Типы транспортных сооружений

Курсовая работа

Все, что человек строит в процессе своей работы для удовлетворения материальных и духовных потребностей общества и личности, называется структурами.

Строительство — это результат строительной деятельности для выполнения определенных функций потребления. Здания и инженерные сооружения можно классифицировать по разным критериям. По функциональному назначению — на промышленные, гражданские, сельскохозяйственные, гидротехнические, транспортные и др.

Объекты промышленного машиностроения включают заводы, фабрики, предприятия топливно-энергетического комплекса. Гражданские (общественные) сооружения — это жилые дома, здания культурно-бытового назначения, административные здания.

Сельскохозяйственные здания и сооружения — это элеваторы, животноводческие и птицеводческие комплексы, помещения для ремонта и хранения оборудования и переработки сельхозпродукции.

Гидротехнические сооружения это плотины, каналы, трубопроводы, водозаборы, насосные станции, порты и т.д.

И, наконец, транспортные средства включают железные и автомобильные дороги, мосты, морские каналы, линии электропередач, аэропорты. В свою очередь, к автомобильным дорогам относятся мосты, тоннели, путепроводы, путепроводы.

Приведенное в некоторых случаях деление является произвольным, поскольку одна и та же структура может быть отнесена как к той, так и к другой группе. Например, водные пути и шлюзы классифицируются как транспортные сооружения по своему назначению, однако они являются гидротехническими сооружениями, поскольку связаны с использованием воды.

Транспортные сооружения классифицируются:

  • по назначению (для пропуска автомобилей, судов, железнодорожного и авиационного транспорта, для транспортировки природных ископаемых и электроэнергии);
  • по принадлежности (федеральные, областные, краевые, муниципальные);
  • по положению относительно поверхности земли (надземные, наземные, подземные, подводные);
  • по сроку службы (постоянные и временные);
  • по геометрической форме (линейные, или площадные);
  • по материалам, из которых они созданы.

1.1 Классификация автомобильных дорог

автомобильный дорога железнодорожный мостовой

Классификация автомобильных дорог по назначению заключается в

Автомобильные дороги федерального значения — находятся в собственности Российской Федерации, соединяют столицу Российской Федерации с областями, регионами и финансируются за счет федерального бюджета;

6 стр., 2859 слов

Транспортная система Украины

... сроков и стоимости доставки. В соответствии с этим состояние транспортных коммуникаций Украины должно отвечать требованиям европейской интеграции. транспортный железнодорожный автомобильный морской 1. Характеристика различных видов транспорта Транспортные пути Украины Год Длина путей ...

  • Автомобильные дороги регионального значения — находятся в собственности Российской Федерации, связывают в пределах регионов и областей крупные города и промышленные центры и финансируются из регионального бюджета;
  • Автомагистрали муниципального значения находятся в собственности Российской Федерации, связывают центр города с районами и районами между собой, финансируются из бюджета муниципальных образований.

Сельскохозяйственные дороги предназначены для движения машин и техники во время сельскохозяйственных работ и для внутреннего транспорта совхозов.

Промышленные дороги — это подъездные или внутризаводские магистрали, по которым движется транспорт данного промышленного предприятия.

Классификацию дорог по условиям движения и доступа на них транспортных средств разделяют на три класса:

  • Автомагистраль;
  • Скоростная дорога;
  • Дорога обычного типа.

К классу автомагистраль относят дороги, имеющие на всем протяжении многополосную проезжую часть с центральной разделительной полосой;

  • Не имеющие пересечений в одном уровне с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками;
  • Доступ к которым возможен только через перекрестки разных уровней, расположенные на расстоянии не более 5 км друг от друга.

К классу скоростная дорога относят дороги, имеющие на всем протяжении многополосную проезжую часть с центральной разделительной полосой;

  • Не имеющие пересечений в одном уровне с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками;
  • Доступ на которые возможен через пересечения в разных уровнях и примыкания в одном уровне (без пересечения потоков прямого направления), устроенных не чаще, чем через 3 км друг от друга.

К классу дорога обычного типа относят дороги, имеющие единую проезжую часть или с центральной разделительной полосой;

  • Доступ к которым возможен, через перекрестки и перекрестки на разных и равных уровнях, расположенных для дорог категорий IB, II, III не более 600 м, для дорог IV категории не более 100 м, категории V — по 50 м от друга.

В зависимости от интенсивности движения и их хозяйственного и административного значения автомобильные дороги подразделяют на 5 технических категорий согласно нижеприведенной таблице:

Таблица 1.1

Категория дороги

Расчетная интенсивность движения, авт/сут

Народнохозяйственное и административное значение автомобильных дорог

приведенная к легковому автомобилю

в транспортных единицах

I-а

Св. 14 000

Св. 7000

Магистральные автомобильные дороги общегосударственного значения (в том числе для международного сообщения)

I-б

Св. 14 000

Св. 7000

Автомобильные дороги общегосударственного (не отнесенные к I-a категории), республиканского, областного (краевого) значения

II

Св. 6000 до 14 000

Св. 3000 до 7000

III

Св. 200 до 2000

Св. 100 до 1000

Автомобильные дороги общегосударственного, областного (краевого) значения (не отнесенные к I-б, и II категориям), дороги местного значения

IV

Св. 200 до 2000

Св. 100 до 1000

Автомобильные дороги республиканского, областного (краевого) и местного значения (не отнесенные к I-б, II и III категориям)

V

До 200

До 100

Автомобильные дороги местного значения (кроме отнесенных к III и IV категориям)

В зависимости от материала дорожных покрытий дороги могут быть асфальтовыми, бетонными, грунтовыми.

1.2 Элементы дороги в поперечном профиле

Дорога состоит из комплекса основных конструкций, оборудования и устройств для организации движения.

К основным сооружениям относят земляное полотно, дорожную одежду, водоотводные сооружения, путепроводы, тоннели, подпорные стены и т.п.

Вспомогательными сооружениями в данном случае являются автомобильные станции, гаражи, заправочные пункты, здания дорожно-ремонтной службы и т.п.

К дорожным устройствам относят ограждения, дорожные знаки, древонасаждения, скамейки, беседки, плакаты, осветительные столбы и др.

Полоса земли, на которой расположены основные и вспомогательные сооружения, а также дорожные устройства, называется полосой отчуждения.

Типы транспортных сооружений 1

а — дорога в насыпи; б — дорога в выемке

Часть дорожного покрытия, предназначенная для движения транспортных средств, называется проезжей частью.

Земляное полотно — это сооружение, на котором располагается проезжая часть. В зависимости от рельефа местности земляное полотно устраивают в насыпях или в выемках (рис. 1.1).

Набережные сооружаются на переходах дорог через овраги, овраги, болота и другие низкие места, при подходах к мостам, а также в низинных местах трассы для уменьшения большого естественного продольного уклона.

Земляные работы обычно проводятся на приподнятых участках пути, чтобы смягчить естественный уклон почвы и создать правильный продольный профиль дороги.

Для дополнительной прочности проезжую часть укрепляют, устраивая ее из прочных строительных материалов. Эти материалы, размещенные на проезжей части, называются тротуарами.

К проезжей части с двух сторон примыкают обочины. Они используются для остановки транспортных средств, при строительстве и ремонте дорожных покрытий, а также для гибки дорожно-строительных материалов.

Типы транспортных сооружений 2

Рис. 1.2. Автомобильная дорога с разделительной полосой

Если возле среза есть насыпь, ее можно насыпать из почвы, снятой с соседнего среза. В тех случаях, когда грунт из выемки не помещается в соседнюю насыпь, излишки его складывают в стороне от дороги в кавальер (рис. 1.1, б).

На дорогах с большой интенсивностью для безопасного движения автомобилей между отдельными полосами проезжей части устраивают разделительные полосы (рис. 1.2).

