Конструкция предназначена для проведения дороги (ЖД, автомобильной, пешеходной) через препятствие, которым может быть водоем, железнодорожные пути или иная неровная поверхность. В статье мы расскажем о нормах проектирования и строительства металлических и железобетонных мостов.
Виды сооружений
Конструктивные особенности каждого отдельного строения, а соответственно и проекта, зависят от многих факторов. Это условия эксплуатации, назначение, максимальная масса нагрузки и пр. От этого зависит конструкция, используемые материалы и технологии моделирования.
Рассмотрим классификацию мостов.
По назначению:
- автомобильные – для сухопутного транспорта;
- железнодорожные – для поездов;
- пешеходные – для людей, передвигающихся пешком;
- совмещенные – крупные сооружения, имеющие дороги разного назначения;
- инженерные – построены для прокладки коммуникаций, например, газопровода, кабелей электрического напряжения и пр.
По типу опор:
- жесткие – сваи опираются на твердую почву;
- плавучие – расположены на водной глади, поэтому имеют определенную степень осадки, в зависимости от уровня воды в водоеме.
По статичности положения конструктивных элементов:
- неподвижные – большинство;
- раздвижные – для мест, где проходят крупные судоходные пути.
По используемому материалу:
- деревянные – редкость, но элементы еще иногда используются;
- стальные;
- железобетонные;
- бетонные;
- каменные;
- комбинированные – часто на основу из бетона накладывается металлоконструкция.
По уровню расположения проезжей части относительно одного пролета конструкции:
- снизу;
- сверху;
- посередине.
По высоте постройки в зависимости от уровня воды в водоеме:
- высоководные – не затопляются даже в период весеннего половодья;
- низководные – подтопляются при некоторых условиях;
- подводные – предполагают передвижение транспорта вброд.
По габаритам:
- короткие – до 25 метров в длину;
- средние – до 100 м;
- длинные – до 500 м;
- индивидуальной планировки – более 0,5 км.
По ширине дороги разделяются на количество полос или путей. Особенным разрядом проходят мосты общего назначения, когда на одной конструкции есть линии и для автомобилей, и для железнодорожного транспорта, и для пешеходов.
По сроку эксплуатации:
- временные – устанавливаются на период строительных или ремонтных работ;
- постоянные.
Классификация и проектирование дорог мостов в зависимости от конструктивного решения
Конструкция – это основной принцип, по которому можно различать разные проекты переправ.
Балочное строительство
Одно из самых древних и проверенных. Строение имеет довольно примитивную схему – две балки по обе стороны реки соединены пролетами, которые покоятся на основаниях. Опоры могут быть выполнены небольшими, свайного типа, так как им только необходимо снизу держать основание и не выступать за его пределы.
Основная геометрия – прямая линия. Выбирается кратчайший участок для переправы, учитываются расстояния от одного берега до другого, а также состояние почвы, чтобы она не подвергалась размыванию, иначе конструкция может разрушиться.
Элементы моста – балки и фермы, вместе они образуют пролеты, которые могут в размере достигать 33 м или 42 м. Это классические параметры, для них предусмотрена стандартная высота основания – 1,7 и 2,1 метр соответственно.
На каждый пролет есть своя опора, в зависимости от соединения этих двух частей различают мосты разрезные, консольные и неразрезные.
Укрепляются строения как продольными, так и поперечными балками. Второе членение считается факультативным и применяется в случаях, когда длина одного пролета превышает 33 метра. Их количество прямо зависит от ширины проезжей части.
При расчете металлического железнодорожного или автомобильного моста балочного типа учитывается три основные влияния – вертикальные нагрузки, горизонтальные силы сжатия и растяжения, скручивание. При этом чем больше предполагаемая нагрузка на балки, тем чаще должны располагаться опоры.
Программа VetCAD++ позволяет оформлять все чертежи в соответствии со стандартами ГОСТ. Чтобы все схемы были правильно созданы, а также имели нормативное оформление, нужно установить этот модуль на САПР ZWCAD, в котором происходит проектирование.
