РАО ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ

СООБЩЕНИЯ

ДЕРЕВЯННЫЕ МОСТЫ

ИРКУТСК 2005

УДК 624.21.011.1

Рецензенты: д-р техн. наук Подвербный В.А., зав. кафедрой

"Изыскания, проектирование и строительство

железных дорог" Иркутского государственного университета путей сообщения канд. техн. наук, доцент кафедры строительных конструкций ИрГТУ Пинайкин И.В.

Гаскин В.В., Иванов И.А. Деревянные мосты. Учебное пособие/ Иркутск: ИрГУПС. 2005. - 172 с.

Учебное пособие разработано на кафедре "Мосты и транспортные тоннели" ИрГУПС в соответствии с Государственным образовательным стандартом по профессиональному высшему образованию (регистрационный номер 301тех/дс), утвержденным 2000.04.05 Министерством образования Российской Федерации по направлению подготовки дипломированного специалиста 653600 "Транспортное строительство" квалификации "инженер путей сообщения" специальности 290 900 «Мосты и транспортные тоннели».

В пособии приведены сведения о конструкциях деревянных мостов и методах их проектирования, которые базируются на действующих строительных нормах и правилах.

Библ. 9 назв., Ил. 86., Табл. 8.

© В.В. Гаскин, И.А. Иванов © Иркутский государственный университет путей сообщения, 2005 г.

Мосты – пример вечного стремления человека соединить то, что пропастью или водным потоком разделила природа

ПРЕДИСЛОВИЕ

Мостостроение вообще и деревянное мостостроение в частности неразрывно связано с развитием производства, а, следовательно, и с развитием общества.

Исторические данные о культуре человека на Земле свидетельствуют о том, что мостостроение, как отрасль строительной техники, и человечество всегда находились рядом. Причем анализ указанных данных показывает, что применяемые в мостостроении конструктивные формы всегда соответствовали уровню развития производительных сил общества.

В обозримом прошлом современной цивилизации деревянным мостам соответствует по-видимому наиболее ранняя стадия развития строительной техники. Позднее деревянные мосты постепенно утрачивали свое техническое значение, уступая его стальным и железобетонным мостам.

Вместе с тем деревянные мосты обладают рядом технических преимуществ перед мостами из других материалов, основными из которых является возможность сооружения переправы в короткое время из местной древесины и низкая первоначальная стоимость строительства.

Кроме того, деревянные мосты, при соответствующем их архитектурном решении, могут удовлетворить самому изысканному эстетическому инженерному и общественному вкусу.

Сфера деревянных мостов, являющаяся частью соответствующего основного профилирующего предмета специальности Мосты и транспортные тоннели, является бесценным составляющим указанной отрасли строительной техники, которую необходимо бережно сохранять в активе инженеров транспортного строительства.

1. Мосты – искусственные сооружения на дорогах 1.1. Сложившаяся терминология На трассе дорог встречаются различные препятствия - реки, ручьи, овраги, горные ущелья, лощины, суходолы. Чтобы провести через них дорогу, устраивают мосты, тоннели, водопропускные трубы и другие искусственные сооружения, представляющие собой ответственные и дорогостоящие элементы дороги.

Простейшим видом дорожного искусственного сооружения являются водопропускные трубы под насыпями (рис. 1, а). Их применяют для пропуска под земляным полотном дороги небольших постоянных или временных водотоков.

1 – насыпь; 2 – пролетные строения; 3 – береговая опора (устой); 4 промежуточная опора (бык); 5 – тоннель; 6 – подход к тоннелю Главная особенность трубы состоит в факте непрерывности земляного полотна над ней, что обеспечивает в месте прохода трубы плавность и непрерывность движения транспорта.

Мосты (рис. 1, б) - представляют собой сооружения, позволяющие провести дорогу через пересекаемое препятствие и прерывающие земляное полотно дороги. Езда на этом участке происходит уже по мостовому сооружению.

Тоннели служат для проведения дороги через толщу холма или горного массива, а в городах - для пропуска под землей улиц (рис. 1, в) и пешеходных переходов.

Бывают случаи, когда необходимо устраивать подводные тоннели под реками, морскими заливами или проливами. Кроме тоннелей, на горных дорогах требуется возводить галереи для защиты дороги от каменных обвалов и снежных лавин, а также балконы и подпорные стенки.

Комплекс сооружений, устраиваемый для пересечения дорогой реки, называют мостовым переходом. В его состав входят: мост, подходы к нему, регуляционные и берегоукрепляющие сооружения.

