное проектирование, в
ходе которого проявляются творческие способности, инженерная
эрудиция, техническая грамотность авторов проекта. Для
объективного обоснования принимаемой схемы и конструкций моста
составляют варианты разных схем и конструкций с учетом уровня
отечественного и зарубежного мостостроения. Наряду со стремлением
разработать оригинальную современную схему моста авторы проекта
должны учитывать существующую в настоящее время направленность
экономики на повышение эффективности капитальных вложений
путем индустриализации строительства, применения сборных
конструкций из эле-ментов заводского изготовления по ос-военной
технологии, новых высокопрочных материалов, реализации других
направлений технического прогресса в мостостроении.
Чтобы сравнить разработанные варианты моста, необходимо
определить их строительную стоимость, а для этого нужно знать
объемы основных элементов. Используют данные типовых проектов,
проектов построенных мостов, аналогичных или близких
рассматриваемым системам. При необходимости производят
эскизные расчеты по упрощенным схемам, позволяющие назначить
основные размеры конструкций и объемы работ. Помимо
строительной стоимости, учитывают эксплуатационные затраты —
стоимость содержания и ремонта сооружения за весь срок его службы.
Сравнение ведут по приведенной стоимости.
В результате всестороннего анализа и сравнения вариантов
принимают оптимальный вариант для последующей проектной
разработки. На этой стадии проектирования уточняют схему моста,
разрабатывают конструкции элементов моста (опор, пролетных
строений), проект организации строительства (ПОС), составляют смету
на строительство. Сравнение по технико-экономическим показателям:
стоимость общая и строительная, расход основных строительных
материалов, уровень сборности (объем сборных конструкций к
общему),
трудоемкость
строительства,
продолжительность
строительства, условия эксплуатации, архитектурные требования.
При вариантном проектировании решаются вопросы: величины
пролетов, материал и статическая схема пролетов, выбор типа опор и
фундамента. При этом учитываются сроки строительства, условия
изготовления и монтажа, архитектурные и другие требования.
3. Стадии проектирования. Принципы типизации и унификации
элементов искусственных сооружений.
Последовательность разработки проекта:
1. Выдается на проект техническое задание (выдается проектной
организацией, в задании указываются основные параметры).
Требования: категория дороги, количество путей, нагрузка.
2. Техническое предложение (обоснование инвестиций). Здесь
обосновывается целесообразность и техническая возможность
строительства.
3. Проектирование:
1 этап: Эскизный проект (вариантное проектирование):
рассматривается несколько вариантов конструкций. На стадии
эскизного проекта определяется наиболее экономически выгодная и
технически целесообразная схема моста. В зависимости от вида моста
разрабатывается несколько вариантов и в результате их сравнения
выбирается оптимальный вариант для дальнейшей разработки.
При проектировании решаются вопросы: величины пролетов,
материал и статическая схема пролетов, выбор типа опор и
фундамента. При этом учитываются сроки строительства, условия
изготовления и монтажа, архитектурные и другие требования.
Сравнение по технико-экономическим показателям: стоимость
общая и строительная, расход основных строительных материалов,
уровень сборности (объем сборных конструкций к общему),
трудоемкость строительства, продолжительность строительства,
условия эксплуатации, архитектурные требования.
2 этап. Технический проект. На стадии технического проекта
делается полный расчет конструкций моста, разрабатывается проект
организации строительства (ПОС), составляются сметы.
Требования: разработка конструкций и элементов моста (рабочие
чертежи), разработка ПОС, смета на строительство ИССО.
3 этап. Рабочий проект: 1)рабочие чертежи; 2)ППР (проект
производства работ). Разрабатывается строительной организацией.
Требования: разработка ППР, разработка рабочих чертежей на
строительство.
Для технически несложных объектов 2 и 3 этапы объединяются в
технико-рабочий проект. Если объект мелкий (труба) –
проектирование в одну стадию: привязка типового объекта.
Унифицированные элементы – т.е. кратные типовому модулю
(кратные 3м.). На ж.д. в основном применяют типовые (приставные
бортики входят в комплект), но не унифицированные (имеют
приставные бортики) элементы. Но в развитии стремятся к
использованию унифицированных элементов.
В последние годы большое значение приобрела проблема
типизации конструкций. Типовое проектирование сооружений и
конструкций проводилось и раньше, как только появилась
4. Нагрузки (виды нагрузок) и их сочетания. Временная нагрузка от
подвижного состава железных дорог.
Конструкции ИССО следует рассчитывать на нагрузки и
воздействия, приведённые в СП.
Все нагрузки которые действуют на мосты делятся на три группы:
1. Постоянные: от собственного веса, гидростатическое давление,
от веса грунта.
2. Временные нагрузки от подвижного состава: вертикальная,
горизонтальная (от торможения), горизонтальные от ударов,
центробежная сила (в кривой).
3. Прочие нагрузки: ветровая, ледовая, от навала судов,
строительная и сейсмическая нагрузки, температурные от
климатического воздействия.
Так как на конструкции моста одновременно действует несколько
нагрузок, то при расчетах нагрузки учитывается в различных
возможных сочетаниях.
Уменьшение вероятности одновременного появления расчетных
нагрузок учитывается коэффициентом сочетаний – η.
Нормативная временная вертикальная нагрузка от подвижного
состава ж.д. представляет собой эквивалентную равномерно
распределенную нагрузку интенсивностью ν (кН/м или тс/м),
полученную от отдельных групп сосредоточенных грузов весом до
24,5к (кН) и равномерно распределенную нагрузку интенсивностью
9,81к, кН.
Классы нагрузок: К=14 – для постоянных сооружений; К=10 – для
временных сооружений (деревянные конструкции).
Интенсивность ν зависит от: класса нагрузки К; длины линии
влияния λ; коэффициента α, который указывает на положение линии
влияния.
7. Конструкции балочных разрезных пролетных строений из
обычного железобетона (виды, длина, форма поперечных сечений).
Вопрос 7. Продолжение.
Преимущество плитных строений — простота конструкции и
возведения как в монолитном, так и в сборном варианте.
В настоящее время почти все плитные пролетные строения
изготовляют индустриальным способом, перевозят блоками на
железнодорожных платформах и устанавливают специальными
кранами. Основной недостаток плитных пролетных строений —
повышенный расход бетона и арматуры.
Плитные пролетные строения железнодорожных мостов,
изготовляемые по типовым проектам, имеют постоянную ширину
поверху 418 см, необходимую для формирования балластной призмы.
Если требуется изготовить плитное строение для замены старого,
можно принять ширину пролетного строения поверху равной 400 см
(см. рис. в, г).
Высота пролетного строения равна 1/10 — 1/13 пролета.
Простейшие балочные мосты с плитными пролетными строениями
обычно применяют для перекрытия небольших пролетов: 3—16 м для
железнодорожных мостов (рис. а). Балочными разрезными
пролетными строениями перекрывают пролеты от 3—8 до 30—40 м.
Каждый блок опирается на две опорные части — одну подвижную и
другую — неподвижную.
Балочные разрезные пролетные строения (простые балки) имеют
однозначную эпюру изгибающих моментов. Характерные поперечные
сечения балочных разрезных пролетных строений приведены на рис,
1—7.
Неразрезные системы (рис. б) по сравнению с разрезными
обладают технологическими, эксплуатационными, экономическими и
архитектурными преимуществами.
Эпюра изгибающих моментов в этих системах двузначная:
положительная в пролетах и отрицательная в надопорных сечениях.
Типы поперечных сечений неразрезных систем приведены на рис.
2—7.
При перекрытии больших пролетов или недостаточной несущей
способности грунтовых оснований, что может вызвать значительные
неравномерные осадки опор, используют консольные системы (рис. а),
в которых не возникают при этом дополнительные усилия.
В консольных системах к концам консолей подвешивается, как
правило, подвесной пролег. Длину консолей стремятся выбрать таким
образом, чтобы места крепления подвесного пролета попадали в зоны
нулевых моментов в неразрезной системе. Обычно l2 = 0,3 l1, (см. рис в)
По конструктивной форме различают плитные пролетные
строения, ребристые и коробчатые (см. рис. 1, 2, 5, 4).
В тех случаях., когда по гидрогеологическим, экономическим или
архитектурным условиям возникает необходимость назначения
расстояния между опорами от 9 до 16 м, как правило, применяют
8. Конструкции балочных разрезных пролетных строений из
предварительно напряженного железобетона. Армирование.
Пролетные строения для железнодорожных мостов из
предварительно
напряженного
железобетона
оказываются
экономически обоснованными при пролетах 16—34 м.
Для создания предварительных напряжений в бетоне
используются два способа: натяжение на бетон изделия и натяжение
на специальные стенды — упоры. В настоящее время стендовый
способ является основным для цельноперевозимых пролетных
строений.
Широко используется двухосное обжатие бетона (продольное и
поперечное в вертикальной плоскости). Наибольшее распространение
в нашей стране получила арматура в виде пучков из проволоки
диаметром 5 мм. Для железнодорожных пролетных строений обычно
изготовляют пучки из 24 и 48 проволок. Применяются также пучки из
семипроволочных
прядей
заводского
изготовления.
Пучки
заанкериваются в бетоне с помощью каркасно-стержневых анкеров
МИИТа. Общий вид ребристого пролетного строения из
предварительно напряженного железобетона приведен на рисунке
1 — мост; 2 — насыпь подхода, 3 — струенаправляющая дамба; 4
— траверса
6. Материалы бетонных и железобетонных мостов (бетон, арматура).
Железобетон — композитный материал, состоящий из бетона
(96—99 %) и стальных элементов (4—1 %). В мостовых железобетонных
конструкциях сталь и бетон работают совместно, что обеспечивается
надежным сцеплением и близкими коэффициентами температурного
расширения (аб≈aCT). Бетон — это искусственный камень, состоящий из
цемента, песка, щебня или гравия и воды.
Конструкции мостов возводят преимущественно из тяжелого
бетона (с плотностью от 2200 до 2500 кг/м3), который может быть
получен при использовании прочных естественных пород.
Для элементов мостов применяют бетон следующих классов по
прочности на сжатие: В20; В25; ВЗО; В35; В40; В45; В50; В55; B6Q.
Допускается применение классов В22,5 и В27,5, если это приводит к
экономии цемента и не снижает других технико-экономических
показателей. Омоноличивание напрягаемой арматуры в открытых
каналах следует производить бетоном класса (не ниже) ВЗО.
Арматурные каналы в предварительно напряженных конструкциях
инъектируют раствором прочностью на 28 сут. не ниже 29,4 МПа.
Бетон мостовых конструкций должен удовлетворять требованиям т
морозостойкости. Марку бетона F по морозостойкости назначают в
зависимости от режима эксплуатации и климатических условий
строительства от 100 до 400. Чем плотнее бетон, тем лучше он
защищает арматуру от окружающей среды.
Поэтому к бетону для мостовых конструкций предъявляют
требования по водонепроницаемости. Марка бетона W по
водонепроницаемости должна быть не ниже 4—8. Подвижность
бетонной смеси контролируют осадкой конуса.
В
густоармированных
зонах
для
обеспечения
удобоукладываемости бетонной смеси может быть применен
суперпластификатор,
увеличивающий
ее
подвижность.
Гранулометрический состав, прочность и наличие вредных примесей
песка и щебня должны отвечать ГОСТам.
Необходимые характеристики достигаются подбором состава
бетона, который выполняет лаборатория.
Важной характеристикой бетона является темп набора прочности
во времени. Обычные бетоны достигают 50 % прочности через 3 сут
при температуре плюс 20° С. Более высокий темп роста прочности
можно получить прогревом конструкции, пропариванием или
использованием тепла экзотермии цемента. Прогрев и пропаривание
позволяют уже через 2 сут иметь 80 % прочности.
На качество бетона значительно влияет расход цемента.
Повышенный расход приводит к возрастанию усадки и ползучести
бетона. Деформации усадки бетона зависят от деформаций
растворной части, поэтому решающую роль играет тип цемента.
Линия влияния
α=а/λ
а
λ
Отличием данного типа пролетного строения от ребристых
двухблочных из обычного железобетона является уменьшенная до
18—26 см толщина стенки и развитие нижнего пояса (до 82 см), необходимого для размещения напрягаемой арматуры (рис).
Наиболее простой получается конструкция балки при одиночной
прямолинейной арматуре (рис. а). Однако опыт изготовления и
монтажа показал, что в бетоне пролетного строения в верхних фибрах
могут возникнуть значительные растягивающие напряжения. Поэтому
в пролетных строениях более поздней проектировки в плите балки
ставят два пучка (рис. б). При этом получаем сбалансированное
напряженное состояние на всех стадиях работы пролетного строения.
Чтобы момент от усилий (при изготовлении, транспортировании,
монтаже и в стадии эксплуатации) преднапряжения в пучках во всех
поперечных сечениях был равен внешнему моменту, необходимо
обрывать пучки по эпюре Мизг. Так как технологически обрывать
пучки в бетоне сложно, их доводят до торцов, а анкеры размещают в
соответствии с эпюрой Мизг. Участки пучков от анкера до торца балки
выключаются из работы искусственным нарушением сцепления между
5. Железобетонные конструкции с обычной и предварительно
напряженной арматурой. Принципы работы.
В железобетонных пролетных строениях, работающих на изгиб, в
сечениях, где действуют положительные моменты, верхняя зона
пролетного строения испытывает сжатие, а нижняя — растяжение. Для
увеличения несущей способности пролетного строения растянутую
зону армируют стальными стержнями.
В пролетных строениях железобетонных мостов с обычной
арматурой в стадии эксплуатации в растянутой зоне возникают
деформации, превышающие предельную растяжимость бетона и
приводящие поэтому к образованию трещин. При их значительных
размерах возникает опасность ускоренной коррозии арматуры в зоне
трещин. Чтобы этого избежать, размер предельно допустимого
раскрытия трещин ограничивают. При этом не удается использовать в
качестве рабочей арматуры высокопрочную сталь и получить более
экономичную и легкую железобетонную конструкцию. В тех случаях,
когда раскрытие трещин оказывается больше предельного значения,
следует применять конструкции и з предварительно напряженного
железобетона, которые имеют ряд преимуществ и дают возможность
получать не только большое разнообразие форм, но и использовать
материалы повышенной прочности.
