Классификация мостов и нагрузок

Мосты до 1875 г. строили без каких-либо общепринятых норм, а начиная с 1875 г.— по нормам, которые изменялись в последующем (в 1884, 1896, 1907, 1923—1925, 1931, 1947, 1956, 1962, 1966 гг.). Нагрузки реальных поездов, а вместе с ними и нормативные непрерывно возрастали. Совершенствовались методы расчета и конструирования мостов, изменялись допускаемые напряжения

                                                         поЗ,5к          поЗ,0к        поЗ,5к         поЗ,0к   по1,0и

Рис. 208. Нормативная нагрузка НК-1930

на материалы. Фактические запасы на рост нагрузок оказались неодинаковыми, тем более если учесть изменения в состоянии самих конструкций. В результате этого грузоподъемность эксплуатируемых мостов и отдельных их элементов весьма разнообразна.

С другой стороны, разнотипны и обращающиеся нагрузки, далеко не однородные по воздействию на мосты.

Поэтому, чтобы определить обычными методами расчета возможность пропуска нагрузок по какому-то мосту, потребовалось бы всякий раз выполнять эти расчеты заново для каждого вида обращающейся нагрузки, что длительно и непрактично. Работа значительно упрощается при классификации мостов по грузоподъемности нагрузок — по воздействию на мосты.

Сущность классификации состоит в том, что для грузоподъемности мостов и для воздействия нагрузок принята за единицу измерения одна и та же единичная нагрузка. Для каждого старого моста однажды определяют, скольким единицам (или, как говорят, какому классу) этой единичной нагрузки соответствует грузоподъемность моста. Так и для каждой обращающейся нагрузки, например, для поезда с тепловозом ТЭЗ, определяют, какому классу, т. е. скольким единицам той же единичной нагрузки соответствует воздействие данной нагрузки на мосты различных длин.

В итоге грузоподъемность каждого моста и воздействие различных поездных нагрузок выражены соизмеримо — в одних и тех же единицах.

Следовательно, для определения возможности пропуска той или иной нагрузки достаточно только сравнить по имеющимся данным класс нагрузки с классом моста, не производя каких-либо расчетов.

Классификацию старых мостов, выполняемую с 1931 г., производят по нормативной нагрузке НК1930 (при К=1) и при допускаемых наибольших напряжениях 1700 кгс/см².

Схема нагрузки НК-1930 (рис. 208) напоминает как бы реальный поезд, состоящий из двух локомотивов (по девять осей) и вагонов. Допустим, что стрелки по рис. 208 соответствуют осям локомотива, цифры между ними—расстояниям в метрах, цифры под стрелками — давлению осей в тоннасилах, вертикальная штриховка— давлению вагонной нагрузки также в тонна-силах, но не на ось, а на 1 пог. м пути. Тогда при классе К-6 получим давление на оси локомотива по 21 и 18 тс, а давление от вагонов — по 6 тс/м, что близко к давлению обращающихся нагрузок.

Нагрузке НК-1930 соответствуют допускаемые напряжения (наибольшие—1700 кгс/см²). Они ниже нормативного сопротивления (2400 кгс/см²), принимаемого для нагрузки СК (стр. 20) при расчете новых мостов по предельным состояниям. Однако эта разница (700 кгс/см²) при расчете по допускаемым напряжениям служит общим коэффициентом запаса, в то время как при расчете по предельным состояниям он расчленен на части, учитываемые коэффициентами перегрузки, однородности материалов, условий работы (стр. 25—27).

Классификацию мостов составляют мостоиспытательные станции в результате обследования сооружения в натуре. При этом грузоподъемность в классах определяют для каждого элемента, т. е. по действительным реальным размерам сечений и прикреплений за вычетом всех имеющихся ослаблений, в том числе вследствие ржавления, трещин и других дефектов. Из классов всех элементов (продольных и поперечных балок, раскосов, поясов и т. д.) и прикреплений выбирают наименьший класс самого слабого элемента, который и принимают за класс моста.