поддерживающих проезжую часть с тротуарами, и опор, передающих давление пролетных строений на грунт.

В зависимости от числа перекрываемых пролетов мосты бывают однопролетными или многопролетными (см. рис. 1, б).

Крайние опоры, расположенные в местах сопряжения моста с насыпями дороги, называют устоями, а массивные промежуточные - быками.

Расстояние l0 между центрами опирания пролетного строения называют его расчетным пролетом.

Уровень воды в реках может существенно изменяться. В летнее время и зимой вода обычно имеет низкий уровень, называемый уровнем меженных вод (УМВ), или уровнем межени.

Весной при таянии снега, а иногда и в летнее время, приток воды резко увеличивается и уровень воды повышается. Наивысший уровень воды, возможный на реке в месте мостового перехода, называют уровнем высоких вод (УВВ).

Расчетный уровень высоких вод определяют по данным натурных гидрологических наблюдений, с учетом вероятностного превышения расчетного паводка, устанавливаемого для мостов, в зависимости от категории дороги.

Свободную ширину зеркала воды под мостом, измеренную по расчетному уровню высоких вод, называют отверстием моста. В однопролетном мосту отверстие равно расстоянию в свету между внутренними гранями устоев.

В многопролетном мосту отверстие выражается суммой расстояний в свету между опорами отдельных пролетов (l0), измеренных по расчетному уровню высоких вод (см. рис. 1, б).

Расстояние Н1 от поверхности проезжей части моста до уровня меженных вод называют высотой моста, а расстояние Н от низа пролетных строений до уровня высоких вод или судоходного расчетного уровня cвободной высотой под мостом.

Высота Н должна быть достаточной для безопасного пропуска высокой воды и ледохода, а на 'судоходных реках - для пропуска судов.

Расстояние Н от поверхности проезжей части моста до самых нижних частей пролетного строения называют строительной высотой моста.

Отверстие, величины пролетов (в свету и расчетные), высота моста, а также ширина проезда на мосту являются основными (генеральными) размерами моста.

Рис. 2. Схемы мостов с различным уровнем проезжей части В зависимости от положения уровня проезда, различают мосты:

• с ездой поверху, когда, проезжая часть расположена по верху пролетных строений (рис. 2, а);

• с ездой понизу, - в которых проезжая часть расположена вдоль низа пролетных строений (рис, 2, б);

• с пониженной ездой, или ездой посередине, т. е. с проезжей частью, расположенной в пределах высоты пролетного строения (рис. 2, в).

В зависимости от материала, из которого сделаны пролетные строения, различают мосты деревянные, каменные, бетонные, железобетонные и металлические.

По роду перемещающихся по ним подвижных нагрузок различают мосты:

автодорожные - предназначенные для пропуска транспортных средств на автомобильных дорогах;

железнодорожные - предназначенные для железнодорожного движения;

пешеходные, предназначенные для пешеходного движения;

городские - под автомобильное, трамвайное и пешеходное движение в городских условиях;

совмещенные — для пропуска одновременно автомобильного и железнодорожного движения;

специального назначения - для пропуска инженерных сетей трубопроводов, кабелей и т.п.

В зависимости от назначения, особенностей конструкции и условий эксплуатации, мосты могут быть разделены на следующие основные виды:

обычного типа или высокого уровня; разводные; трансбордеры или мостовые паромы; наплавные.

Встречаются и другие виды искусственных сооружений, по своему характеру аналогичные мостам. К числу таких сооружений относятся:

путепроводы, эстакады и виадуки.

(высоководными) называют мосты, возведенные на такой высоте над рекой, чтобы свободно пропускать высокие воды и не препятствовать на реке судоходству или сплаву (рис. 3, а).

В этих мостах возвышение Н низа пролетных строений над уровнем высоких вод или над судоходным расчетным уровнем (РСУ) должно быть не меньше высоты судоходного габарита для данной реки (см. рис. 2, в).

Когда на реке нет судоходства или сплава леса, величина Н определяется требованиями безопасного пропуска под мостом высоких вод и ледохода.

В некоторых случаях устраивают мосты, имеющие лишь небольшое возвышение над уровнем меженных вод. Такие мосты, называемые низководными, не способны пропускать высокие воды и при проходе паводков они либо затопляются (затопляемые мосты), либо их приходится разбирать.

Низководные мосты применяют как кратковременное средство связи между берегами.

