 |
Краткие сведения о дисциплине
|
|
|
|
Рязанов Ю.С.
Р 990 Строительство мостов. Временные вспомогательные сооружения и устройства: учеб. пособие / Ю.С. Рязанов. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2005. – 153 с.: ил.
Учебное пособие соответствует дисциплине «Строительство мостов» по государственному общеобразовательному стандарту направления 653600 (270200) «Транспортное строительство» специальности 291100 (270201) «Мосты и транспортные тоннели».
Рассмотрены основные положения проектирования, возведения и содержания временных вспомогательных сооружений и устройств, используемых при строительстве мостов.
Главное внимание уделено назначению экономичных конструктивных решений по временным вспомогательным сооружениям и устройствам при выполнении контрольных и курсовых работ, а также раздела производства работ в дипломном проекте.
Предназначено для студентов 4-го и 5-го курсов специальности «Мосты и транспортные тоннели» очной и заочной форм обучения.
УДК 624.21/.8 (075.8)
ББК О 112.2я73
© ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный
университет путей сообщения» (ДВГУПС), 2005
ВВЕДЕНИЕ
Пособие предназначено для изучения специального раздела курса «Строительство мостов» по конструкциям, методам проектирования и использованию временных вспомогательных сооружений и устройств, которые применяются при строительстве мостов, но в учебной литературе и лекционном курсе дисциплины в достаточной степени не освещены.
Кроме того, в соответствии с учебным планом студенты специальности «Мосты и транспортные тоннели», изучающие дисциплину «Строительство мостов», очной формы обучения выполняют курсовую работу, а по заочной – контрольные работы.
|
|
|
В курсовой и контрольных работах, а также при дипломном проектировании разрабатываются проекты временных вспомогательных сооружений и устройств (ВВСУ). Перечень их обширен в связи с разнообразием конструкций мостов, способов и условий производства работ.
Непременным условием изучения ВВСУ, выполнения контрольных и курсовых работ являются знания студентов необходимого материала в объеме учебных программ как по специальным, так и по общепрофессиональным дисциплинам. Студентам необходимо знать современные конструкции мостов, общую организацию и способы производства работ по сооружению опор и монтажу пролетных строений, инвентарные конструкции ВВСУ, оборудование и машины, применяющиеся при строительстве мостов.
В контрольных и курсовых работах предусматривается разработка незначительной части ВВСУ, используемых при возведении определенных типов опор и при монтаже некоторых типов пролетных строений, и значительно меньшая их детализация по сравнению с реальным проектированием.
В пособии можно ознакомиться с общей методикой выполнения
основных расчетов, выбрать наиболее рациональные конструктивные решения и оптимальную последовательность выполнения заданий.
При расчетах ВВСУ применяются методы строительной механики и приведенные в настоящем пособии данные о нормативных нагрузках, их сочетаниях, коэффициентах условий работ, надежности, перегрузки, динамических и других, а также указания по последовательности расчета. В связи с их спецификой ряд обозначений не соответствует общепринятым.
Использованы требования СНиП 2.05.03-84*, ВСН 136-78 с изменениями 1984 г и других норм по проектированию элементов конструкций, а также требования технологические – СНиП 3.06.04-91 и правила техники безопасности – СНиП 12.03-2001 и СНиП 12.04-2002. Их следует использовать до принятия технических регламентов, предусмотренных законом «О техническом регулировании» № 184-ФЗ от 27.12.2002 г.
|
|
|
Краткие сведения о дисциплине
Спецификой изучения курса «Строительство мостов» является необходимость дополнительного изучения особенностей проектирования временных вспомогательных сооружений и устройств, которые в достаточной степени не охвачены программой курса «Строительство мостов», включающей в основном изучение технологии возведения конструкций.
Несмотря на то, что проектирование ВВСУ ведется в соответствии с общепринятыми правилами конструирования и строительной механики, особенность их в отличие от основных конструкций заключается в том, что конструкции ВВСУ используются временно. Они должны быть инвентарными, а индивидуальные конструкции ВВСУ должны преимущественно многократно использоваться [2].
Обеспечивая безопасность производства работ, прочность и устойчивость основных сооружаемых элементов моста, ВВСУ могут проектироваться недостаточно надежными на особые сочетания нагрузок (высокий уровень воды, ледоход, ураганный ветер, землетрясение и т. д.). В этом случае в период неучтенных неблагоприятных условий строительно-монтажные работы по сооружению или монтажу основных конструкций должны прекращаться (приостанавливаться), а временные обустройства могут быть разобраны или разрушены [3].
