Рассмотрены основные виды искусственных сооружений (мосты, тоннели, водопропускные трубы), применяемые на железных дорогах. Изложены основные положения проектирования мостов, тоннелей и водопропускных труб и современные методы их расчета на основе действующих нормативных документов

Значительное внимание уделено технологии изготовления элементов конструкций и постройке искусственных сооружений, а также их эксплуатации, ремонту и реконструкции.

Учебник предназначен для студентов вузов железнодорожного транспорта специальности 1210 «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство», может служить пособием для инженеров-мостовиков и путейцев

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие

Раздел первый. МОСТЫ И ТРУБЫ

Глава 1. Общие сведения о мостах

1.1. Основные виды мостов
1.2. Краткий исторический очерк развития мостостроения

Глава 2. Основные положения проектирования мостов и труб

2 1. Исходные данные для проектирования
2.2. Стадии проектирования моста
2.3. Расчет мостовых конструкций

Глава 3. Конструкция деревянных мостов

3.1. Общие сведения
3.2. Конструкция деревянных мостов малых пролетов
3.3. Деревянные опоры и ледорезы

Глава 4. Расчет деревянных мостов

4.1. Основные положения
4.2. Расчет прогонов, пакетов и клееных балок
4.3. Расчет опор

Глава 5. Железобетонные мосты .

5.1. Характеристика и область применения
5.2. Основные системы железобетонных мостов
5.3. Материалы и их характеристики

Глава 6. Балочные железобетонные мосты

6.1. Виды балочных мостов и конструктивные формы пролетных строений
6.2. Конструктивные требования к пролетным строениям
6.3. Плитные пролетные строения
6.4. Ребристые пролетные строения с ненапрягаемой арматурой
6 5. Ребристые пролетные строения с напрягаемой арматурой
6.6. Консольные и неразрезные пролетные строения. Сквозные фермы

Глава 7. Рамные железобетонные мосты

7.1. Схемы рамных мостов
7.2. Конструкция рамных мостов

Глава 8. Арочные и комбинированные железобетонные мосты

8.1. Общие сведения
8.2. Конструкции арочных и комбинированных мостов

Глава 9. Детали конструкций железобетонных пролетных строений

9.1. Мостовое полотно и тротуары
9.2. Гидроизоляция и водоотвод
9.3. Анкеры напрягаемой арматуры
9.4. Стыки сборных элементов и составных конструкций

Глава 10. Основные положения проектирования и расчета железобетонных мостов

10.1. Определение усилий в балочных пролетных строениях и плитах балластного корыта
10.2. Расчет изгибаемых железобетонных элементов с ненапрягаемой арматурой
10.3. Расчет изгибаемых железобетонных элементов с напрягаемой арматурой

Г л а в а 11. Общие сведения о стальных мостах

11.1. Характеристика стальных мостов
11.2. Материалы стальных мостов
11.3. Соединения стальных элементов
11.4. Основные виды стальных пролетных строений

Глава 12. Конструкция пролетных строений со сплошными балками

12.1. Общие сведения
12 2. Пролетные строения с ездой поверху на деревянных поперечинах
12.3. Сталежелезобетонные пролетные строения
12.4. Коробчатые пролетные строения
12.5. Пролетные строения с ездой понизу

Глава 13. Конструкция пролетных строений с балочными фермами

13.1. Проезжая часть
13.2. Главные фермы
13.3. Элементы ферм
13.4 Узлы главных ферм
13.5. Связи между фермами
13.6. Типовые пролетные строения

Глава 14. Балочно-неразрезные и консольные, арочные, рамные и комбинированные пролетные строения

14.1. Балочно-неразрезные и консольные пролетные строения
14.2. Арочные и рамные пролетные строения
14.3. Пролетные строения комбинированных систем

Глава 15. Расчет стальных мостов

15 1. Основные положения расчета
15.2. Расчет сплошных главных балок
15.3. Расчет сталежелезобетонных балок
15.4. Расчет балок проезжей части
15.5. Расчет главных ферм
15.6. Расчет связей и портальной рамы

Глава 16. Опоры железобетонных и металлических мостов

16.1. Общие сведения
16.2. Промежуточные опоры
16.3. Концевые опоры
16.4. Расчет опор

Глава 17 Опорные части железобетонных и металлических балочных мостов

17.1. Назначение опорных частей и их размещение
17.2. Виды опорных частей
17.3. Конструкция опорных частей
17.4. Основные положения расчета опорных частей

Глава 18. Конструкция водопропускных труб

18.1. Общие сведения
18.2. Сборные железобетонные и бетонные трубы
18.3. Металлические трубы

Глава 19. Расчет труб

19.1. Основные положения
19.2. Статический расчет труб

Глава 20 Постройка деревянных мостов

20.1. Изготовление конструкций
20.2. Постройка деревянных мостов .

