Мосты и трубы

Страница 2 из 2

Содержание лекции:

Искусственные сооружения

• Искусственные сооружения
• Мосты и трубы

Мост (рис. 1) состоит из пролетных строений (4), перекрывающих требуемое пространство и являющихся основанием для пути, и опор, поддерживающих пролетные строения в нужном положении. В зависимости от числа пролетов мосты бывают однопролетными, двухпролетными, трехпролетными и так далее, а в зависимости от числа путей на общих опорах – однопутными и двухпутными; на двухпутных мостах пролетные строения часто бывают раздельными. Участки земляного полотна, примыкающие с обеих сторон к мосту, называют подходами. Концевые части подходов оформляют в виде конусов (1).

Рис. 1 – Схема моста

Концевые опоры моста (2) называют устоями. Они одной своей стороной поддерживают конец пролетного строения, а другой – примыкающую к мосту насыпь, выполняя роль подпорной стены. В пределах длины устоев располагаются обычно конусы подходов. Промежуточные опоры – быки (3) – поддерживают концы двух смежных пролетных строений. Пролетные строения опираются на опоры через опорные части, которые передают давление на опору, позволяют пролетному строению несколько поворачиваться, удлиняться или укорачиваться при изгибе под нагрузкой, а также изменять свою длину при изменении температуры.

Под одним концом пролетного строения помещают неподвижные опорные части, которые допускают только поворот пролетного строения. Они состоят из верхнего (4) и нижнего (2) балансиров и цилиндрического шарнира (3) между ними (рис. 2, а). Нижний балансир прикреплен к подферменнику (1) опоры, а верхний – к поясу фермы. Под другим концом пролетного строения помещают подвижные опорные части (рис. 2, б), которые дают возможность пролетным строениям перемещаться вдоль пролета по специальным каткам (5).

Рис. 2 – Опорные части моста: а – неподвижная с шарниром; б – подвижная катковая

Расстояние между центрами опорных частей называется расчетным пролетом (на рис. 1 обозначено L _p). Длиной пролетного строения L называют расстояние между его торцами. Полная длина моста – расстояние между крайними гранями его устоев, соприкасающимися с земляным полотном.

По длине мосты подразделяют на:

• малые (полная длина до 25 м);
• средние (от 25 до 100 м);
• большие (от 100 до 500 м);
• внеклассные (более 500 м).

Путь на мосту может быть расположен (рис. 3) на верху пролетного строения (езда поверху), внизу (езда понизу), а иногда и посередине пролетного строения, имеющего форму арки.

Рис. 3 – Мосты: а – с ездой по верху; б – понизу; в – посередине

По роду материала различают деревянные, каменные, металлические и железобетонные мосты. Определяет эту классификацию материал пролетного строения. У металлических мостов, например, опоры могут быть каменные, бетонные и железобетонные.

Деревянные мосты широко применялись в первый период строительства железных дорог, а также во время гражданской и Великой Отечественной войн при временном восстановлении разрушенных сооружений. Простота конструкций и возможность использования местных материалов позволяют сооружать деревянные мосты быстро и дешево. Но они недолговечны, опасны в пожарном отношении, трудоемки в содержании. В настоящее время применение деревянных мостов в виде исключения может быть допущено лишь на малодеятельных ветвях и подъездных путях (путях необщего пользования) III и IV категорий.

Важное преимущество каменных мостов – их долговечность, измеряемая иногда столетиями. Так как камень очень хорошо сопротивляется сжимающим усилиям и плохо работает на растяжение и изгиб, то каменным мостам придавалась сводчатая форма, при которой в конструкции возникают только сжимающие усилия. Из-за большого собственного веса каменные мосты мало чувствительны к увеличению веса поездов и за многие десятилетия существования не исчерпали своей несущей способности. Однако большая трудоемкость строительства и ограниченность допускаемой длины пролетов (не более 60 м) послужили причиной тому, что в настоящее время каменные мосты не строятся.

Металлические мосты составляют около 70% суммарной длины всех мостов на железных дорогах. Они обладают малым весом, высокой прочностью, допускают широкое применение однотипных деталей и элементов. Срок службы металлических мостов 50–60 лет, а при усилении в процессе эксплуатации – 70–80 лет. Металлические мосты особенно экономичны при расчетных пролетах более 33 м.

