Конструкции железнодорожного пути на мостах. Такие разные железнодорожные мосты
Тема 1.2 Элементы, размеры, статические схемы мостов.
По принятому делению к малым мостам относят мосты полной длиной до 25м, к средним – длиной более 25, но не превышающей 100м.
Мост или другое мостовое сооружение (путепровод, виадук, эстакада) состоит из пролетных строений и опор. Пролетное строение - это конструкция моста, перекрывающая пространство между опорами, поддерживающая все проезжающие по мосту нагрузки и передающая их вес и- свой собственный вес на опоры. В зависимости от количества перекрываемых пролетов мосты бывают однопролетными или многопролетными. Опоры воспринимают усилия от пролетного строения и передают его на грунты основания. Крайние опоры, примыкающие к насыпям подходов, называют устоями, все остальные - промежуточными, а массивные промежуточные опоры - быками. Пролетное строение состоит из несущей конструкции (балок, ферм, арок и т.п.) и конструкции проезжей части с тротуарами и всеми вспомогательными элементами. Расстояние между центрами опорных точек пролетного строения называется его расчетным пролетом l.
Высоководный мост должен обеспечивать беспрепятственный пропуск паводковых вод, поэтому низ пролетных строений моста нужно располагать на 0,5-1 м выше уровня или горизонта высоких вод (УВВ или ГВВ). Наивысший уровень воды, возможный на реке в месте мостового перехода называют уровнем или горизонтом высоких вод (УВВ или ГВВ). Расчетный горизонт высоких вод определяют по данным натурных гидрологических наблюдений, в частности по расспросам старожилов из условия, чтобы вероятность появления более высокого уровня не превышала установленной нормами. Если по реке имеется судоходство, то низ пролетных строений должен возвышаться над расчетным судоходным уровнем (РСУ) на высоту большую, чем высота судоходного габарита для данной реки. Расчетный судоходный уровень - это наивысший уровень воды в реке в судоходный период, который обычно несколько ниже УВВ. Уровень воды в реках довольно сильно изменяется. В летнее время, а также зимой вода обычно имеет низкий уровень или средний уровень воды в период между паводками, называемый уровнем или горизонтом меженных вод (УВВ или ГМВ) или просто меженью. Весной при половодье, а также осенью и иногда летом при ливнях приток воды резко увеличивается и горизонт воды повышается.
Длину L по оси моста между гранями устоев, примыкающих к насыпи подходов, называют длиной моста (см. рис.1).
Другими основными размерами моста и его элементов являются (см. рис.13):
Отверстие моста, равное свободной ширине зеркала воды под мостом по уровню высоких вод , где - расстояние между гранями опор в свету. В однопролетном мосту отверстие равно расстоянию в свету между внутренними гранями устоев. В многопролетных мостах отверстие выражается суммой расстояний в свету между опорами отдельных пролетов Σl0, измеренных по расчетному ГВВ;
Высота моста H от поверхности проезжей части до уровня меженных вод;
Свободная высота под мостом между низом пролетных строений и уровнем высоких вод или расчетным судоходным уровнем (если есть судоходство). Свободная высота должна быть достаточна для безопасного пропуска высокой воды, ледохода, а на судоходных реках – для пропуска судов;
Строительная высота h от проезжей части до самых нижних частей пролетного строения;
Расчетный пролет - расстояние между осями опирания пролетного строения на смежные опоры.
Основные размеры моста устанавливают в процессе его проектирования, учитывая назначение моста и весь комплекс местных условий. Отверстие, величины пролетов, высота моста, а также габарит проезда по мосту являются генеральными размерами моста.
1 - насыпь подхода; 2 - конус насыпи; 3 - устой; 4 - пролетное строение с ездой поверху; 5 - пролетное строение с ездой понизу; 6 - промежуточная опора (бык); 7 - фундамент опоры
С тех пор, как появился первый железнодорожный мост, все изменилось. Какие красивые жд мосты есть в мире? Мы составили список из 15 таких мест. Мы определили самый красивый железнодорожный мост, а также самый высокий железнодорожный мост. В нашем списке вы увидите самые красивые железнодорожные мосты по всему свету, в том числе железнодорожный висячий мост, который поражает воображение. Все железнодорожные мосты, фото которых вы видите – это не сюрреализм.