Разводными называют мосты, в которых для пропуска судов устроен специальный разводный пролет (рис. 3, б), имеющий размеры, необходимые для судоходства. Разводные мосты применяют в случаях, когда невозможно или неэкономично поднять подходы на высоту, необходимую для непосредственного пропуска судов под мостом.

Недостаток разводных мостов состоит в неизбежности перерывов движения по мосту при разведенном пролете.

Трансбордеры, или мостовые паромы устраивают в случае необходимости пересечения широкого водного пространства. Это бывает необходимо при малой интенсивности движения между берегами.

Трансбордер (рис. 3, в) состоит из легкой конструкции, перекрывающей водное препятствие и поддерживающей пути для тележки с подвесной платформой, служащей для перевозки грузов.

Наплавными называют мосты на плавучих опорах (рис. 3, г). Их применяют при пересечении широких и глубоких рек в тех случаях, когда устройство моста на постоянных опорах дорого, сложно и не оправдывается предполагаемым грузооборотом на мосту. На судоходных реках в наплавных мостах устраивают специальные выводные участки, которыми открывают путь для прохода судов.

При пересечении многоводных рек дорогами с малой интенсивностью движения связь между берегами может быть осуществлена паромной переправой. Такая переправа состоит из пристаней на обоих берегах реки и плавучего парома, передвигающегося между пристанями.

Путепроводами называют мосты для пропуска одной дороги над другой (пересечение в разных уровнях). К устройству путепровода приходится прибегать при пересечении двух автомобильных дорог (рис. 3, д) с интенсивным движением, пересечении автомагистрали с городскими улицами или автомобильной дороги с железнодорожными путями.

Эстакадой называют мостовую конструкцию, служащую для пропуска дороги на некоторой высоте над поверхностью земли так, чтобы нижележащее пространство могло быть использовано для проезда или для других целей (рис. 3, е). Эстакады часто устраивают в городах для пропуска скоростного автомобильного движения, метрополитена, железной дороги над улицами, площадями и даже над городской застройкой.

Виадуки возводят при пересечении дорогой глубоких лощин, оврагов или суходолов, когда устройство высокой насыпи может потребовать настолько больших земляных работ, что целесообразным окажется построить искусственное сооружение - виадук (рис. 3, ж). Обычно виадук оказывается выгоднее насыпи при глубине пересекаемого препятствия больше 20 - 25 м.

В зависимости от статической схемы основной несущей конструкции пролетных строений различают следующие системы мостов: балочную, арочную, рамную и висячую.

Рис. 4. Основные конструктивные системы мостов В балочных мостах (рис. 4, а) пролетное строение при действии на него вертикальной нагрузки работает на изгиб и передает опорам вертикальные опорные давления.

В арочных мостах (рис. 4, б) опорные реакции, вызываемые вертикальной нагрузкой, действуют на опоры наклонно и могут быть разложены на вертикальную и горизонтальную составляющие.

Горизонтальные составляющие Н опорных реакций арки называют распором. Арка под действием вертикальной нагрузки работает на сжатие и изгиб. Распор арки передается опорами или может быть воспринят специальным элементом, называемым затяжкой.

В рамных мостах (рис. 4, в) пролетные строения и опоры жестко связаны между собой и составляют единую конструкцию. При действии вертикальной нагрузки опорам и фундаментам рамных мостов передаются, кроме сжимающих усилий, также значительные изгибающие моменты. В ряде рамных систем под действием вертикальной нагрузки возникает также и распор Н (см. рис. 4, в).

В висячих мостах (рис. 4, г) пространство между опорами перекрывается стальными канатами (или вантами), работающими на растяжение и поддерживающими балку жесткости, в уровне которой расположена проезжая часть. Канаты (ванты) передают своими концами наклонные усилия, воспринимаемые специальными анкерными опорами (см. рис. 4, г) или балкой жесткости моста.

Кроме перечисленных статических схем мостов, встречаются также и другие статические схемы. Например, в деревянных мостах применяют подкосную систему, представляющую собой балку, подпертую подкосами.

В металлических и железобетонных мостах встречаются различного рода комбинированные системы, в виде сочетания простейших, например, балочной и арочной.

В некоторых случаях мосты подразделяют на большие (внеклассные), средние и малые. Малыми называют мосты полной длиной до 25 м, средними - больше 25 м и до 100 м, большими - больше 100 м, в том числе внеклассными - полной длиной больше 500 м.

1.2. Требования, предъявляемые к мостам Мост как ответственное инженерное сооружение должен удовлетворять ряду требований производственного, эксплуатационного, расчетно-конструктивного, экономического и архитектурного характера.