В связи с использованием инвентарных конструкций ограниченной номенклатуры ВВСУ не всегда могут быть экономичными в общепринятом понимании. Например, строительная организация не может иметь не всегда используемый весь перечень металлического шпунта или прокатных балок для крепления шпунтовых ограждений и других индивидуальных конструкций. Поэтому используется в большинстве случаев самый мощный тип шпунта Ларсен-ıv (v), двутавры большого профиля и т. д. Не всегда экономичны могут быть временные опоры из элементов МИК-С, конструкции из МИК-П или понтонов КС [1].
В связи с изготовлением и сборкой ВВСУ в условиях строительной площадки и учетом применения в качестве оснований временных вспомогательных опор и пирсов подсыпок, лежней, шпальных клеток и т. п. при их проектировании могут назначаться соответствующие упрощенные расчетные схемы (разрезная конструкция вместо неразрезной, шарнирное опирание вместо жесткого соединения, деформации оснований и шпальных клеток и т. д.). Значительно снижены требования к бетонным и железобетонным элементам ВВСУ, в связи с чем проектирование их допускается по нормам гражданских сооружений (СНиП 2.03.01-84*).
|
|
|
ВВСУ рассчитывают на реально действующие в процессе производства работ временные нагрузки в соответствующем сочетании, с использованием специфических коэффициентов перегрузки, надежности и условий работы, обозначения которых в рекомендованной литературе различны.
Для освоения проектирования ВВСУ в результате изучения дисциплины «Строительство мостов» студенты должны ознакомиться с современными машинами, оборудованием и инвентарными конструкциями, применяющимися при строительстве мостов [4, 5, 6, 7], освоить технологию заводского изготовления сборных типовых и индивидуальных железобетонных мостовых конструкций; стальных пролетных строений и сварных элементов конструкций; современные способы производства работ по сооружению фундаментов из свай, оболочек и буровых столбов; возведению опор выше обреза фундамента и безростверковых столбчатых опор, монтажу железобетонных, стальных и сталежелезобетонных пролетных строений [8, 9, 10].
· Составной частью изучения большинства разделов программы дисциплины «Строительство мостов» является выполнение контрольных и курсовой работ. Выполнение их должно базироваться также на знаниях дисциплин «Проектирование мостов и труб», «Основания и фундаменты», «Строительные работы и машины», «Механика грунтов», «Строительная механика» и др.
· Изучение ВВСУ согласовывается с тематическим планом изучения дисциплины «Строительство мостов» по специализации «Мосты».
2. Основные положения по проектированию
вспомогательных сооружений и устройств
При строительстве мостов, путепроводов и эстакад в различных строительно-климатических зонах в зависимости от экономически обоснованных способов производства работ, обеспечивающих их безопасность, используется большое разнообразие временных вспомогательных сооружений, приспособлений и устройств [1].
|
|
|
ВВСУ общего назначения и характера, предназначены для обеспечения всех работ при строительстве моста. К ним относятся:
· временные речные причалы;
· плашкоуты под плавучие краны, для перевозки грузов и т. д.;
· стапеля для спуска на воду плавучих средств, конструкций и т. д.;
· ледовые дороги и устройства для производства работ со льда;
· рабочие мостики для пропуска и работы транспортных средств, строительных и грузоподъемных машин;
· временные, в том числе лежневые дороги;
· противоналедные устройства на водотоках с наледями, устраиваемые на период строительства и исключающие затопление стройплощадки, котлованов и других зон производства работ наледными водами;
· подкрановые эстакады, предназначенные для пропуска и работы козловых монтажных кранов;
· ледорезы и карчеотбойники для защиты рабочих мостиков, монтажных подмостей, подкрановых эстакад, шпунтовых ограждений от ледохода, карчехода, селей и наледей;
· надземные грунтовые якоря и подводные якоря-присоски для закрепления вант, оттяжек, блоков полиспастов, отводных роликов, тяговых и анкерных тросов, плашкоутов и т.д.;
· рабочие подмости, леса, площадки, перильные ограждения, подвесные и приставные лестницы, люльки и другие приспособления для выполнения различных видов работ на высоте.