В конструкциях из предварительно напряженного железобетона
при изготовлении в каждом расчетном сечении создается
напряженное состояние, обратное тому, которое возникает от
собственного веса и временной нагрузки.
Принцип работы предварительно напряженного железобетона
отличается от принципа работы обычного железобетона. В обычном
железобетоне бетон растянутой зоны в основном необходим для
защиты стальной арматуры; в предварительно напряженном
внутренняя пара сил отвечает условиям работы сжатой и растянутой
зон бетона. Роль стальной арматуры в конструкциях из
предварительно напряженного железобетона заключается в том,
чтобы зону растянутого бетона подвергать постоянному сжатию.
Второй функцией предварительно напряженной арматуры является
восприятие растягивающих усилий при нагрузках, близких к
разрушающим.
В этой стадии арматура работает, как и в конструкциях из обычного
железобетона.
Предварительно
напряженный
железобетон,
работающий в эксплуатационной стадии в пределах упругости, —
полностью однородный материал.
Таким образом, техническими приемами удается улучшить работу
материала, повысив уровень предельных состояний. В современном
мостостроении широко применяются одно-, двух- и трехосное обжатия
бетона.
Физико-механические свойства бетона практически не зависят от
9. Промежуточные опоры (основные элементы, определение
размеров, классификация).
Опоры мостов передают нагрузку с пролетного строения на грунт.
По способу возведения опоры делятся:
1) на монолитные
2) на сборные
3) на сборно-монолитные.
Основные элементы промежуточных опор:
1) Оголовок (подферменная плита)
2) Тело опоры
3) Фундамент
4) Подферменники
5) Слив i = 1:10
ГНЛ – горизонт нижнего ледохода
hл – толщина льда
Промежуточную опору (бык) можно условно разделить на три
конструктивных элемента: подферменную плиту (оголовок), тело
опоры, фундамент.
В ряде случаев по производственным соображениям
целесообразно опоры и фундамент выполнить из одного
конструктивного элемента (сваи, столба, оболочки).
Высота опоры Н — расстояние от обреза фундамента до верха
опоры—может изменяться от нескольких метров до нескольких сотен
метров. Например, высота опоры моста зависит от требований норм
подмостовых габаритов; высота опор виадуков — от рельефа
местности и требуемого уровня проезда; высота опор путепроводов
определяется требованиями к габаритам приближения строений.
Размеры оголовка в плане назначают из условия размещения
опорных частей. Расстояние между осями опорных частей определяют
типом пролетного строения и его длиной.
предварительного его обжатия. Так, например, пределы прочности на
растяжение обычного бетона, одно-, двух- и трехосно- обжатого
практически одинаковы. Вместе с тем применение предварительно
напряженных конструкций позволяет получить экономию стали и
бетона. Экономия металла в 1,5—2,5 раза достигается в основном за
счет применения высокопрочной стали, а экономия бетона — за счет
уменьшения главных растягивающих напряжений. Для создания
предварительного обжатия бетона применяют проволочную или
стержневую арматуру с высоким временным сопротивлением (до 1000
МПа).
Основным критерием поиска лучшего варианта железобетонного
моста является его стоимость и эксплуатационные характеристики. Для
области малых пролетов железобетонные пролетные строения
экономичнее металлических.
Средние и большие мосты строят по индивидуальным проектам.
Разнообразие гидрогеологических условий в местах возведения
искусственных сооружений требует многообразия конструктивных
форм элементов моста. Одним из преимуществ железобетона
является возможность изготовления элементов мостов с поперечными
сечениями любого очертания, что открывает широкие возможности
для совершенствования конструктивных форм пролетных строений и
опор.
необходимость
в
многократном
возведении
одноименных
сооружений; в частности, как было указано, типовое проектирование
стальных конструкций получило сильное развитие в конце 30-х годов.
Однако в послевоенное время проблема типизации стала
рассматриваться более глубоко, как основная предпосылка
повышения качества конструкций и индустриализации строительства.
Индустриальное изготовление изделий рентабельно в первую
очередь тогда, когда форм (типов) и размеров этих изделий немного;
когда они крупносерийны и соответствуют условиям производства;
компоновка из этих элементов конструктивных комплексов
(сооружений) возможна без пригоночных работ только в том случае,
если размеры этих изделий заранее известны, сравнимы, модульны
(подчинены одному определенному и постоянному измерителю), а
сами элементы имеют одинаковые сопряжения. Тогда разные
элементы можно изготовлять одновременно на разных заводах, что
позволяет
делать
заводы
специализированными,
высокопроизводительными, а продукцию—дешевой.
Положительные основные особенности типизации и унификации
производственных зданий заключаются в следующем:
1. Типизация конструктивных элементов производственных зданий
обусловливает сокращение количества разнообразных строительных
изделий и тем самым способствует многосерийному их изготовлению,
что приводит к возможности типизации процессов технологии их
изготовления, применения высокопроизводительных приспособлений
и типового оборудования, а также к переходу на поточное
производство. Таким образом, повышается эффективность заводского
изготовления конструкций, снижается стоимость и сокращаются сроки
их изготовления.
2. Типизация конструктивных схем каркаса и строительных деталей
дает возможность повышать эффективность монтажа, расширяя
возможности применения унифицированного и более совершенного
монтажного оборудования и совершенствуя методы монтажа на
основе многократной повторяемости сборки однотипных сооружений.
Таким образом, типизация конструкций и здесь существенно влияет на
сокращение сроков строительства сооружения, снижение стоимости и
повышение качества его.
3. Типизация конструкций во многих случаях исключает
необходимость индивидуального проектирования, что также
способствует улучшению качества строительства и сокращению его
сроков.
Применение унифицированных конструкции обеспечивает
снижение стоимости строительства зданий на 10—12% по сравнению
со стоимостью строительства по индивидуальным проектам. Широкое
использование типовых проектов в промышленном строительстве дает
экономию во времени.
поверхностью пучка и бетоном путем обмазывания пучка битумом
и обмотки его бумагой. Если концевые участки пучков (между анкером
и торцом балки) не будут выключены из работы, это приведет в
приопорных зонах к чрезмерному обжатию бетона нижнего пояса и
большим напряжениям растяжения бетона в плите. В результате
образования такого напряженного состояния могут возникнуть
продольные трещины в бетоне нижнего пояса и поперечные в плите
балки, что недопустимо.
Прямолинейные горизонтальные пучки не работают на
поперечную силу, поэтому для балок большой длины с целью
уменьшения главных растягивающих напряжений в стенках
приопорных зон применяют полигональные пучки рис в.
Уменьшить главные растягивающие напряжения можно также с
помощью преднапряженных хомутов в приопорных зонах балки (рис
г). При этом эффективность хомутов выше, если их направление
совпадает с направлением главных растягивающих напряжений в
стежке. Однако постановка наклонных хомутов сложнее, чем
вертикальных.
Окончательное решение принимают после сопоставления
особенностей каждого варианта армирования.
ребристые двухблочные пролетные строения с ненапрягаемой
стержневой рабочей арматурой. Пролетное строение под один
железно-дорожный путь, расположенный на прямой, имеет
стандартную ширину, равную 418 см, и состоит из двух Т-образных
блоков. Высота балки зависит от длины пролета и назначается в
пределах (1/10--1/12) L.
Уменьшить усадку можно тщательным подбором состава бетонной
смеси, уменьшением расхода цемента и В/Ц, техно-логическими
приемами и уходом за бетоном в процессе его твердения, а также
использованием безусадочных и расширяющихся цементов.
Ползучесть — это способность бетона медленно деформироваться
под нагрузкой. Деформации ползучести могут в несколько раз
превзойти упругие деформации от нагрузки. Ползучесть приводит к
перераспределению внутренних усилий и вызывает дополни-тельные
прогибы конструкции.
Уменьшить проявление ползучести , можно теми же
технологическими мерами, которые рекомендуются для уменьшения
усадки.
Упругие свойства бетона характеризуются модулем упругости Еb.
Арматура железобетонных мостовых конструкций в зависимости
от функций, на нее возложенных (рабочая, вспомогательная,
распределительная),
подразделяется
на
ненапрягаемую
и
напрягаемую (до бетонирования или после).
Ненапрягаемая арматура применяется в виде гладких или
периодического профиля стержней диаметром 6—8 мм до 40 мм и
более классов A-I, A-II, A-III. В отдельных случаях для армирования
используют прокатные профили.
Для напрягаемой арматуры применяют пучки из параллельных
проволок диаметром, как правило, 5 мм, обладающих высокой
прочностью (класс В-II). В последние годы часто используют витые сем
и проволочные пряди, из которых формируют арматурные элементы
требуемой площади поперечного сечения (класс К-7). Используют и
стержневую высокопрочную арматуру периодического профиля,
прокатанную из низколегированной стали классов A-IV, A-V, A-VI.
Если на арматуре периодического профиля ребра располагаются
по винтовой линии, то арматурные стержни стыкуют вручную,
навинчивая на концы стыкуемых стержней специальные муфты. Такие
равнопрочные соединения освоены в ФРГ, Японии и других странах.
Основными характеристиками арматурной стали для мостов, являются
прочность, предел текучести и выносливость.
Мостовые конструкции из обычного железобетона армируют
ненапрягаемой арматурой в виде сварных каркасов и сеток, а также
отдельными стержнями. Для заводского изготовления наиболее
приемлемы сварные каркасы и сетки.
10. Конструкция массивных промежуточных опор.
а) опора с ледорезом
б) опоры с водорезом
в) облегченная
11. Конструкции сборно-монолитных
безростверковые опоры.
г) столбчатые
д) безростверковые
опор.
Столбчатые
и
12. Конструкция монолитных устоев.
13. Конструкция сборных устоев. Основные элементы устоев.
Д)
Широкое
распространение
получили
устои
из
центрифугированных железо-бетонных оболочек. (1 рис)
Использование в устоях железобетонных оболочек малого
диаметра, например d = 0,6 м, требует увеличения их количества как
по фасаду, так и в поперечном направлении. (3 рис)
Фундаментная плита, подферменная площадка и крылья могут
быть как монолитными, так и сборными.
Вместо оболочек часто применяют железобетонные стержни
сечением 50 X 50 см (50 X 60 см).
Для районов вечной мерзлоты в конструкцию устоев могут быть
включены железобетонные столбы сплошного сечения диаметром 80
см, которые вводятся в предварительно пробуренные скважины
диаметром 90—100 см (рис. 2). После установки столбов в проектное
положение зазор между скважиной и грунтом заполняется цементнопесчаным раствором. Насадки и шкафные блоки устоя в этих случаях
выполняют в виде сборной конструкции. Крутизну откосов насыпи
принимают более пологой. В зависимости от категории грунта она
может изменяться от 1 : 1,5 до 1 : 3, 1:4, а в отдельных случаях — до 1 :
5.
16. Неразрезные пролетные строения железобетонных мостов.
Особенности работы, основные размеры.
Неразрезные пролетные строения перекрывают большие пролеты,
чем в разрезных конструкциях. Это происходит за счет уменьшения
моментов в сечениях неразрезной балки.
Благодаря
этому
м.б.
уменьшена
высота
балок
и
материалоемкость.
Статически не определимые и при неравномерных осадках опор
возникают дополнительные усилия, поэтому такие конструкции
требуют надежного основания или конструкцию фундаментов
исключающих перемещение опор.
в) l1=0,7 – 0,8 l2; h=(1/15 – 1/25)*l
h – толщина балки, h1 – толщина на опорах
ненапрягаемые ПС l=20-40, напрягаемы ПС l=40-90(120)
h1=(1,2-1,4)h – ненапряжённые
h1=(1,2-3,8)h – напряжённые
Консольные ПС статически определимы, но наличие шарнира в
системе повышают ее деформативность и приводят к конструктивным
усложнениям и неудобствам в эксплуатации.
Консольные ПС применяются в таких же пролетах, что и
неразрезные. С точки зрения работы этих пролетных строений сжатая
зона может находиться вверху и внизу, и рабочая арматура, так же
может находиться вверху или внизу.
17. Консольные пролетные строения железобетонных мостов.
Особенности работы, основные размеры.
Преимущество консольных систем — нечувствительность к
неравномерным осадкам опор, температурным изменениям.
Серьезным недостатком таких систем является значительное
проявление деформаций ползучести бетона, которое приводит к
перелому линии прогибов и тем самым ухудшает взаимодействие
подвижного состава с пролетным строением. Недостатком считают и
наличие двух дополнительных шарнирных соединений, которые
уменьшают
жесткость
пролетнош
строения,
требуют
дополнительного армирования балок в месте их сопряжения и
дополнительного расхода стали на опорные части. К недостаткам
относят также ограниченность способов сооружения консольного
пролетного строения.
18. Типы анкеров для предварительного натяжения.
В предварительно напряженных железобетонных пролетных
строениях напрягаемая арматура должна быть надежно закреплена в
бетоне и обеспечивать передачу на бетон заданных усилий обжатия.
Для этого используют различные типы анкеров. Без устройства
анкеров допускается применять только арматуру из стержней
периодического профиля, напрягаемую на упоры.
В конструкциях с арматурой в виде пучков высокопрочной
проволоки, напрягаемых на упоры, широкое распространение
получили каркасно-стержневые анкеры системы МИИТа. Анкер
состоит из центрального круглого стержня, приваренного к диафрагме,
через пазы которой проходят проволочные пряди пучка (рис. 9.8).
Проволоки пучка фиксируются на концах центрального стержня
скрутками из вязальной проволоки. Скрутки закрепляются в отверстия
на стержне. К концам стержня приварены крестообразные упоры из
планок, которые обеспечивают неизменное положение скруток при
натяжении пучка. Сечение пучка за анкером фиксируется крестом из
арматурных коротышей.
Анкеры ставят на концах и по длине пучков в соответствии с
эпюрой материалов. При изготовлении балки бетон заполняет всю
полость анкера, что создает надежное закрепление арматуры в
бетоне.