Односкатный профиль проезжей части дороги (рис. 1.3, а) устраивают при двух раздельных проезжих частях (например, в городах) и на закруглениях дорог.

Двускатный профиль (рис. 1.3, б) применяют в большинстве случаев на дорогах с твердым покрытием. Благодаря такому профилю дороги автомобили могут двигаться по своей полосе, что повышает безопасность встречного движения, а дорога изнашивается более равномерно по всей ширине.

Типы транспортных сооружений 3

Рис. 1.3. Поперечный профиль проезжей части

Крутизну поперечного профиля проезжей части характеризуют величиной уклона, который выражают через тангенс угла наклона прямой линии к горизонтальной плоскости и измеряют в тысячных долях (0 /00 ).

Чем ровнее проезжая часть, тем меньше должен быть поперечный уклон и наоборот.

1.3 Элементы дороги в плане

Трасса дороги. Расположение оси дороги на местности называют трассой. это пространственная линия, так как она имеет в плане не только изгибы, но и спуски и подъемы. Дорога спроектирована максимально по кратчайшему направлению, называемому воздушной линией.

Протяженность маршрута разбита на километры и на участки по сто метров — колышки, которые нумеруются последовательно. Например, расстояние от начала пути до заданной точки, равное 4375 м, записывается следующим образом: ПК 43 + 75, где ПК означает слово «пикет».

В крутых поворотах с небольшими радиусами поворотов управлять автомобилем становится сложнее, есть вероятность того, что он будет заносить и опрокидываться под действием центробежной силы. Для устранения указанных недостатков устраивают переходные кривые (с переменной кривизной), виражи с односкатным поперечным уклоном проезжей части. При радиусах более 2000-3000 м недостатки кривой становятся несущественными, и отпадает необходимость в устройстве переходных кривых и кривых.

Элементы прямых и кривых. Элементами прямого участка пути являются длина прямой линии и ее направление. Направление линии определяется величиной румбы, которая измеряется горизонтальным углом между северным или южным направлением меридиана и направлением этой линии. Величина румба может колебаться от 0 до 90°. Румба бывает в четырех направлениях: северо-восток, северо-запад, юго-восток и юго-запад. В местах изменения направления трассы намечают углы поворота (рис. 1.4).

Для удобства движения автомобиля при повороте колеи дорога построена по круговой кривой. Элементами круговой кривой являются: радиус R, угол поворота а, длина К=АЕС, тангенс Т=АВ = ВС, биссектриса Б = ВЕ, домер Д = 2Т-К. Остальные элементы круговой кривой получаются из заданного радиуса и измеренного угла поворота.

Домером называют величину, на которую сдвигают вперед мерную ленту при измерении длины трассы по тангенсам (после перехода на прямой участок).

Откладывая значение касательных от вершины угла, он находит начало и конец кривой. Разделив угол ABC пополам и отложив значение биссектрисы B от ее вершины, он находит центр кривой.

Типы транспортных сооружений 4

Рис. 1.4. Круговая кривая

Переходные кривые — это кривые переменного радиуса кривизны. Они предназначены для плавного перехода от прямого направления к круговой кривой и наоборот. При наличии переходной кривой центробежная сила изменяется плавно, без толчков. Кроме того, при движении по переходной кривой водитель плавно поворачивает рулевое колесо, что облегчает управление автомобилем.

Маршрут с маршрутами состоит из двух маршрутов и окружности между ними. Такое закругление называют составной кривой.

Виражи. На поворотах малых радиусов для повышения устойчивости автомобилей от заноса выкладывается одноступенчатое сечение с уклоном проезжей части и обочинами в центре кривой — изгиб. Участок, на котором профиль поперечного сечения изменяется от односкатного до двускатного, называется виражом. Общий вид закругления с виражом показан на рис. 1.5.

Типы транспортных сооружений 5

Рис. 1.5. План проезжей части на закруглении с виражом

1.4 Элементы дороги в продольном профиле

Продольный профиль дороги — это ее проекция на вертикальную плоскость, проходящую через ось дороги. Продольный профиль — один из основных проектных документов, в котором указаны все основные элементы плана и профиля, типы и расположение искусственных сооружений и сечение грунта.

Типы транспортных сооружений 6

Рис. 1.6. Часть учебно-топографической карты, все названия условные

На продольном профиле изображают линии поверхности земли и проектную линию, которая соответствует уровню бровки (для новых дорог) или оси дороги (при реконструкции).

Линию поверхности земли изображают на профиле по данным нивелирования трассы на местности или по топографической карте (рис. 1.6).

Вертикальные кривые. Такие кривые в продольном профиле дороги предусматривают на переломах проектной линии; они бывают выпуклые и вогнутые. Выпуклые кривые устраивают для плавного перехода с одного уклона на другой и улучшения видимости в продольном профиле (рис. 1.7).

Выпуклый перелом ограничивает видимость дороги водителя. Вертикальная кривая останавливает подъем и увеличивает расстояние обзора.

Радиусы выпуклых поворотов определяются исходя из обеспечения видимости дорожного покрытия по длине тормозного пути.

Типы транспортных сооружений 7

Рис. 1.7. Вертикальные кривые

К основным техническим нормам продольного профиля относятся: наибольший и наименьший продольные уклоны, наименьшие радиусы выпуклых и вогнутых вертикальных кривых, направляющая рабочая отметка.

Руководящей рабочей отметкой называют наименьшую высоту насыпи, которая обеспечивает нормальные условия эксплуатации земляного полотна (неподтопление водой и снегонезаносимость).

1.5 Узлы автомобильных дорог

К основным элементам дорог относят узлы. Узлы — это дорожные развязки, по которым автомобили могут двигаться с одного направления в другое.

В зависимости от взаимного расположения дорог и их значения все узлы можно разделить на три группы: пересечения, примыкания и разветвления (рис. 1.8).

По числу уровней узлы могут быть в одном и в разных уровнях.

Типы транспортных сооружений 8

Рис. 1.8. Виды узлов автомобильных дорог:

а — разветвление; б — примыкание; в-пересечение

Самые современные агрегаты являются первоклассными, требуют больших затрат на строительство и большой площади. Примерами таких узлов являются пересечения типа клеверного листа (рис 1.9).

Типы транспортных сооружений 9

Рис. 1.9. Пересечение автомобильных дорог в разных уровнях по типу «клеверный лист»

Узлы второй категории устраивают в одном и в разных уровнях, например кольцевые узлы в одном уровне и неполный клеверный лист в разных уровнях (рис. 1.10, в).

Узлы третьей категории (пересечения в одном уровне) не обеспечивают безопасного движения и имеют самую низкую пропускную способность.

Из многочисленных типов пересечений и примыканий в разных уровнях — большее распространение получили узлы, показанные на рис. 1.10.

Типы транспортных сооружений 10

Рис. 1.10. Схемы пересечения дорог в разных уровнях

Перекрестки типа a и b устраиваются на пересечении автомобильных дорог I и II категорий, типов c и d — на пересечении автомобильной дороги с второстепенной дорогой. Линейный тип д пригоден при остром угле пересекающихся дорог; примыкания типов е, ж и з и разветвление типа и предусматривают при большой интенсивности движения на узле.

1.6 Дорожные одежды

Дорожная одежда является важнейшим и дорогостоящим элементом автомобильной дороги

Тротуарная одежда — это набор структурных слоев разной прочности, обычно уменьшающихся сверху вниз, изготовленных из разных материалов. Многослойная конструкция дорожной одежды показана на рис. 1.11.

Типы транспортных сооружений 11

Рис. 1.11. Конструкция дорожной одежды

Дорожная одежда размещается в пределах проезжей части с целью создания условий, обеспечивающих возможность передвижения круглый год, безопасных, скоростных и конструктивных, комфортных и гигиеничных, как у современных автомобилей.

