Железная дорога
   
 
Энциклопедия железных дорог
 

Грузоподъемность моста

ГРУЗОПОДЪЁМНОСТЬ МОСТА — максимально возможная нагрузка, к-рую можно пропускать по мосту с определённой скоростью. Г. м. является важной х-кой железнодорожных мостов, воспринимающих значительные динамич. и статич. нагрузки. Г. м. оценивается несущей способностью наиболее слабого элемента конструкции моста и определяется преим. методом классификации. Этот метод заключается в том, что значение временной вертик. нагрузки, к-рую может безопасно выдержать наиболее слабый элемент моста при пост, эксплуатации, выражают в единицах эталонной нагрузки, в качестве к-рой принимается временная вертик. нагрузка по заданной схеме. По числу единиц эталонной нагрузки устанавливают класс элемента. Наименьший из классов элемента определяет
класс моста. Воздействие врем. подвижной нагрузки (движущийся поезд и т. п.) выражают в единицах той же эталонной нагрузки; число единиц эталонной нагрузки является классом нагрузки.
При сравнении класса моста с классом нагрузки получают заключение о Г. м. и режимах его эксплуатации. Для обеспечения безопасного движения по мосту особенно важно при установлении класса подвижной нагрузки, большего класса моста, определить возможность пропуска этой нагрузки с ограничением скорости или произвести усиление слабых элементов моста.
Метод классификации позволяет не проводить детальных перерасчётов элементов моста на нагрузки, вводимые в процессе эксплуатации сооружения. Достаточно один раз проклассифицировать пролётное строение, а в дальнейшем классифицируется лишь подвижная врем, нагрузка. При определении класса моста учитывается физ. состояние его элементов. В зависимости от допускаемой для обращения по мосту нагрузки введено также понятие категории моста по грузоподъёмности. Классификация металлич. и ж.-б. пролётных строений выполняется на основании нормативных документов.

Амурская железная дорога

АМУРСКАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА — казённая ж. д., конечный участок Транссибирской магистрали, построенная в 1906—16. Проходила по терр. Забайкальской и Амурской обл. Способствовала развитию золотодобыв. пром-сти, лесо-разработок, рыбного и пушного промыслов. Осн. участки: Куэнга — Урюм (193 версты, 1907—11), Урюм — Керак (597 вёрст, 1909—13), Керак — Дея с веткой на Благовещенск(641 верста, 1911—15),Дея— Хабаровск (454 версты, 1915—16). Общая протяжённость к 1916 достигла 1996 вёрст. Изыскательские работы велись в 1894— 1895 на сев. участке под руководством инж. Б. У. Савримовича; в 1906—07 на зап. и вост. участках — инж. Ц. З. Дроздова и Е. Ю. Подруцкого. Стр-во осуществлялось в трудных климатич. условиях, в районах вечной мерзлоты, в малонаселённой местности. Руководили работами инж. Подруцкий, А. В. Ливеровский, В. В. Трегубов. На прокладке дороги было занято (1910) до 20 тыс. строит, рабочих из Центр, губ. России и Сибири. Спец. постановлением правительства запрещалось привлекать иностр. рабочих. На А. ж. д. построены уникальные искусств, сооружения, в т. ч. крупнейший в России мост через р. Амур, проект к-рого разработал Л. Д. Проскуряков; первый в мировой практике тоннель в вечномёрзлом грунте с применением теплоизолирующего слоя между обделкой тоннеля и породой; применён способ образования в условиях минусовых темп-р опоры моста из бетона с использованием его подогрева (предложение Ливеровского). На дороге были построены станц. здания и вокзалы, ж.-д. мастерские (на ст. Зилово и Укурей); через р. Амур функционировала ж.-д. паромная и ледовая переправы (до введения в эксплуатацию моста). Дороге принадлежал пароход. Пропускная способность А. ж. д.— 9 пар поездов в сутки. На дороге были открыты начальные школы и больницы (на ст. Сбега, Ксеньев-екая, Могоча, Амазар, Уруша). Находилась в ведении МПС; управление в Хабаровске. В 1922 А. ж. д. передана НКПС. На начало 1991 осн. линии в составе За-байкальской железной дороги и Дальне-восточной железной дороги.