Производственные и эксплуатационные требования. Эти требования обеспечивают удобное, безопасное и бесперебойное движение по мосту без снижения скорости.

Ширина проезжей части и тротуаров на мосту должна соответствовать расчетной пропускной способности с учетом перспективы роста интенсивности движения. Полотно проезжей части должно быть сделано из прочного и износостойкого материала. Необходим хороший отвод воды с поверхности полотна.

Схема моста, величины пролетов и возвышение конструкции над уровнем воды в реке должны создавать безопасный пропуск паводков и ледохода, а также удовлетворять требованиям судоходства.

Мост должен иметь конструкцию, обеспечивающую длительный срок службы и дающую возможность удобного осмотра его в процессе эксплуатации. Предпочтение следует отдавать таким видам сооружений, материалам и конструкциям, которые требуют минимальных эксплуатационных затрат на содержание и ремонт.

Конструкция моста должна также отвечать требованиям индустриального изготовления (на заводах, базах) и механизированного возведения, обеспечивать быстрые темпы строительства при высоком качестве строительно-монтажных работ.

На автомобильных дорогах и, особенно в городах, мосты желательно устраивать с ездой поверху. Такие мосты проще по конструкции и условиям возведения; проезжая часть защищает расположенные под ней несущие конструкции пролетных строений от атмосферных осадков.

Проезжающим по мосту с ездой по верху элементы конструкции не препятствует обзору окружающий пейзаж, а в городских условиях такой мост не нарушает общий вид окружающей застройки.

Поэтому, при достаточной строительной высоте, автодорожные мосты предпочтительнее с ездой поверху.

Городские мосты с ездой понизу допускаются только в исключительных случаях, когда устройство моста с ездой поверху значительно дороже или невозможно по условиям вертикальной планировки.

Расчетно-конструктивные требования связаны с выбором такой конструкции моста, при которой обеспечены прочность, устойчивость и жесткость всего сооружения и отдельных его элементов.

Прочность сооружения определяется требованием, чтобы усилия или напряжения во всех его элементах и соединениях не превосходили величин, установленных нормами.

Устойчивостью называют способность сооружения сохранять первоначальную форму и положение при действии различных внешних нагрузок. Пролетные строения и опоры моста должны быть устойчивыми против опрокидывания и сдвига, а их сжатые элементы - устойчивыми при продольном изгибе и т.п.

Деформации сооружения под действием нагрузок также не должны превосходить величин, установленных нормами. Значительные деформации нарушают процесс нормальной эксплуатации сооружения.

Так, например, если мост недостаточно жесток и под нагрузкой дает большие прогибы, то это может затруднять движение по нему автомобилей с большими скоростями. Возникновение значительных вибраций моста неприятно для пешеходов и может быть опасным и для самой конструкции.

Экономические требования вытекают из необходимости выбора при проектировании такого решения, при котором будут наименьшими затраты денежных средств и материалов для возведения моста.

Вследствие трудности учета всей совокупности материальных затрат, в качестве экономической характеристики моста обычно оперируют лишь его строительной стоимостью.

Однако оценка экономических параметров сооружения по одной только строительной стоимости недостаточна. Необходимо при этом также учитывать срок службы моста, условия эксплуатации, расходы на содержание, ремонт и возможную реконструкцию всего сооружения.

Кроме того, необходимо оценивать имеющиеся местные ресурсы и возможности, а также общие хозяйственные условия страны, влияющие на выбор наиболее экономичного варианта.

Архитектурные требования связаны с необходимостью выбора такого решения, при котором мост имеет наилучший внешний вид и этим гармонирует с окружающей местностью и застройкой. Это достигается оригинальностью инженерной схемы и привлекательностью общего архитектурного ансамбля моста.

При этом архитектурные требования должны быть органически увязаны с конструктивными. Особо серьезные архитектурные требования предъявляют к городским мостам, так как они должны органично вписываться в общую застройку городской территории.

1.3. Современные направления развития мостостроения В России с каждым годом расширяется сеть автомобильных дорог, так как оставшаяся от советских времен их общая протяженность катастрофически недостаточна для хозяйственной деятельности нашего государства.

В связи с этим ежегодно требуется возводить определенное количество больших и средних мостов, а также многие малые искусственные сооружения на дорогах.

Для осуществления этих объемов работ и выполнения требуемых сроков их строительства необходимо, чтобы применяемые конструктивные формы и методы строительства отвечали поставленным задачам.

стандартизованы. Это значительно облегчает их индустриальное изготовление и позволяет возводить искусственные сооружения из стандартных элементов заводского изготовления.