Каркасно-стержневые анкеры могут применяться в пучках с числом
проволок от 16 до 56. Для типовых пучков с числом проволок 24 и 48
основные размеры деталей анкеров соответственно следующие:
диаметр диафрагмы 80 и 120 мм, толщина диафрагмы 8 и 10 мм;
диаметр центрального стержня 14 и 20 мм; длина центрального
стержня 270 и 370 мм.
Продолжение 18.
Для закрепления пучков
при натяжении арматуры
на
бетон
применяют
концевые
анкеры
различной
конструкции.
Большое распространение
имеют концевые конусные
анкеры. Конусный анкер
(рис. 9.9) состоит из
колодки с коническим
отверстием и конусной
пробки. Проволоки пучка
пропускают
через
отверстие в колодке и
после натяжения пучка
домкратом
двойного
заклинивают
конусной
пробкой, запрессовывая ее
штоком поршня малого
цилиндра. Поверхность пробки имеет нарезку, которая усиливает
заклинивание проволок. В пробке имеется продольное отверстие для
нагнетания в канал цементного раствора.
Размеры деталей конусных анкеров зависят от вида пучков и числа
проволок. Чтобы исключить смятие поверхностей колодки и пробки, их
изготовляют из сталей повышенной прочности: колодки — из стали
марки сталь 45 или Сталь 5, конусные пробки — из стали 40Х
14.15. Опорные части, применяемые при пролетах до 30-40 метров и
больших продлетах.
Опорные части мостов в зависимости от функций, на них
возложенных, делятся на подвижные и неподвижные. Конструкция
подвижных опорных частей должна удовлетворять следующим
требованиям: а) обеспечивать свободное продольное перемещение
опорного сечения пролетного строения, обусловленное деформацией
от нагрузки и температурных воздействий; б) обеспечивать
беспрепятственный поворот опорного сечения пролетного строения на
угол α, возникающий от изгиба пролетного строения; в) препятствовать
смещению пролетного строения в поперечном к оси моста
направлении.
Углы поворота опорных сечений, продольные деформации
пролетных строений и опорные реакции зависят от жесткости
пролетного строения, длины пролета и обращающейся нагрузки.
Поэтому для небольших пролетных строений (до 9 м включительно)
допускается устройство недорогих, простых в изготовлении и
эксплуатации плоских опорных частей из стальных листов толщиной не
менее 20 мм.
В нижний стальной лист впрессовывают штырь диаметром 50 мм,
а в верхнем листе просверливают круглое отверстие в неподвижной
опорной части и вырезают овальное в подвижной.
Для уменьшения сил трения между листами могут быть
проложены асбестовые прокладки. Установка нижнего листа
производится на предварительно выровненную бетонную поверхность
подферменной площадки.
Для пролетных строений пролетами 9—18 м используют стальные
опорные части тангенциального типа (рис. 17.3). Толщину стальных
листов в этом типе опорных частей принимают обычно не менее 50
мм. Нижний лист обрабатывают по круговой кривой. Фиксация
верхнего балансира, как и в плоских опорных частях, обеспечивается с
помощью стального штыря, запрессованного в нижний балансир
Стальные опорные части выпускают двух типов: литые и сварные. Для
литых используют сталь 25Л. Сварные могут быть изготовлены из
прокатной стали.
Для опирания железобетонных пролетных строений длиной более
18 м и стальных длиной более 25 м используют катковые опорные
части. В зависимости от опорной реакции число катков может
меняться от одного до четырех. Диаметр катков обычно принимают
100—200 мм. В многокатковых опорных частях с целью
19. Способы монтажа пролетных строений из предварительно
напряженного железобетона.
Блоки пролетных строений с продольным членением
устанавливают на опоры автомобильными или гусеничными (одним
или двумя) стреловыми кранами, расположенными на насыпи или на
земле. При пролетах I = 24-42 м автодорожных мостов применяют
консольно-шлюзовые краны. В железнодорожных мостах блоки
пролетных строений пролетом до 27,6 м устанавливаются
железнодорожными консольными кранами грузоподъемностью до
130 т.
Однопролетные балочные конструкции с поперечным членением
собираются на подмостях стреловыми, козловыми или портальными
кранами, перемещаемыми по пути, уложенному на земле или на
рабочем мосту. Получает широкое распространение сборка
неразрезных плитно-ребристых пролетных строений (ПРК) пролетом
до 62 м с применением инвентарных подмостей в виде двух стальных
балок, по которым передвигают лебедками блоки открытого
коробчатого сечения.
Торцы блоков смазывают эпоксидным клеем, через каналы
протягивают пучковую арматуру, которую натягивают домкратами,
упирающимися в торцы пролетного строения. После полимеризации
клея и натяжения всех пучков каналы заполняются под давлением
(инъектируются) цементно-песчаным раствором для защиты пучков от
коррозии.
Собранные на подмостях пролетные строения после набора
бетоном или клеем стыков необходимой прочности подвергаются
раскружаливанию — постепенному включению конструкции в работу
от собственного веса, затем подмости разбираются. В качестве
раекружаливающих приборов применяются клинья, песочницы.
Неразрезные балочные пролетные строения собираются навесным
способом. При односторонней сборке (от берега) первый (анкерный)
пролет собирается на подмостях, далее — в навес. При двусторонней
уравновешенной сборке надопорные блоки мон¬тируются на
инвентарных приопорных подмостях. При большой высоте моста
вместо подмостей сооружается обстройка опор у создающая базу для
двусторонней сборки. Устойчивость против опрокидывания
монтируемого пролетного строения небольшого (до 80 м) пролета
может быть обеспечена закреплением анкерами надопорных блоков
за оголовок опоры. Сборка ведется с опережением одной консоли не
более чем на один блок.
Применяется сооружение неразрезных балочных пролетных
строений способом конвейерно-тыловой сборки с продольной
надвижкой в пролет. Сборка производится на стапеле б, устраиваемом
из железобетонных плит на насыпи, козловым или стреловым краном.
По мере сборки и обжатия напрягаемой арматурой секция пролетного
уменьшения размеров балансиров применяются срезанные катки.
Подвижные опорные части могут быть секторными (рис. 17.4, а). В
этом типе опорных частей угол поворота обеспечивается шарниром, а
продольное перемещение — сектором.
ШКАФНАЯ СТЕНКА
Для пролетных строений больших длин обычно применяют
шарнирно-катковые подвижные опорные части (рис. 17.4, б) или
опорные части стаканного типа (рис. 17.4, в). В опорных частях
стаканного типа угол поворота обеспечивается деформацией
резинового вкладыша, а продольное смещение—фторопластовой
прокладкой, имеющей низкий коэффициент трения. Подвижные и
неподвижные опорные части могут иметь различную высоту. В этом
случае подферменные площадки одной опоры размещают на разных
отметках, что создает дополнительные трудности при бетонировании
оголовка опоры. Избежать этого можно, назначив высоты подвижных
и неподвижных опорных частей одинаковыми.
В настоящее время наряду с традиционными металлическими
опорными частями все чаще применяются опорные части из
полимерных материалов. В зависимости от конструктивного
оформления
полимерные
опорные
части
могут
быть
деформируемыми, скользящими и комбинированными. Полимерные
опорные части облагают большими возможностями, чем стальные.
Легко, например, обеспечить линейные и угловые перемещения во
всех направлениях, так как угловые осуществляются путем изменения
формы эластичного материала опорной части — резины. Для
увеличения прочности материалов опорной части ее армируют
тонкими стальными листами (б = 0,8—2 мм), завулканизированными
через 5—25 мм (рис. 17.4, г).
строения надвигается в пролет по устройствам скольжения 3
толканием гидродомкратами I в торце собранной секции.
Устройства скольжения состоят из стального полированного листа 9,
лежащего на антифрикционной прокладке 10 из нафтлена или
фторопласта. Между листом и прокладкой коэффициент трения
составляет всего 0,03—0,04, а при смазывании снижается до 0,02.
Для обеспечения устойчивости против опрокидывания и снижения
усилий в корне консоли путем уменьшения опрокидывающего
момента к переднему концу пролетного строения прикрепляется
стальной аванбек 4, имеющий малый (с/з 10 кН/м) вес.
Элементы устоя:
1 подферменная плита
2 шкафная стенка
3 передняя грань устоя
4 тело устоя
5 крылья
6 фундамент
Условно конструкции устоев можно разделить на два вида:
необсыпные и обсыпные. В необсыпных (рис. 16.9) конус насыпи не
выходит за переднюю грань и фундамент устоя. В конструкции устоя
можно выделить следующие части: подферменную плиту 3, шкафную
стенку 2, переднюю стенку 4, конструкцию, сопрягающую устой с
насыпью подходов U фундамент 5. В обсыпных устоях (рис. 16.10)
насыпь смещена в сторону пролета, стесняя тем самым живое сечение
реки. Обсыпные устои требуют меньшего расхода бетонной кладки, но
их применение увеличивает длину моста. Необсыпные устои чаще
применяют в малых мостах при высотах насыпи Н < 6 м; обсыпные — в
средних и больших (при Н > 6 м). Окончательное решение принимают
после технико-экономического сравнения различных вариантов.
Размещение устоя железнодорожного моста (путепровода) и
выбор основных размеров выполняют в такой последовательности.
При проектировании фасада необсыпного устоя (см. рис. 16.9) от
торца крайнего пролетного строения откладывают требуемый зазор и
проводят вертикальную линию шкафной стенки 2. Отметку
подферменной плиты 3 назначают с таким расчетом, чтобы высота
промежутка между низом пролетного строения и подферменной
плитой 3 равнялась высоте опорных частей 6. Глубину ниши в устое
обычно принимают равной 1,2 м. Затем проводят вертикальную линию
передней стенки устоя. Далее, чтобы определить левую грань устоя,
проводят из точки А (точка пересечения передней грани устоя с
грунтом) линию откоса насыпи с уклоном 1 : 1,25 до пересечения в
точке Б с горизонтальной линией, проведенной через отметку бровки
насыпи (Б.Н.). Отметку Б. Н. можно получить, отняв из отметки
подошвы рельса (П. Р.) высоту балластной призмы (0,75— 0,9 м). При
этом меньший размер принимают, если высота насыпи менее 6 м, а
больший — когда высота насыпи свыше 6 м.
1 устой с обратными стенками 2 устои с консолями 3 тавровый
устой
Конусные анкеры используют также при натяжении пучков на
упоры в качестве инвентарных элементов. После передачи натяжения
на бетон анкеры снимают с пучков.
Пучки могут закрепляться в анкерах также за счет создания на
концах проволок утолщенных головок. В этом случае исключено
проскальзывание проволок, а натяжение можно вести простыми
домкратами одиночного действия. Используются натяжные
монолитные и неподвижные сборные анкеры конструкции ЦНИИС
(рис. 9.10), предназначенные для пучков из проволок с утолщенными
головками.
Натяжной монолитный анкер представляет собой стальной
цилиндр с высверленными в нем отверстиями для пропуска проволок.
На внутренней поверхности цилиндрического корпуса анкера
выполнена резьба для захвата анкера штоком домкрата. Наружная
резьба предназначена для навинчивания анкерной гайки,
закрепляющей натянутый пучок на бетонной поверхности.
Неподвижные
сборные
анкеры
ставят
обычно
на
противоположном от натяжного домкрата конце пучка. Такие анкеры
состоят из набора пластинок с канавками. При объединении пластинок
стяжными болтами образуются отверстия для проволок.
Для натяжения стержневой арматуры небольшой длины
(например, предварительно напряженных хомутов) используются
резьбовые анкеры в виде гайки, навинчиваемой на резьбу стержня.
Неподвижные концы стержней закрепляются в бетоне с помощью
приваренных коротышей, петли или высаженных головок (рис. 9.11).
В тех случаях, когда столбчатые фундаменты сооружают из
отдельно стоящих вертикальных столбов, а надземная часть столбов
является телом опоры, конструкцию называют безростверковой.
Такие типы опор экономичны как по расходу материалов, так и по
трудовым затратам. При фундаментах глубокого заложения
безростверковые опоры позволяют уменьшить в 2—4 раза
потребность в бетоне и сократить продолжительность работ в 1,5—3,0
раза (по сравнению с массивным фундаментом).
Столбы обычно сооружают из готовых сплошных блоков или
оболочек, опущенных в предварительно пробуренные скважины без
принуждения. Зазоры между столбом и грунтом могут быть заполнены
грунтом, сухой цементно-песчаной смесью или бетонным раствором.
При благоприятных грунтовых условиях такие опоры можно сооружать
и с принудительным погружением оболочек.
Если по тем или иным причинам затруднительно использовать
столбы из готовых блоков или оболочек, применяют буронабивные
столбы. Их сооружают, заполняя предварительно пробуренную в
грунте скважину бетонной смесью. В зависимости от геологических и
гидрологических условий скважины разрабатывают насухо или
подводным способом, принимая меры против обрушения стенок.
Обычно буронабивные столбы устраивают под защитой инвентарной
стальной обсадной трубы, извлекаемой по окончании работ.
Преимущество буронабивных столбов (по сравнению с
принудительно погружаемыми сваями и оболочками) состоит в
возможности изготовлять не стыкованные сваи — столбы большой
длины. Вторым преимуществом можно считать гарантированное
сооружение столба в любых гидрогеологических условиях.
К наиболее существенным недостаткам могут быть отнесены
следующие: буронабивные сваи можно нагружать через 28 сут после
их изготовления, т. е. после набора бетоном расчетной прочности;
возможность появления скрытых дефектов, не поддающихся
контролю.
При сооружении мостов в зоне вечной мерзлоты столбчатые
опоры — единственно возможный вариант.
20. Гидроизоляция железобетонных мостов. Устройство водоотвода.
Мостовое полотно.
Мостовое полотно железобетонных пролетных строений
устраивают, как правило, с ездой на балласте. Возможно применение
мостового полотна с непосредственным прикреплением пути к
железобетонной плите, а также устройство пути на железобетонных,
деревянных или металлических поперечинах.