Обработка поверхности на современных покрытиях капитального типа защищает покрытие от износа. Слой износа систематически обновляется по мере истирания, он изготовлен из самых прочных и морозостойких материалов с таким количеством связующего материала, который гарантирует шероховатость, но не в ущерб непроницаемости покрытия.

В зависимости от технической категории, состава, интенсивности движения, качества используемых материалов и технологических характеристик работы покрытие может состоять из одного или нескольких слоев. Покрытие должно обеспечивать однородность, шероховатость, гигиеничность, непроницаемость для атмосферных осадков и повышать стойкость напольного покрытия.

Основание обеспечивает прочность, водонепроницаемость грунтовых вод в конструкционных слоях дорожного покрытия. Основа, в зависимости от назначения конструкции дорожного покрытия, используемых дорожно-строительных материалов и способа изготовления, может состоять из одного или нескольких слоев, прочность которых уменьшается сверху вниз и повышается водонепроницаемость.

По способности воспринимать тяговые напряжения и накапливать пластические деформации, возникающие в результате действия нагрузок, дорожная одежда делится на жесткую и нежесткую.

Бетонные или железобетонные полы называют жесткими. Эта одежда хорошо сопротивляется изгибу и не накапливает пластических деформаций. Расчет таких конструкций ведут методами теории упругости.

К нежесткой дорожной одежде относятся все другие конструкции из щебня, гравия, земли и других материалов, в том числе с обработкой вяжущими веществами. В такой одежде при многократном действии нагрузок накапливаются пластические деформации, у которых сопротивление изгибу намного ниже, чем у жестких.

Транспортные и эксплуатационные качества дорожных покрытий в основном определяются типом дорожного покрытия, которое готовится. Дорожные одежды по типам покрытия классифицируются на:

. Капитальные:

цементобетонные;

асфальтобетонные из горячих плотных смесей I и II марок;

асфальтобетонные из холодных смесей I марки;

. Облегченные:

асфальтобетонные из горячих смесей III марки;

из каменных материалов,

. Переходные:

щебеночные;

гравийные;

булыжные из колотого камня;.

. Низшие:

из малопрочных каменных материалов, шлаков;

грунтовые, улучшенные различными местными материалами.

Асфальтобетонные покрытия — самые распространенные из покрытий капитального типа, которые имеют гладкую упругую поверхность, удобную для движения автотранспорта.

Легкие покрытия, выполненные из прочного щебня, гравия или минеральных смесей разной крупности и плотности, обработанные органическими связующими, обладают достаточной устойчивостью к изменяющимся условиям влажности и различным температурам.

Покрытия переходного типа из щебня, гравия, шлака без обработки вяжущими имеют низкую износостойкость. В эту же группу входят грунтовые покрытия и местные малопрочные каменные материалы, обработанные на различных вяжущих. Мощение — строительные слои пола, сложенные из отдельных камней, расположенных вплотную друг к другу, натуральных или искусственных соответствующей формы.

Тротуары нижнего типа — из грунтов, армированные или усиленные различными местными материалами, используются в качестве временного покрытия на дорогах нижестоящих категорий.

2. Мосты

.1 Классификация мостов

Мосты классифицируются по следующим признакам:

По назначению: железнодорожные, автомобильные, метромосты, пешеходные, комбинированные, водные путепроводы, специальные мосты для пропуска трубопроводов и кабельных трасс;

По конструкции (рис. 2.3): вантовые балочные, подвесные, арочные, понтонные,

По материалам из которых они изготовлены: сталь, железобетон, бетон, природный камень, дерево (определяющим при этом является материал пролетного строения);

По статической схеме: разрезные, неразрезные, консольные;

По уровню расположения проезжей части (рис. 2.2): с ездой поверху, посередине, и с ездой понизу;

По типу опор и пролетного строения (рис. 2.1): разводные мосты (разводимые поднятием проезжей части, разводимые поворотом проезжей части параллельно руслу реки), неподвижные (в которых пролетное строение всегда занимает неизменное положение по отношению к опорам).

Типы транспортных сооружений 12

Рис. 2.1. Виды мостов по типу опор и пролетных строений

Подъемные мосты используются, когда невозможно или неэкономично поднять надстройку на высоту, достаточную для прохода судов. Неизбежность перерывов в движении по разводным мостам является их существенным недостатком.

Типы транспортных сооружений 13

Рис. 2.2. Уровни расположения проезжей части мостов

Типы транспортных сооружений 14

Рис. 2.3. Основные системы мостов

Типы транспортных сооружений 15

Рис. 2.4. Виды мостов по характеру пересечения препятствия

По характеру пересечения препятствия: мосты могут быть прямыми, косыми и криволинейными. Ось прямого моста (рис. 2.4, а) перпендикулярна берегам реки и направлению течения, косого — пересекает их под углом (рис. 2.4, б), отличным от прямого, криволинейного — пересекает под переменным по его длине углом (рис. 2.4, в).

2.2 Элементы мостовых сооружений

Мостовые сооружения (рис. 2.5) строят для пропуска дороги над реками, ущельями, оврагами, лощинами, другими дорогами. Они прерывают земляное полотно дороги своими конструкциями (рис. 2.5, а), включающими пролетные строения и опоры. Пролетное строение перекрывает пространство между опорами, поддерживает все перемещающиеся по сооружению нагрузки и передает их и свой собственный вес на опоры. Опоры воспринимают усилия от пролетного строения и передают их через фундаменты на грунты основания.

Разновидностями мостовых сооружений являются собственно мосты (см. рис. 2.1, а), путепроводы (рис. 2.5, б), виадуки (рис. 2.5, в) и эстакады (рис. 2.5, г).

Типы транспортных сооружений 16

Типы транспортных сооружений 17

Типы транспортных сооружений 18

Рис. 2.5. Мостовые сооружения:

— пролетное строение; 2 — промежуточная опора; 3 — устой

Собственно мостом называют сооружение для пропуска дороги над водным препятствием.

Путепровод — мостовое сооружение для пропуска одной транспортной магистрали над другой в разных уровнях. Путепроводы строят в городах и вне городов, для автомобилей и пешеходов.

Виадук — мостовое сооружение для пропуска дороги над глубоким оврагом, ущельем или суходолом с высоким расположением уровня проезда над низом препятствия. Характерной особенностью виадуков являются опоры большой высоты (от нескольких десятков до сотен метров).

Эстакадами называют мостовые сооружения для пропуска дороги на некоторой высоте над поверхностью земли (см. рис. 2.6, г), чтобы пространство под ними могло быть использовано для различных целей. Эстакады возводят также вместо насыпи для пропуска дороги над долинами рек, над болотистыми участками местности, на подходах к путепроводам. Их применяют и для пропуска скоростных автомагистралей над городской застройкой, при уширении набережных и организации движения в городских условиях вдоль рек.

На горных дорогах, кроме виадуков и тоннелей, применяют галереи (рис. 2.6, а), балконы (рис. 2. 6,6) и подпорные стенки (рис. 2.6, в).

Галереи используют для защиты дороги от снежных лавин и камнепадов, балконы — для обеспечения необходимой ширины дороги на крутых склонах и сокращения объемов работ по разработке грунтов, подпорные стенки — для удержания находящегося за ними грунта от обрушения.

Типы транспортных сооружений 19

Рис. 2.6. Сооружения на горных дорогах

2.3 Элементы мостового перехода и мостов

Комплекс сооружений, возводимых при пересечении дорогой реки, называют мостовым переходом (рис. 2.7).

В его состав входят мост, подходы к нему, ледорезы, регуляционные сооружения и берегоукрепительные устройства.

Мост своими конструкциями перекрывает русловую часть реки или русло и часть поймы реки (рис. 2.7, а, б).