Для быстрых темпов монтажных работ и уменьшения их трудоемкости необходимо, чтобы доставляемые с завода готовые детали были удобными для сборки, а строительство располагало современным монтажным оборудованием.

Для возведения мостов могут быть использованы различные строительные материалы: дерево, камень, бетон, железобетон, сталь и др.

Древесина - это единственный строительный материал, который самовоспроизводится в природе. Поэтому в ближайший период возможно возрастание интереса к деревянным мостам современной, индустриальной конструкции.

В прошлом на дорогах России в большом количестве строили деревянные мосты. Много деревянных мостов существует и в настоящее время на дорогах местного значения.

Древесина является хорошим естественным местным строительным материалом, широко распространенным на территории России и вполне пригодным для строительства мостов.

Однако деревянные мосты требуют тщательного эксплуатационного ухода, так как при недостаточном надзоре их элементы легко подвергаются загниванию.

Кроме того, деревянные мосты применимы только для перекрытия сравнительно небольших пролетов (до 40 - 50 м).

Поэтому в современных условиях такие мосты целесообразны на дорогах низких категорий в лесных районах, при обязательной защите их древесины от загнивания.

Перспективны также деревянные индустриальные дощатоклееные и клеефанерные мосты, позволяющие изготавливать их несущие элементы в заводских условиях.

Применение современных атмосферостойких синтетических клеев обеспечивает более высокое качество и долговечность деревянных мостов.

Деревянные мосты целесообразны также и на временных мостовых переходах.

Большие объемы строительства мостов требуют дальнейшего прогресса в разработке инженерных решений, в совершенствовании конструкций мостов новых систем, наиболее рациональных по своим схемам и отвечающих современным требованиям индустриального возведения.

Теорию расчета мостовых сооружений необходимо развивать и углублять таким образом, чтобы она полнее отражала действительные условия работы конструкций под нагрузкой.

Особое значение имеет расчет мостовых конструкций как пространственных систем, а также учет динамического действия подвижных нагрузок, проходящих по мостам с большой скоростью.

При проектировании мостов должны применяться персональные компьютеры, позволяющие быстро и точно производить сложные и трудоемкие статические, динамические и конструктивные расчеты.

Индустриализация и механизация строительства, совершенствование систем и конструкций мостовых сооружений, применение новых конструкций и материалов, а также новых методов проектирования и возведения обеспечат необходимые возможности для решения задач, связанных с дальнейшим развитием России.

Разработка проекта моста – это трудоемкий проектный процесс, в результате которого устанавливают общий вид и конструкцию мостового и прилегающих сооружений. Здесь при проектировании решаются вопросы технико-экономического, производственно-эксплуатационного и архитектурного характера, которые определяют все особенности будущего моста.

Проект моста разрабатывают на основе специально для этого проведенных инженерных изысканий. Задача этих изысканий состоит в определении целесообразного места пересечения мостом водотока и подходов к мосту.

В процессе указанных изысканий определяют местные условия по предварительно намеченной трассе моста: инженерно-геологические данные с топоосновой берегов, характерные уровни воды в реке, скорости и направления течения, характер ледохода и т.п.

Изыскания мостового перехода обычно производят одновременно с изысканиями самой дороги, а сам проект моста разрабатывают обычно в две стадии.

Первую стадию проектных работ называют - проект. На этой стадии устанавливают технико-экономическую целесообразность строительства проектируемого моста, его место расположения и конструктивную схему.

Данная стадия содержит общие виды сооружения, данные по организации строительства всего сооружения и стоимость его возведения.

На стадии проект, из условия безопасного пропуска под мостом высоких вод и с учетом наличия моста, проводят гидравлический расчет водотока, в результате чего определяют необходимую величину отверстия моста.

Одновременно определяют возможные глубины размыва дна, требующиеся срезки в живом сечении русла, необходимость струенаправляющих устройств и укрепления дна и берегов.

Наряду с величиной отверстия моста важным вопросом стадии проект является выбор рациональной схемы моста. От правильного выбора схемы зависят стоимости его возведения и эксплуатации.

На стадии проект обычно разрабатывают несколько вариантов технического решения сооружения и, анализируют их технико-экономические показатели, выбирают наиболее рациональное решение.

Чтобы правильно выбирать сами варианты моста надо хорошо ориентироваться в различных системах мостов, в особенностях их конструкций, технико-экономических преимуществах и недостатках. Все это имеет прямое отношение к инженерной эрудиции и профессиональной компетентности проектировщика.