Мостовое полотно при езде на балласте (рис. 9.1) состоит из
рельсов, скреплений и шпал. При длине моста более 25 м или его
расположении на кривой радиусом менее 1000 м устанавливают
охранные приспособления (контруголки или контррельсы). На мостах с
охранными приспособлениями на 1 км пути укладывают не менее
2000 шпал, на остальных мостах количество шпал должно быть таким
же, как и на прилегающих участках.
В мостах на кривых участках пути возвышение наружного рельса
достигается за счет увеличения толщины балластного слоя. При этом в
проекте должно быть предусмотрено повышение борта балластного
корыта. Размер балластной призмы со стороны наружного рельса
увеличивается на 10 см.
Показанные на рис. 9.1 размеры балластного корыта характерны
для эксплуатируемых мостов. При строительстве новых и
переустройстве существующих мостов размеры балластного корыта
должны обеспечивать пропуск щебнеочистительных машин (рис. 9.2).
Для мостов с ездой на балласте должен применяться щебень с
достаточной сопротивляемостью удару и морозостойкостью. Щебень
должен быть одной фракции с размерами зерен 25—60 мм. Зерна
меньших размеров, а также пыле-видные частицы должны составлять
не более 1 %. Необходимо, чтобы щебень был чистым и не содержал
кусков глины, растительного слоя почвы и других примесей.
Продолжение 20.
Для балластировки пути на мостах может также применяться
асбестовый балласт, получаемый из отходов асбестового
производства. В этом случае в нижнюю часть корыта на высоту 20 см
засыпают дренирующий слой щебня (фракции 5—25 мм) и на него —
слой асбестового балласта, причем толщина слоя асбеста под шпалой
должна быть не менее 10 см.
На железобетонных мостах в опытном порядке может
применяться конструкция мостового полотна с непосредственным
прикреплением пути к железобетонной плите. Крепление рельсов и
контруголков
здесь
выполняется
аналогично
конструкции
безбалластного мостового полотна на железобетонных плитах, применяемого на металлических пролетных строениях.
Контруголки или контррельсы укладывают на мостах между
задними гранями устоев. Концы контруголков (контррельсов) должны
быть выведены за заднюю грань устоя на расстояние не менее 10 м и
сведены к оси пути «челноком», заканчивающимся сварным
устройством— башмаком.
На всех мостах длиной более 25 м предусматривается устройство
двусторонних тротуаров с перилами для прохода обслуживающего
персонала. Тротуары устраивают также на всех мостах высотой более 5
м и на всех путепроводах и мостах, расположенных в пределах
станций. В северной строительно-климатической зоне тротуары
должны иметь все мосты длиной более 10 м.
Тротуары
на
железобетонных
пролетных
строениях
индустриального изготовления устраивают, как правило, в виде
съемных конструкций. В этом случае применяют металлические или
железобетонные консоли, на которые укладывают тротуарные
железобетонные плиты.
В мостах на кривых участках пути внутреннюю тротуарную консоль
удлиняют на размер, зависящий от радиуса кривой.
На пролетных строениях с уширенным балластным корытом для
пропуска щебнеочистительных машин боковые тротуары можно не
устраивать.
Расстояние от оси пути до наиболее выступающих частей перил на
прямых участках пути должно быть не менее 2480 мм, в мостах на
кривых это расстояние увеличивается.
На всех мостах длиной более 50 м, а на участках скоростного
движения и в северной климатической зоне на мостах длиной более
25 м должны предусматриваться площадки-убежища для размещения
людей и материалов при проходе поездов. Убежища размещают на
удлиненных железобетонных или металлических консолях через 50 м
(25 м для скоростного движения) в шахматном порядке. Для новых
мостов ширина убежища должна быть не менее 1 м ,и длина — не
менее 3 м.
21. Конструкция металлических разрезных балочных пролетных
строений со сплошными стенками.
Современные железнодорожные однопутные пролетные строения
с ездой поверху на деревянных поперечинах имеют две сварные
главные балки двутаврового сечения, объединенные продольными и
поперечными связями (рис. 12.1).
Мостовое полотно на деревянных поперечинах (рис. 12.2)
обеспечивает безопасное и плавное движение поездов с высокими
скоростями, а также проход колес подвижного состава в случае схода
их с рельсов.
Поперечины или мостовые брусья изготовляют из древесины
сосны, лиственницы и других пород, пропитанных антисептиком.
Размеры сечения брусьев принимают в зависимости от расстояния
между осями балок. Так, например, при расстояниях до 2 м
включительно при-меняют брусья сечением 20 X 24 см, а при
расстояниях 2,3—2,5 м — сечением 24 X 30 см. Длина брусьев 3,25 м.
Мостовые брусья укладывают непосредственно на пояса балок с
расстояниями в свету между брусьями не менее 10 и не более 15 см.
Расположение брусьев с меньшими расстояниями в свету затрудняет
проветривание и смену брусьев, очистку и окраску поясов балок. При
больших расстояниях между брусьями колеса, сошедшие с рельсов,
будут совершать резкие удары, которые могут вызвать сдвиг и излом
брусьев, крушение поезда на мосту. Для предотвращения смещения
брусьев поперек оси моста и создания строительного подъема
рельсовому пути в нижних плоскостях брусьев делают врубки
глубиной не менее 1 и не более 3 см. Каждый брус притягивают к
верхним поясам балок лапчатыми болтами.
диаметром 22 мм. Для препятствия про-дольному смещению
(угону) брусьев вдоль оси моста укладывают с наружной стороны
путевых рельсов противоугонные или охранные уголки сечением 160 +
100 X 14 мм и прикрепляют их к каждому брусу двумя путевыми
шурупами. Кроме того, брусья прикрепляют болтами к
противоугонным упорам из уголков с вертикальной полкой не менее
120 мм, расположенным на верхних поясах балок не реже чем через 5
м.
На мостах длиной выше 25 м и на всех мостах, расположенных на
кривых радиусом менее 1000 м, для удержания на мосту сошедшего с
рельсов подвижного состава с внутренней стороны путевых рельсов
укладывают контруголки сечением 160 х 16 мм и прикрепляют их
также к каждому брусу двумя путевыми шурупами.
На мостах длиной более 25 м или вы-сотой более 5 м, а также на
всех мостах в пределах станций и на путепроводах пролетные
строения имеют раздельные тротуары из железобетонных плит на
стальных консолях с перилами. Консоли делают из угловой стали и
прикрепляют высокопрочными болтами к вертикальным ребрам
Продолжение 21.
жесткости главных балок. Для удобства осмотра мостового
полотна и смены брусьев тротуары располагают в пониженном уровне.
На длинных местах для укрытия людей устраивают на удлиненных
консолях площадки-убежища шириной не менее 1 м; располагают их в
шахматном порядке через 25 м.
По оси пути на мостовых брусьях устраивают настил из двух досок
сечением 20 X 3 см.
Главные балки (рис. 12.3) имеют сварные двутавровые сечения
высотой, равной 1/11 — V13 их расчетного пролета.
Высота балки влияет на соотношение масс поясов и стенки: чем
больше высота балки, тем меньше масса ее поясов и больше масса
стенки. Оптимальную высоту балки определяют из условий
минимального расхода стали, прочности и вертикального прогиба и с
учетом условий изготовления, перевозки и монтажа балки.
Пояса балок имеют ширину не менее 240 мм по условию
прочности древесины брусьев на смятие и не более 20 t и 600 мм по
условию местной устойчивости сжатого пояса, где t — толщина пояса.
Ширина растянутых поясов не ограничена. Пояса состоят из одного
листа толщиной не более 60, 50 и 40 мм (соответственно в
конструкциях обычного, северного А и Б исполнения) или из двух
листов, отличающихся по ширине не менее чем на 100 мм для
удобства наложения продольных сварных швов. Листы поясов
сваривают по длине «встык». Для экономии стали сечения поясов
уменьшают от середины пролета к концам балки в соответствии с
эпюрой моментов. Изменение площади поперечного сечения поясов
достигается применением листов разной длины, толщины и ширины.
Для уменьшения концентрации напряжений в стыках листов
устраивают плавные переходы от одного размера к другому с
уклонами (рис. 12.4).
Стенки стальных балок назначают толщиной не менее 12 мм и
проверяют расчетом на срез в опорных сечениях. Для устойчивости
против выпучивания стенки укрепляют вертикальными поперечными,
а при большой высоте балок — и горизонтальными продольными
ребрами жесткости. Поперечные ребра жесткости ставят на опорах
стенки балки и на расстояниях друг от друга не более 2 h и 2 м, где h—
высота стенки. Продольное ребро располагают на расстояниях (0,2-0,25) h от сжатого пояса. Толщину ребер жесткости принимают не
менее 10 мм, а ширину — не более 15 толщин ребра и не менее
h/30+40 мм
Типовые пролетные строения имеют расчетные пролеты 18,2, 23,0;
27,0 и 33,6 м, расстояния между осями главных балок 2,0 м. Основные
элементы пролетных строений изготовляют из низколегированных
сталей в обычном и северном исполнении. Важным преимуществом
этих пролетных строений является максимальная унификация их
22. Конструкция сталежелезобетонных пролетных строений.
Характерная особенность сталежелезобетонных пролетных
строений — жесткое прикрепление железобетонной пли-ты проезжей
части к стальным главным балкам (рис. 12.6), которое включает плиту
в совместную работу с балками, вызывает сжатие железобетонной
плиты при изгибе балок, что существенно уменьшает площадь сечения
верхних стальных поясов балок, исключает верхние продольные связи,
повышает горизонтальную жесткость пролетных строений, снижает
расход стали на 12— 18 %. Сталежелезобетонные пролетные строения
с ездой на балласте имеют хорошие эксплуатационные качества, но
более высокую стоимость, трудоемкость и продолжительность
монтажа. Мостовое полотно с ездой на балласте (рис. 12.7) состоит из
путевых рельсов, контруголков, шпал, балласта и железобетонной
плиты с бортиками, тротуарами и металлическими перилами.
Рельсовый путь укладывают со строительным подъемом за счет
изменения толщины балластного слоя под шпалами. При этом
расстояние от нижней плоскости шпал до верха защитного слоя на
водораздельных точках должно быть не менее 20 см.
Преимуществом мостового полотна с ездой на балласте является
однородность пути на мосту и подходах, которая создает более
благоприятные условия для движения поездов, упрощает содержание
и ремонт пути, а недостатками — значительный собственный вес (до
39,2 кН/м пути), возможность увеличения толщины балластного слоя и
смещения оси пути относительно оси пролетного строения, сложность
устройства и ремонта гидроизоляции и водоотвода, возможность
образования льда в балласте.
Железобетонная плита мостового полотна может быть
монолитной или сборной. Устройство монолитной плиты требует
выполнения на строительстве мостов опалубочных, арматурных,
бетонных и гидроизоляционных работ, что существенно повышает
трудоемкость, продолжительность и стоимость сооружения
сталежелезобетонных про-летных строений, особенно в холодное
время года.
Современные
железнодорожные
сталежелезобетонные
пролетные строения имеют сборные железобетонные плиты с
поперечными швами. Расчетная ширина блоков плит 4 м, длина 3 м и
толщина посередине 16—24 см. Для размещения упоров и закладных
деталей, прикрепляющих железобетонную плиту к верхним поясам
стальных балок, толщину плиты над балками увеличивают и
устраивают вуты. Плита имеет бортики с консолями для укладки
кабелей и других коммуникаций, установки тротуарных плит и
прикрепления перил. Плиту армируют сетками из арматурной стали
класса АН или AIII и хомутами из арматуры класса AI. В торцах блоков
плиты делают выпуски арматурных стержней для соединения блоков
между собой.
23. Конструкция металлических пролетных строений со сквозными
фермами.
Главные фермы стальных пролетных строений представляют собой
плоские геометрически неизменяемые стержневые конструкции,
состоящие из элементов нижнего и верхнего поясов и элементов
решетки: раскосов, стоек и подвесок. Современные главные фермы
имеют, как правило, сварные элементы, соединенные в узлах
высокопрочными болтами. Фермы имеют различные очертания
поясов и системы решеток.
Очертание поясов существенно влияет на распределение и
величину усилий в элементах ферм, определяет конструктивные,
технологические и эксплуатационные качества ферм, а также расход
стали, трудоемкость и стоимость изготовления и монтажа. Главные
фермы имеют полигональные или параллельные пояса.
Решетка ферм состоит из наклонных элементов — раскосов,
работающих на растяжение и сжатие; вертикальных элементов —
стоек, работающих на сжатие, и подвесок — на растяжение, а также из
стяжек и распорок для уменьшения свободной длины элементов.
Главные фермы имеют раскосную, ромбическую, треугольную,
шпренгельную и другие решетки.
24. Монтаж пролетных строений на сплошных подмостях.
Однопролетные балочные конструкции с поперечным членением
собираются на подмостях стреловыми, козловыми или портальными
кранами, перемещаемыми по пути, уложенному на земле или на
рабочем мосту (рис. 21.7). Получает широкое распространение сборка
неразрезных плитно-ребристых пролетных строений (ПРК) пролетом
до 62 м с применением инвентарных подмостей в виде двух стальных
балок, по которым передвигают лебедками блоки открытого
коробчатого сечения (см. рис. 21.7).
Торцы блоков смазывают эпоксидным клеем, через каналы
протягивают пучковую арматуру, которую натягивают домкратами,
упирающимися в торцы пролетного строения. После полимеризации
клея и натяжения всех пучков каналы заполняются под давлением
(инъектируются) цементно-песчаным раствором для защиты пучков от
коррозии.
Собранные на подмостях пролетные строения после набора
бетоном или клеем стыков необходимой прочности подвергаются
раскружаливанию — постепенному включению конструкции в работу
от собственного веса, затем подмости разбираются. В качестве
раекружаливающих приборов применяются клинья, песочницы.
25. Монтаж пролетных строений навесным и полунавесным
способом.