Усиление искусственных сооружений

УСИЛЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ — комплекс работ, направленных на повышение несущей способности (грузоподъёмности) искусственных сооружений. При невозможности У. и. с. осуществляется замена всего сооружения или его частей. Вопрос об усилении или замене решается на основе технико-экон. анализа с учётом физ. состояния сооружения или отд. его частей.
Осн. способы усиления металлич. пролётных, строений мостов: увеличение поперечного сечения элементов; установка дополнит, ферм или балок; усиление с изменением системы ферм или балок путём добавления третьего пояса (арки), превращения разрезных балок или ферм в неразрезные и т. п.; возведение дополнит, опор; превращение стального пролётного строения в сталежелезобетонное.
Усиление ж.-6. пролётных строений выполняют либо увеличением сечений их элементов (площади арматуры, бетона), либо при усилении балок устр-вом шпренгелей, изготовленных из металлич. профилей, пучков высокопрочной проволоки, тросов. Для эффективного использования добавляемого при усилении металла (особенно высокопрочных сталей) и рационального распределения усилий в системе конструкции применяют предварит, напряжение с регулированием усилий и деформаций.
Усиление бетонных и кам. мостов в большинстве случаев достигается разгрузкой сводов или устр-вом дополнит, сводов. Для разгрузки сводов удаляют надсводные заполнения и укладывают ж.-6. плиту, снимающую нагрузку со всего свода или его частей.
Надфундаментную часть мостовых опор из бутовой или кам. кладки обычно усиливают устр-вом ж.-6. оболочек (рубашек) толщиной не менее 12 см с передачей на них всей или значит, части нагрузки, действующей на опору. Применяется также установка ж.-б. поясов с цементацией тела опоры путём нагнетания через скважины диам. 36—75 мм цементного раствора состава от 1:10 до 1:1 (отношение цемента к воде по массе). Для повышения несущей способности опоры иногда заменяют верхнюю массивную часть опоры более лёгкой сквозной конструкцией (рамной, столбчатой и т. п.).
Фундаменты опор на естеств. основании могут быть усилены путём их уширения; свайные фундаменты — добавлением новых свай (забивных или буровых). Более предпочтительны буровые сваи, т. к. их установка в скважине не вызывает нежелат. изменений в опоре. Несущая способность грунтов в основании опор может быть повышена хим. или электрохим. укреплением, а также цементацией, глинизацией, битумизацией.
Осн. способы усиления несущей способности конструкций тоннелей (обделки или всей системы обделка — порода): тампонирование пустот за обделкой путём нагнетания цементных, цементно-песчаных и цементно-глинистых растворов с разл. добавками, повышающими водонепроницаемость, скорость схватывания и твердения, уменьшающими усадочные явления; цементация обделки цементным раствором, нагнетаемым в обделку через скважины диам. 45—-65 мм, пробуренными на глубину не более 2/3 толщины обделки; торкретирование внутренней пов-сти обделки; устр-во ж.-б. оболочки толщ, не менее 20 см.