Арочное строительство – основы и принципы создания проекта
Арка представляет собой свод через водоем или иное препятствие. Небольшие конструкции в древности выполнялись из каменной кладки, представляли собой монолит.
В чистом своем виде, при небольших расчетных нагрузках, основная тяжесть приходится на две опоры, которые располагаются по краям – на берегу. В случаях протяженных дорог или увеличенных воздействий на несущую поверхность применяется дополнительное укрепление оснований в виде колонн посередине. Тогда соединение приобретает форму буквы «Т», а сама арка уже не считается монолитом.
Почему свод имеет такую высокую прочность? Дело в распределении сил. Они идут по касательной к основаниям – пятам, которые расположены по бокам. А блоки, которые применяются для сдерживания двух концов арочной конструкции, не дают строению «расползтись» под действием сил.
Проектирование автодорожных подвесных мостов
К такому методу прибегают, когда нет возможности обеспечить достаточного упора промежуточными колоннами. Например, это актуально при преодолении большого препятствия, глубокого водоема.
По обе стороны на берегу, если вопрос стоит о прокладывании дороги через реку, ставятся пилоны – это высокие прочные, обычно выполненные из крепкой стали, опоры, значительно высотой превосходящие предполагаемый уровень моста. Их может быть 4 в минимальном случае или более – если необходимо сделать покрытие на много полос движения. Между каждой парой пилонов протягиваются прочные тросы. К ним, в свою очередь, прикрепляются крепления потоньше. Они соединяют стальные несущие веревки с дорожным полотном. Чем больше вертикальных подвесных опор, тем стабильнее положение поверхности.
Жесткость самого полотна обеспечивается такими же соединительными балками, пролетами, как и в случае моделирования балочного моста.
Вантовая разновидность практически аналогична предыдущему варианту, но отличается конструкцией натяжения вантов – стальных тросов. Они не делятся на горизонтальные и вертикальные линии, а все идут по диагонали от пилонов по бокам. В зависимости от расположения крепления к дороге они имеют разный угол натяжения.
Считается, что это более надежный тип подвесного строения, так как целостность всего покрытия не зависит только от двух горизонтальных цепей.
Проектирование такого сложного объекта может быть выполнено только с помощью профессионального софта. Программа СПДС GraphiCS устанавливается на САПР ZWCAD. Эта связка позволяет создавать проекты с мельчайшими прорисовками и указаниями, разбивать генплан на спецификации, делать выборки, а также вести всю проектную и рабочую документацию по стандартам ГОСТ.
Понтонные переправы – основы моделирования
Плавучие системы очень небезопасны из-за своей высокой подвижности, малой нагрузки, которую они выносят, а также из-за возможности подтопления.
Но к такому методу иногда приходится прибегать в двух случаях:
- нет возможности установки иного типа моста, например, из-за неприспособленной, болотистой почвы на берегу;
- в качестве аварийного или временного перепутья, пока лед на водоеме не встанет и не даст возможность начать монтаж железобетонных оснований.
Конструкция состоит из отдельных секций с подвижным соединением. Если сделать жесткий монолит, то велик риск, что природные явления не просто поколеблют, а напрочь разрушат понтон.
Еще одна особенность – отсутствие жесткой сцепки с берегом из-за недостаточных возможностей по установлению стабильного уровня нахождения переправы.
Правила и требования по проектированию стальных автомобильных мостов
В условиях городской застройки необходимо разгружать транспортный поток, осуществлять развязки. Примером этому являются виадуки, эстакады, путепроводы. Рассмотрим подробнее, в чем отличие перечисленных вариантов от ранее приведенных видов переправ.
Путепровод – это мостовое сооружение, которое находится в городе, оно предназначено для преодоления дорог иного назначения, например, может проходить над линией ЖД путей. В своей основе он намного легче и в процессе создания проекта, и при строительстве, так как не нужно учитывать нагрузки и влияния течения реки, коррозии, размывания берегов и пр.
Они могут быть разного типа, даже в виде короткого тоннеля, если он проходит над препятствием. Конфигурация может быть как прямой, так и изогнутой, в протяженность обычно не превышает 60-120 метров.