При назначении схемы моста и величин отдельных пролетов учитывают судоходные требования, условия безопасного пропуска ледохода и экономические соображения.

Если проектируемое сооружение предназначено для пропуска автомобильной дороги над железной дорогой, каналом, автомагистралью, улицей, скотопрогонной дорогой, то величины его пролетов определяются соответствующими подмостовыми габаритами. При устройстве виадуков их пролеты назначают по экономическим соображениям.

Учитывая соображения индустриализации и стандартизации при составлении схемы моста необходимо также использовать технически и экономически оправдавшие себя типовые конструкции.

Отметку верха проезжей части на малых искусственных сооружениях устанавливают при проектировании продольного профиля дороги. Для средних и больших мостов она чаще всего определяется судоходными требованиями или необходимым возвышением низа пролетных строений над уровнем высоких вод и высотой пролетных строений.

В гористых и холмистых местностях отметка верха покрытия проезжей части на мосту определяется конфигурацией проектируемого продольного профиля дороги.

Экономическое сравнение вариантов, имеющих равный срок службы и одинаковые эксплуатационные качества, производят по их строительной стоимости. При различном сроке службы или неравноценности их эксплуатационных показателей прибегают к более полному экономическому сравнению.

Вторую стадию проектирования называют - рабочий проект, работа над которым завершается рабочими чертежами проектируемого объекта.

Рабочий проект составляют на основе утвержденной соответствующими органами стадии проект.

При составлении рабочих чертежей уже не отступают от принятых на стадии проект принципиальных решений. В рабочих чертежах подробно разрабатывают конструкцию всех элементов сооружения со всеми деталями, необходимыми для строительства моста, составляют проект организации производства работ, проекты всех вспомогательных устройств, дополнительных сооружений и т.п., необходимых для выполнения строительных работ на площадке.

При разработке проекта моста особо сложной или новой конструкции иногда требуется выполнение специальных научных исследований, опытных конструкторских работ, которые выполняют соответствующие организации.

2.2. Судоходные требования и подмостовые габариты При назначении величин пролетов моста и возвышения его над уровнем воды на судоходных реках учитывают также требования безопасности и удобства судоходства.

В мостах через многоводные реки обычно различают две характерные части: речную, расположенную над основным руслом, и пойменную, перекрывающую участки, затапливаемые высокими водами.

Пролеты, предназначенные для пропуска судов (или сплава), располагают в основном русле над судовым ходом (фарватером) реки так, чтобы опоры моста не стесняли движения судов. Количество, величина и возвышение судоходных пролетных строений определяются требованиями судоходства в виде специальных подмостовых габаритов.

Подмостовым судоходным габаритом называют предельное очертание пространства под мостом, которое должно оставаться свободным для беспрепятственного пропуска судов и сплава (см. рис. 2, в). Внутрь этого габарита не должны вдаваться никакие элементы моста и расположенных на нем или находящихся вблизи устройств.

В зависимости от условий судоходства или сплава и от степени многоводности самой реки все водотоки разделены на ряд классов.

Причем для каждого класса установлены конкретные подмостовые габариты (см. табл. 1).

Величина судоходного отверстия В должна соблюдаться в свету между гранями опор при меженном судоходном уровне.

Высоты подмостового габарита Н и h отсчитывают от судоходного расчетного уровня воды в реке. Судоходный расчетный уровень - это наивысший уровень воды реки в судоходный период, который обычно несколько ниже уровня высоких вод. На сплавных реках за расчетный принимают наивысший сплавной уровень.

В многопролетных мостах должно быть устроено не менее двух судоходных пролетов, расположенных над судовыми ходами. При этом устройство одного судоходного пролета допускается только в случае недостаточной ширины реки, а также в разводных, наплавных или временных мостах.

Если на реке имеется судоходство и лесосплав одновременно, то судоходный пролет низового направления принимают несколько большим взводного. При отсутствии лесосплава или ограниченных его размерах величину обоих судоходных пролетов принимают как для взводного направления.

Если в мосту устраивают только один судоходный пролет, то размеры габарита при наличии лесосплава должны быть приняты как для пролета низового направления.

Разводные пролетные строения мостов и выводные участки наплавных мостов располагают в местах, глубина воды в которых обеспечивает пропуск судов и плотов при меженном уровне.

В мостах с разводными пролетами, предназначенными для пропуска только судов большой высоты, достаточно одного разводного пролета, ширина габарита (В) которого принимается по особым нормам; причем на всей этой ширине должна быть обеспечена высота габарита (Н).