В последние годы все более широкое распространение получают железобетонные мосты. Железобетон, особенно с предварительным (до бетонирования) напряжением арматуры, обладает хорошим сопротивлением не только сжатию, но и растяжению. Железобетонные мосты являются основным типом малых мостов. Типовые железобетонные пролетные строения имеют расчетные пролеты от 2, 55 до 15, 8 м. При большой длине нагрузка от собственного веса пролетного строения оказывается значительной, что осложняет строительно-монтажные работы и устройство фундаментов опор.

Для защиты моста и подходов от размыва паводком и повреждения ледоходом в необходимых случаях устраивают регуляционные сооружения (рис. 4), состоящие из водонаправляющих шпоровидных (1) и грушевидных (2) дамб и траверс (3), и укрепления каменной отмосткой или бетонными плитами. Мост, подходы, регуляционные сооружения и укрепления вместе с подмостовым руслом реки называют мостовым переходом.

Рис. 4 – Регуляционные сооружения

Трубы бывают:

• каменные;
• металлические;
• бетонные;
• железобетонные.

Каменные трубы строили из бутовой кладки или прочного кирпича, в ряде случаев с гранитной облицовкой. Многие старые трубы эксплуатируются 100 лет и более. Менее продолжительное время (50–70 лет) служат стальные трубы. В настоящее время сооружают преимущественно сборные железобетонные трубы, как наиболее дешевые, требующие минимальных затрат труда на их содержание.

Трубы проектируют одноочковыми, двухочковыми и в отдельных случаях трехочковыми. Железобетонные трубы бывают круглые и прямоугольные. Первые предпочтительнее при малых расходах воды (до 4 м³/с) и малых высотах насыпи (до 3 м).

Прямоугольные трубы применяют в условиях стесненной высоты насыпи, а также при замене временных мостов, когда в небольшой пролет временного моста надо уложить трубу с максимальной водопропускной способностью.

Типовые круглые трубы диаметром от 1 до 2 м имеют водопропускную способность от 1, 4 до 8, 0 м³/с и требуют минимальной высоты насыпи от 1, 55 до 2, 55 м. Типовые прямоугольные трубы отверстием от 1 до 4 м имеют водопропускную способность от 4, 6 до 25, 2 м³/с и требуют минимальной высоты насыпи от 2, 5 до 3, 3 м.

Для уменьшения сопротивления потоку воды на входах и выходах труб устраивают оголовки, расширяющиеся в направлении от трубы.

Конструктивные элементы труб показаны на (рис. 5).

Рис. 5 – Конструктивные части трубы: 1 – оголовок; 2 – гидроизоляция; 3 – выходной оголовок; 4 – мощение; 5 – рисберма; 6 – фундамент; 7 – деформационный шов; 8 – звенья трубы

Рекомендуемым типом лотков являются сборные железобетонные лотки замкнутого или П-образного сечения, укладываемые на блочных бетонных фундаментах. Звенья, несущие временную вертикальную нагрузку, имеют замкнутое прямоугольное очертание. Звенья, не несущие временной вертикальной нагрузки (в оголовках, широких междупутьях), устраивают открытыми сверху.

При увеличении пропускной способности линий нередко возникает необходимость усиления искусственных сооружений, устранения их конструктивных дефектов и негабаритности, а также увеличения водопропускных отверстий.

Мосты с конструкцией пути на балласте и водопропускные трубы разрешается располагать на любых сочетаниях профиля и плана линий.

Мосты с конструкцией пути на поперечинах размещаются на прямых участках пути и по возможности на площадках. В конструкциях мостов обеспечивается отвод воды и проветривание.

Чтобы не стеснять водопропускных отверстий, низ пролетных строений, подферменные площадки, внутренние поверхности труб должны возвышаться над расчетным уровнем воды и наивысшим уровнем ледохода от 0, 25 до 0, 75 м.