2. Мост в четыре раза шире реки, через которую он проходит, может по праву считаться лучшим в рейтинге необычные железнодорожные мосты и красивые железнодорожные мосты, которые стоит посмотреть. Этот мост проходит через реку Юрибей на севере России
. И благодаря тому, что мост проходит не только через реку, но и по суше, когда наступает половодье, поезда проходят его без проблем.
3. В Ростове-на-Дону
существует своеобразная разводная переправа из трех частей — Темерницкий мост
.
4. Железная дорога в Швейцарии
поражает и радует глаз одновременно.
5. В Чувашии в деревне Мокры
расположен удивительно красивый железнодорожный виадук. Сам мост уже не действует.
6. Увидеть воочию обязательно захочется мосты, расположенные по всему миру, а не только в России. Знаменитый железнодорожный мост Форт-Бридж
, пересекающий реку Форт в Шотландии
, находится под защитой ЮНЕСКО. Это самый длинный и старый в мире действующий консольный мост. По нему поезда ездят с 1890 года. Круто, правда?
7. Наконец, мы рекомендуем посмотреть на еще одно инженерное чудо. Железнодорожный мост через Енисей
. Строительство начато в 1895 году. 30 августа 1896 года мост заложен. Закрыт в 2007 году. Этот мост рекордсмен по стоимости строительства на то время – все обошлось в 3 млн руб. Эта модель моста удостоена почетных наград – Гран-При и золотой медали в области архитектуры.
8. Знаменитый подвесной железнодорожный мост в Риге
известен тем, что был практически разрушен во время Первой мировой войны. Этот мост стал практически символом Риги, как Эйфелева башня стала символом Парижа.
Посмотрите-ка еще видео на Youtube с впечатляющими мостами мира, возможно вы после него составите список стран, которые обязательно стоит посетить в своей жизни 🙂
Делитесь впечатлениями о статье со своими друзьями, они будут поражены. И отправляйтесь обязательно посмотреть на них воочию! А перед те, как отправиться — прочитайте еще одну нашу статью про , которые вы просто обязаны увидеть своими глазами и прямо сейчас, ведь они просто восхитительны! 🙂
Железнодорожные мосты – это не только инженерные коммуникации, но еще и архитектурные сооружения. Значит, при их строительстве обращают внимание как на функциональность, так и на эстетичность. Одни конструкции могут «похвастаться» собственными красивыми деталями, другие – великолепными видами, которые открываются с их пролетов. А некоторым присущи исключительные характеристики, заставляющие выделять их из ряда себе подобных.
Итак, знакомьтесь с восьмеркой самых интересных мостов России!
1. Двухэтажный
Находится в Хабаровске и пролегает через Амур. Это часть Транссибирской магистрали и одновременно – федеральной автотрассы «Чита-Хабаровск». Имеет два уровня: по верхнему движется автотранспорт, нижний предназначен для поездов. Необычность конструкции сподвигла местных жителей дать ему название «Амурское чудо».
2. В четыре раза шире, чем река
В есть река Юрибей, ширина которой составляет максимум километр. А вот переправу возвели протяженностью 3,9 км. Зачем такой запас? Чтобы поезда могли без проблем преодолевать местность во время половодья.
Сооружение знаменито еще и как самый длинный мост за Полярным кругом и самый быстро возведенный в условиях вечной мерзлоты. Для его завершения строителям понадобился неполный год.
3. Радость филателистов
В Нижнем Новгороде есть мост, увековеченный на марке Почты России, – Сартаковский. В свое время (в начале 1960-х) его четыре арки произвели фурор, поскольку впервые в мировой практике «дуги» пролетом в 150 м были сделаны из сборного железобетона.
4. С поднимающейся серединой
В Ростове-на-Дону существует своеобразная разводная переправа. Она состоит из трех частей, средняя из которых – вертикально поднимающаяся ферма. Подобное изобретение делает возможным судоходство по реке. Первоначальная конструкция, возведенная еще в конце XIX века, имела поворачивающийся на 90 ° средний фрагмент. Но плавсредства часто сталкивались с ним, поэтому в 1917 году было проведено усовершенствование – оснащение подъемным пролетом.