Класс элемента определяют при невыгодном для данного элемента загружении моста нагрузкой. Так, наибольшее воздействие нагрузки на продольную балку будет при загружении всей длины продольной балки; для поперечной балки, поддерживающей продольные балки двух смежных панелей, наибольшее воздействие получается при загружении двух панелей; для элемента пояса или опорных раскосов, ферм — при загружении нагрузкой всего пролетного строения. Для тех же длин загружения принимаются при сравнении и классы нагрузок. В таблицах и на графиках классификации различных типов локомотивов, вагонов и различных схем поезда указаны классы для различных длин и способов загружения.

Классификацию практически выполняют только для старых металлических пролетных строений. Для них же возникает и необходимость усиления, а когда оно нецелесообразно,— необходимость замены новыми с передачей старых для эксплуатации на менее грузонапряженных линиях и автомобильных дорогах, а ветхих — в металлолом.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ................................................................................................................................................... 3 1. Искусственные сооружения — составная часть путевого........................................................... 3 хозяйства............................................................................................................................................. 3

2. Значение искусственных сооружений и требования, предъявляемые к ним............................... 3

3. Обязанности мастеров и бригадиров............................................................................................. 4 РАЗДЕЛ I..................................................................................................................................................... 6

ОСНОВЫ МОСТОВОГО ХОЗЯЙСТВА.................................................................................................. 6

Глава I....................................................................................................................................................... 6

РАЗНООБРАЗИЕ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ...................................................................... 6

1. Виды сооружений........................................................................................................................... 6

2. Классификация сооружений по эксплуатационной характеристике............................................ 9

3. Части и характерные размеры моста............................................................................................ 10 Глава II.................................................................................................................................................... 13

УСЛОВИЯ СЛУЖБЫ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ........................ 13

1 Нагрузки......................................................................................................................................... 13

2. Габариты....................................................................................................................................... 15

3. Работа мостов под нагрузкой и понятие об их расчете............................................................... 17

4. Водный поток в мостах и трубах................................................................................................. 20

5. Модернизация искусственных сооружений................................................................................ 22 7. Обустройства искусственных сооружений.................................................................................. 24

8. Обеспечение нормальной эксплуатации сооружений................................................................. 30

РАЗДЕЛ II.................................................................................................................................................. 32

УСТРОЙСТВО И СОДЕРЖАНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ..................................... 32

Глава III................................................................................................................................................... 32

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ И СПОСОБОВ ИХ ВОЗВЕДЕНИЯ И

СОДЕРЖАНИЯ...................................................................................................................................... 32 1. От деревянных, каменных и железных конструкций —............................................................. 32 к стальным и железобетонным......................................................................................................... 32 2. Индустриализация мостостроения............................................................................................... 34

3. Улучшение конструкций искусственных сооружений................................................................ 37

4. Рационализация содержания искусственных сооружений......................................................... 38

Глава IV.................................................................................................................................................. 38

ДЕРЕВЯННЫЕ МОСТЫ........................................................................................................................ 38 1 Область применения...................................................................................................................... 38 2. Балочные мосты............................................................................................................................ 39 3. Балочно-подкосные мосты........................................................................................................... 42 4, Пролетные строения пакетного типа........................................................................................... 43

5. Пролетные строения с фермами................................................................................................... 44 6. Различные виды деревянных опор............................................................................................... 46

7. Ледорезы....................................................................................................................................... 49

8. Эксплуатация деревянных мостов............................................................................................... 49

Глава V.................................................................................................................................................... 52

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МОСТЫ............................................................................................................... 52 1 Область применения...................................................................................................................... 52 2. Виды и части металлических мостов........................................................................................... 53 3. Металл, применяемый в мостах................................................................................................... 54 4. Соединения в металлических мостах........................................................................................... 55

5. Пролетные строения со сплошными балками............................................................................. 58

6. Проезжая часть.............................................................................................................................. 61 7. Пролетные строения со сквозными фермами.............................................................................. 63

8. Опорные части.............................................................................................................................. 72

9. Особенности устройства мостового полотна и пути на металлических мостах........................ 73 10 Особые виды металлических пролетных строений и мостов.................................................... 76

11. Эксплуатация металлических пролетных строений.................................................................. 82

Глава VI ОПОРЫ КАПИТАЛЬНЫХ МОСТОВ.................................................................................... 85 1 Характеристика и материал опор.................................................................................................. 85 2. Конструкция устоев и быков........................................................................................................ 86

3. Основания и фундаменты опор.................................................................................................... 90

4. Защита поверхности опор............................................................................................................. 91