Неразрезные балочные пролетные строения собираются навесным
способом. При односторонней сборке (от берега) первый (анкерный)
пролет собирается на подмостях, далее — в навес (рис. 21.9, а). При
двусторонней уравновешенной сборке (рис. 21.9, б) надопорные
блоки монтируются на инвентарных приопорных подмостях. При
большой высоте моста вместо подмостей сооружается обстройка опор
(рис. 21.9, в) у создающая базу для двусторонней сборки. Устойчивость
против опрокидывания монтируемого пролетного строения
небольшого (до 80 м) пролета может быть обеспечена закреплением
анкерами надопорных блоков за оголовок опоры (рис. 21.9, г). Сборка
ведется с опережением одной консоли не более чем на один блок.
Навесная:
Применяется при значительной высоте моста, значительной
глубине водоема и интенсивном судоходстве.
Для сборки навесным способом ПС закрепляют за опоры моста, за
соседние ПС или предварительно собранный противовес.
Полунавесная:
Применяется для монтажа первого (анкерного) пролета для
монтажа однопролётного моста.
27. Продольная и поперечная надвижка пролетных строений.
Применяется при неразрезных пролетных строений. Для
металлических
пролетных
строений
можно
соединить
в
неразрушающую систему и надвигать по постоянным опорам моста.
Основные размеры главной фермы — расчетный пролет, высота
фермы и длина панели.
Расчетный пролет фермы — расстояние между центрами опорных
узлов по горизонтали. Для современных пролетных строений
железнодорожных мостов его принимают от 33 до 110 м, кратным 11
м, а также 127,4; 144,8 и 158,4 м. Для возможности установки
пролетных строений на существующие опоры необходимый расчетный
пролет получают изменением длины крайних панелей ферм.
Высота главной фермы — расстояние между осями сечений
нижнего и верхнего поясов по вертикали. Ее назначают из условий
минимального расхода стали, требуемой жесткости фермы и габарита
приближения конструкций. Высота ферм обычно составляет 1-/5 — 1/7
расчетного пролета. В железнодорожных мостах с ездой понизу
Пролетные строения со сквозными фермами пролетом 66 м и
более в однопролетных мостах или в анкерном (крайнем) пролете
многопролетного моста собираются на инвентарных подмостях (рис.
22.11, а) или в сочетании с навесной сборкой (рис. 22.11, б). При
сплошных подмостях сборка ведется по ярусам или секционным
способом. При сборке по ярусам вначале собирается нижний ярус
пролетного строения, состоящий из нижних поясов, проезжей части и
нижних продольных связей. Затем монтируются элементы ферм,
поперечные и верхние продольные связи. При таком способе нижний
ярус воспринимает давление от монтажного крана, перемещающегося
по продольным балкам. При секционной сборке сразу собирается
полностью панель.
26. Монтаж пролетных строений кранами.
Установка ПС краном. Для установки ПС могут применятся
следующие виды кранов стреловые; портальные; плавучие;
консольные.
Стреловые могут быть: самоходные, полноповоротные, на
автомобильном, гусеничном и ж.д. ходу.
1. при монтаже ПС кран может располагаться сверху. Краны
устанавливают балки перед собой и имеют большой вылет стрелы.
2.краны могут находиться внизу (на земле или понтонах). В этом
случае кран устанавливает балки с боку. Вылет стрелы минимальный
грузоподъемность максимальная.
Балки ПС могут устанавливаться одним или двумя кранами, с
одной или нескольких стоянок без изменения вылета стрелы или с
изменением.
Установку балок краном производят по техническим картам где
указываются: места установки крана; пути перемещения крана;
строповочное устройство и др. приспособления; порядок подъема,
поворота и опускание балок или блоков ПС.
Установка балок козловыми или портальными кранами.
Эти виды кранов применяются в случае многопролетных мостов,
путепроводов, эстакад небольшой высоты. В этом случае краны
используются и для монтажа опор.
Козловые или портальные краны передвигаются вдоль моста по
подкрановым путям. На местности покрытой водой подкрановый путь
укладывают по рабочим мостикам состоящим из опор и прогонов.
Установка балок плавучими кранами применяется при строительстве
мостов через глубокие и широкие реки. Плавучие краны делятся на:
цельные неразборные имеющие значительную грузоподъемность;
сборно-разборные краны. Сборно-разборные краны перевозятся по
ж.д. или автомобильной дороги.
Установка балок консольным или шлюзовыми кранами.
Для установки ПС применяются поворотные ГЭПК-130 (130у) и
неповоротные ГЭК-50, ГЭК-80, ж.д. консольные краны. В транспортном
положении консольные краны высыпаются в габарит подвижного
состава, в рабочем положении в габарит приближения строений,
поэтому они могут проходить через пролетное строение с ездой
понизу. Длина главной балки с основными консолями составляет 68,2
м – ГЭК-80. Монтируемые балки кран может брать с ж.д. платформ,
ж.д. пути или с поперечной передвижной балок под стрелу крана.
Процесс монтажа:
1.строповка и подъем балки ПС; 2. передвижение на мост; 3.
установка и закрепление крана; 4. опускание балки и ее растроповка
Поворотный консольный кран ГЭПК-130 (130у) длина главной балки с
консолями 73м, масса крана 510тонн. Каждая консоль крана имеет 2.
Временная опора
При небольших пролетах нет необходимости применять
временные опоры, при больших пролетах применяют временные
неподвижные опоры или плавучие опоры.
Также надвижку можно осуществить с помощью аванбека.
Стальные пролетные строения надвигают на опоры при помощи
накаточных, тяговых и тормозных устройств, которые обеспечивают
плавное перемещение пролетных строений.
Для надвижки пролетных строений применяют салазки, ролики,
тележки, катки и устройство скольжения с антифрикционными
прокладками. Пролетные строения перемещают полиспастами с
электрическими лебедками, которые можно устанавливать на земле,
опорах моста или надвигаемом пролетном строении.
При конвеерно-тяговой сборке и поэтапной надвижки можно
применять толкание и тянущие гидравлические домкраты.
Скорость перемещения на роликах, тележках, катках – 0,5 м/ми.
Устройство
скольжения
–
0,25м/мин.
С домкратом – 0,3м/мин.
Если ж/б пролетные строения надвижка применяется с конвеернотыловой сборкой. 1. на жестком стапеле, сооружаемом на насыпи,
осуществляется монтаж пролетных строений из небольших секций или
бетонирование.
2. ПС собирают портальным краном, после сборки секцию
обжимают напрягаемыми пучками. 3. Надвигают ПС по устройством
скольжения, это могут быть стальные хромированные полированные
листы по месту фторопласта. При надвижки ж/б ПС обязательно
применяется аванбек, вес которого значительно меньше веса ПС.
Поперечная надвижка применяется в следующих случаях:
1.при сборке ПС параллельно оси моста; 2. при раздельных ПС
двухпутных ж/д мостов; 3. при монтаже широких городских мостов 4.
при смене ПС на эксплуатируемых мостах. Поперечную надвижку ПС
производят следующим образом: 1. по постоянным опорам моста; 2.
по временным подмостям (пирсам) расположенными под опорными
или промежуточными узлами ПС; 3. на плавучих средствах.
Стальные балки сталежелезобетонных пролетных строений
обычно имеют сварное двутавровое сечение (рис. 12.9). Высота балок
составляет V13 — V15 расчетного пролета. Вертикальные стенки балок
имеют толщину 12—14 мм и для устойчивости укреплены
двусторонними вертикальными ребрами жесткости, а при пролетах 45
м и более, — кроме того, продольными ребрами жесткости в сжатой
зоне балок. Верхние пояса балок состоят из одного горизонтального
листа постоянного сечения с отверстиями для высокопрочных болтов
или жесткими упорами для крепления железобетонных плит. Нижние
пояса состоят из одного или двух листов разной толщины и ширины
для уменьшения площади сечения поясов от середины пролета к
опорам.
Стальные балки длиной 45 м и более изготовляют крупными
блоками, которые соединяют при монтаже высокопрочными болтами
с помощью вертикальных и горизонтальных накладок (см. рис 12.9).
элементов и деталей, что снижает трудоемкость и стоимость
изготовления. Типовые пролетные строения целиком перевозят по
железным дорогам и устанавливают на опоры консольными кранами,
продольной надвижкой или другими способами.
главных полиспаста состоящих из 2х половин грузоподъемностью по
74 тонны. Максимальный вынос балки в сторону от оси пути равен
5,3м. Шлюзовые краны- главные балки (фермы), которых перекрывают
собираемый пролет и опираются передней опорой на опору моста.
Краны например: КШМ перекрывают пролет до 24м, КШМ-10 – до 42м.
КШМ – консольный шлюзовой мостовой. Характерной особенностью
шлюзовых кранов являются продольные перемещения (шлюзовые)
балок ПС с помощью грузовых тележек расположенных на главных
балках или фермах крана.
Основным
способом
монтажа
пролетных
строений
многопролетного моста является навесной способ, особенно
целесообразный при неразрезных или консольных пролетных
строениях. Разрезные пролетные строения при навесной сборке
объединяются соединительными элементами и образуют неразрезную
систему.
Для обеспечения устойчивости на опрокидывание хвостовой конец
пролетного, строения закрепляется за постоянную опору анкером 5
или укладывается противовес. Рациональным является сооружение
временной опоры, т. е. переход на полунавесную сборку, если это
позволяют местные условия. Такая опора, кроме устойчивости
пролетного строения, обеспечивает прочность приопорных элементов
ферм. Это может быть достигнуто также усилением элементов
дополнительным металлом, что технологически сложно и
неэкономично, или постановкой на опоре рамы с вантами. Усилия в
вантах регулируются в процессе сборки гидродомкратами,
установленными под стойками рамы.
Для обеспечения долговечности элементов железобетонных
мостов их конструкция должна быть защищена от проникновения в
бетон воды. Длительное воздействие воды на бетон вызывает
растворение и вымывание извести. Это понижает прочность бетона и
приводит к его постепенному разрушению, особенно в условиях
попеременного замораживания и оттаивания.
Для предохранения бетона от воздействия воды его покрывают
гидроизоляцией. Гидроизоляцию устраивают на поверхности плиты
балластного корыта (рис. 9.5). Для стока воды поверхность плиты
делают с уклоном. Края изоляции закрепляют в специальных
углублениях бортиков.
Гидроизоляция
балластного
корыта
должна
быть
водонепроницаемой по всей изолируемой поверхности, обладать водо-, био- и химической стойкостью, тeплoмopoзocтoйкocтью и
эластичностью во времени и интервале расчетных температур,
сохранять сплошность при образовании на изолируемой поверхности
бетона трещин допустимого раскрытия.
Гидроизоляцию наносят на подготовительный (выравнивающий)
слой из цементно-песчаного раствора или мелко-зернистого бетона.
Перед укладкой гидроизоляции подготовительный слой покрывают
грунтовкой.
В зависимости от климатических условий района строительства
применяют различные типы гидроизоляции. Битумная мастичная
гидроизоляция, имеющая индекс БМ-1, может применяться во всех
климатических зонах.
Изольная рулонная гидроизоляция (индекс ИР) применяется в
районах с умеренным климатом. Ее выполняют на основе
безосновного рулонного изола и холодной мастики изол, упрочняемой
армирующей прослойкой, наклеиваемой между рулонными слоями
(рис. 9.6, б).
Для мостов северного исполнения применяют тиоколовую
мастичную гидроизоляцию (индекс ТМ) на основе холодных
самовулканизирующихся тиоксловых мастик.
Отвод воды из балластного корыта происходит через
водоотводные трубки (рис. 9.7, а), расположенные у наружных краев
плит. Трубки диаметром не менее 15 см выполняют из чугуна и
размещают с шагом, обеспечивающим 5 см2 площади поперечного
сечения трубки на 1 м2 поверхности водосбора. Трубки прикрывают
чугунными крышками с прорезями.
Для строповки балок в плите балластного корыта устраивают
отверстия, которые прикрывают сплошными крышками (рис. 9.7, б).
Места сопряжения водоотводных и строповочных трубок с
бетоном должны быть надежно гидроизолированы. Нарушение
изоляции приводит к появлению потеков и выщелачиванию бетона.
Ухудшение работы водоотвода связано с использованием
некачественного балласта и его загрязнением в процессе
эксплуатации.
Водоотводные
и
строповочные
отверстия
нарушают
непрерывность изоляционного слоя и могут способствовать снижению
долговечности конструкции. В последнее время в плитных пролетных
строениях мостов и конструкциях станционных путепроводов нашло
применение устройство водоотвода ц щели между соседними
блоками. С этой целью поверхностям плит придают поперечный уклон
к оси пути.
Монтаж ведется стреловым краном, расположенным на проезжей
части или портальным краном, передвигающимся по подмостям.
Находят применение при сборке пролетных строений на поймах и
строительстве путепроводов портальные краны, перемещаемые по
пути,
уложенному
на земле или
рабочем
мостике.
высоту главных ферм принимают не менее 8.5 м для
беспрепятственного движения транспорта.
Длина панели фермы — расстояние между центрами соседних
узлов поясов влияет на массу стали главных ферм, балок проезжей
части и связей между главными фермами. Увеличение длины панелей
уменьшает количество элементов и узлов фермы, но увеличивает
пролеты продольных балок, массу стали проезжей части. Длину
панелей принимают равной 5,5—11 м.
Угол наклона раскосов влияет на конструкцию узлов фермы. При
значительных отклонениях угла наклона раскосов от 45°
увеличиваются размеры узловых фасонных листов и расход стали.
Наивыгоднейший угол наклона раскосов к горизонтали 40— 50°.
Узлы ферм представляют собой соединения концов элементов,
оси которых сходятся в одной точке — центре узла (рис. 13.11, а). К
узлам ферм также прикрепляют поперечные балки и элементы связей.
Концы элементов ферм соединяют при помощи фасонных листов.
Фасонка должна быть простой формы, без входящих углов,
минимальных размеров и толщиной не менее 12 мм.
Сборка
на сплошных
подмостях
требует
устройства
опоры
прогонов,
подмостей, а
также
в
сборке
монтажного
крана.
Установка и
соединение
элементов
ПС,
опускание
его
на
опорные
части,
устройство
мостового полотна. В достоинство способа входит простота и высокое
качество сборки. “-“: 1. большая трудоемкость 2.значительный расход
материала 3.продолжительность монтажных работ.