5. Императорский
Километры ажурных металлических арок, уходящих в бескрайнюю синь Куйбышевского водохранилища, – так смотрится эта переправа через Волгу с берега. Она и вправду не маленькая – 2089 м в длину. И во время перемещения по ней глаз радуется великолепным видам.
6. Раздвоенный
Эта достопримечательность находится в Омске. Переброшена она через реку Иртыш и состоит из двух отдельных сооружений, расположенных на расстоянии нескольких десятков метров друг от друга. Первое имеет одну полосу движения, другое – целых две.
7. Смелое решение
Очень интересная с инженерной точки зрения конструкция пересекает канал им. Москвы по Рижскому направлению Московской железной дороги. В 1937 году, когда она была построена, вызвала искреннее восхищение у специалистов этой сферы, поскольку имеет необычайно большой «коэффициент смелости». Таким термином обозначают соотношение пологости арочной дуги и длину ее пролета. Данному сооружению придали пропорции 1:5,8, чем создали повышенное напряжение на опоры. Однако благодаря точным расчетам переправа полноценно функционирует и сегодня.
8. Заброшенный, но по-прежнему живописный
В Чувашии в деревне Мокры расположен удивительно красивый железнодорожный виадук. И хотя движение поездов по нему прекратилось еще в 1986-м, о нем помнят. Во-первых, здесь получаются шикарные фотографии, во-вторых, в арках двадцатиметровой высоты удобно заниматься роуп-джампингом. И кстати, Мокринский мост включен в список памятников истории и культуры.
Вот такие интересные строения встречаются на железнодорожных путях нашей страны. Хотите увидеть их сами? Приобретайте билеты через сайт – и вперед!
Железнодорожный мост через реку Исеть (г. Каменск-Уральский)
Железнодорожный мост - искусственное сооружение, которое строится для укладки полотна через водные препятствия. На небольших водотоках и суходолах устраивают малые мосты, трубы или лотки. Разновидностями мостов являются путепроводы, виадуки и эстакады. В местах пересечения железных и автомобильных дорог или двух железнодорожных линии строят путепроводы. Для пересечения ущелий, глубоких долин и оврагов строят виадуки, для пересечения с городской территорией - эстакады. Эстакады также строят на подходе к большим мостам.
Конструкция моста
Мост состоит из пролётных строений, являющихся основанием для пути и опор, поддерживающих пролётные строения и передающих давление на грунт. Опоры состоят из фундамента и видимой части (тела). Фундаменты опор сооружаются при неглубоком залегании прочных грунтов на естественном основании, а при слабых грунтах - на сваях. Концевые опоры моста называются устоями, а промежуточные - быками. Устои служат подпорной стенкой, для примыкающего к мосту земляного полотна. Пролётные строения опираются на опоры через опорные части, которые позволяют пролётному строению поворачиваться и продольно перемещаться при изгибе под нагрузкой и при изменении температуры. Под одним концом пролётного строения помещают неподвижные опорные части, допускающие только поворот, под другим концом - подвижные, перемещающиеся на катках. Пролётное строение состоит из балок, ферм, связей между ними и мостового полотна.
Материалы пролётного строения
Деревянные мосты широко применялись в первый период строительства железных дорог, а также во время Великой Отечественной войны для быстрого восстановления разрушенных мостов. Достоинствами этих мостов являются простота конструкции, возможность использования местных материалов, дешевизна и быстрота сооружения. Однако они недолговечны, пожароопасны и сложны в содержании.
В XIX в. широкое распространение для строительства железнодорожных мостов получил камень. Каменные мосты долговечны, надёжны и требуют небольших затрат на содержание. Каменные мосты имеют значительную собственную массу, поэтому малочувствительны к увеличению массы поездов, меньше других мостов реагируют на удары при движении поездов, при езде по ним производится меньше шума. Недостатками каменных мостов является большая трудоёмкость строительства и ограниченная длина пролёта. В конце XIX - начале XX вв. каменные мосты уступили место бетонным, железобетонным и стальным мостам.