5. Эксплуатация опор....................................................................................................................... 92

Глава VII КАМЕННЫЕ И БЕТОННЫЕ МОСТЫ................................................................................. 96 1 Область применения...................................................................................................................... 96 2. Конструкция каменных и бетонных мостов................................................................................ 96

3. Разновидности каменных и бетонных мостов............................................................................. 98

Глава VIII ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ МОСТЫ.......................................................................................... 100

3 Область применения.................................................................................................................... 100

2. Принципы армирования и совершенствование железобетона.................................................. 101 3. Различные системы и виды железобетонных мостов................................................................ 103

4. Плитные пролетные строения.................................................................................................... 105

5. Ребристые пролетные строения................................................................................................. 107

6. Предварительно напряженные пролетные строения................................................................. 109

7. Сборные железобетонные мосты............................................................................................... 112

8. Неразрезные, консольные и рамные мосты............................................................................... 117

9. Арочные мосты........................................................................................................................... 120

10. Эксплуатация железобетонных мостов.................................................................................... 124

Глава IX ТРУБЫ................................................................................................................................... 125

1. Область применения................................................................................................................... 125

2. Конструктивные части труб....................................................................................................... 126

3. Конструкция труб из различных материалов............................................................................ 128

4. Трубы на косогорах, дюкеры, лотки, фильтрующие насыпи.................................................... 130

5. Эксплуатация труб...................................................................................................................... 132

Глава X ТОННЕЛИ.............................................................................................................................. 133 1 Характеристика тоннелей............................................................................................................ 133

2. Конструкция тоннельных обделок............................................................................................. 134

3. Обустройства тоннелей.............................................................................................................. 136

4. Эксплуатация тоннелей.............................................................................................................. 137

Глава XI ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ......................................................................................................... 141 1 Применение подпорных стен...................................................................................................... 141

2. Конструкция подпорных стен и их эксплуатация..................................................................... 141 РАЗДЕЛ III.............................................................................................................................................. 144

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИСКУССТВЕННЫХ....................................................... 144

СООРУЖЕНИЙ....................................................................................................................................... 144

Глава XII............................................................................................................................................... 144

СОХРАНЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ И ПРОДЛЕНИЕ СРОКА ИХ СЛУЖБЫ... 144

1 Своеобразие службы искусственных сооружений и работ по их содержанию........................ 144

2. Содержание пути и мостового полотна..................................................................................... 145

3. Пропуск паводка и ледохода...................................................................................................... 145

4. Возможности использования старых искусственных сооружений.......................................... 148

5. Усиление металлических пролетных строений......................................................................... 149

6. Оздоровление массивных сооружений...................................................................................... 153 Глава ХШ.............................................................................................................................................. 155 НАУЧНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА ПРИ СОДЕРЖАНИИ ИСКУССТВЕННЫХ

СООРУЖЕНИЙ.................................................................................................................................... 155 1 Элементы научной организации труда....................................................................................... 155

2. Виды и сроки надзора и ухода за сооружениями...................................................................... 156

3. Планирование и организация выполнения работ...................................................................... 158

4. Выполнение работ на эксплуатируемой линии......................................................................... 159

5. Контроль за качеством ремонтных и строительных работ. Приемка сооружений в

эксплуатацию.................................................................................................................................. 164

6. Ведение текущей технической документации........................................................................... 166

7. Классификация мостов и нагрузок............................................................................................. 166

Константин Дмитриевич Савин ИСКУССТВЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Рецензент В. Н. Соколов

Редактор К. М. Ивановская

Обложка художника Г. П. Казаковцева

Технический редактор Л. Е. Шмелева

Корректор В. Я. Кинареевская ИБ № 23

                Сдано в набор 1.09.76 г.                                     Подписано к печати 22.02.77

                Формат 60Х90 ¹_{/ 16} Бум. тип. № 2 Печ. л. 16                                Уч.-изд. л. 18,16                       Тираж 10 000 экз.

                Т-01971                 Изд. № 1—1-2/15 № 7936                                Зак. тип. 1325.                         Цена 75 коп,

Изд-во «ТРАНСПОРТ», Москва, Басманный туп., 6а

Московская типография № 8 Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам

издательств, полиграфии и книжной торговли, Хохловский пер., 7.