Специальные ВВСУ для возведения отдельных элементов мостовых сооружений:
· шпунтовые ограждения, бездонные ящики, шандорные ограждения, закладные крепления котлованов и перемычки (включая грунтовые);
· специальные вспомогательные сооружения и устройства при сооружении фундаментов опор с применением опускных колодцев;
· то же на буровых и забивных сваях, столбах и оболочках;
· устройства и приспособления для подводного бетонирования;
· стационарная или разборная, переставная, щитовая, инвентарная и скользящая опалубка для бетонирования монолитных мостовых опор и тепляки для них с искусственным обогревом;
· стальные формы и опалубки для изготовления сборных бетонных и железобетонных конструкций мостов;
· временные опоры и подмости для монтажа пролетных строений, их фундаментов из забивных свай, оболочек, ряжей, с защитой от размыва;
· специальные вспомогательные сооружения, приспособления и устройства для монтажа железобетонных и металлических пролетных строений навесным и полунавесным способом;
· то же способом продольной или поперечной надвижки, накаточные пути и устройства скольжения, в том числе с применением антифрикционных материалов, аванбеки, приемные консоли и анкерные устройства;
|
|
|
· то же способом перевозки на плаву;
· тяговые (толкающие) и тормозные устройства и приспособления;
· устройства и приспособления для подъемки (опускания) пролетных строений;
· плашкоуты под плавучие краны, копры, для перевозки конструкций, материалов и т.д.;
· монтажные приспособления – траверсы, строповочные устройства, подъемники (и фермоподъемники), стрелы и монтажные мачты.
Кроме того, по специальным нормам преимущественно с использованием инвентарных конструкций проектируют специальные монтажные краны и другое подъемно-транспортное оборудование, временные и краткосрочные железнодорожные мосты, а также пролетные строения, устанавливаемые временно на капитальные опоры, предназначенные для временного движения поездов. Для усиления основных конструкций пролетных строений на монтажные нагрузки проектируют конструкции усиления и объединения пролетных строений в неразрезную конструкцию для надвижки или навесного монтажа пролетных строений.
3. Общие указания по проектированию
оснований и конструкций
Требования к конструкциям
Вспомогательные сооружения должны отвечать современным требованиям индустриально-скоростного строительства, возможности наибольшей механизации строительных процессов, а также требованиям техники безопасности и охраны окружающей среды [1, 10].
· Проектируют ВВСУ с учетом местных климатических, геологических и климатических условий. В частности, за рабочий уровень воды в проекте принимают наивысший возможный в период производства данного вида работ сезонный уровень воды, соответствующий расчетному расходу или уровню ледостава вероятностью превышения 10 %. Должны учитываться также возможные превышения уровня вследствие подпора от нижерасположенной реки, в которую впадает рассматриваемый водоток, от воздействия нагона воды ветром, образования заторов или прохождения паводков по руслам, покрытым льдом (верховодка). На водотоках с регулируемым стоком (мелиорация, вышерасположенное водохранилище и т. д.) рабочий уровень назначается на основании данных организаций, регулирующих сток, в том числе с учетом возможного аварийного сброса воды из водохранилища.
Допускается принимать рабочий уровень воды вероятностью до 50 % при соответствующем технико-экономическом обосновании, когда возможный ущерб от затопления меньше полученного эффекта или предусматривается усиление сооружения в период паводка. При этом проектом производства работ требуется разработать меры по обеспечению пропуска льда и расхода воды при высоком уровне воды.
Верх шпунтовых, бездонных ящиков, грунтовых перемычек и других
ограждений котлованов должен возвышаться над рабочим уровнем не менее чем на 0,7 м и на 0,3 м – при ледоставе и над уровнем грунтовых вод.
Островки для возведения фундаментов, в том числе для опускания колодцев, должны возвышаться над рабочим уровнем не менее чем на 0,5 м.
Возвышение низа пролетных строений рабочих мостиков, подкрановых эстакад, подмостей на несудоходных и несплавных реках, а также в несудоходных пролетах судоходных рек должно быть не менее 0,7 м над рабочим уровнем.
На водотоках с карчеходом и селевыми потоками не рекомендуется устраивать вспомогательные сооружения в пролетах между капитальными опорами. При необходимости устройства временных опор расстояние между ними в свету должно быть не менее 10 м и они устраиваются в период наименее вероятного появления опасных воздействий (по прогнозам соответствующих служб). При этом возвышение низа конструкций пролетных строений подкрановых эстакад и рабочих мостиков над рабочим уровнем должно быть не менее 1,0 м.
На водотоках с наледеобразованием следует, как правило, избегать устройства промежуточных опор в пределах наледи. Низ конструкций пролетных строений необходимо возвышать на 0,5 м над рабочим уровнем, соответствующим высоте 0,8 ∆Нр, где ∆Нр – расчетная мощность наледи.
· Рабочие площадки предусматриваются на всех ВВСУ.
