Общие сведения. Характеристика и область применения основных видов опор балочных железнодорожных мостов

Введение
Мост представляет собой конструкцию, которая позволяет обеспечить транспортную развязку над определенным препятствием. Он состоит из целого набора взаимосвязанных сооружений (насыпи, устройств для регулирования моста, водяных направляющих и устройств для берегового укрепления).
Процесс строительства любого мостового сооружения зависит от конкретного выбора статистической схемы, а также технологии монтажа составных частей моста. Исходя из статистической схемы, выделяют следующую классификацию железнодорожных мостов:
- блочные мосты;
- арочные мосты;
- висячие мосты;
- вантовые мосты.
За последние десятилетия наибольшее распространение в Российской Федерации получили так называемые балочные мосты. Причиной этого является простота их конструкции и удобство строительства. Данный тип мостов изготавливается, в основном, из железобетона и бетона, которые относятся к классу В20-В50. В связи с тем, что протяженность железнодорожных дорог в российской Федерации является одной из самых больших, то очень часто приходится возводить мосты в суровых условиях. В таких ситуациях для дополнительной защиты составных частей возводимых мостов используется каменная облицовка (в последнее время для этого стали применяться бетонные плиты, которые относятся к классу В60)
Мостовое сооружение включает в себя следующие основные части:
- береговые опоры;
- промежуточные опоры;
- пролетные строения, которые используются для перекрытия пространства между самими опорами и которые осуществляют передачу веса сквозь опоры в грунт.
На пролетах размещается полотно моста, по которому происходит движение транспорта.
Наиболее важной деталью является опора моста. Из-за того, что нагрузка может передаваться по-разному и, соответственно, опора также эксплуатируется по-разному, в настоящее время существует несколько разновидностей и классификаций мостовых опор. К примеру, некоторые из опор могут переводить только вертикальную нагрузку на грунт, некоторые – только горизонтальную, а наиболее современные варианты опор могут переводить как вертикальную, так и горизонтальную нагрузки в грунт. В связи с этим вопрос изучения опор балочных мостов является весьма актуальным в настоящее время.
В ходе выполнения данной работы будут рассмотрены вопросы, которые касаются изучения общих требований к железобетонным конструкциям железнодорожных мостов, а также изучения характеристик и области применения основных видов опор балочных железнодорожных мостов.
1 Общие требования к конструкциям железнодорожных мостов
Конструкции, которые используются при строительстве железнодорожных мостов, должны соответствовать требованиям по:
- безопасности;
- эксплуатационной пригодности;
- долговечности;
- иным требования, которые будут указаны в техническом задании на разработку железнодорожного моста.
С целью соблюдения данных требований, конструкции необходимо выбирать таким образом, чтобы их исходные технические характеристики позволяли полностью исключить любые разрушения готовой конструкции или нарушение условий эксплуатации с учетом всевозможных воздействий, которые могут иметь место в процессе возведения моста и его дальнейшей эксплуатации.
В ряде случаев используемые конструкции должны обладать такими характеристиками, которые обеспечивают выполнение всех необходимых условий по тепло- и звукоизоляции, радиационной и биологической защите и т.п. В тех конструктивных элементах, которые используются в агрессивной внешней среде, должны быть непроницаемыми и иметь высокую долговечность, обязательным является требование по полному отсутствию трещин по всему объему элемента конструкции. Во всех оставшихся случаях конструкции могут допускать возникновение трещин в процессе эксплуатации, однако к таким конструкциям выдвигается требование по предельному значению ширины раскрытия образовавшейся в процессе эксплуатации трещины.
Для удовлетворения требований долговечности конструкция должна иметь такие начальные характеристики, чтобы в течение установленного длительного времени она удовлетворяла бы требованиям по безопасности и эксплуатационной пригодности с учетом влияния на геометрические характеристики конструкций и механические характеристики материалов различных расчетных воздействий (длительное воздействие нагрузки, неблагоприятные климатические, технологические, температурные и влажностные воздействия, попеременное замораживание и оттаивание, агрессивные воздействия и др.)

.
Безопасность, применяемость и долговечность используемых конструкций, а также остальные требования, которые предъявляются к ним в соответствии с техническим заданием на проект, требуется обеспечивать путем соблюдения требований:
- к применяемой марки бетона, а также ее составляющим;
- к используемой арматуре;
- к проведению расчетов конечного сооружения;
- к конструктивным особенностям;
- к технологических особенностям;
- к эксплуатации [1].
Требования по нагрузкам и воздействиям, пределу огнестойкости, непроницаемости, морозостойкости, предельным показателям деформаций (прогибам, перемещениям, амплитуде колебаний), расчетным значениям температуры наружного воздуха и относительной влажности окружающей среды, по защите строительных конструкций от воздействия агрессивных сред и др. устанавливаются соответствующими нормативными документами
При проектировании конструкций надежность конструкций устанавливают согласно ГОСТ 27751 полувероятностным методом расчета путем использования расчетных значений нагрузок и воздействий, расчетных характеристик бетона и арматуры (или конструкционной стали), определяемых с помощью соответствующих частных коэффициентов надежности по нормативным значениям этих характеристик, с учетом уровня ответственности зданий и сооружений. Нормативные значения нагрузок и воздействий, значения коэффициентов надежности по нагрузке, коэффициентов надежности по назначению конструкций, а также деление нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) устанавливают соответствующими нормативными документами для строительных конструкций. Расчетные значения нагрузок и воздействий принимают в зависимости от вида расчетного предельного состояния и расчетной ситуации. Расчет конструкций можно производить по заданному значению надежности на основе полного вероятностного расчета при наличии достаточных данных об изменчивости основных факторов, входящих в расчетные зависимости.
В процессе разработки современных и модернизации уже используемых конструктивных элементов железнодорожных мостов необходимо выполнять следующие действия:
- обеспечивать выполнение всех установленных требований по обеспечению необходимого уровня надежности, долговечности и непрерывности работы моста и соблюдать требования по безопасности движения пешеходов и транспортных средств, а также соблюдать условия охраны труда;
- учитывать возможные варианты проникновения маломобильных групп людей на проезжую часть моста;
- учитывать необходимость обеспечения безопасного прохода в случае возникновения на водотоке паводка или ледохода, а также обеспечения всех необходимых условий для безопасности судоходства на судовых речных путях;
- выбирать такие варианты решений в рамках реализуемого проекта, которые позволят обеспечить экономичное использование материалов, уменьшить расход энергии и топлива, понизить окончательную цену на реализацию проекта;
- учитывать возможность организации наиболее эффективного процесса строительства благодаря использованию современных технологических средств и методов автоматизации в сфере строительства, а также современных составных частей разрабатываемого сооружения, которые будут полностью соответствовать всем необходимым требованиям, указанные в техническом задании;
- предусматривать дальнейшие перспективы в развитии железнодорожной сети, возможности проведения модернизации уже используемых путей с целью обеспечения всем необходимым отдаленных населенных пунктов и освоения ранее не используемых территорий;
- учитывать создание технологических регламентов, которые необходимо применять в процессе реализации уже определенных заранее конструктивных и технологических решений [2].
2 Характеристика и область применения основных видов опор балочных железнодорожных мостов
Опоры любого вида мостов принято разделять на концевые, которые называются устоями, и промежуточные