Рационализация содержания искусственных сооружений

Для того чтобы содержание искусственных сооружений (см. стр. 45) было рациональным, т. е. наиболее эффективным при наименьших эксплуатационных расходах, осуществлен ряд важных организационно-технических мер.

Основные из них следующие: ввиду сложности устройства, большого разнообразия и ответственности искусственных сооружений

мостовое хозяйство с квалифицированным штатом мостовиков выделено в специализированное хозяйство,как составную часть единого хозяйства пути, во всей системе железнодорожного транспорта от дистанций пути дорог до Главного управления пути МПС (стр. 46).; внедрено плановое ведениемостового хозяйства. Его основами являются: единая организационная структура, научная организация труда (стр. 232), в том числе определенная система надзора и ухода за сооружениями, планирование, выполнение, контроль качества и приемка работ, механизация работ, разработка технологических процессов и правил -производства отдельных видов работ с учетом результатов обобщения передовых методов труда; созданы научно-исследовательские организациидля изучения эксплуатируемых искусственных сооружений и разработки практических рекомендаций по вопросам их эксплуатации. Исследования актуальных вопросов эксплуатации выполняет научно-исследовательский институт .мостов (в Ленинграде) и другие институты транспорта по тематике, утверждаемой МПС. Во Всесоюзном научноисследовательском институте железнодорожного транспорта в составе отделения пути работает лаборатория мостов; помимо надзора и осмотров, выполняемых непосредственно обслуживающим персоналом, обследование состояния сооружений, контроль качества содержания ведут по устанавливаемым планам дорожные мостоиспытательные станции,а также оснащенные более сложной измерительной и контрольной аппаратурой мостоиспытательные, тоннельно-обследовательская и водолазная станции Главного управления пути, мостовые лабораторииинститутов транспорта. В необходимых случаях мостоиспытательные станции и мостовые лаборатории производят испытания сооружений; организовано в масштабе всей сети дорог проектированиекапитального ремонта и модернизации старых искусственных сооружений специализированными проектными организациями МПС (институты

Гипротранспуть, Желдорпроекты), а также силами проектных институтов Минтрансстроя СССР; выполняется в плановом порядке ремонт и переустройствосооружений мостопоездами и мостоотрядами Дорстройтрестов и Минтрансстроя СССР, а при малом объеме работ — силами дистанций пути; совершенствуются эксплуатационные обустройствадля обеспечения и облегчения надзора и ухода за искусственными сооружениями. Широко применяются передвижные тележки для осмотра проезжей части мостов, постоянные лестницы, трапы, перильные ограждения в труднодоступных местах конструкций. Расширяется механизациятрудоемких работ, в частности, пневматическая очистка и окраска мостов.

Глава IV

ДЕРЕВЯННЫЕ МОСТЫ

Область применения

Деревянные мостыразрешается строить на дорогах III категории. При этом допустимы лишь наиболее простые балочно-эстакадные мосты (а на автомобильных дорогах и другие системы), как правило, заводского изготовления из пиленого леса, в том числе из клееных пиломатериалов, с глубокой пропиткой готовых элементов маслянистыми антисептиками для защиты от гниения.

Эти ограничения, установленные сцелью продления срока службы деревянных мостов как постоянных сооружений, отпадают в случаях применения их в качестве вспомогательных на период постройки капитальных мостов и труб, а также при переустройстве ветхого или восстановлении поврежденного сооружения для временной эксплуатации до возведения капитального сооружения. В этих случаях наряду с целиком деревянными мостами распространена постройка деревянных опор с перекрытием более значительных пролетов стальными пролетными строениями, в частности, облегченных типов, например, из двутавров (стр. 120).

Как строительный материалдерево и поныне используется в мостостроении. В капитальных мостах применяют деревянные брусья и настил, а иногда и сваи для фундаментов опор. Но и здесь дерево вытесняется железобетоном и металлом. При строительстве и ремонте искусственных сооружений достаточно часто выполняют из дерева подмости, кружала, ограждения, если почему-либо не используют инвентарные металлические конструкции, более целесообразные для многократного применения.

Балочные мосты

Самый простой деревянный мост показан на рис. 44. В каждой его опоре четыре сваи, забитые в грунт. Сваи в опоре расположены в одной плоскости, поэтому такую опору называют плоской. Балки пролетного строения, как и сваи, выполнены из бревен.