Подходы к мосту обеспечивают сопряжение дороги с мостом. Их устраивают в виде земляных насыпей или эстакад.

Ледорезы — сооружения для защиты промежуточных опор моста от непосредственного воздействия ледохода, которое является наиболее опасным для деревянных опор. В этом случае ледорезы возводят перед каждой опорой (рис. 2.7) с верховой стороны на той части реки, где возможен ледоход. В мостах с массивными опорами (каменными, бетонными, железобетонными) ледорезы совмещают с опорами.

Регуляционные сооружения и берегоукрепительные устройства применяют для предохранения грунта у опор моста и берегов от значительного размыва. Их устраивают в виде струенаправляющих дамб и траверс.

Струенаправляющие дамбы сооружают у береговых опор, придавая им в плане очертание, способствующее плавному протеканию в отверстие моста водного потока с пойм русла (рис. 2.7, б-д).

С верховой стороны мостового перехода иногда устраивают траверсы в виде коротких дамб, выступающих в реку перпендикулярно или под углом к берегу или насыпи подхода (см. рис. 2.7, г).

Траверсы препятствуют течению воды вдоль берега или насыпи, предохраняют их от размыва и способствуют направлению водного потока в отверстие моста.

Типы транспортных сооружений 20

Типы транспортных сооружений 21

Рис. 2.7. Схема мостового перехода:

I — мостовой переход; II — мост; III — насыпь подхода;

— насыпь подхода; 2 — струенаправляющая дамба; 3 — пойма; 4 — русло;

— ледорез; 6 — траверса

Мосты состоят из пролетных строений и опор. В пролетных строениях мостов выделяют следующие основные части: проезжую часть, несущую часть, систему связей и опорные части.

Под проезжей частью пролетного строения (в первоначальном и основном смысле этого понятия) понимают совокупность конструктивных элементов, воспринимающих действие подвижных нагрузок (от транспортных средств и пешеходов) и передающих их на несущую часть. В состав проезжей части входит мостовое полотно и несущие элементы (рис. 2.8).

Мостовое полотно расположено над несущими элементами проезжей части и предназначено для обеспечения безопасного движения транспортных средств и пешеходов, а также для отвода воды.

Типы транспортных сооружений 22

Рис. 2.8. Элементы мостового полотна:

I — тротуар; II — полоса безопасности; III — проезжая часть; IV — ездовое полотно;

— перильное ограждение; 2 — одежда тротуаров; 3 — барьерное ограждение;

— устройство для освещения; 5 — устройство для водоотвода; 6 — одежда ездового полотна; 7 — несущие элементы проезжей части; 8 — несущие элементы пролетного строения

Несущие элементы проезжей части воспринимают нагрузку от транспортных средств с ездового полотна, от пешеходов с тротуаров и передают их на основные несущие конструкции пролетного строения. Применяют три главных вида несущих элементов проезжей части: балочная клетка — совокупность поперечных и продольных балок; плоская или ребристая плита; ортотропная плита — сварная стальная конструкция, состоящая из листа, подкрепленного ребрами.

Несущая часть пролетного строения воспринимает действие собственного веса пролетного строения и временной подвижной нагрузки и передает его на опоры. В простейших балочных мостах малых пролетов несущая часть пролетного строения состоит из деревянных или металлических прогонов, железобетонных плит или балок; при средних и больших пролетах в качестве несущей части применяют балки, фермы, арки или рамы.

Опорные части представляют собой специальные элементы, с помощью которых опорные реакции от несущей конструкции передаются на опоры в заданном месте. Кроме того, опорные части обеспечивают поворот и смещение главных ферм (или балок) пролетного строения при их прогибе от действия подвижных нагрузок, а также продольные и поперечные смещения концов ферм (или балок), возникающие в результате температурных деформаций пролетного

Опоры мостов воспринимают нагрузки и передают их на грунт через фундаменты или на воду (в наплавных мостах).

Различают промежуточные и береговые опоры. Промежуточные опоры воспринимают нагрузки от веса пролетных строений, подвижной нагрузки, проходящей по ним, от навала судов, воздействия льда и ветра. Береговые опоры, кроме того, могут работать как подпорные стенки, воспринимая давление от насыпи подходов.

Типы транспортных сооружений 23

Конструктивное решение моста во многом зависит от ширины, глубины, скорости течения реки, вида грунтов на дне ее русла и поймы, условий ледохода, требований судоходства по реке. Существенное значение имеют и следующие расчетные уровни воды в реке (рис. 2.9): уровень высоких вод (УВВ) — наивысший уровень воды в реке в месте мостового перехода, который определяют по данным гидрометрических наблюдений; расчетный судоходный уровень (РСУ) — наивысший уровень в реке в судоходный период, который обычно несколько ниже УВВ; средний уровень воды в период между паводками называют уровнем меженных вод (УМВ) или уровнем межени.

В мостах применяют следующие основные определения и обозначения:

длина моста L — расстояние по оси моста между линиями, соединяющими внешние концы устоев, примыкающих к насыпи подходов;

отверстие моста L0 — горизонтальный размер между внутренними гранями устоев или конусами насыпи, измеренный при расчетном уровне высоких вод с исключением толщины промежуточных опор;

высота моста H — расстояние от поверхности проезжей части до уровня меженных вод;

свободная высота под мостом H0 — расстояние между низом пролетных строений и уровнем высоких вод или расчетным судоходным уровнем (если есть судоходство);

высота опоры h0 — расстояние от ее верха до грунта;

строительная высота пролетного строения h — расстояние от проезжей части до самых нижних частей пролетного строения;

расчетный пролет l — расстояние между осями опирания пролетного строения на смежных опорах;

ширина моста В-расстояние между перилами в свету;

ширина пролетного строения В0 — расстояние между осями крайних главных балок;

ширина проезжей части b — расстояние между внутренними гранями полос безопасности;

ширина ездового полотна Г — расстояние между ограждениями.

Основные параметры моста устанавливают в процессе его проектирования с учетом его назначения и местных условий.

.1 Краткая историческая справка

Подземные сооружения были известны еще в глубокой древности. Они возводились вначале для жилья и захоронений, при постройке храмов, а затем для добычи камня и руды, а позднее и для целей водоснабжения и ирригации. Еще позже появились транспортные, коммунальные и тоннели гидроэлектростанций.

Периоды развития тоннелестроения как вида инженерной деятельности можно разделить на три основных этапа.

Первый этап относится к древнему миру, расцвету Римской империи и Греции, второй — после средневекового упадка (конец ХVII — ХVIII век) и третий — ХIХ век.

Большого совершенства в строительстве тоннелей достигли римляне. Остатки древних римских тоннелей водоводов находятся как в самом Риме, так и в различных местах бывшей обширной территории римской империи.

В средние века, наряду с общим упадком науки и техники наблюдается полный застой и в развитии тоннельного дела. Подземные сооружения в это время возводились главным образом в замках феодалов, монастырях, и то в незначительных масштабах. Подземные ходы-тайники были известны и на Руси.

Начиная с ХII века подземные выработки появляются при горных разработках.

Толчком к развитию тоннельного строительства в середине ХIХ века послужило применение взрывчатых веществ — вначале черный порох, а затем нитроглицерин и, наконец, динамит.

Успехам тоннельного строительства способствовало изобретение бурильных машин, возможность использования шпуровых зарядов и как следствие, возможность управления энергией взрыва.

Первый опыт щитовой проходки тоннелей относится к началу ХIХ века, когда инженер Брюннель построил транспортный тоннель под Темзой в Лондоне.

Впервые механическое бурение шпуров было применено при проходке тринадцатикилометрового железнодорожного тоннеля в Альпах между Францией и Италией.

Постройка больших альпийских тоннелей Сен-Готард, Симплон и др. на которых отрабатывались и совершенствовались новые методы проходки, послужила дальнейшему развитию техники и технологии строительства тоннелей горным способом.