Инвентарные подмости разработаны в 2х видах:
I. УИКМ (универсальные, инвентарные конструкции, мостовые)
УИКМ состоит из прокатных профилей (уголков, швеллеров и
двутавров) Модуль УИКМ равен 2м. Элементы соединяются с
помощью фасонок накладок обычными черными болтами.
II. МИК-С (мостовые, инвентарные конструкции) МИК-П С,П говорит какой основной элемент (С- трубчатые конструкции, Пдвутавровые). Модуль равен 2м. Количество конструкций в 5-7 раз
меньше, чем у УИКМ. И те , и др. конструкции состоят из башенных
опор на свайном или лежневом фундаменте, прогонов и поперечно с
настилами.
Тормозные рамы устраивают в железнодорожных пролетных
строениях с продольными балками, не соединенными с продольными
связями главных ферм. Они передают продольные тормозные усилия
от балок проезжей части на пояса ферм и далее на неподвижные
опорные части. Тормозные рамы располагают посередине пролета
(рис. 13.15, а), а при наличии разрывов продольных балок —
посередине участка между разрывами продольных балок (рис. 13.15,
б). Рамы образуют из диагоналей продольных связей и
дополнительных раскосов или из диагоналей связей и распорок между
продольными балками (см. рис. 13.15, а и б).
28. Сооружение опор.
бетон
каркас
УВ
4м
шпунт
Маячная свая
1) Забивка свай и шпунта до проектной отметки. Шпунт – для
крепления стены котлована, забивается вокруг будущего фундамента.
Шпунт – металлическая конструкция.
2) Укладка тампонажного слоя бетона невысокого класса методом
вертикально перемещающейся трубы.
3) Откачка воды, не менее 2 насосов.
4) Срубка голов свай д необходимой проектной отметки или
отсоединение верхней части составной сваи.
5) Установка опалубки, укладка необходимой арматуры,
бетонирование ростверка.
Сооружение тела опоры.
6) Если тело опоры сборное, то производим монтаж краном, если
конструкция монолитная – устанавливаем опалубку и бетонируем.
7) Извлечение шпунта – то же оборудование что и при забивке
свай (сужает русло, кародирует).
8) Сооружение оголовка опоры в зависимости от вида
конструкции.
Оборудование необходимое для сооружения опоры может
находиться:
- на земле (путепровод, эстакада)
- при небольшой глубине воды и нешироком русле, опоры
сооружаются с помощью полуостровка
- при большой глубине воды оборудование находится на понтонах КС
или баржах.
33. Ремонт гидроизоляции и водоотвода железобетонных пролетных
строений.
Периодическое увлажнение бетона несущих конструкций
пролетных строений, которое наблюдается при неисправном
водоотводе из балластного корыта, может снизить срок их службы в 2
раза и более. Поэтому при текущем содержании необходимо
своевременно выполнять ремонтные работы по поддержанию в
исправном состоянии элементов водоотвода. Целью ремонтных работ
следует считать предохранение несущих конструкций пролетного
строения от увлажнения. Способы ремонта системы водоотвода
выбираются в зависимости от степени неисправности того или иного
ее элемента. Работы могут быть ориентированы либо на общее
изменение схемы водоотвода, либо на ремонт отдельных его
элементов с сохранением существующей схемы. Необходимо:
выполнить частичную замену загрязненного щебеночного балласта на
асбестовый; уложить гидроизоляцию на горизонтальную и боковые
грани внешнего бортика плиты; устроить "слезники" по периметру
нижней грани плиты балластного корыта. Укладка - асбестового
балласта позволяет почти полностью прекратить доступ воды в
балластное корыто, так как при увлажнении асбест набухает и
делается практически водонепроницаемым. При поэлементном
ремонте системы водоотвода дефекты балластной призмы устраняют
частичной вырезкой и заменой загрязненного балласта, досыпкой и
подбивкой недостающего балласта и т. п.
На время проведения работ необходимо вводить ограничение
скорости до 25 км/ч. Технологическая схема ремонта гидроизоляции с
использованием пакетов длиной 11,7 м включает шесть этапов
выполнения работ:
1) замена рельсов на участке ремонта рубками длиной 12,5 и 6,25
м (для замены требуется "окно" продолжительностью 2-3 ч);
2) установка разгружающего пакета над участком ремонта
(основные работы - снятие звена пути, уборка балласта и установка на
место пакета выполняются в "окно" продолжительностью 3,5-4,5 ч);
3) устройство подготовительного слоя под гидроизоляцию
(основные работы - снятие пакета, удаление дефектной
гидроизоляции, очистка поверхности, укладка подготовительного слоя,
установка
пакета
на
место
выполняются
в
"окно"
продолжительностью 4,0-4,5 ч);
4) устройство оклеечной гидроизоляции (основные работы снятие пакета, устройство гидроизоляционного ковра, установка
пакета на место - выполняются в "окно" продолжительностью 4,5-5,0
ч);
5) устройство защитного слоя гидроизоляции (основные работы снятие пакета, бетонирование защитного слоя из цементно-песчаного
29. Ремонт опор.
Выбор способа ремонта зависит от вида и степени развития
повреждений (дефектов). В основном на практике применяется:
- цементизация кладки;
- торкретирование поверхности опоры по металлической сетке;
- устройство ж\б поясов и оболочек;
- частичная или полная перекладка опоры.
Небольшие по объему и несложные по выполнению работы
выполняются в порядке текущего содержания (различные мелкие
повреждения, восстановление сливных поверхностей, периодическая
расшивка швов). Более сложные и дорогостоящие работы
выполняются при капитальном ремонте опор по специальным
проектам. При разрушении подферменника:
При глубине повреждения >2 см применяют торкретирование.
Пред этим проводится механическая очистка поверхности, как
правило, пескоструйным аппаратом и промывкой водой.
Массивные опоры имеющие много внутренних дефектов (глубокие
трещины, пустоты, выщелачивание) ремонтируют способом
цементизации кладки – нагнетание цементно-песчанного раствора под
давлением через пробуренные в опоре скважины. Раствор заполняет
поры и пустоты, связывает части массивной опоры в одно целое,
увеличивает плотность и водонепроницаемость.
Скважины бурят на расстоянии 0,8-2м диаметром 38-76мм под
углом 15 градусов. Очищают их водой и сжатым воздухом.
Инъекционирование производят до тех пор, пока раствор не начнет
вытекать из законопаченных вышерасположенных скважин.
При значительном истирании кладки опоры, образовании
раковин, обнажение арматуры, разрушении наружного слоя
устраивают ж\б рубашки (оболочки). Толщина стенок: при
произведении бетонирования в опалубке – не менее 16см; при
торкретировании – не менее 5см. На металлические штыри
навешивают металлические сетки, устраивают бездонные ящики или
шпунты.
30. Повреждения мостовых опор. Способы усиления опор.
Наиболее распространенные повреждения опор:
- трещины;
- расстройство кладки;
- расстройство подферменных камней;
- разрушение облицовки опор;
- разрушение самих опор (сдвиги, крены, осадки).
Трещины могут быть: поверхностные, глубокие и сквозные.
По характеру трещины можно определить причину.
Усиление
опор
необходимо
производить
в
случае
неудовлетворительного состояния опоры:
- недостаточная грузоподъемность опоры
- деформация опоры.
Усиление фундамента:
- фундамент мелкого заложения на естественном основании.
Усиление фундаментов представляет собой весьма сложную
задачу. При этом конструкция усиления и способ производства работ
должны обеспечивать включение добавляемой части фундамента в
совместное со старым фундаментом восприятие действующих сил.
Фундаменты, расположенные на сваях, могут быть увеличены по
своей площади с добавлением новых свай.
Фундаменты опор на естественном основании можно усилить
путем их уширения. Усиление выполняют под защитой шпунтового
ограждения. После удаления грунта и откачки воды бетонируют
мощные консоли. Для обеспечения надежного сцепления их с
существующей кладкой на ее поверхности делают горизонтальные
гребни и в нее заделывают анкеры. Подошву уширенной части
фундамента располагают выше существующей, чтобы при рытье
котлована не повредить подошву старого фундамента.
Для более интенсивного включения в работу уширенной части
фундамента рекомендуется производить обжатие грунта под ней. На
дно котлована под консолью укладывают бетонную плиту. В просвет
между плитой и консолью устанавливают гидравлические домкраты.
После достижения необходимого давления на грунт между плитой и
консолью устанавливают распорки, домкраты вынимают и бетонируют
просвет.
При усилении опор может оказаться полезным химическое
укрепление грунтов под подошвой фундамента. Для этого
используются жидкое стекло и в качестве закрепителя — хлористый
кальций, которые нагнетаются под давлением в грунт через трубки,
опущенные ниже подошвы фундамента. Такой грунт образует
окаменелый монолит. Наиболее хорошие результаты этот способ дает
при укреплении песчаных грунтов.
31. Повреждения железобетонных пролетных строений.
Дефекты 1 категории:
- температурно-усадочные трещины с раскрытием менее 0,2мм;
- сколы бетона без оголения арматуры;
- мелкие раковины и поры в бетоне защитного слоя;
- трещины с раскрытием менее 0,3мм в конструкциях из обычного
ж\б и менее 0,1мм в предварительно напряженных.
Дефекты 2 категории:
- трещины в бетоне защитного слоя с раскрытием более 0,3мм в
конструкциях из обычного ж\б и более 0,1мм в конструкциях из
предварительно напряженного ж\б;
-сколы, пустоты и раковины в бетоне защитного слоя с оголением
арматуры;
- протечки сквозь бетонные плиты балластного корыта с
выщелачиванием цементного камня;
- наклонные сквозные трещины в стенке балки, изменяющие свое
раскрытие при пропуске нагрузки.
Дефекты 3 категории:
- горизонтальные сквозные трещины в стенке пролетного строения
в месте примыкания к плите;
- разрушение бетона опорного узла из-за развития трещин и
раздробления бетона в зоне концентрированной передачи опорной
реакции.
32. Ремонт железобетонных пролетных строений.
В пролетных строениях железнодорожных мостов из обычного и
предварительно напряженного железобетона в процессе эксплуатации
возникают повреждения в виде трещин, сколов бетона, отслоения
защитного слоя, разрушения гидроизоляции и др. Эти повреждения
могут оказывать влияние на долговечность, а некоторые - и на
грузоподъемность
пролетных
строений.
Способы
ремонта
железобетонных пролетных строений в связи с этим можно разделить
на два вида: направленные на обеспечение требуемой долговечности
и на восстановление грузоподъемности.
При ремонте пролетных строений, которые имеют трещины в
бетоне, не снижающие их грузоподъемности, основная задача
сводится к герметизации трещин При этом, если трещины имеют
раскрытие до 0,2 мм, изменяющееся от действия временной нагрузки
и температуры не более 0,1 мм, для их герметизации применяют
«жесткие» составы, которые после схватывания с бетоном образуют
покрытия, по своим характеристикам близкие к цементному камню. К
ним относятся цементные растворы и бетоны с полимерными
добавками, а также составы на основе эпоксидных смол.
При изменении раскрытия трещин под действием временных
нагрузок и температуры более 0,1 мм для герметизации трещин
применяют составы, образующие эластичные покрытия (эластичные
герметики), не разрушающиеся при значительных деформациях. Для
герметизации трещин указанные составы обычно наносят на
поверхность бетона с трещинами после ее предварительной
обработки. Поверхность очищают до плотного бетона, устраняя острые
выступы. При больших объемах работ производят гидропескоструйную
или пескоструйную очистку, а при небольших — с применением
стальных щеток, скребков. Поверхность, загрязненную маслами,
битумом, подвергают обработке 10 %-ным раствором каустической
соды, бензином, ацетоном и другими растворителями. Жидкие
составы (тиоколовые герметики, покрытия на основе эпоксидных
смол, полимерцементные составы и др.) на поверхность бетона
наносят кистью, шпателем и с помощью различных распылителей.
Трещины с большим раскрытием заделывают или инъектируют
различными составами. Перед заделкой трещины разделывают на
клин под углом 45—60° или на прямоугольник на глубину до 30 мм.
Трещины перед инъектированием предварительно промывают водой
и продувают сжатым воздухом. Для инъектирования составов
(растворов) в трещину применяют инъекционные трубки (трубчатые
инъекторы), прижимные инъекторы.
Число инъекционных трубок и расстояние между ними назначают
в зависимости от характера трещины (длина, раскрытие), вязкости
инъектируемого состава, но не более 50 см. Трубчатый инъектор
34. Способы усиления железобетонных пролетных строений.
Усиление
железобетонных
пролетных
строений
может
производиться путем увеличения их сечения (арматуры и бетона) или
добавлением элементов с изменением статической схемы.
Наиболее простой способ усиления балок заключается в приварке
новых стержней арматуры к стержням крайних рядов существующей.
Для этой цели снимают защитный слой бетона, примерно наполовину
оголяя стержни крайнего ряда арматуры, и к ним при помощи
коротышей длиной около 15 см приваривают новые стержни (рис.
28.15, а). После приварки восстанавливают защитный слой
торкретированием. В этом случае высота сечения балки и ее
грузоподъемность увеличиваются незначительно.
Более
существенное
повышение
грузоподъемности
железобетонных балочных пролетных строений достигается путем
приварки к наружным стержням арматуры растянутого пояса
арматурного каркаса (рис. 28.15, б). После установки каркаса
производят бетонирование в опалубке. Для лучшего заполнения бетон
подают через загрузочные воронки под напором столба бетона
высотой 0,5—1 м. Бетон уплотняют наружными вибраторами.
Наиболее эффективным способом усиления пролетных строений
при наличии в них большого количества крупных развивающихся
трещин считают устройство железобетонной оболочки.
При усилении балок путем увеличения сечения весьма желательно
применять предварительное натяжение добавляемой арматуры.
Способ натяжения и конструкцию натяжных устройств выбирают в
зависимости от конкретных условий.
Для натяжения арматуры можно использовать электронагрев,
домкраты, болтовые устройства.
