Виды и классификация искусственных сооружений

Искусственные сооружения — технически сложная часть строя­щихся дорог. В зависимости от условий рельефа местности расхо­ды на постройку обычно составляют до 10 % общей стоимости до­роги, а иногда, например в горной местности, до 25%. В период эксплуатации искусственные сооружения требуют особо тщатель­ного надзора и ухода.

Наиболее часто встречающиеся на дорогах искусственные соо­ружения — это мосты и водопропускные трубы, реже — подпор­ные стены, тоннели, селеспуски, галереи, лотки и т. п.

Мосты состоят из опор и пролетных строений (рис. 1.1). К обоим концам моста примыкает земляное полотно подходов. На многих реках, особенно больших, применяют регуляционные соо­ружения и укрепления для защиты опор мостов и подходов от раз­мыва высоким паводком воды и ледоходом.

По назначению дорог и роду пропускаемых подвижных нагру­зок мосты могут быть: железнодорожные для пропуска же­лезнодорожных нагрузок (см. рис. 1.1); автодорожные для пропуска транспортных средств по автомобильным дорогам; го­родские для метрополитена, автомобильного, трамвайно-троллейбусного и пешеходного движения; совмещенные для одновре­менного пропуска железнодорожного и автомобильного транспор­та; пешеходные для пешеходов; специального назначения для пропуска водопроводов, газо- и нефтепроводов и каналов.

По условиям расположения на местности различают следующие виды искусственных сооружений:

путепроводы — на пересечении дорог в разных уровнях рис. 1.2, а);

разводные мосты, когда для пропуска судов устраивают разводное пролетное строение, поднимаемое вверх (рис. 1.2, б) или раскрываемое;

виадуки при пересечении дорогой глубоких и сухих логов, оврагов, горных ущелий, сооружаемые взамен высоких (более 15— 20 м) насыпей (рис. 1.2, в);

эстакады для пропуска железной или автомобильной доро­ги в городах над магистральными улицами (рис. 1.2, г), а также' при строительстве дорог в сильно заболоченных местах, когда эко­номически невыгодной оказывается насыпь (на слабых грунтах в основании);

наплавные мосты с плавучими опорами из понтонов или барж, устраиваемые на широких и глубоких реках, когда построй­ка постоянных опор не оправдывается размерами движения, а также в случае временной необходимости, например на период пос­тройки капитального моста. Для пропуска по реке судов в нап­лавных мостах применяют выводные секции, а на период ледохода и ледостава такие мосты разбирают (рис. 1.2, д).

Водопропускные трубы (рис. 1.3) — сравнительно прос­тые по конструкции и постройке искусственные сооружения. При насыпи небольшой высоты (до 1 —1,5 м) и незначительном коли­честве протекающей воды иногда устраивают лоток.

Рис. 1.1. Железнодорожный мост:1 — пролетное строение; 2 — опора

Рис. 1.2. Виды мостов: а — путепровод; б — разводной;

в — виадук;

Рис. 1.2. г — эстакада; д — наплавной

Рис. 1.3. Двухочковая

водопропуск­ная труба

Рис. 1.4. Подпорные стены

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

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

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

Рис. 1.5. Селеспуски

Рис. 1.6. Железнодорожный тоннель

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

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

Рис. 1.7. Поперечное сечение тоннель­ных обделок:

а и в — из монолитного бетона: б из сборного железобетона для тоннеля, соо­ружаемого закрытым способом: 1 - свод; 2 — стены; 3 — обратный свод; 4 — перекрытие; 5 — плоский ло­ток
Комплекс сооружений, устраиваемых на пересечении дорогой постоянно действующего водотока, называют мостовым пере­ходом. В его состав входят мост, земляное полотно, примыкаю­щее к устоям, регуляционные сооружения, направляющие водный поток, подпорные и ограждающие стены, сооружения берегоукрепительные ограждающие и другие.

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

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

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

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

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

9Бесстыковой путь, его преимущества, особенности устройства и содержание

На железных дорогах все шире применяется бесстыковой (условное название ж/д пути) путь двух конструкций:

1. температурно-напряженный безразрядки;

2. температурно-напряженный спериодической разрядкой температурных напряжений.

Годовая амплитуда колебаний температуры в той или иной местности и условиях эксплуатации определяет выбор конструкции пути. Обе конструкции состоят из сварных рельсовых плетей длиной от 250 до 800м и двух, трех или четырех пар уравнительных рельсов между ними.
Периодическая разрядка температурных напряжений состоит в смене уравнительных рельсов между плетями одной длины на рельсы другой длины в зависимости от времени года.
Бесстыковой путь обычно укладывают на щебеночном балласте железобетонных шпалах с раздельным скреплением, но могут быть применены также деревянные шпалы.
Рельсовые плети бесстыкового пути почти всегда испытывают температурные напряжения. Эти напряжения бывают тем выше, чем больше отличается фактическая температура рельсов от той, при которой рельсовые плети были закреплены на шпалах. Когда фактическая температура плетей превышает температуру их закрепления на 15 градусов и более, тогда работы на пути прекращаются. При температуре рельсов, близкой к максимальной расчетной и ниже 30 градусов, назначается дополнительное наблюдение за рельсовыми плетями, так как при высоких температурах возможен выброс пути, при низких – разрыв плети.
Бестыковой путь — наиболее прогрессивная конструкция железнодорожного пути, при нем значительно сокращаются расходы на содержание пути, снижаются сопротивления движению поезда.