НИИЖТ

НОВОСИБИРСКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА (НИИЖТ). Осн. в 1932 как Новосибирский путейский ин-т инженеров транспорта (НПИИТ), в 1934— 1953 — Новосибирский ин-т военных инженеров транспорта (единств. в стране вуз, выпускавший специалистов такого профиля), указанное назв. с 1953.В годы Великой Отечеств, войны сотни студентов и сотрудников ин-та ушли добровольцами на фронт.
Ин-т имеет 5 дневных факультетов: управления процессами перевозок; стр-ва ж. д.; пром. и гражданского стр-ва; мостов и тоннелей; инженерно-экон., а также заочный; факультет повышения квалификации руководящих работников и специалистов ж.-д. транспорта; довузовской подготовки с подготовит, отделением, курсами, техн. лицеем, профильными классами школ, гимназии, учебно-производств. комбинатов, центрами довузовской подготовки и профориентации на ряде ж.-д. станций; учебно-консультац. пункт в Барнауле. В 1992 в ин-те обучалось св. 6 тыс. чел. по 9 специальностям. На 32 кафедрах работают ок. 370 преподавателей, в т. ч. 26 докторов наук и проф., 165 канд. наук и доцентов. В ин-те имеется аспирантура; ин-ту предоставлено право приёма к защите кандидатских и докторских диссертаций. Со дня основания ин-том подготовлено ок. 35 тыс. специалистов. На кафедрах и в 10 н.-и. лабораториях, 9 группах и 4 научно-инж. центрах ведётся науч. работа, осн. направлениями к-рой являются повышение пропускной и провозной способности ж. д.; совершенствование конструкций и повышение надёжности искусств. сооружений; обеспечение сохранности перевозимых грузов; совершенствование технологии перевозок опасных грузов; организация путевого х-ва и повышение надёжности пути; защита от снежных заносов и лавин; изучение деформируемых сред, создание льдотехники, стр-во мостов в суровых климатич. условиях; разработка трансп. программы Сибири. Издаются сборники трудов (с 1935).
Ин-т награждён орденом Трудового Красного Знамени (1981).

Навесной монтаж

НАВЕСНОЙ МОНТАЖ — основной способ, применяемый в ж.-д. мостостроении при сооружении пролётных строений мостов из отдельных блоков или элементов. При этом собираемая конструкпия находится на весу в виде консоли без промежуточных врем, опор или подмостей. Н. м. используется при сооружении стальных и ж.-б. неразрезных и консольных балочных пролётных строений и рамноконсольных мостов. Простые балочные стальные пролётные строения могут быть сооружены способом Н. м. при врем, соединении с соседним собранным пролётным строением. Возможен также Н. м. сборных ж.-б. арочных пролётных строений.
Н. м. может осуществляться в одну сторону от опоры. Устойчивость против опрокидывания обеспечивается устр-вом анкера или установкой противовеса на конце анкерного пролётного строения, а также постановкой врем, промежуточной опоры, т. е. переходом на полунавесной монтаж. При уравновешенном монтаже пролётное строение собирается одновременно в обе стороны от пост. промежуточной опоры. Отставание сборки одной консоли допускается не более чем на один блок или панель строения.
Н. м. производится спец. кранами, установл. на монтируемом пролётном строении. На мостах малой высоты могут быть применены универсальные стреловые и деррик-краны, перемещаемые по грунту или по реке на плашкоуте. Возникающие при Н. м. усилия в сечениях и элементах пролётного строения могут превысить усилия от эксплуатац. нагрузок и должны быть учтены при проектировании пролётного строения. Усилия могут быть уменьшены с помощью промежуточной врем, опоры (переход на полунавесной монтаж), постановкой над опорой шпренгеля, по окончании работ — путём подъёма или опускания пролётного строения на опорах.