3.2 Область применения и классификация тоннелей

Тоннели представляют собой искусственные подземные или подводные сооружения, предназначенные для пропуска транспортных средств, размещения инженерных коммуникаций и других целей.

Таблица 2.1. Классификация тоннелей

Признаки классификации

Разновидности и характеристика тоннелей

По назначению

1. Тоннели на путях сообщения: железнодорожные, автодорожные, совмещенные, тоннели метрополитенов, судоходные пешеходные. 2. Гидротехнические: тоннели ГЭС, тоннели ГАЭС, тоннели для водоснабжения, ирригационные, мелиоративные 3. Коммунальные: канализационные, коллекторные 4. Горнопромышленные: транспортные, дренажные, вентиляционные 5. Специального назначения: Подземные заводы, склады, хранилища, убежища, подземные сооружения городской инфраструктуры

По месту расположения

1. Горные: сооружаемые в гористой местности для преодоления высотных препятствий, 2. Городские: сооружаемые в городах под улицами, площадями, застроенными кварталами 3. Подводные: сооружаемые для преодоления водных препятствий

По глубине заложения

1. Мелкого заложения: расположенные на глубине до 15 м. 2. Глубокого заложения: расположенные на глубине более 15 м

По способам сооружения

1. Сооружаемые горным способом: проходка с разработкой профиля по частям, либо на полный профиль с устройством временной крепи без вскрытия поверхности 2. Сооружаемые щитовым способом: с помощью проходческих щитов без вскрытия поверхности 3. Сооружаемые открытым способом: сооружаемые в котлованах с обратной засыпкой конструкции 4. Сооружаемые полузакрытым способом: часть конструкции тоннеля сооружается без вскрытия земной поверхности, часть — со вскрытием 5. Сооружаемые специальными способами: с помощью предварительного укрепления грунтов, опускания готовых тоннельных секций, с использованием в забое сжатого воздуха, методом продавливания.

К транспортным тоннелям относятся автодорожные, железнодорожные, пешеходные, судоходные тоннели, а также тоннели метрополитена.

Гидротехническими называют подводящие и отводящие тоннели в системе гидроэлектростанций, ирригационные и мелиоративные тоннели.

К коммунальным относятся тоннели городского подземного хозяйства для пропуска газа, воды, канализации, кабелей и т.п.

Горнопромышленные тоннели предназначены для транспортных целей, а также для дренажа и вентиляции шахтных выработок в горной промышленности.

По месту расположения тоннели подразделяются на горные, подводные и городские.

Горные тоннели прокладывают через горные хребты и возвышенности (рис. 3.1, а).

При пересечении водных преград: рек, озер, заливов, проливов, каналов и водохранилищ — сооружают подводные тоннели (рис. 3.1, б).

Тоннели, заложенные под улицами и площадями городов, называют городскими (рис. 3.1, в, г).

В зависимости от глубины заложения от поверхности различают тоннели глубокого заложения (10-20 м) и мелкого заложения (< 10 м).

Методы сооружения тоннелей весьма разнообразны и определяются протяжением, глубиной заложения, инженерно-геологическими, гидрогеологическими условиями и экономическими соображениями.

Типы транспортных сооружений 24

Рис. 3.1. Схемы транспортных тоннелей:

— портал; 2 — лестничные сходы

В практике тоннельного строительства применяют горный, щитовой, открытый и специальные способы работ.

Горный способ работ предусматривает раскрытие тоннельной выработки по частям с временным креплением и поэтапным возведением несущей конструкции — обделки. В крепких и устойчивых породах выработку раскрывают сразу на полный профиль с временной контурной крепью и последующим механизированным возведением обделки.

Щитовой способ работ основан на применении в качестве временной крепи подвижной стальной цилиндрической оболочки, — щита, под защитой которого разрабатывают породу и возводят обделку из отдельных, заранее изготовленных металлических или железобетонных элементов — блоков или тюбингов, образующих кольца шириной 0,5-1,2 м.

Открытый способ работ применяют при сооружении тоннелей мелкого заложения. Несущие конструкции преимущественно прямоугольного поперечного сечения из сборного «ли монолитного железобетона возводят в открытом котловане с откосами, свайным или шпунтовым креплением.

При сооружении тоннелей горным, щитовым или открытым методом в тяжелых геологических условиях (в водоносных неустойчивых грунтах при значительном притоке подземных вод) применяют специальные приемы работ по укреплению окружающего грунтового массива с использованием искусственного замораживания, водопонижения или химического закрепления грунтов.

При строительстве подводных тоннелей, помимо горного, щитового и открытого методов работ, применяют метод готовых (заводных) секций, опускных кессонов-тоннелей и др.

3.3 Горные тоннели

Горные тоннели сооружают при пересечении трассой дороги горных хребтов, склонов и возвышенностей. В зависимости от высоты пересечения тоннели подразделяют на вершинные и базисные (рис. 3.2).

Вершинные тоннели имеют меньшую длину, но требуют более протяженных подходов. Выбор высоты расположения горного тоннеля зависит от конкретных топографических, инженерно-геологических и климатических условий и производится в результате технико-экономического анализа с учетом интенсивности автодвижения.

Вершинный тоннель, имеющий более низкую строительную стоимость, может оказаться более целесообразным, чем базисный при малой интенсивности движения. При значительной грузонапряженности дороги предпочтительнее сооружать базисный тоннель, требующий меньших транспортно-эксплуатационных расходов. При этом следует учитывать, что сооружение вершинных тоннелей сопряжено с необходимостью пересечения подходами крутых косогоров, оползневых зон, ущелий, что требует создания в ряде случаев защитных противообвальных галерей, высоких подпорных стен, виадуков, глубоких выемок.

Сооружение горных тоннелей начинают с устройства подходных выемок, конфигурация и размеры которых зависят от рельефа местности и геологических условий (рис. 3.3 а).

При этом в зависимости от геологических условий глубина выемки не должна превышать полуторной высоты тоннеля в слабых породах и трехкратной — в крепких породах. Крутизна откосов выемки определяется характеристиками породного массива и изменяется от 1: 1,5 в несвязных грунтах до 1: 0,2 в крепких скальных породах.

Типы транспортных сооружений 25

Рис. 3.2. Схема расположения базисного и вершинного тоннелей:

— базисный тоннель; 2 — вершинный тоннель; в-участки развития линии

В большинстве случаев места входа в тоннель должны быть закреплены во избежание возможных обвалов грунта. Только в крепких, монолитных и невыветривающихся породах допускается оставлять входные участки тоннеля незакрепленными. Обычно входы в тоннель устраивают в виде оголовков или порталов.

Оголовки, представляющие собой усиленное головное звено тоннельной обделки, сооружают в монолитных, крепких породах (рис. 3.3б).

Порталы, помимо обеспечения устойчивости лобового и боковых откосов подходной выемки, предназначены также для отвода воды, стекающей с горных склонов, и для архитектурного оформления входов в тоннель (рис. 3.3в).

Конструкция портала состоит из усиленного звена тоннельной обделки и подпорных стен, которые могут закреплять только лобовой откос или лобовой и боковые откосы предпортальной выемки.

В зависимости от рельефа порталы могут располагаться симметрично и несимметрично относительно оси тоннеля, перпендикулярно или под углом к оси дороги.

Над лобовой стеной портала делают срезку на высоту 1,5 м и устраивают засыпку с уплотнением и прокладкой поперечного водоотводного лотка. Для предотвращения падения камней с лобового откоса на проезжую часть дороги устраивают парапет на 0,5 м выше верха лотка.