Перед бетонированием или торкретированием необходимо
тщательно очистить поверхности старого бетона и арматуры.
Консистенция бетона должна быть достаточно пластичной.
Рекомендуется применять быстротвердеющие, безусадочные или
расширяющиеся цементы.
Рассмотренные способы усиления балок можно применять и при
усилении элементов пролетных строений железобетонных мостов
любой конструкции.
Возможности усиления балочных железобетонных мостов путем
изменения статической схемы сильно ограничены по сравнению с
металлическими мостами. При изменении статической схемы надо
стремиться к тому, чтобы характер эпюр моментов и перерезывающих
сил в усиляемой конструкции по возможности сохранялся.
Этому условию во многих случаях удовлетворяют шпренгельные
системы (рис. 28.16).
Шпренгели изготовляют из стального проката, стальных тросов,
35. 36. Повреждения и ремонт металлических пролетных строений.
Ремонт элементов металлических пролетных строений,
проводимый в порядке текущего содержания, весьма разнообразен.
Он включает ремонт элементов, получивших механические
повреждения в процессе эксплуатации; перекрытие трещин в
элементах; замену слабых заклепок и болтов; перекрытие участков
элементов, сильно пораженных коррозией; частичную окраску
участков конструкции с поврежденным окрасочным покрытием.
Механические повреждения, возникающие в результате ударов
негабаритными грузами, обычно характеризуются местными и
общими деформациями (искривлениями) элементов с сильными
вмятинами, на кромках которых нередко образуются трещины
Изогнутые элементы выправляют при помощи домкратов или других
приспособлений как в холодном, так и в подогретом состоянии.
Выполняя эти операции, необходимо учитывать, что при холодной
правке в металле протекают пластические деформации, которые
изменяют его механические характеристики. При значительных
деформациях и низкой пластичности стали могут возникнуть трещины.
Подогрев металла при определенных температурах и режимах
охлаждения может вызвать неблагоприятные структурные изменения
в стали. Нагрев металла производят до температуры 750— 850 °С.
Охлаждать подогретый металл необходимо постепенно. Правку
элементов поручают опытным специалистам.
Кромки вмятины в месте удара необходимо тщательно
обработать: с помощью газовой резки или наждачным кругом удалить
металл, в котором образовались трещины Кромки элемента после
обработки должны иметь плавное очертание с радиусами закругления
не менее 20 мм, поверхность — чистой. Если элемент после этой
обработки получил недопустимое ослабление сечения, эту зону
необходимо перекрыть накладками на высокопрочных болтах. При
невозможности отремонтировать элемент описанным способом его
заменяют новым (полностью или частично) или усиляют путем
увеличения сечения, а сжатого — и путем уменьшения свободной
длины.
Поврежденные элементы заменяют по частям или целиком с
применением
приспособлений,
воспринимающих
усилие,
приходящееся на заменяемый элемент. При этом можно осуществлять
регулирование усилий.
В случае сильного деформирования сжатого элемента до его
основного ремонта следует немедленно принять неотложные меры по
его временному усилению. Его можно выполнить деревянными
брусьями (бревнами), рельсами, уложенными на искривленный
элемент, и надежно прикрепленными к нему хомутами.
Трещины в элементе перекрывают, как правило, накладками на
37. Ремонт мостового полотна металлических пролетных строений.
Мостовое полотно на железнодорожных мостах— важнейший их
элемент, от состояния которого в значительной степени зависит
бесперебойность и безопасность движения поездов с установленными
скоростями. Поэтому работы по ремонту мостового полотна, характер
которых определяется его конструкцией, весьма ответственны.
Ремонт элементов мостового полотна с ездой на металлическом
подрельсовом основании (металлические поперечины, ортотропная
плита и др.) производится аналогично ремонту металлических
пролетных строений. (35, 36 вопрос).
Работы по ремонту мостового полотна с ездой на деревянных
поперечинах включают в себя ремонт брусьев, скреплений, одиночную
или сплошную замену мостовых брусьев.
38. Усиление металлических пролетных строений.
При недостаточной грузоподъемности пролетных строений их
усиляют или за-меняют новыми. Решение вопроса об усилении или
замене пролетных строений производят на основании техникоэкономического анализа. Существенное влияние на выбор того или
иного варианта оказывает общее физическое состояние пролетных
строений.
В зависимости от типа конструкции, наличия слабых элементов в
ней, степени усиления и местных условий применяют различные
способы усиления. Основные способы усиления металлических
пролетных строений следующие: увеличение поперечного сечения
элементов с одновременным усилением (при необходимости) их
прикреплений; устройство (установка) дополнительных ферм или
балок; усиление с изменением системы ферм или балок (подведение
шпренгеля под балки или фермы, добавление третьего пояса к
балочным фермам, превращение разрезных балок или ферм в
неразрезные); устройство дополнительных опор — временных или
постоянных, уменьшающих расчетный пролет существующих
пролетных строений; превращение стального пролетного строения в
сталежелезобетонное путем устройства железобетонной плиты,
включенной в совместную работу.
Усиление производится, как правило, на месте без прекращения
движения поездов. Усиление отдельных элементов пролетного
строения
путем
добавления
металла
является
наиболее
распространенным и обычно выполняется при всех способах усиления.
Усиление слабых по сечению продольных балок проезжей части
осуществляют постановкой горизонтальных листов, прикрепляемых к
нижним поясным уголкам высокопрочными болтами или заклепками,
а к верхним — заклепками. В продольных балках верхний
горизонтальный лист рекомендуется ставить на всей длине балки. При
этом упрощается укладка (прирубка) мостовых брусьев.
представляет собой трубку (металлическую, резиновую, хлорвиниловую), один конец которой заделывается в отверстие,
просверленное в бетоне по трещине. Участки трещины между
трубчатыми и прижимными инъекторами перед инъекцией должны
быть снаружи загерметизированы (промазкой эпоксидным клеем,
наклейкой лент стеклопластика и др.), чтобы обеспечить хорошее
заполнение трещины. Нагнетание составов в трещины производят с
помощью ручных и пневматических шприцев, а также насосов с
резиновой
емкостью.
При
наличии
трещин,
снижающих
грузоподъемность, эффективным способом ремонта является
глубинное инъектирование в нее составов, обеспечивающих после
отвердения прочное заполнение, имеющее надежное сцепление с
бетоном, или силовая герметизация.
Для глубинного инъектирования трещин наиболее часто
применяют компаунды на основе эпоксидной под высоким
давлением.
Силовую герметизацию трещины осуществляют путем наклейки в
зоне расположения трещин пластин из стекло-пластика или листового
металла клеем на основе эпоксидных смол.
При наличии крупных развивающихся трещин иногда
целесообразно участки, пораженные трещинами, покрывать торкретбетоном или устраивать железо-бетонную оболочку. Торкретирование
заключается в нанесении на очищенную поверхность цементного
раствора, состоящего из одной части цемента, трех — пяти частей
песка и 10—18 % воды по отношению к массе цемента. Нанесение
раствора производится при помощи цемент-пушки. Эффективность
защиты торкретбетоном значительно повысится, если на
торкретируемую поверхность установить металлические сетки с
ячейками 5—10 см из проволоки диаметром около 5 мм.
Устранение дефектов 1 категории: ремонт защитного слоя
осуществляется путем нанесения специальных пленочных покрытий на
основе эпоксидных эмалей и смол. Повреждения защитного слоя,
сколы, раковины и прочее устраняют с помощью затирки цементнопесчанными или полимерно-цементными растворами и бетонами.
Устранение дефектов 2 категории: трещины второй категории
подлежат герметизации. В зависимости от характера деформаций в
бетоне в зоне трещины устраивают жесткую или эластичную
герметизацию.
Жесткая
герметизация
осуществляется
полимерцементными или полимерными растворами. В случае
дышащих трещин необходимо применять силовую герметизацию и
глубинное инъекционирование полимерным клеем. Силовая
герметизация предусматривает устройство по всему периметру
трещины силового элемента – пластин из стеклопластика или металла
- приклеенного к очищенной поверхности бетона и перекрывающего
трещину.
Для сравнительно небольшого увеличения грузоподъемности
пролетного строения со сплошными главными балками их усиление
производят добавлением горизонтальных листов или уголков к поясам
аналогично усилению продольных балок. Усиление сквозных главных
ферм. При усилении сквозных главных ферм предоставляются
широкие возможности искусственного регулирования усилий в
стержнях путем изменения статической схемы и предварительного
напряжения элементов. Это позволяет создавать наиболее
благоприятные условия для использования несущей способности
усиляемых элементов конструкций и вновь добавляемых, что
значительно
повышает
эффективность усиления в целом.
Выбор схемы и метода усиления
делают на основании анализа
состояния
конструкции,
ее
деформативности
и
расчетной
грузоподъемности
отдельных
элементов.
Усиление
с
изменением
статической схемы работы главных
ферм почти всегда сопровождается
усилением отдельных элементов
ферм и их прикреплений.
Один из основных способов
усиления элементов сквозных ферм
состоит в увеличении их сечений
путем добавления к ним нового
металла
Для упрочнения грунтов в основаниях можно также использовать
цементацию, глинизацию и битуминизацию. В зависимости от способа
укрепления в грунт через трубки нагнетают цементный, глинистый
растворы или горячий битум.
Цементацию применяют для рыхлых песков. Глинизация находит,
применение для заполнения в основании больших пустот. Для этих
целей используют битуминизацию, но только при наличии больших
скоростей течения грунтовых вод, когда глинистый раствор может
быть вымыт.
Для упрочнения грунтов и повышения несущей способности
илистых грунтов могут быть использованы электрохимические методы
упрочнения, основанные на пропуске через упрочняемый грунт
постоянного тока, в результате чего про-исходят электрокинетические
явления (движение мельчайших грунтовых частиц к аноду), явления
электролиза и химические реакции.
Усиление опор сочетается с их ремонтом и вызывается
совокупностью двух причин: недостаточными размерами опоры и
неудовлетворительным их состоянием.
При недостаточной прочности тела опоры устраивают
железобетонную оболочку достаточных размеров, чтобы на нее
можно было передать всю нагрузку или значительную ее часть.
Для устоев с недостаточными размерами в некоторых случаях
можно применить разгрузку от давления грунта со стороны насыпи,
например, заменив засыпку за устоем кладкой, или отодвинуть конус
насыпи с добавлением нового пролета.
В отдельных случаях для повышения грузоподъемности массивных
опор можно заменить массивную верхнюю часть ее, расположенную
выше уровня высоких вод, более легкой рамной или столбчатой
конструкцией. Этот способ может оказаться наиболее приемлемым,
если требуется перекладка верхней части опоры или другой
значительный ремонт.
высокопрочных болтах, а у концов трещин предварительно
просверливают сквозные отверстия диаметром 15—20 мм с целью
снижения концентрации напряжений являющейся причиной
дальнейшего развития трещины. Однако, как показывает опыт
эксплуатации мостов, эти отверстия не всегда обеспечивают
прекращение развития трещин. Поэтому накладками следует
перекрывать не только часть сечения элемента, пораженного
трещиной, но и не поврежденную: в сварном элементе полное
сечение, а в составном клепаном — сечение того листа или уголка, в
котором имеется трещина.
Заварка трещин допускается только по специально разработанным
проектам, утвержденным Главным управлением пути МПС. Перед
заваркой кромки трещин разделывают под углом 60—80°. Для заварки трещин применяют полуавтоматическую сварку под слоем
флюса или ручную электродами с высококачественной обмазкой.
Работу следует получать дипломированным сварщикам с
установлением тщательного контроля за качеством сварного шва.
Замена слабых (дефектных) заклепок в заклепочных соединениях,
а также замена и подтяжка болтов в болтовых составляют
значительный объем ремонтных работ. Вместо дефектных заклепок,
как правило, ставят высокопрочные болты. Частичная замена
дефектных заклепок высокопрочными болтами создает клепаноболтовое (смешанное) соединение.
Окраска металлических элементов является основным способом
защиты их от коррозии. Защитное покрытие состоит из слоя грунтовки,
наносимой на очищенную поверхность элемента и последующих слоев
масляной краски или эмали. В отдельных случаях для защиты
наиболее
подверженных
коррозии
элементов
применяют
металлизацию — покрытие поверхности тонким слоем цинка или
алюминия, наносимых специальными аппаратами (металлизаторами)
на очищенную до металлического блеска поверхность.
Повреждения:
1.Расстройство заклепочных и болтовых соединений.
2.усталостные повреждения в виде трещины и полного
разрушения элементов.
3.потеря местной или общей устойчивости
4.трещины
5.коррозия
6.механические повреждения.
пучков высокопрочной проволоки. Большое внимание следует
обращать на защиту шпренгелей особенно из тросов и пучков от
коррозии. Их желательно помещать в оболочки из полимерных
материалов или покрывать специальными составами; элементы
шпренгелей из прокатной стали можно окрашивать.
раствора с армирующей сеткой, установка пакета на место выполняются в "окно" продолжительностью 4,5-5,0 ч);
6) балластировка корыта и восстановление путевой решетки
(основные работы - балластировка корыта хоппером-дозатором до
уровня нижнего пояса пакета, снятие пакета, восстановление путевой
решетки, за-сыпка балластом шпальных ящиков- выполняются в "окно"
продолжительностью 4,0-4,5ч).
39. Система содержания ИССО на железных дорогах России.
Содержание искусственных сооружений на железных дорогах РФ
непосредственно осуществляют дистанции пути, подчиненные
службам пути дорог. Руководство службами пути дорог выполняется
Главным управлением пути МПС.
Содержание искусственных сооружений предусматривает текущее
содержание (надзор и работы по текущему со-держанию) и
капитальный ремонт сооружений. Главной задачей содержания
искусственных сооружений является предупреждение в них
расстройств и повреждений.
Надзор включает: а) систематический надзор; б) текущие осмотры;
в) периодические осмотры; г) обследование и испытания; д)
специальные наблюдения и осмотры.
Надзор устанавливается для выявления дефектов и принятия
необходимых мер по обеспечению безопасности движения поездов.