Железнодорожный мост

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ МОСТ — искусственное сооружение, по к-рому ж. д. пересекает к.-л. препятствие (реку, пролив, ущелье, овраг) или другую дорогу. При пересечении ж.-д. путей с др. дорогой строят путепроводы и эстакады, над оврагами и ущельями прокладывают виадуки. В насел, пунктах Ж. м. строят на линиях трамваев и на наземных линиях метрополитенов — метромосты. Ж. м. возводят на линиях магистральных ж. д. (в т. ч. на дорогах высокоскоростного наземного транспорта), а также на узкоколейных ж. д. (гл. обр. иа подъездных путях пром. пр-тий). По экон. соображениям крупные мосты чаще всего возводят под ж.-д. и автомобильное движения (совмещённые мосты). К разновидностям Ж. м. относятся наплавные мосты, мостовое полотно к-рых уложено на плавучие опоры, металлич. понтоны или дерев. плашкоуты, и сборно-разборные мосты, обеспечивающие быстрое налаживание ж.-д. переправы через водные препятствия. В ряде случаев по условиям судоходства строят разводные Ж. м. для пропуска судов с перерывом движения поездов. Возвышение остальных Ж. м. над расчётным судоходным горизонтом регламентирует под-мостовой габарит. Ж. м. сооружают под один, два или неск. ж.-д. путей, расстояние между к-рыми по условиям габарита подвижного состава составляет не менее 4,1 м. Ж.-д. путь может располагаться выше или ниже осн. несущих элементов (с ездой поверху или понизу) либо проходить посередине: на одной части длины поверху, на другой — понизу. Осн. элементы Ж. м.— пролётные строения с мостовым полотном под ж.-д. путь, мостовые опоры, опорные части моста. В зависимости от принятой статич. схемы пролётных строений Ж. м. бывают арочные (в т. ч. арочно-консольные), балочные (с разрезными, неразрезными, консольными балками), рамные, вантовые, висячие, а также комбинированные, в к-рых сочетаются элементы неск. систем. Примене-ние консольных систем в Ж. м. ограничено из-за сложности обеспечения плавности хода подвижного состава в местах расположения шарнирных соединений. Элементы Ж. м. выполняются из разл. строит, материалов: дерева, камня, бетона, железобетона, металлич. материалов (сталь, чугун, алюминий) либо из их сочетания в разл. элементах. В зависимости от того, какой материал выбран для изготовления балок жёсткости, мост наз. деревянным, железобетонным, металлическим.
В отличие от пешеходных и автодорожных мостов Ж. м. испытывают более высокие нагрузки, в т. ч. динамич. и ударные, поэтому поперечные сечения элементов их пролётных строений и опор должны быть более мощными. Линейные размеры и сечения определяются также нормами на прогибы пролётных строений от врем, подвижных нагрузок, к-рые также более жёсткие, чем для автодорожных мостов. От этих факторов (интенсивности нагрузки и нормируемого прогиба) зависит выбор макс, длины перекрываемых пролётов. Пролётные строения перекрывают пролёт между опорами моста и предназначены для восприятия пост, и врем, вагрузок от трансп. средств, ветра, сейсмич. воздействий и т. д. и передачи их на опоры.
Осн. элементы пролётных строений: гл. несущие конструкции (в т. ч. балки, фермы, арки, своды, рамы, кабели, цепи, пилоны); проезжая часть с мостовым или ездовым (для совмещённых мостов) полотном и балочной клеткой; продольные и поперечные связи между гл. несущими конструкциями, объединяющими их в пространств, жёсткую и геометрически не изменяемую систему. К элементам пролётных строений относятся также портальные рамы (в фермах с ездой понизу) и подарочное строение (в арках с ездой поверху). Для передачи давления с пролётного строения на мостовые опоры служат опорные части, к-рые также допускают поворот пролётного строения и его горизонтальные перемещения (подвижные опорные части). Мостовые опоры передают нагрузки от пролётного строения грунтовому основанию через фундамент. Опоры сооружают бетонные и железобетонные (сборные и монолитные), реже дерев., кам., стальные. Стр-во Ж. м. и развитие мостостроения связаны с прокладкой ж. д. и расширением ж.