Рис. 3.3. Схемы устройства входов в тоннели:

— контур тоннеля- 2 — лобовой откос; 3 — боковые откосы; 4 — лобовая стена;

— защитная засыпка- 6 — водоотводный лоток — 7-парапет; 8 — усиленное звено обделки;

— водоотводная канава; 10 — уровень проезжей части

3.4 Подводные тоннели

При наличии на трассе автомагистралей крупных рек, морских проливов или заливов может возникнуть необходимость в сооружении подводных тоннелей, которые в ряде случаев имеют технико-экономические преимущества перед мостовыми переходами. Подводные тоннели не нарушают условий судоходства и бытового режима водной преграды. Низкие берега водотока, повышающие стоимость мостового перехода за счет необходимости обеспечения подмостовых габаритов, благоприятны для строительства подводного тоннеля.

Подходы к мостам, особенно в условиях городской застройки, нарушают архитектурный ансамбль и могут потребовать в отдельных случаях сноса здании и сооружений.

Выбор между мостовым и тоннельным пересечением водной преграды производят на основе технико-экономического сопоставления вариантов с учетом как строительных, так и эксплуатационных затрат.

В некоторых случаях при пересечении крупных водных препятствий целесообразно сооружение комбинированных тоннельно-мостовых переходов, состоящих из моста низкого уровня и подводного, тоннеля на судоходном участке.

Обычно подводные тоннели сооружают под дном водотока, оставляя защитную грунтовую кровлю не менее 3-6 м (рис. 3.4, а).

Типы транспортных сооружений 26

Рис. 3.4. Схематический разрез по оси подводного тоннеля:

— подводный участок; 2 — рамповый участок; 3 — дамба;

— заводные секции; 5 — опоры

При сооружении подводных тоннелей в условиях значительной глубины воды (более 30 м) могут найти применение тоннели, располагаемые на искусственных дамбах, устраиваемых по дну водотока (водоема), тоннели-мосты и плавучие тоннели. Конструкция тоннеля на дамбах состоит из отдельных готовых элементов — тоннельных секций, которые опускают с поверхности воды или перемещают с берегов вдоль оси тоннеля по рельсам, уложенным по искусственным дамбам, а затем стыкуют между собой (рис. 3.4, б).

Устройством таких тоннелей значительно сокращается длина подводного перехода, однако при этом требуется значительный объем земляных работ по возведению дамб.

Подводный тоннель-мост представляет собой комбинированное сооружение в виде тоннеля из отдельных секций, опирающегося на опоры по типу мостовых (рис. 3.4, в).

Такие сооружения могут быть устроены при пересечении весьма глубоких водотоков, причем глубина заложения тоннеля определяется условиями’ судоходства.

В отличие от тоннелей-мостов плавучие тоннели удерживают на требуемой глубине от поверхности воды заанкеренными в дно тросовыми оттяжками.

Подходы к тоннелю — рамповые участки — сооружают в открытой выемке с обделкой в виде незамкнутой конструкции из монолитного или сборного железобетона, состоящей из лотка и боковых стен переменной высоты, укрепляющих откосы выемки. Длина рампы зависит от топографических, инженерно-геологических условий и экономических факторов. В некоторых случаях устраивают рампы закрытого типа цельнозамкнутой конструкции.

3.6 Городские транспортные и пешеходные тоннели

Развитие крупных городов и непрерывный рост уличного движения требуют совершенствования городской транспортной системы. Движение огромного количества автомобилей по городу сопряжено с многочисленными остановками перед светофорами, заторами и отсутствием стоянок.

Для обеспечения рациональной организации движения и улучшения городских транспортных связей предусматривается сооружение транспортных пересечений в разных уровнях на наиболее загруженных направлениях и транспортных узлах, сооружение линий метрополитенов, подземных стоянок и гаражей.

В общем комплексе городских подземных сооружений важное место занимают транспортные и пешеходные тоннели мелкого заложения.

Транспортные тоннели устраивают под улицами и площадями в тесной увязке с существующей застройкой и с учетом особенностей уличного движения и расположения подземных коммуникаций. Создание транспортных пересечений повышает пропускную способность магистралей и скорости движения автомобилей.

Тоннели сооружают на прямых, Т-образных и У-образных пересечениях улиц и располагают как на прямых, так и на криволинейных участках трассы (рис. 2.5).

При этом организацию движения автомобилей в районе тоннеля осуществляют по различным схемам.

Транспортные тоннели, сооружаемые на магистралях непрерывного движения и пересечения автомагистралей для развязки движения в разных уровнях, состоят из закрытой подземной части и открытых рамповых — участков. При этом подземные коммуникации, заложенные на незначительной глубине от поверхности, должны быть проложены по перекрытию тоннеля, отнесены в сторону или уложены ниже подошвы тоннеля.

Пешеходные тоннели устраивают при пересечении автомагистралей с интенсивным движением, у мест скопления людей (метро, стоянки автомобилей, стадионы, магазины).

Они должны обеспечивать безопасность и удобства пешеходного и автомобильного движения три минимальных затратах времени пешеходами на преодоление перехода. Длина пешеходных тоннелей колеблется от 10-15 до 200 м и более.

Планировочные решения подземных переходов зависят от местных топографических и градостроительных условий и отличаются расположением в плане и количеством входов и выходов. В плане пешеходные тоннели могут располагаться в виде взаимно пересекающихся и разветвляющихся коридоров, сочетания криволинейных и прямолинейных участков. Возможно устройство пешеходных тоннелей на прямых, Т-образных, V-образных и У-образных перекрестках (рис. 3.6).

Типы транспортных сооружений 27

Рис. 3.5. Схемы расположения в плане транспортных тоннелей:

— тоннель; 2 — рампа; 3-направление движения автомобилей; 4 — городская застройка

Типы транспортных сооружений 28

Рис. 3.6. Схемы расположения в плане пешеходных тоннелей

При глубине заложения пешеходного тоннеля менее 5 м устраивают лестничные входы и выходы, а при большей глубине обязательно устройство эскалаторов. Возможно оборудование сходов в тоннель лифтовыми подъемниками и движущимися тротуарами — траволаторами, которые могут располагаться на уклоне до 15°. На некоторых пешеходных тоннелях устраивают комбинированные сходы в виде лестниц для спуска и эскалаторов для подъема пешеходов, а также пандусы для пешеходов с колясками и велосипедами.

Входы и выходы могут быть расположены непосредственно на тротуарах, в первых этажах зданий или устроены совмещенными с входами и выходами метрополитена.

Для защиты от атмосферных осадков в некоторых случаях возводят навесы и павильоны.

Размеры поперечного сечения пешеходных тоннелей и лестничных сходов назначают в зависимости от. интенсивности пешеходного движения. При этом ширина тоннеля в свету должна быть не менее 3 м, а высота — не менее 2,3 м; ширина лестничного схода должна быть более 2 м.

.1 Классификация железных дорог

Классификация железных дорог выполняется по различным признакам:

Административные (государственные железные дороги, общего пользования и ведомственные, частные);

Эксплуатационным (грузовые, пассажирские, пригородные, транзитные, промышленные, временные,);

Технические (по ширине колеи — нормальной колеи и узкоколейные, по числу путей — однопутные, двухпутные и многопутные, по роду тяги — электрифицированные, с тепловозной и с паровой тягой) и т.д.

4.2 Элементы железных дорог

Железнодорожный транспорт представляет собой сложное многоотраслевое хозяйство, в состав которого входят железные дороги, предприятия, административно-хозяйственные, культурно-бытовые и медицинские учреждения, научно-исследовательские институты, вузы, техникумы, школы.