Систематический надзор осуществляют обходчик пути и
сооружений, бригадиры или монтеры пути. При этом следует
обращать особое внимание на состояние пути, отвод воды и
противопожарную безопасность сооружения.
Текущие осмотры искусственных сооружений выполняют
бригадиры пути, дорожные, мостовые и тоннельные мастера в сроки,
устанавливаемые для каждого сооружения в соответствии с
инструкцией в зависимости от его состояния. При текущих осмотрах
определяют общее состояние сооружения, выявляют повреждения,
требующие немедленного устранения, а также контролируют
выполнение систематического надзора. Результаты текущего осмотрасооружения записывают: бригадир пути и дорожный мастер — в книгу
проверки пути и стрелочных переводов, а старший дорожный,
мостовой и тоннельный мастера — в книгу искусственного
сооружения.
Периодические осмотры сооружений производит начальник
дистанции пути или его заместитель при участии мостового или
тоннельного мастера, старшего дорожного и дорожного мастеров не
реже 2 раз в год, как правило, весной после пропуска высокой воды и
осенью. Сроки периодических осмотров назначает начальник службы
пути. При периодических осмотрах оценивают общее состояние
сооружений, выявляют повреждения и причины их появления, а также
качество содержания. Результаты периодических осмотров заносят в
книги Искусственных сооружений, а при наличии серьезных
повреждений составляют отчет или акт, которые направляют в службу
пути дороги. Кроме текущих и периодических осмотров, все
искусственные сооружения обследуют мостоиспытательные станции
служб пути дорог по планам, утвержденным начальниками служб.
44. Оценка состояния и содержания искусственных сооружений на
железных дорогах. Определение бальных оценок.
Все ИССО имеют бальную оценку. Все дефекты ИССО, мостов,
путепроводов и т.д. в соответствии с этим делятся на 3 категории:
1 категория – снижают долговечность сооружения, ухудшают
условия обслуживания, но развитие этих дефектов не влияет на
пропуск обращающихся нагрузок (застой воды, плохая окраска, сколы
и раковины в бетоне);
2 категория – дефекты, развитие которых может ограничить
пропуск обращающихся нагрузок и поставить угрозу безопасности
движения (угон пути на подходах к мостам);
3 категория – эти дефекты угрожают безопасности движения и
требуют особых условий эксплуатации вплоть до введения
предупреждений (излом накладки в рельсах в пределах моста,
разрушенный защитный слой, оголение арматуры).
В приложении положения о дефектах ИССО каждому дефекту так
же присвоен свой индекс.
При обследовании ИССО выявляются его дефекты и определяются
приведенные бальные оценки состояния и содержания ИССО.
Оценка состояния: Ксостпр = Ксостбаз – (n1сост*α1+n2сост*α2)
Оценка содержания: Ксодпр = Ксодбаз – (n1сод*α1+n2сод*α2)
Ксостбаз и Ксодбаз – базовые оценки состояния и содержания,
определяемые дефектом наибольшей категории. Если нет дефектов:
Кбаз=5;
дефекты 1 категории: Кбаз=4;
дефекты 2 категории: Кбаз=3;
дефекты 3 категории: Кбаз=2.
n1 и n2- количество дефектов 1 и 2 категории соответственно;
α1=0,02, α2=0,1 – коэффициенты, вводимые на опасность
дефектов.
Для приведенных бальных оценок устанавливаются следующие
показатели качества:
Ксостпр (Ксодпр) = 5,0 - отлично
3,5 ≤ Ксостпр (Ксодпр) ≤ 4,98 - хорошо
2,5 < Ксостпр(Ксодпр) ≤3,48 - удовлетворительно
Ксостпр(Ксодпр) ≤ 2,48 – неудовлетворительно.
При оценке состояния учитываются все дефекты ИССО, при оценке
содержания
учитываются
дефекты,
которые
могут
быть
ликвидированы мостовой бригадой.
40. Основные положения определения грузоподъемности пролетных
строений. Класс элемента. Класс подвижного состава.
В соответствии с правилами технической эксплуатации ж\д все
мосты нужно классифицировать по грузоподъемности с целью
определении условий пропуска по ним различных поездных нагрузок
и решения вопросов об усилении или замене сооружений.
Классификацию по грузоподъемности ж\б ПС ж\д мостов и
определение условий их дальнейшей эксплуатации осуществляют в
соответствии со следующими документами:
1) Руководство по определению грузоподъемности ж\б ПС ж\д
мостов. Москва, Транспорт, 1989г.
2) Указания по определению условий пропуска поездов по ж\д
мостам. Москва, Транспорт, 1983г.
В 1931г впервые было введено понятие класса нагрузок К=6,7,8.
Расчетную нагрузку определяли умножением нагрузки от единичного
эталонного поезда Н1 на класс нагрузки К. В нормах 1962 и 1984
введена нагрузка СК, ориентированная на далекую перспективу. Ж\б
ПС классифицируют по грузоподъемности по предельным состояниям
первой группы на прочность и выносливость. Суть состоит в том, что
для каждого элемента ПС определяют и выражают в единицах
нагрузки Н1 определенную интенсивность временной вертикальной
нагрузки, которая не вызывает наступление предельного состояния.
Число единиц эталонной нагрузки является классом элемента
сооружения по грузоподъемности: К =(ψ*к)/(кн*(1+μ))
где ψ - коэффициент унификации результатов классификации
главных балок.
При расчете главных балок ж\б ПС: ψ = (1+21/(30+L))/(1+27/(30+L)),
где L – расчетный пролет. При расчете плиты балластного корыта
ψ =1. к - максимальная интенсивность временной вертикальной
равномерно распределенной нагрузки (определяется по формулам);
кн – эквивалентная равномерно распределенная нагрузка от
эталонного поезда, определяется в соответствии с Руководством по
определению грузоподъемности;
(1+μ) – динамический коэффициент эталонного поезда зависит от
расчетной длины пролета и толщины балласта под шпалой.
Подвижной состав (локомотивы, вагоны, краны и др. специальные
нагрузки) также классифицируются по воздействию на мосты. При
этом его эквивалентную нагрузку выражают в единицах той же
эталонной нагрузки, число единиц которой является классом
подвижного состава.
К = (к0*(1+μ))/(кн*(1+μн)),
где к0 – нормативная эквивалентная равномерно распределенная
нагрузка от рассматриваемого поезда,
(1+μн) – динамический коэффициент для рассматриваемого
поезда.
41. Определение класса плиты балластного корыта.
Грузоподъемность плиты балластного корыта по ее прочности по
способу 1 определяют при наличии данных о ее армировании.
Грузоподъемность оценивается расчетами наиболее нагруженных
сечений плиты на воздействие изгибающих моментов и поперечных
сил. В качестве таких характерных сечений принимают места
примыкания внешней консоли и среднего участка плиты к главной
балке и среднее сечение плиты между главными балками), а также
сечения, где имеются отгибы или обрывы стержней рабочей арматуры,
резкие изменения геометрических размеров и повреждения,
влияющие на грузоподъемность. Расчет ведут по нормальным
напряжениям от изгиба, а в сечениях с повреждениями —
дополнительно и по касательным напряжениям в бетоне от действия
поперечных сил.
Допускаемую временную равномерно распределенную нагрузку
по данному виду расчета определяют из условия равенства усилия от
внешних воздействий соответствующему предельному усилию,
которое может выдержать плита, составив предварительно уравнение
прочности.
Определение грузоподъемности по способу 2 основано на
сопоставлении расчетных норм, по которым проектировали пролетное
строение, и норм Руководства. Для оценки грузоподъемности
необходимо иметь сведения о расчетной временной нагрузке и
нормах, по которым запроектировано пролетное строение; о марках
арматурной стали; о фактической прочности бетона и данных о
состоянии пролетного строения (наличие дефектов, повреждений и их
характеристики).
Плиту балластного корыта рассчитывают по сечениям в местах
заделки консолей плиты, а для монолитного участка плиты — в местах
заделки и середине пролета между внутренними стенками балок.
42. Определение класса главной балки.
Для расчета составляют эскиз конструкции пролетного строения с
указанием принятых основных размеров, вида и класса временной
подвижной нагрузки, марки стали, климатической зоны исполнения
элементов и других данных, необходимых для расчета.
Расчет пролетного строения со сплошными главными балками
включает расчеты нестандартных элементов мостового полотна,
главных балок, продольных и поперечных связей, устойчивости против
опрокидывания, прогиба и колебаний. Для пролетных строений с
ездой понизу, а также поверху, имеющих балочную клетку, кроме того,
рассчитывают балки проезжей части.
Расчет главной балки. В зависимости от числа опор и шарниров
главные балки рассчитывают, как простые (разрезные), консольные
или неразрезные балки.
Главную балку рассчитывают на нормативную постоянную
нагрузку от собственного веса мостового полотна g1 и стальной балки
со связями g2 а также на нормативную временную вертикальную
подвижную нагрузку v, величину которой принимают по СНиПу.
Расчет главной балки по прочности выполняют для середины
пролета и других сечений, которые могут ограничивать ее несущую
способность.
Изгибающий момент от постоянной нагрузки разрешается
определять, считая постоянную нагрузку равномерно распределенной
по длине пролетного строения.
При определении предельного изгибающего момента в расчетное
сечение главной балки включают плиту балластного корыта,
находящуюся частично или полностью в сжатой зоне.
43. Выбор режима эксплуатации сооружения.
Для определения возможности пропуска временной нагрузки по
сооружению следует сопоставить минимальный класс каждого его
элемента К с классом обращающей нагрузки К0.
если классы элементов пролетного строения по прочности и
выносливости больше или равны соответствующим классам нагрузки,
то эта нагрузка допускается к обращению без всяких ограничений. В
противном случае следует проверить возможность пропуска этой
нагрузки с ограничением скорости. Если и эта мера не дает желаемого
результата – теоретически ее пропуск по мосту должен быть запрещен.
Полученная точка на графике говорит о том, что мы можем
пропускать подвижной состав со скоростями кривых, расположенных
ниже.
На практике при исчерпывании расчетной несущей способности
конструкций моста предпринимают экстренные меры по обеспечению
безопасного и бесперебойного пропуска поездной нагрузки по
сооружению и одновременно проводят интенсивную работу по
подготовке и осуществлению их усиления или реконструкции.
Меры по увеличению грузоподъемности пролетных строений:
- устранение смещения оси пути относительно оси пролетных
строений;
- уменьшение толщины балластного слоя:
а) подъемка пролетных строений;
б)срезка балласта на мосту и подходах к нему;
- установка разгружающих временных пакетов;
- установка временных опор;
- усиление элементов пролетного строения;
- замена пролетного строения.
Класс ПС определяется минимальным классом из классов
отдельных элементов.
Сравнивая класс ПС и подвижного состава, можем выяснить –
пропускать ли данную нагрузку по мосту без ограничений или с
ограничениями, либо вообще не пропускать.
К>=К0 – пропуск без ограничений
К<К0 – с ограничением (или не пропускать)
Если К и К0 отличаются несущественно, необходимо проверить
пропуск ПС с ограниченной скоростью. Для этого в руководстве по
определению грузоподъемности приведен график для расчета
пропускной способности. Если полученная точка лежит между
кривыми, то скорость с которой мы можем пропустить нагрузку
определяется ближней кривой находящейся ниже. Если точка ниже
кривой=5 км/час, то для пропуска нагрузки по данному сооружению
необходимо предусмотреть одну из следующих мер:
1) устранение смещения оси пути относительно оси пролетного
строения
2) уменьшение толщины балластного слоя: срезка балласта на
мосту и подходах к нему или подъем самого моста за счет
подферменников
3) установка разгружающих временных пакетов (если необходимо
пропустить одиночную нагрузку)
4) установка временных опор
5) усиление элементов ПС (металлические ПС)
6) замена ПС
Обследования и испытания сложных сооружений проводят
мостоиспытательные станции Главного управления пути МПС, научноисследовательских и учебных институтов.
За дефектными сооружениями, а также за опытными и особо
ответственными сооружениями устанавливают специальный порядок
надзора.
Работы по текущему содержанию включают: содержание в
соответствии с действующими инструкциями пути в пределах
искусственных сооружений и мостового полотна; очистку элементов
искусственного сооружения от грязи; содержание в исправном
состоянии регуляционных сооружений; очистку русел от наносов и
зарослей под мостами и в их окрестностях; очистку труб и мостов;
подготовку сооружений к пропуску весенних вод, ледохода, работы по
ремонту отдельных частей сооружений, не требующие больших затрат
труда и материалов, например одиночная замена элементов
мостового полотна, частичная окраска металлических конструкций,
замена отдельных слабых заклепок; перекрытие трещин накладками;
мелкий ремонт массивных опор, железобетонных и каменных мостов
(заделка трещин, ремонт сливов), и другие аналогичные работы.
Работы по текущему содержанию должны осуществляться с
максимальной механизацией.
К капитальному ремонту относят работы, обеспечивающие
сохранность сооружения и необходимые его эксплуатационные
качества и требующие значительных трудовых и материальных затрат.
Капитальный ремонт включает: сплошную замену мостовых брусьев и
других элементов мостового полотна, усиление слабых элементов
сооружений, устранение негабаритности, частичное переустройство
сооружений, устройство смотровых приспособлений, полное
возобновление окраски и гидроизоляции. При капитальном ремонте
сооружения производят также все работы, относящиеся к ремонту по
текущему содержанию. Капитальный ремонт выполняют обычно
специализированные подразделения Министерств транспортного
строительства и путей сообщения.
Периодичность и сроки выполнения работ по содержанию
искусственных сооружений изложены в специальных руководствах и
инструкциях. Необходимость проведения капитального ремонта и
объем его работ устанавливают на основании детального
обследования сооружений.
Важнейшие технические характеристики всех искусственных
сооружений записывают в карточки установленной формы. Кроме тот,
данные о состоянии искусственных сооружений записывают в
специальные книги искусственных сооружений, которые ведет
мостовой мастер. Чертежи сооружений, пояснительные за-писки,
отчеты по, обследованиям и испытаниям и другие технические
материалы хранят на дистанции пути или в службе пути дороги.