-д. сети во всех странах. Видная роль в практике и разработке теории Ж. м. принадлежит рус. мостостроителям. Первые Ж. м. для Царско-сельской ж. д. спроектированы Д. И. Журавским, создавшим впоследствии ряд проектов крупных мостов, в т. ч. на Петербург-Московской железной дороге. В Ж. м. через р. Мету и Веребьин-ский овраг были впервые в мировой практике использованы неразрезные девяти-пролётные фермы с дерев, поясами и раскосами и с металлич. тяжами системы амер. инж. У. Гау. Журавским был сделан точный расчёт этих ферм, элементы к-рых ранее назначались эмпирич. путём (фермы получили назв. ферм Гау — Журавского). Веребьинский мост имел дл. пролётов по 49,7 м и комбинир. опоры (кам. низ и решётчатый дерев. верх), к-рые имели рекордную для того времени вые. 50 м. Совершенствование конструкции Ж. м. связано с применением металлич. конструкций. Примером может служить Ж. м. на Петербурго-Варшавской ж. д. через р. Лугу, для к-рого двухпролётные фермы дл. 55,3 м впервые в России были изготовлены из железа отечеств, произ-ва. Автор проекта моста СВ. Кербедз предложил фермы решётчатой конструкции, отличавшейся совершенством, точностью расчёта и правильным распределением усилий в элементах (параллельных поясах и часто располож. перекрёстных раскосах).
В то же время в гористой местности строились Ж. м. с применением кам. материалов; был построен ряд таких мостов, отличавшихся не только оригинальными инж. решениями, но и изящным архитектурным исполнением. В кон. 19 в. в конструкции Ж. м. по предложению Н. А. Белелюбского и Кербедза стали использовать литое железо (напр., фермы Ж. м. Великой Сибирской магистрали). Ценным вкладом в мостостроение явилось предложение использовать в мостовых конструкциях типовые унифнцир.
элементы. Первые проекты Ж. м. с типовыми пролётами от 25 до 50 саженей (1 сажень = 2,13 м) с шагом для ферм 5 саженей были разработаны Бе-лелюбеким. В самом длинном для того времени в России н одном из самьис протяжённых в мире металлич. Ж. м. через Амударью (общая дл. примерно 1,6 км) были использованы пролёты по 30 саженей. Типовыми пролётами была произведена замена дерев, ферм мостов на Петербург-Московской ж. д. В последнее десятилетие 19 в. ряд Ж. м. построен из типовых пролётных строений с двух-раскошой решёткой и параллельными поясами (дл. от 55,87 до 87,78 м) и с парабоиич. поясами (дл. от 87,49 до 109,25 м). Созданные конструкции оказались настолько перспективными, что продолжают использоваться при разработке типовых элементов в совр. мостостроении. Принципиально новая система ферм консольного типа для больших пролётов Ж. м. была предложена нем. инж. Г. Гербером, подробный расчёт системы выполнил рус. инж. Г. С. Семиколенов. Модель моста с фермами консольного типа, изготовленная из серебра, в 1882 экспонировалась на Всероссийской выставке в Москве. Первый в России Ж. м. с консольно-балочными фермами с главным пролётом дл. 67 м был построен в 1887 через р. Суду (проект Л. Д. Проскурякова). Совмещённый двухъярусный мост такой системы с пролётом 190 м построен в 1907 через Днепр у ст. Кичкас. Такой тип ферм получил широкое распространение в мировом ж.