Для осуществления перевозочного процесса железные дороги располагают техническими средствами, включающими в себя подвижной состав и инфраструктуру, в которую входят:

  • железнодорожный путь с необходимым путевым развитием в раздельных пунктах для приема, скрещения, обгона, расформирования, формирования и отправления поездов и выполнения других операций;

  • сооружения для посадки, высадки и обслуживания пассажиров;

  • устройства для хранения, погрузки и выгрузки грузов;

•устройства сигнализации, централизации и блокировки, информационные комплексы для обеспечения безопасности движения поездов и ускорения производственных процессов;

  • сооружения для экипировки и ремонта локомотивов и вагонов;

  • устройства электроснабжения, в том числе тяговые подстанции и контактная сеть на электрифицированных линиях;

  • устройства водоснабжения;

  • устройства материально-технического снабжения.

Трасса, план и продольный профиль пути

Трасса железнодорожной линии характеризует положение в пространстве продольной оси пути на уровне бровок земляного полотна. Проекция трассы на горизонтальную плоскость называется планом, а развертка трассы на вертикальную плоскость — продольным профилем линии.

Полоса отвода — участок земли вдоль трассы, отведенная для размещения железнодорожного пути и других устройств железной дороги, а также железнодорожных поселков и лесонасаждений.

Продольный профиль линии характеризуется крутизной уклонов его элементов и их длиной. Крутизна i, измеряемая в тысячных долях, представляет собой частное от деления разности h отметок конечных точек элемента профиля на его длину l, т.е. равна тангенсу угла наклона а элемента профиля к горизонту.

Одним из основных параметров железнодорожной линии является ее руководящий уклон, представляющий собой наибольший затяжной подъем, по величине которого устанавливают норму массы поезда при одиночной тяге и минимальной расчетной скорости движения. В сложных топографических условиях, когда на протяжении не менее перегона уклон местности значительно превышает руководящий, применяют так называемый уклон кратной тяги, который поезд расчетной массы проходит с несколькими локомотивами.

Железнодорожный путь

Железнодорожный путь — это комплекс инженерных сооружений, предназначенный для пропуска по нему поездов с установленной скоростью. От состояния пути зависят непрерывность и безопасность движения поездов, а также эффективность использования технических средств железных дорог.

Железнодорожный путь состоит из нижнего и верхнего строений. Нижнее строение пути включает в себя земляное полотно (насыпи, выемки, полунасыпи, полувыемки, полунасыпи-полувыемки) и искусственные сооружения (мосты, тоннели, трубы, подпорные стены и др.).

К верхнему строению пути относятся балластный слой, шпалы, мостовые и переводные брусья, рельсы, рельсовые скрепления, противоугоны, стрелочные переводы, глухие пересечения.

Железнодорожный путь функционирует при различных погодных условиях, воспринимая большие нагрузки от проходящих поездов. При этом все элементы железнодорожного пути (земляное полотно, верхнее строение и искусственные сооружения) по прочности, устойчивости и техническому состоянию должны обеспечивать безопасное и плавное движение пассажирских и грузовых поездов со скоростями, установленными на данном участке.

Земляное полотно

Земляное полотно представляет собой комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки поверхности земли и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспечения устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод. Непосредственно на поверхность земли путь не укладывают из-за наличия неровностей.

Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговечным, требующим минимальных расходов на его устройство, содержание и ремонт и обеспечивающим возможность механизации работ. Выполнение указанных требований достигается правильным выбором грунтов для насыпей и их тщательным уплотнением, приданием земляному полотну очертаний, способствующих надежному отводу воды, укреплением откосов насыпей и выемок.

4.3 Верхнее строение пути

Верхнее строение пути представляет собой комплексную конструкцию, включающую в себя балластный слой, шпалы, рельсы, рельсовые скрепления, противоугоны, стрелочные переводы. Рельсы, соединенные со шпалами, образуют рельсошпальную (путевую) решетку. При этом шпалы заглубляются в балластный слой, укладываемый на основную площадку земляного полотна.

Толщина балластного слоя и расстояние между шпалами должны быть такими, чтобы давление на земляное полотно не превышало величины, обеспечивающей его упругую осадку, исчезающую после снятия нагрузки.

Верхнее строение пути, подверженное воздействию неблагоприятных факторов (проходящие поезда, атмосферные осадки, ветер, колебания температуры), должно быть достаточно прочным, устойчивым, долговечным и экономичным.

Балластный слой. Основным назначением балластного слоя является восприятие давления от шпал и равномерное распределение его по основной площадке земляного полотна; обеспечение устойчивости шпал, находящихся под воздействием вертикальных и горизонтальных сил, упругости подрельсового основания и возможности выравнивания рельсошпальной решетки в плане и профиле; отвод от нее поверхностных вод. Во избежание переувлажнения основной площадки вода не должна задерживаться на поверхности балластного слоя.

Шпалы. На железных дорогах России наряду с деревянными получили широкое распространение железобетонные шпалы с предварительно напряженной арматурой. Их достоинствами являются долговечность (40…50 лет), обеспечение высокой устойчивости пути и плавности хода поездов, что обусловлено одинаковыми размерами и равной упругостью шпал. Кроме того, применение железобетонных шпал позволяет сберечь древесину для других нужд. К недостаткам железобетонных шпал относятся большая масса, наличие электропроводности, высокая жесткость и сложность крепления рельсов к ним. Железобетонные шпалы изготавливают из тяжелого бетона с арматурой из стальной углеродистой холоднотянутой проволоки периодического профиля диаметром 3 мм.

Порядок расположения шпал по длине рельсового звена называют эпюрой. На железных дорогах России применяют три эпюры, соответствующие укладке 1600, 1840 и 2000 шпал на 1 км пути.

Рельсы предназначены для направления движения колес подвижного состава, восприятия нагрузки от него и передачи ее на шпалы. Кроме того, на участках с автоблокировкой рельсы служат проводниками сигнального тока, а при использовании электротяги — проводниками обратного тягового тока.

Для надежной работы рельсы должны быть достаточно прочными, долговечными, износоустойчивыми, твердыми и в то же время нехрупкими, так как они воспринимают ударно-динамическую нагрузку. Материалом для их изготовления служит высокопрочная углеродистая сталь. В зависимости от массы и поперечного профиля рельсы подразделяют на несколько типов: Р50, Р65 и Р75. Буква Р означает рельс, а число — округленное значение массы, кг, одного погонного метра рельса.

4.4 Сооружения и устройства электроснабжения

Железнодорожный транспорт потребляет около 7% энергии, производимой электростанциями России. В основном она расходуется на обеспечение тяги поездов и питание потребителей, к которым относятся станции, депо, мастерские и устройства регулирования движения поездов. Кроме того, к системе электроснабжения железной дороги могут быть подключены расположенные вблизи нее предприятия и небольшие населенные пункты.

Система электроснабжения электрифицированных дорог состоит из внешней (электростанции, районные трансформаторные подстанции, сети и линии электропередач) и тяговой (тяговые подстанции и электротяговая сеть) частей.

На тепловых, гидравлических и атомных электростанциях вырабатывается трехфазный переменный ток напряжением 6…21 кВ и частотой 50 Гц. Для передачи электрической энергии к потребителям напряжение на трансформаторных подстанциях повышают до 750 кВ в зависимости от протяженности высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП).

Вблизи мест потребления электроэнергии напряжение понижают до 110… 220 кВ и подают в районные сети, к которым наряду с другими потребителями подключены тяговые подстанции электрифицированных железных дорог и трансформаторные подстанции дорог с тепловозной тягой.

Участки контактной сети подсоединяют к соседним тяговым подстанциям. Это позволяет более равномерно загружать подстанции и контактную сеть, что в целом способствует снижению потерь электроэнергии в тяговой сети.

4.5 Общие сведения о тяговом подвижном составе

Движение поездов на железнодорожном транспорте осуществляется с помощью тягового подвижного состава. К нему относятся локомотивы и моторвагонный подвижной состав.

Паровозы, тепловозы и газотурбовозы являются автономными локомотивами, так как механическая энергия, обеспечивающая движение поезда, вырабатывается в результате сжигания топлива на самом локомотиве.