Глава 21. Изготовление и монтаж железобетонных пролетных строений

21.1. Изготовление блоков сборных пролетных строений
21.2. Монтаж сборных пролетных строений
21.3. Сооружение монолитных пролетных строений

Глава 22. Изготовление и монтаж стальных пролетных строений

22.1. Изготовление стальных пролетных строений
22.2. Монтаж стальных пролетных строении

Глава 23. Постройка опор

23.1. Изготовление элементов опор
23.2. Постройка монолитных опор
23.3. Сооружение сборных и сборномонолитных опор
23.4. Сооружение опор в северной климатической зоне

Глава 24. Постройка водопропускных труб

24.1. Изготовление элементов труб
24.2. Постройка труб
24.3. Постройка труб на вечномерзлых грунтах и в зимний период

Глава 25. Эксплуатация мостов и труб

25.1. Краткая характеристика эксплуатируемых мостов и труб
25.2. Организация содержания мостов и труб
25.3. Содержание подмостового русла
25.4. Содержание мостового полотна и пути на мостах
25 5. Содержание водопропускных труб и малых мостов

Глава 26. Основные повреждения мостов и труб и способы их выявления

26.1. Общие сведения
26.2. Повреждения металлических пролетных строений
26.3. Повреждения железобетонных, бетонных и каменных пролетных строений
26.4. Основные повреждения опор
26.5. Повреждения деревянных мостов
26.6. Повреждения водопропускных труб

Глава 27. Определение грузоподъемности мостов

27.1. Основные положения оценки грузоподъемности металлических пролетных строений
27.2. Определение грузоподъемности металлических балок со сплошной стенкой
27.3. Определение грузоподъемности элементов главных ферм металлических пролетных строений
27.4. Классификация подвижных нагрузок и оценка возможности их пропуска по мосту
27.5. Общие сведения об оценке грузоподъемности железобетонных пролетных строений
27.6. Определение грузоподъемности плиты балластного корыта
27.7. Определение грузоподъемности главной балки

Глава 28. Ремонт и усиление мостов и труб

28.1. Ремонт металлических пролетных строений
28.2. Ремонт железобетонных пролетных строений
28.3. Ремонт деревянных мостов и мостового полотна
28.4. Усиление металлических пролетных строений
28.5. Усиление железобетонных пролетных строений
28.6. Ремонт и усиление каменных, бетонных мостов и опор
28.7. Ремонт и усиление водопропускных труб

Глава 29. Реконструкция мостов и труб

29.1. Общие сведения
29.2. Реконструкция мостов с изменением числа путей и подмостовых габаритов
29.3. Прочие виды реконструкции мостов
29.4. Реконструкция водопропускных труб

Раздел второй. ТОННЕЛИ

Глава 30. Общие сведения о тоннелях

30.1. Назначение тоннелей и их классификация
30.2. Обзор развития тоннелестроения

Глава 31. Проектирование трассы тоннеля

31.1. Особенности плана и профиля
31.2. Выбор отметки подошвы тоннеля и мест порталов
31.3. Состав геодезическо-маркшейдерских работ
31.4. Геодезические работы на поверхности
31.5. Ориентирование подземной выработки
31.6. Маркшейдерские работы

Глава 32. Инженерно-геологические исследования по трассе тоннеля

32.1. Значение, средства и методы инженерно-геологических исследований
32.2. Условия залегания грунтов
32.3. Физико-механические свойства грунтов
32.4. Горное давление и его прогноз
32.5. Подземные воды и газы, температура подземной выработки

Глава 33. Конструкции тоннельных обделок

33.1. Внутреннее очертание обделок
33.2. Конструкции обделок из монолитного бетона
33.3. Ниши, камеры и порталы
33.4. Сборные конструкции тоннельных обделок
33.5. Гидроизоляция обделок, водоотводные устройства в тоннелях

Глава 34. Основные положения расчета тоннельных обделок

34.1. Нагрузки на подземные конструкции
34.2. Особенности статической работы тоннельной обделки
34.3. Основные расчетные схемы обделок сооружаемых закрытым способом
34.4. Расчет обделки способом Метрогипротранса

Глава 35. Проходка элементов тоннельной выработки

35.1. Фронт тоннельных работ
35.2. Крепление врезки и проходка направляющей штольни
35.3. Раскрытие калотты
35.4. Анкерная крепь

Глава 36. Разработка и уборка грунта

36.1. Способы разработки грунта
36.2. Погрузка грунта
36.3. Тоннельный транспорт

Глава 37. Сооружение тоннелей горным способом

37.1. Способы постройки тоннелей в слабых грунтах
37 2. Способы постройки тоннелей в крепких грунтах
37.3. Возведение бетонной обделки
37.4. Вспомогательные работы при горном способе проходки

Глава 38. Сооружение тоннелей щитовым способом

38 1. Основные сведения о щитах и щитовой проходке
38.2. Механизированные проходческие щиты
38.3. Силы сопротивления движению