Металлические мосты получили широкое распространение благодаря высокой прочности при сравнительно малой массе, возможности применения типовых деталей, высокой механизации сборочных работ. Металлические мосты составляют около 70 % общей протяжённости железнодорожных мостов. Их недостатками являются большой расход металла и необходимость тщательного ухода для предотвращения коррозии.
Железобетонные мосты являются основным типом малых мостов. Они более долговечны, чем металлические и требуют меньших затрат на содержание. Железобетонные конструкции также применяются в средних и больших пролётах железнодорожных мостов, однако их большая масса усложняет строительно-монтажные работы и требует более мощных опор.
В сталежелезобетонных мостах железобетонная плита проезжей части или балластного корыта объединена со стальными главными и поперечными балками или фермами и включена в совместную работу с ними.
Мостовое полотно
На железнодорожных мостах применяются два вида мостового полотна: с ездой на балласте и безбалластное. Полотно с ездой на балласте применяется на железобетонных и сталежелезобетонных мостах. Балластная призма используется однослойная щебёночная или двухслойная из асбестового балласта поверх дренирующего щебёночного слоя. Балласт укладывается в балластное корыто, наименьшая толщина балласта под шпалой составляет 25 см, наибольшая толщина не должна превышать 60 см. Из-за большого собственного веса применение мостового полотна с ездой на балласте ограничено пролётами 33 м для железобетонных мостов и 55 м - для сталежелезобетонных.
Мостовое полотно безбалластного типа применяется преимущественно на металлических мостах. Для устройства мостового полотна используются деревянные, металлические или железобетонные поперечины (мостовые брусья), а также сплошные железобетонные плиты. Мостовые брусья укладываются на продольные (главные) балки на расстоянии 10-15 см друг от друга во избежание провала колёс между ними. Вертикальные прогибы пролётных строений могут достигать 1/800 расчётного пролёта. Для обеспечения плавности движения поездов рельсовому пути придают строительный подъём по дуге круга или параболе за счёт изменения высоты мостовых брусьев. Стрела подъёма должна примерно соответствовать величине прогиба от половины нормативной вертикальной нагрузки.
Охранные приспособления
Охранные приспособления предназначены для обеспечения безопасного прохода поезда в случае схода колёсной пары или тележки на мосту или на подходе к нему. Для этого внутри рельсовой колеи у каждого путевого рельса укладывается сплошная линия контррельсов или контруголков. Контррельсы ограничивают боковые смещения подвижного состава, сошедшего с рельсов, предотвращая его падение и опрокидывание. Контррельсы протягивают до задней грани устоев и далее их концы на протяжении не менее 10 м сводят «челноком», заканчивающимся металлическим башмаком. Челнок воспринимает удар от сошедшей колёсной пары и отклоняют её в желоб между рельсами и контррельсами. На мостах с безбалластным полотном из деревянных, металлических или железобетонных брусьев для предотвращения продольного смещения поперечин и провала колеса между ними снаружи путевых рельсов укладываются охранные (противоугонные) уголки иди брусья.
См. также
Литература
- Железнодорожный путь / Т. Г. Яковлева, Н. И. Карпущенко, С. И. Клинов, Н. Н. Путря, М. П. Смирнов; под ред. Т. Г. Яковлевой. М.: Транспорт. 1999. 405 с.
- Бройтман, Э. З. Железнодорожные станции и узлы [Текст] : учебник для студентов техникумов колледжей ж/д тр-та / Э. З. Бройтман. - М. : Маршрут, 2004. - 370 с.
Железнодорожное мостостроение в России возникло как составная часть отечественной мостостроительной школы, отличавшейся рационализмом в выборе и оценке конструкций, отказом от надуманных решений во имя внешней эффектности, стремлением к возможно более полному учету условий работы конструкций.
К началу строительства первых мостовых переходов на железных дорогах страны был накоплен богатый опыт сооружения мостов на обыкновенных дорогах, имелись уже проверенные на практике типы конструкций. Однако железнодорожные мосты во многом отличаются от мостов под обыкновенную дорогу. На железнодорожных мостах не требуется устраивать сплошную проезжую часть, их ширина меньше. С другой стороны, они несут существенно большую нагрузку, что не может не сказаться на их конструкции. Повышенные требования к железнодорожным мостам, а также отсутствие научных методов расчета, недостаточная изученность свойств строительных материалов, в том числе дерева, существенно осложняли проблему проектирования и строительства первых мостов под поездную нагрузку.