-д. мостостроении. В кон. 19 — нач. 20 вв. построены крупные Ж. м. с консольными фермами и пролётами большой длины: Фортский мост в Великобритании (гл. пролёт 521,2 м), через р. Святого Лаврентия в Квебеке (гл. пролёт 549,84 м) и др. Для Ж. м. с большими пролётами стали применяться предложенные Проскуряковым полигональные фермы с треугольной и шнренгельной решётками. На Всемирной выставке в Париже в 1900 золотой медали удостоена модель Енисейского моста у Красноярска. Мост был крупнейшим в мнре, с однопролётной балочной фермой дл. 144 м, рекордной для России. Полигональные фермы были использованы при стр-ве в 1915 моста через Волгу у Симбирска (проект Белелюбско-го). Общая длина моста составила 2,8 км; пролёт имел макс, для того времени длину — 158,4 м. Это был второй по величине мост в России, занявший пятое место в мире по протяжённости мостового перехода. За рубежом в тот период также построен ряд Ж. м. с полигональными фермами, напр. в США мост через Миссисипи с пролётом 204 м (рис. 8). В нач. 20 в. получают распространение арочные системы. Примерами таких Ж. м. могут служить мосты Московской окружной ж. д. с пролётом 135 м, в к-рых применена двухшарнирная схема, металлич. мост с пролётом 165 м через долину Гараби во Франции. В арочных, а позднее в балочных Ж. м. используется железобетон, идея внедрения к-рого принадлежит Белелюбскому и рус. инж. А. Ф. Лолейту. Ценный вклад в этом направлении сделал рус. инж. Н. О. Диамандиди, к-рый предложил изготовлять типовые ж.-б. пролётные строения мостов на специали-зир. заводах. Однако эта идея была претворена в жизнь только в 50-е гг. 20 в. В 1913 инж. Н. Б. Каменский разработал серию типовых сборных ж.-б. пролётных строений для Ж. м. (рис. 9). Новый подход к применению железобетона был высказан франц. инж. Э. Фрей-сине, предложившим принцип предварит, напряжения арматуры. Вопрос выбора конструктивной схемы и материала Ж. м. определяется экон., технол., эсте-тич. и др. соображениями. В сер. 10-х гг. 20 в. на ж. д. России было сооружено неск. больших и довольно высоких арочных виадуков с применением бетона и железобетона, имевших пролёты 20 и 25 м. В их числе 13- и 3-пролётный виадуки на ж.-д. линии Казань — Екатеринбург, 12-пролётный виадук на линии Арзамас — Шиханы и др. Много-пролётные ж.-б. эстакады строились и на подходах к большим Ж. м., русловая часть к-рых перекрывалась стальными фермами (напр., мост через Амур вблизи Хабаровска, построенный по проекту Г. П. Передерия).
Развитие ж.-д. стр-ва в 50-е гг. поставило перед мостостроением новые задачи: прокладка протяжённых магистралей в разл. климатич. поясах, по сильнопересечённой местности потребовала проектирования большого числа малых и крупных мостов, стр-ва их индустриальными методами, создания и применения высокопрочных сталей, новых технологий (в т. ч. сварки), использования унифицир. элементов из сборного н предварительно напряжённого железобетона. Примерами такого стр-ва являются Байкало-Амурская магистраль (построено более 4200 мостов и труб), ж.-д. линия Белград — Бар в Югославии протяжённостью 476 км (построено 206 ж.-б. и 28 стальных Ж. м.). Крупные мосты на таких магистралях строятся обычно совмещёнными — под ж.-д. и автомобильное движения. К таким сооружениям можно отнести двухъярусный металлич. мост в Португалии через р. Тежу у Лиссабона с пролётом 1013 м (1966); вантовый мост с металлич. балкой жёсткости н ж.-б. пилонами в Аргентине через р. Парана с пролётом 330 м (1977); мост Героев в югославском г. Братислава с макс, пролётом 204,9 м под два ж.-д. пути для электропоездов и четырёхполосное движение автомобильного транспорта (1972); мост типа «бегущая лань» через ущелье Раздан в Ереване с пролётом 190 м (1988). Крупнейшим в мире является мостовой переход между пятью островами в Японии, построенный в 1988, длиной ок. 10 км. В состав перехода входят висячие мосты с макс, пролётом 1100 м, вантовые мосты с пролётом 420 м и неск. эстакад. Все сооружения имеют два яруса: верхний — под четыре полосы автотранспорта, нижний — под два ж.-д. пути. В Японии разработан проект моста с пролётом 1990 м. Одним из крупнейших мостов мира станет мост с главным пролётом 3000 м через Мессинский пролив между Италией и Сицилией. Одним из перспективных направлений стр-ва Ж. м. является сооружение мостов на магистралях высокоскоростного наземного транспорта.