Под каждым путевым рельсом, т. е. в половине пролетного строения, называемой прогоном, поставлено по два бревна в два яруса, стянутых болтами. Оба прогона сверху соединены подрельсовыми поперечинами, а снизу оперты на сваи через насадку, которая объединяет сваи в опоре.

Такова в основном конструкция балочного низкого моста. С увеличением высоты и пролетов конструкция усложняется, требуются еще подкосы, связи и другие обустройства, рассмотренные ниже раздельно для опор и пролетных строений.

Опоры

Каждую сваю в опоре забивают в грунт на достаточную глубину, обычно не менее 4 м. При такой заделке в грунт сваи вполне устойчивы и могут противостоять небольшим горизонтальным силам, так что для малой высоты моста (до 2—2,5 м) не требуется дополнительного укрепления свай.

Но на мост действуют тормозные силы, а на сваи по концам моста, кроме того, — горизонтальное давление насыпи вместе с проходящими по ней поездами. Поэтому крайние две-три плоские опоры с концов моста объединяют в устои,укрепляя подкосами, обращенными вверх в сторону насыпи, и горизонтальными элементами-схватками (см. рис. 44).

Такое укрепление, широко используемое вразличных случаях, основано на следующем. Отдельно стоящая опора, заделанная в грунт (рис. 45, а), под действием горизонтальной силы, например, давления насыпи, изгибается. В изогнутом виде опора показана пунктиром, а направление силы — стрелкой. Понятно, что изгиб одиночной опоры тем больше, чем она выше. Если опору подпереть надежным подкосом (рис. 45. б), то он будет препятствовать ее изгибу. Надежнее и проще всего подкос опереть в нижнюю часть рядом стоящей сваи. Схватки (рис.45, в) распределяютдействие силы на все соединенные сваи, уменьшая тем самым изгиб каждой сваи во столько раз, сколько свай объединено схваткой.

Укрепление подкосами не одной, а двух-трех смежных свайных опор с одновременной постановкой схваток соответственно повышает сопротивление такого устоя горизонтальным силам.

В более высоких устоях подкосы и схватки ставят в два или три яруса (рис. 46, а) с тем, чтобы угол наклона подкосов был

В пролете на опоре

около 45 для лучшего противодействия горизонтальному давлению. При этом место нижнего опирания верхнего подкоса всваю укрепляют дополнительным подкосом, располагаемым по тому же направлению в смежном пролете между сваями.

С увеличением высоты приходится укреплять и промежуточные опоры.Для этого вдоль моста (см. рис. 46, а) достаточно соединить их с укрепленным устоем. В поперечном направлении (рис. 46, б) независимо от наличия подкосов ставят горизонтальные и диагональные схватки (связи), располагая их в зависимости от высоты опоры в несколько ярусов (в данном примере в два яруса).

Необходимость такогоукрепления вызывается действием нетолько горизонтальных сил, но и вертикальных (вообще осевых сил, т. е. направленных вдоль элемента).

В примере на рис. 45 стойка опоры изгибалась силой, направленной поперек элемента. Но еще более опасен изгиб осевой силой,вызывающей выпучивание элементов (см. стр. 25). Такой изгиб можно воспроизвести, если, например, сильно опереться на трость, хотя бы и прямолинейную. В отличие от поперечного изгиб, вызываемый продольно-осевыми силами, так и называют продольным изгибом.

Укрепление стоек опор и любых других продольно-сжатых элементов весьма важно и ответственно. Излишняя гибкость таких элементов при недостаточном их укреплении может привести к потере устойчивости и обрушению конструкции.

Чем тоньше и длиннее трость, тем легче изогнуть ее. Но если ту же длинную и тонкую трость придержать в середине, то изгибать ее станет труднее. Следовательно, чтобы предотвратить продольный изгиб, достаточно раскрепить сжатую стойку по длине, даже не увеличивая ее поперечного сечения. Достигается это обычно тем, что соседние стойки объединяют вместе горизонтальными и наклонными элементами (рис. 46, а и б).

При таком укреплении горизонтальные и наклонные элементы вместе со стойками образуют треугольники. Смысл этого укрепления легко уяснить на модели. Если сбить четыре доски гвоздями по одному в углах (рис. 47, а), то такой прямоугольник нетрудно изменить в параллелограмм (рис. 47, б). Но стоят поставить в в прямоугольнике хотя бы одну диагональ (рис. 47, в), т. е. образовать в нем треугольники, как система станет неизменяемой. Это ценное свойство неизменяемости треугольной формы широко используют во многих конструкциях. Примером такого укрепления и является опора (см. рис. 46, б), в которой стойки во избежание их продольного изгиба под действием поезда объединены именно такими горизонтальными и наклонными элементами в качестве связей.