Самым крупным водным препятствием на первой железнодорожной линии Петербург-Царское Село явился Обводный канал в Петербурге . Через него в 1836 г. перекинули однопролетный деревянный арочный мост под два пути. Устои моста были каменные на свайном основании. Он прослужил свыше 30 лет и был заменен металлическим лишь в 1869 г.
Значительно более сложные проблемы возникли в процессе строительства железнодорожной магистрали Петербург-Москва . Здесь потребовалось устроить 19 путепроводов, 69 труб и 184 моста, в том числе через такие крупные реки, как Волга, Волхов, Тверца, Мcта. Руководил проектированием мостов Д. И. Журавский . Одной из особенностей мостовых переходов была значительная высота опор, что вызвало необходимость применять большие пролеты вместо малых во избежание удорожания стоимости строительства. Кроме того, часто поставленные опоры при небольших пролетах препятствовали судоходству и затрудняли пропуск льда.
Д. И. Журавский отказался от слепого копирования известных в то время большепролетных конструкций деревянных мостов. Справедливо полагая, что арочная система при большой высоте мостов потребует устройства массивных и дорогих опор, он остановил свое внимание на более легких балочных пролетных строениях с деревянными фермами, предложенных американским инженером Гау . Однако теории расчета таких конструкций не было, что вызывало серьезные сомнения в правильности подхода к назначению размеров сечений отдельных элементов.
В 1845 г. Д. И. Журавский создал теорию расчета решетчатых ферм, дав метод определения усилий в отдельных элементах. В частности, он нашел, что сечения вертикальных металлических тяжей назначались в фермах Гау необоснованно: тяжи у опор нагружены сильнее и должны быть более мощными. По конструктивным соображениям предусматривалось постоянное сечение поясов ферм по всей длине, в то время как в однопролетных конструкциях сечение поясов могло быть использовано полностью только в середине пролета. Для мостов больших пролетов ученый предложил балочную неразрезную систему, обеспечивающую рациональное использование материала поясов.
На основе проведенных исследований Д. И. Журавский дал рекомендации по расчету ферм Гау и разработал проекты деревянных мостов через все крупные водотоки на трассе железной дороги Петербург-Москва. Было разработано пять групп пролетных строений длиной от 16,4 до 60,8 м. Проектирование конструкций сопровождалось всесторонними исследованиями их работы под нагрузкой и свойств применяемых строительных материалов.
Пролетные строения всех мостов имели деревянные многорешетчатые неразрезные фермы, образуемые наложением друг на друга нескольких простых треугольных решеток, что существенно улучшало работу сжатых элементов.
Уникальным мостовым переходом явился Веребьинский виадук . По отзывам современников, этот виадук считался одним из лучших сооружений такого типа не только в России, но в Европе и Америке.
Мстинский мост имел девять пролетов по 61 м. Его опоры представляли собой пирамидальные башенные деревянные конструкции на каменном фундаменте, обшитые железом.
Балочный неразрезной двухпутный мост через Лугу у ст. Преображенская явился первым целиком железным мостом в России. Он сооружен в 1853-1857 гг. под руководством инженеров И. И. Стебницкого и И. Ф. Рер-берга. Каждый путь уложен на пролетное строение длиной 55,3 м. Опоры моста каменные, под два пути.
Принципиально новой по тому времени была конструкция пролетных строений. Главная особенность заключалась в том, что сжатые раскосы, в отличие от растянутых, сделанных из полосового железа, имели дополнительные приклепанные уголки, что увеличивало их жесткость и существенно улучшало работу на сжатие. Настил проезжей части, устроенной по верхним поясам ферм, сделали сплошным, что предохраняло фермы от попадания на них атмосферных осадков, отводимых с проезжей части при помощи специальных трубок. Коробчатые нижние пояса закрывались крышками из листового железа.
Совершенная конструкция моста обеспечила его надежную работу до 1941 г., когда он был разрушен во время боевых действий.