Подмостовые габариты для мостов со сроком службы не больше одного года и для подмостей устанавливают в каждом отдельном случае по согласованию с органами речного флота. При необходимости пропуска под мостом морских и океанских судов подмостовые габариты назначают по специальным нормам.

В мостах через несудоходные реки, а также в несудоходных пролетах судоходных рек, возвышение низа пролетных строений над расчетным уровнем (с учетом подпора) должно быть не менее 0,5 м, а над уровнем наивысшего ледохода - не менее 0,75 м.

При наличии на реке карчехода или селевых потоков возвышение низа пролетных строений должно быть не менее 1 м. В деревянных мостах нижние элементы конструкции пролетного строения должны возвышаться над расчетным уровнем воды не менее чем на 0,25 м, а над уровнем ледохода не менее чем на 0,75 м.

При устройстве путепроводов через железнодорожные пути, автомобильные дороги или городские улицы должны быть соблюдены габариты пропускаемой под путепроводом дороги.

При проектировании путепроводов через железнодорожные пути необходимо, чтобы под путепроводом вписывался железнодорожный габарит приближения строений.

При пересечении автомобильных дорог или городских улиц под путепроводом должны вписываться соответствующие габариты приближения конструкций (см. раздел 2.3).

Для пропуска под автомобильной дорогой местных полевых дорог наименьшее отверстие должно составлять 6 м в ширину и 4,5 м в высоту, а для скотопрогонов - 4 и 2,5 м соответственно.

Ширину моста, его проезжей части и тротуаров назначают в зависимости от интенсивности автомобильного движения по дороге и предполагаемого количества пешеходов.

Установлены определенные стандартные габариты мостов, которые нужно соблюдать при проектировании мостовых сооружений.

Габарит моста, называемый также габаритом приближения конструкций (строений) - это контур с размерениями, необходимыми для беспрепятственного пропуска по мосту транспортных средств и пешеходов, внутрь которого не должны вдаваться никакие части конструкции моста.

В нормах габариты мостов на автомобильных дорогах и в городах обозначают буквой Г и числом, соответствующим ширине проезжей части nb на мосту и прилегающих к ней предохранительных полос П в метрах (рис. 5, а). Здесь b- ширина полосы движения в одном направлении; n – общее количество полос движения.

При наличии разделительной полосы к обозначению габарита добавляется ее ширина С, причем в ширину разделительной полосы входят прилегающие к ней предохранительные полосы (рис. 5, б).

Если мост имеет два раздельных пролетных строения, или в середине проезжей части расположены какие-либо части его конструкции, или на разделительной полосе устраивают специальные ограждения, габарит моста может быть составлен из двух отдельных габаритов (рис. 5, в) и будет обозначаться - 2Г.

Габариты мостов назначают в зависимости от категории автомобильной дороги, на которой расположены эти мосты, количества полос движения п и ширины одной полосы движения (табл. 2).

Если мосты имеют большую длину и расположены вдали от городов и населенных пунктов, то разрешается при специальном технико-экономическом обосновании уменьшать ширину предохранительных полос до 1 м на дорогах I - III категорий и до 0,75 м на дорогах IV - V категорий.

Для деревянных мостов на автомобильных дорогах IV - V категории принимают габарит Г-7, а на дорогах V категории габарит Г-6. При этом защитная полоса может быть сокращена по ширине с 0,5 до 0,25 м (см. рис.

5, а).

Габарит и ширину предохранительных полос городских мостов принимают в зависимости от числа n и ширины b полос движения на улице, подходящей к мосту, или по данным табл. 2.

Ширину разделительной полосы габарита моста назначают, как правило, такой же, как на улице (дороге).

Если ширина разделительной полосы на улице С 200 кгс/м 2.

Настил тротуаров, кроме того, должен быть проверен на сосредоточенную вертикальную силу в 180 кгс, а перила - на действие горизонтальной или вертикальной сосредоточенной силы, равной 130 кгс.

При движении временной нагрузки ее воздействие не ограничивается передачей конструкциям моста только давлений от веса движущихся грузов (статическое воздействие). Движущаяся нагрузка вызывает различные дополнительные воздействия, называемые динамическими, в виде толчков, ударов и т.п..

Совокупность динамических воздействий движущейся временной нагрузки на мосты принято учитывать при расчетах упрощенно, т.е.

умножением нагрузок или усилий от статического ее действия на коэффициент динамичности, принимаемый большим единицы.