Глава 39. Содержание тоннелей

39.1. Условия работы тоннельной обделки
39.2. Технический надзор
39.3. Проверка очертания тоннельной обделки
39.4. Содержание пути в тоннеле
39.5. Вентиляция тоннелей

Глава 40. Ремонт и реконструкция тоннелей

40.1. Ремонт тоннелей
40.2. Осушение тоннелей
40.3. Реконструкция тоннелей

Приложение. Подмостовые габариты

ПРЕДИСЛОВИЕ

Ускорение научно-технического прогресса в транспортном строительстве способствует снижению на его основе материалоемкости, трудоемкости; экономии топливно-энергетических ресурсов; развитию и дальнейшему совершенствованию транспортной системы и ее основного звена — железнодорожного транспорта.

Искусственные сооружения — мосты, тоннели, водопропускные трубы — важнейшие, сложные и дорогостоящие элементы транспортных магистралей. Общая протяженность их на сети железных дорог СССР составляет несколько тысяч километров, а стоимость — около 17 % стоимости основных средств путевого хозяйства. Проектирование, сооружение и эксплуатация искусственных сооружений — взаимосвязанный сложный процесс, для выполнения которого требуется высокая специальная подготовка инженера.

Дальнейшее развитие проектирования искусственных сооружений связано с разработкой и совершенствованием конструктивных форм, методов расчета, выбором и разработкой наиболее эффективных материалов, прогрессивных методов и технологии изготовления элементов и строительства, с обеспечением высокой надежности и долговечности конструкций при минимальных затратах на их сооружение и эксплуатацию. Большие перспективы в области проектирования связаны с широким применением ЭВМ и систем автоматизированного проектирования (САПР).

В области строительства искусственных сооружений одним из главных направлений является дальнейшее повышение индустриализации путем ускорения комплексной механизации, организации
поточного производства элементов конструкций и их монтажа. Одной из важнейших задач является повышение качества строительства искусственных сооружений.

Серьезные проблемы возникают в содержании искусственных сооружений на железных дорогах. Срок службы многих из них достигает 100 лет и более. Поэтому в эксплуатации находятся сооружения, построенные в течение века по различным строительным нормам; грузоподъемность и надежность их различны. В процессе эксплуатации в сооружениях возникает немало повреждений; многие сооружения по мере изменения условий эксплуатации железных дорог или судоходства нуждаются в реконструкции и усилении.

Для обеспечения нормальной работы сооружений и длительного срока их службы выполняется комплекс работ, связанных с обследованием, испытаниями, оценкой грузоподъемности и надежности, ремонтом, усилением и реконструкцией. Обследования, испытания должны выполняться с использованием современных методов исследования с применением новейших приборов. Оценка грузоподъемности и надежности в комплексе работ по содержанию сооружений имеет особое значение. При решении этих задач необходимо широко использовать современные методы расчета, испытаний и экспериментальных исследований. Работы по ремонту, усилению и реконструкции должны быть максимально механизированы с применением новых материалов и новейших методов технологии, обеспечивающих высокое качество работ с минимальным стеснением движения поездов и максимальным обеспечением безопасности их движения.

Учебник написан для студентов транспортных вузов специальности 1210 «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство» в соответствии с утвержденной программой. Инженер -по этой специальности должен знать конструкцию искусственных сооружений, владеть методами проектирования, уметь их строить и эксплуатировать. Учитывая это, авторы стремились изложить материал так, чтобы он максимально удовлетворял требованиям подготовки инженеров указанного профиля. Поэтому достаточно широко рассмотрены конструкции современных, построенных ранее и находящихся в эксплуатации сооружений; вопросы расчета, проектирования, технологии изготовления элементов конструкций и строительства, а также содержания искусственных сооружений.

В данном учебнике более подробно изложены конструктивные особенности и способы сооружения и эксплуатации наиболее массовых искусственных сооружений, в строительстве, проектировании и эксплуатации которых принимают участие выпускники специальности 1210. В связи с этим мосты сложных систем и больших пролетов, крупные тоннели и метрополитены, мосты особых видов (разводные, наплавные и др.) в учебнике почти не рассматриваются. Не включены в учебник мосты и тоннели под автомобильную дорогу.

Материал учебника изложен в соответствии с действующими нормативными общесоюзными и ведомственными документами с использованием принятых в них формул и обозначений.

Авторы выражают глубокую признательность заведующему кафедрой «Мосты» ЛИИЖТа д-ру техн. наук, проф. Ю. Г. Козьмину, начальнику Гипро-трансмоста О. А. Попову, кандидатам техн. наук, доцентам ЛИИЖТа Г. И. Богданову, В. А. Подчекаеву и Ю. С. Фролову, канд. техн. наук, старшему научному сотруднику В. Е. Меркину, инж. И. С. Файнштейну за ценные рекомендации, которые были учтены при написании учебника.