Кирпич

Современная строительная индустрия немыслима без такого простого и незамысловатого на первый взгляд изобретения человечества - кирпича. На страницах интернет-портала по малоэтажному строительству https://parthenon-house.ru вы найдете огромное количество материалов и статей в той или иной степени освещающих вопросы строительства домов и коттеджей из кирпича или с применением современных керамических изделий - поризованных блоков и камней. В этой статье мы хотим рассказать вам об истории кирпичного строительства, восходящей своими корнями к временам Древних цивилизаций, Египетских фараонов и императоров Рима.

Изготовление кирпича в Древнем Египте

Многочисленные археологические раскопки позволяют нам с уверенностью говорить о том, что первые кирпичи в качестве строительного материала были применены человеком около 5 тысяч лет назад. Но кто именно изобрел кирпич достоверно сказать нельзя. Скорее всего, кирпич в том понимание, которое мы вкладываем в это слово был изобретением не одного человека, а плод эволюционного развития самой технологии постройки крепкого и недорогого жилища из подручных материалов. Ученым не удалось точно указать и найти место постройки первого строения из кирпича, но, то, что эти строения стали возводится в Месопотамии, территории между Тигром и Евфратом (Междуречье), совсем не случайно. Дело в том, что в этих местах всегда вдоволь было воды, глины и соломы. И вся эта благодать освещалась жарким солнцем практически круглый год. Именно из этих природных материалов и строили свои жилища местные жители. Строения возводились из соломы обмазанной глиной.

Глина высыхала под солнечными лучами и становилась твердой, при этом не пропускала влагу и хорошо защищала от непогоды. Люди это заметили, а так как они стремились облегчить свой труд, то ими и был изобретен этот, незатейливый на первый взгляд, брусок из соломы и глины, получивший у нас название кирпич. Технология изготовления первых кирпичей была проста: клейкую глину смешивали с водой, добавляли для прочности и крепости солому, а уже сформированные таким образом кирпичи под горячими лучами солнца высыхали и становились твердыми как камень.

Изготовление кирпича-сырца

Это был еще необожженный кирпич или кирпич-сырец. Кирпич-сырец и сейчас в наше время широко используется во многих станах мира как основной строительный материал.
Первыми кто освоил технологию обжига кирпича в печи, стали древние египтяне. На изображениях, сохранившихся со времен фараонов, хорошо видно как производился кирпич, и строились из него храмы и дома. Например, городские стены Иерихона сложены из кирпича, который имел форму, сходную с нынешними батонами белого хлеба.

Стены Иерихона из кирпича

Кирпич стал основным строительным материалам в Междуречье и практически все города в период расцвета этой цивилизации были построены из него. Например, в Вавилоне красивейшем городе древнего мира все здания были построены из кирпича.
Большими мастерами в производстве кирпича и строительстве зданий и сооружений из него стали древние римляне и греки. Именно от греческого слова " plinthos", которое буквально и означает " кирпич" получили свое название плинфы, изделие, которое явило собой новую веху в истории производства кирпичей.
Это интересно: Другое греческое слово, " керамос", переводится как глина. А понятие " керамика" обозначает изделия из обожженной глины. Когда-то в древних Афинах мастера - горшечники жили компактно в одном из районов города. Этот район стал называться афинянами " Керамик".

Плинфы - наиболее древние обожженные кирпичи. Изготавливалась в специальных деревянных формах. Плинфа сушилась 10-14 дней, затем обжигалась в печи. Они были квадратными и крупных размеров. В Древнем Риме плинфа изготавливалась как правило следующих размеров 50 х 55 х 4, 5 см, а в Византии 30 х 35 х 2, 5.
Изготавливались плинфы и поменьше, но их использовали как черепицу. Как видим, древние плинфы были значительно тоньше современного кирпича, но это обстоятельство нисколько не мешало тем, же римлянам строить из них знаменитые римские арки и своды.

Внешние арки Колизея

Такие кирпичи легко формовались, сушились и обжигались. Строили из них с использованием толстого слоя раствора, зачастую равного по толщине самой плинфе, из-за чего стена храма становилась " полосатой". Иногда через несколько рядов плинф укладывали ряд природного камня. В Византии стены из плинфы почти никогда не штукатурились.