Ширина настилов на рабочих площадках должна быть не менее 1,0 м. Ширину проходов и пешеходных переходов следует назначать не менее 0,8 м, а в подвесных люльках для одного или двух рабочих, а также в переходных площадках для них – не менее 0,6 м. Основные и переходные площадки должны иметь с обеих сторон ограждения, а подвесные люльки надлежит ограждать со всех четырех сторон. Высота прохода на многоярусных подмостях должна быть не менее 1,8 м.
Зазор между краем настила и монтируемой конструкцией должен быть не более 10 см. Деревянный настил предохраняется от перемещения относительно поддерживающих конструкций путем прикрепления к ним гвоздями, болтами и т.д.
Настилы подмостей всех видов и люлек устраиваются без щелей, зазоров и с бортовыми досками, чтобы исключить возможность падения монтажных пробок, болтов, инструмента и т.п. Металлический настил имеет бортовые элементы высотой не менее 10 см, а деревянный настил – бортовые доски высотой не менее 15 см.
Поручни перил необходимо расположить на высоте не менее 1 м от уровня настила, а в подвесных люльках – не менее 1,2 м. На высоте 0,5 м от уровня настила устраивается промежуточный ограждающий элемент.
· Подвесные лестницы должны иметь ширину в свету не менее
500 мм, а приставные – не менее 600 мм. Шаг ступеней – не более
350 мм. Верх приставных лестниц – закреплен от бокового смещения, а уклон их не должен превышать 60°. Стационарно установленные приставные лестницы имеют перила. Высота отдельных маршей подвесных и приставных лестниц должна быть не более 5 м. Навесные металлические лестницы для монтажных работ необходимо надежно прикрепить к конструкциям, а высотой более 5 м – оградить металлическими дугами.
· Рабочие мостики проектируют для проезда транспортных средств по стройплощадке и транспортных средств, грузоподъемных и строительных машин и механизмов при строительно-монтажных работах.
При строительстве и реконструкции мостов рабочие мостики следует устраивать с низовой стороны моста, прямыми в плане и с продольным уклоном не более 0,005.
Опоры рабочих мостиков устраивают свайными, преимущественно из металлических пакетов, с надстройкой из инвентарных элементов МИК-С. При невозможности забивки свай применяют ряжевые или рамно-ряжевые опоры. Допускается устройство опор из шпальных клеток (разд. 9).
Пролетные строения рабочих мостиков следует устраивать металлическими, разрезной конструкции, преимущественно из инвентарных балок, в частности из элементов МИК-П.
Пролетные строения допускается устанавливать на деревянные насадки (мауэрлаты) или балки ростверков инвентарных конструкций МИК-С. Пролетные строения крепятся к деревянной насадке (мауэрлатному брусу) штырями на каждом конце, а к металлическим балкам – болтами, пропущенными через овальные отверстия для обеспечения температурных перемещений пролетных строений.
Общую устойчивость балок пролетных строений обеспечивают в необходимых по расчету случаях жестким закреплением сжатых поясов от поперечных смещений. В качестве жестких закреплений от поперечных смещений допускается использовать места сбалчивания пакетов из двутавров через деревянные прокладки, размещенные по всей высоте стенок.
Проезжую часть рабочего мостика следует устраивать колейного типа на поперечинах. Поперечины изготовляют из бревен, опиленных на два канта с шириной канта не менее 1/3 диаметра. Укладывают поперечины через 0,5–0,7 м.
Поперечный настил объединяют колесоотбойным брусом высотой
15 см, закрепленным болтами диаметром 12 мм с шагом 1 м.
Рабочий мостик для одной полосы движения должен иметь ширину (расстояние между колесоотбойными брусьями) не менее 3,8 м.
Колейный настил устраивают из досок толщиной 4–5 см, пришитых через 1,5 м к поперечинам гвоздями. Внутреннее расстояние между проезжими частями колей не должно быть более 0,8 м.
На мостиках для пропуска гусеничной нагрузки допускается вместо колейного настила покрытие из слоя гравия толщиной 10 см по сплошному настилу из поперечин.
Рабочие мостики могут сопрягаться с дорогой путем устройства аппарели или въездного щита (в том числе съемного), и используемые для прохода рабочих они имеют двусторонние тротуары шириной по 0,8 м с перильными ограждениями.
В конструкциях рабочего мостика, применяемого для работы стреловых кранов, в необходимых случаях предусматривают устройства для установки выносных опор (аутригеров) крана в местах, предусмотренных технологической схемой монтажных работ.
|
|
|