Коэффициент динамичности вводят только при расчете железобетонных и металлических мостов. Для деревянных и каменных мостов, а также для труб под насыпями, коэффициент динамичности не учитывают.

Для деревянных мостов это объясняется тем, что дерево, в связи с его повышенной естественной вязкостью, значительно амортизирует вызванные временной нагрузкой ударные и вибрационные воздействия.

Кроме того, расчетные сопротивления древесины для элементов деревянных мостов установлены с допущением того, что временная нагрузка принята при расчетах без коэффициента динамичности.

Нагрузку на тротуары и пешеходные мосты также принимают без учета вышеуказанного коэффициента динамичности.

Ветровая нагрузка. Давление ветра на мостовое сооружение принимают действующим перепендикулярно к его боковой поверхности.

Нормативная интенсивность этого давления на 1 м2 боковой поверхности сооружения для автодорожных и городских мостов принимают равной 180 кгс/м2, а для деревянных мостов, учитывая меньший срок их службы, - всего 80 кгс/м2.

При наличии на мосту подвижной вертикальной нагрузки, интенсивность нормативного ветрового давления для мостов из всех материалов принимают равной 50 кгс/м2, а при особых сочетаниях нагрузок, в том числе и при монтажных условиях, - 50 кгс/м2. Методика определения ветровой на мост нагрузки изложена в нормах, поэтому здесь не излагается.

Габариты боковой поверхности сооружения, на которое действует горизонтальная боковая ветровая нагрузка, определяют по проектным контурам его вертикальной проекции на плоскость, перпендикулярную направлению ветра. При этом для сквозных конструкций давление ветра определяют, вводя коэффициент сплошности, которым учитывают уменьшение давления ветра на сквозную конструкцию по сравнению со сплошной.

Кроме горизонтального ветрового давления, действующего на боковую поверхность сооружения, для пролетных строений со сквозными фермами учитывают также и продольную ветровую нагрузку.

Её величину принимают равной в размере 60 % от полной поперечной ветровой нагрузки, действующей на главные фермы, а для сплошных конструкций в размере 20 % от полной величины поперечной ветровой нагрузки.

Опоры мостов, кроме поперечного ветрового давления, рассчитывают также и на продольное ветровое давление, принимаемое равным по величине поперечной ветровой нагрузке. При этом считают, что продольная ветровая нагрузка при расчете опоры действует только на конструкцию.

Во всех изложенных выше случаях действие ветра на подвижную нагрузку учитывают только в наплавных мостах.

Поперечная горизонтальная центробежная нагрузка. При расположении моста на горизонтальной кривой с радиусом 600 м и менее необходимо учитывать горизонтальную поперечную вызванную движением транспортных средств по кривой нагрузку.

Величина центробежной нагрузки зависит от радиуса горизонтальной кривой, скорости движения временной нагрузки и количества грузов, размещающихся на пролетном строении моста.

Центробежная нагрузка в этом случае представляет собой равномерно распределенную горизонтальную нагрузку, приложенную в уровне верха покрытия проезжей части перпендикулярно к направлению движения автомобилей.

Очевидно, что учет центробежной нагрузки актуален для относительно протяженных пролетных строений, какими не являются деревянные пролетные строения. Поэтому методика расчета указанной нагрузки не приводится.

Центробежную нагрузку от всех полос движения суммируют с введением тех же коэффициентов на многорядность, что и для вертикальной временной нагрузки.

Нагрузка от торможения транспорта. Тормозную силу, т. е.

горизонтальную нагрузку, возникающую за счет сил трения колес при торможении подвижной нагрузки на мосту или силы тяги, действующие вдоль его оси, принимают в зависимости от расчетной длины загружения в виде сосредоточенной силы Т, приложенной в уровне верха полотна проезжей части. При этом величина Т определяется следующим образом:

• при расчетной длине загружения от 25 м до 50 м Т = 0,6Р;

• при расчетной длине загружения большей 50 м Т=0,9Р.

Здесь Р - вес одного автомобиля расчетной колонны, а при наличии утяжеленного автомобиля - вес утяжеленного. За расчетную длину принимают участок, с которого передается сумма тормозных сил автомобилей.

В соответствии с нормами принято, что тормозное усилие представляет собой продольную равномерно распределенную нагрузку, величину которой определяют по формуле т = 0,3 к, где к - равномерно распределенная нагрузка в схеме нормативной нагрузки АК.

Равнодействующая равномерно распределенной тормозной нагрузки т, полученная вдоль линии ее действия, должна дать величину продольной