Горизонтальные элементы связей располагают по высоте опоры через 2—4 м, а наклонные (диагональные) — в каждом интервале между горизонтальными, причем чаще всего не по одному элементу, а по два, накрест друг к другу.

Плоские опоры, объединенные по две — четыре связями, составляют одну пространственную опору, называемую башенной. Поскольку башенная опора достаточно устойчива, соседние плоские опоры при малых пролетах могут быть раскреплены с ней одними горизонтальными элементами связей без диагональных (см. рис. 46, а). В таком виде мост вполне устойчив: каждая его опора в отдельности и все вместе не могут ни наклониться вдоль моста под действием торможения, ни выпучиться под нагрузкой поезда. Опоры устойчивы и в поперечном направлении ( см. рис. 46, б).

Поперек моста в опоре несколко свай. Элементы связей из пластин (т. е. разрезанных вдоль пополам бревен) объединяют отдельно стоящие сваи-стойки в неизменяемую конструкцию. Наружные сваи, кроме того, подперты подкосами. Напомним, что поперек моста действуют боковые удары движущегося поезда, а сверх того сбоку на подвижной состав иконструкцию моста может давить ветер. Давление ветра достигает 0,5 тс на каждый метр длины моста. Этим силам ипротиводействуют подкосы, называемые в данном случае укосинами. Внизу они оперты на подкосные сваи. Чтобы подкосная свая при нажатии на нее подкоса под действием поперечных сил не могла наклониться в сторону, она соединена с остальными (коренными) сваями горизонтальными схватками. Но и подкосы укреплены совместно со стойками опоры. Поверх стоек каждого ряда коренных свай укладывают насадку. На насадку (иногда через опорные брусья) устанавливают пролетное строение.

Пролетные строения

Балки (прогоны)пролетного строения, опертые по концам на опоры, под нагрузкой прогибаются. При изгибе в верхней части балок возникает сжатие, а в нижней — растяжение.

В этом можно убедиться, изгибая, например, рукой свежесрезанную палку, оперев ее концами. По мере увеличения изгиба под давлением руки эластичная кора сверху палки начинает собираться в складки, что указывает на укорочение — сжатие верхних волокон древесины, а внизу кора будет разрываться вследствие растяжения нижних волокон. Увеличивая изгиб, можно достичь полного излома палки с характерным разрывом нижних волокон.

На подобном опыте легко убедиться и в том, что с увеличением пролета между опорами изгиб палки того же диаметра заметно возрастает под тем же нажатием на нее руки (или груза). При сохранении пролета и веса груза, но с увеличением диаметра, т. е. сечения палки, прогиб уменьшается.

В железнодорожных мостах величину прогиба ограничивают более строго, чем в других конструкциях. Для балок из дерева прогиб от поезда не должен превышать в середине 1 :400 (или 2,5 мм на каждый метр) расчетного пролета.

Сечение и число балокв пролетном строении принимают исходя из того, чтобы расчетная нагрузка не вызывала в конструк-

ции напряжений, превышающих расчетное сопротивление древесины на изгиб, смятие и т. д.

Так, в конструкции моста (см. рис. 46) при пролетах по 3 м каждая балка (прогон) пролетного строения состоит из четырех бревен диаметром по 28 см. Увеличение пролета до 5 м требует уже девять таких бревен. Итак, число бревен в прогоне зависит от величины пролета, диаметра бревен и нагрузки.

Длина используемых бревенне превосходит 6—9 м. При большей длине моста прогон по длине составляют из нескольких бревен, располагаемых впритык друг к другу. Стыки бревен размещают над опорами вразбежку, т. е. если нижнее бревно прогона над опорой имеет стык, то верхнее бревно над ним пропускают без стыка и наоборот (рис. 48, а). Под стыком в нижнем бревне для нормального опирания прогона на насадку помещают под-балку, связанную с прогоном болтами.

Пролетное строение закреплено на опорахвертикальными сжимами по сторонам каждой насадки. Сжимы притянуты к прогонам горизонтальными болтами, а снизу приболчены к насадке. Насадка, в свою очередь, закреплена на стойках опоры стальными штырями, забитыми по оси стоек. Кроме того, с помощью болтов она притянута к стойкам тяжам и с проушинами внизу. Над опорами изнутри пролетного строения прогоны взаимно укреплены попречными связями - накрест поставленными элементами в упор к прогонам.