Эстакада. Основное отличие от путепровода – это расстояние. Эстакадные конструкции прокладываются на длительные километры вперед и могут пересекать множественные препятствия, тоже в отличие от предыдущего типа автомобильной дороги. Это и овраги, и ЖД линии, и водоемы. Это огромный строительный комплекс, который состоит из соединенных воедино элементов – тоннелей, путепроводов и пр.
Создание такого моста требует 3Д модели. Многочисленные конструкции должны проектироваться индивидуально, а затем сводиться в один план. Для этих целей удобно использовать программы от «ЗВСОФТ». Они позволяют создавать трехмерные объекты, а также копировать их и их свойства, чтобы, например, повторить одинаковый элемент на следующем участке длинного пути.
Виадук – это помесь эстокады и моста над водоемом. Он простирается на суше, но преодолевает не иные транспортные линии, а неровный рельеф, например, внушительный овраг. Перед принятием решения о постройке конструкции создаются варианты – начинать строительство или создавать насыпи. Выбирается обычно наиболее экономичный вариант.
Особенность виадука в индивидуально разработанных опорах. Нельзя взять один пример расчета железобетонного моста, так как особенности местности предполагают различные по длине, ширине и установке сваи.
Акведук – это тоже один из вариантов мостового сооружения. Только передвигаются по переправе не поезда, не машины и не люди, а речные суда. Это интересное строение представляет собой искусственную реку над водоемом.
Нормативные документы
Регламентируют проектирование и процесс монтажа множество актов. Самыми существенными являются:
- СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы».
- Федеральный закон N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
- СП 259.1325800.2016 «Мосты в условиях плотной городской застройки. Правила проектирования».
- ГОСТ Р 52398-2005 «Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования».
- ГОСТ 26607-85 «Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Функциональные допуски».
- СП 131.13330.2012 «Строительная климатология».
- ГОСТ Р 52748-2007 «Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения».
Этапы проектирования автомобильных и железнодорожных мостов, опор и дорожного полотна
Вне зависимости от того, какой тип конструкции применяется и какие конструктивные решения будут приняты, проектировщик должен опираться на следующий алгоритм работы:
- Инженерные и экономические изыскания – анализ выгоды строения, а также возможность возведения переправы на данном участке местности. Также в это время учитываются все особенности почвы, воды и климата в целом.
- Предварительные эскизы.
- Получение разрешения на строительство, сбор разрешительной документации.
- Создание проекта.
- Расчеты и формирование сводок, спецификаций, смет. Здесь учитываются используемые материалы, озвучивается предварительная стоимость конструкции.
- Проектная экспертиза.
- Согласование с государственными органами, непосредственными заказчиками.
- Строительство.
Программы от «ЗВСОФТ» для создания 3D модели моста и расчетов
Компания «ЗВСОФТ» реализует программные продукты высокого качества по приемлемой цене. Гибкая политика лицензирования позволяет пользоваться софтом как в частных целях, так и в коммерческих – для оптовых покупателей предлагается скидка.
САПР ZWCAD 2018 Professional – это профессиональный инструмент для автоматизированного проектирования. С его помощью можно создавать подробные трехмерные схемы и макеты. Достоинства:
- Удобное управление, понятный русскоязычный интерфейс.
- Большое количество встроенных функций.
- Широкие возможности как в 2D, так и в 3D.
- Наличие динамических блоков и библиотеки с элементами ускорит процесс моделирования.
- 100% поддержка DWG, можно экспортировать файлы в другие форматы.
- Наличие модулей и надстроек, расширяющих возможности.
С ZWCAD Pro можно установить:
- VetCAD++ – автоматическое заполнение строительной и проектной документации, оформление чертежей, спецификаций и выборок.
- СПДС GraphiCS – учет всех действующих ГОСТ по ведению документов, большая база элементов для проектирования архитектурных объектов.
Создайте проект автомобильного или железнодорожного моста качественно с софтом от ZWSOFT.