Развитие транспортной техники привело к созданию неавтономных локомотивов и моторных вагонов. В отличие от автономного тягового подвижного состава первичная (электрическая) энергия подводится к ним от внешних источников. На самом локомотиве или в моторном вагоне осуществляется лишь преобразование электрической энергии в механическую энергию движения поезда.

Электрический подвижной состав. К электрическому подвижному составу относятся электровозы и электропоезда. В зависимости от рода применяемого тока различают электроподвижной состав постоянного и переменного тока, а также двойного питания.

Электрический подвижной состав включает в себя механическую часть, пневматическое и электрическое оборудование.

К механической части относятся кузов и тележки (экипажная часть).

Электрическое оборудование — это тяговые электродвигатели, аппараты управления и устройства защиты, токоприемники, вспомогательные электрические машины, аккумуляторная батарея, а на электровозах и электропоездах переменного тока и двойного питания — также тяговый трансформатор и преобразователи тока (выпрямители).

Кузов электровоза служит для размещения в нем кабины машиниста, электрических машин и аппаратов. Каркас кузова выполняют из металла, его наружная обшивка обычно состоит из стальных листов, а кабина машиниста имеет также внутреннюю обшивку с тепло- и звукоизоляцией.

Автономный подвижной состав. К автономному тяговому подвижному составу относятся тепловозы, дизель-поезда, автомотрисы, мотовозы и газотурбовозы.

По назначению тепловозы подразделяют на грузовые, пассажирские и маневровые.

4.6 Локомотивное хозяйство и локомотивное депо

Локомотивное хозяйство — обеспечивает перевозочную работу железных дорог тяговыми средствами и содержание этих средств в соответствии с техническими требованиями. В состав этого хозяйства входят основные локомотивные депо, специализированные мастерские по ремонту отдельных узлов локомотивов, пункты технического обслуживания, экипировки локомотивов и смены бригад, базы запаса локомотивов. Под экипировкой понимают комплекс операций (по снабжению локомотивов топливом, водой, песком, смазочными и обтирочными материалами), связанных с их подготовкой к работе.

Локомотивные депо — это структурные единицы локомотивного хозяйства. Их сооружают на участковых, сортировочных и пассажирских станциях. Депо называется основным, если оно имеет приписной парк локомотивов для обслуживания грузовых или пассажирских поездов, производственные здания, мастерские и технические средства для выполнения текущего ремонта, технического обслуживания и экипировки.

4.7 Вагонное хозяйство

Основное назначение вагонного хозяйства — обеспечение перевозок пассажиров и грузов исправными вагонами, удовлетворяющими требованиям безопасности движения, при наличии необходимых удобств для пассажиров и сохранности перевозимых грузов. Отсюда вытекают и его главные задачи: поддержание в исправном состоянии пассажирских и грузовых вагонов, подготовка их к перевозкам, обслуживание пассажирских поездов и рефрижераторных вагонов в пути следования.

Для бесперебойной эксплуатации вагонного парка и содержания его в исправном состоянии на железных дорогах России установлена четкая система технического обслуживания и ремонта вагонов.

4.8 Пассажирские и грузовые станции. Железнодорожные узлы

Пассажирские станции сооружают в крупных городах, промышленных центрах и курортных районах. На этих станциях осуществляют обслуживание пассажиров (продажа проездных билетов, посадка и высадка пассажиров, прием, хранение, выдача багажа и ручной клади, прием и отправление почты), подготовку подвижного состава к перевозкам и организуют движение пассажирских поездов.

В зависимости от основного назначения различают три вида пассажирских станций: обслуживающие дальнее, местное и пригородное движение; головные, обслуживающие только пригородное движение, и зонные на пригородных участках, включая пересадочные станции в пунктах слияния или пересечения с линиями метрополитена.

Грузовые станции предназначены для массовой погрузки и выгрузки грузов. Эти станции расположены в крупных промышленных и населенных пунктах, а также портах и в зависимости от назначения подразделяются на станции общего пользования (неспециализированные), специализированные, перегрузочные и портовые.

Железнодорожным узлом называется пункт примыкания не менее трех железнодорожных линий, в котором имеются специализированные станции и другие раздельные пункты, связанные соединительными путями, обеспечивающими пропуск пассажирских и грузовых поездов, а также пересадку пассажиров с одной линии на другую. Железнодорожный узел в крупных населенных пунктах является частью транспортного узла, представляющего собой комплекс транспортных устройств в районе стыка различных видов транспорта, совместно выполняющих операции по обслуживанию транзитных, местных и городских перевозок. В транспортный узел помимо железных дорог могут входить морской и речной порты, автомобильные дороги, сеть промышленного транспорта, аэропорты, сети трубопроводного транспорта и городской транспорт.

Целью данной контрольной работы — было изучение основных видов транспортных сооружений, таких как автомобильные и железные дороги, мосты, железнодорожные и транспортные тоннели. В данной работе не удалось охватить весь спектр сооружений транспорта, таких как аэропорты, судоходные каналы, метрополитен, путепроводы, трубопроводы для транспортировки ископаемых.

Наряду с мостами, тоннелями, автомобильными и железными дорогами, эти сооружения можно классифицировать по множеству схожих признаков большинства транспортных сооружений.

На базе полученных знаний, были выявлены сходства и различия между различными видами транспортных сооружений.

Очевидно, что все рассмотренные сооружения имеют несколько схожих признаков, и могут классифицироваться по таким критериям как назначение, материалы из которых эти сооружения созданы, геометрическая форма. Так тоннели, мосты, автомобильные и железные дороги создаются с использованием в той или иной степени схожих материалов, таких как железобетон, бетон, сталь. К сходству можно отнести и то, что все рассмотренные сооружения являются линейными. Различия, на мой взгляд, заключаются в том, что некоторые из них, например тоннели, могут возводиться не только под землей, но и в воде, например подводный тоннель, а для преодоления глубоких ущелий, не обойтись без строительства виадука. Большие расстояния над проливами с интенсивным судоходством и глубокими водами, не получится пересечь без возведения дорогостоящего вантового или подвесного моста, тогда как на малых реках будет достаточно обычного балочного или металлического рамного моста.

Изучив данную тему, можно прийти к выводу, что знания, полученные в итоге, станут существенным подспорьем в понимании принципов проектирования, возведения и дальнейшего функционирования объектов транспортной инфраструктуры.

Литература

[Электронный ресурс]//URL: https://obzone.ru/kursovaya/injenernyie-soorujeniya-v-transportnom-stroitelstve/

1. Мосты и сооружения на дорогах. Часть 2. Гибшман Е.Е., Кириллов В.С., Маковский Л.В., Назаренко Б.П.М.: «Транспорт», 1972, — 404 с.

2. Общий курс автомобильных дорог. В.А. Гохман, Г.А. Ромаданов. М.: «Высшая школа», 1976, — 207 с.

3. Справочник дорожного мастера. Строительство, эксплуатация и ремонт автомобильных дорог. Под. Ред. С.Г. Цупикова. М.: «Инфра-Инженерия», 2005 г. — 928 с.

. В.Н. Макаров. Саратов, Изд-во Сарат.гос. техн. ун-та, 2005, — 174 с.

. Общий курс путей сообщения. Учебное пособие. Е.И. Николаев, И.Е. Моисеева. Изд-во Сарат.гос. техн. ун-та, Саратов, 2003, — 112 с.

. Диагностика мостовых сооружений. Учебное пособие. И.Г. Овчинников, В.И. Кононович, О.Н. Распоров, И.И. Овчинников, Саратов, Изд-во Сарат. Гос. Техн. ун-та., 2003, — 181 с.

. Железобетонные мосты. Б.П, Назаренко. М.: Высшая школа, 1970, -431 с.