Дипломный проект - Проект мостового перехода через реку Селенга

Подождите немного. Документ загружается.

Основным преимуществом этого способа является то, что защитное устройство при взаимодействии с судном

работает независимо от мостовой конструкции и адсорбирует энергию судна до его столкновения с мостовой

опорой. Экономическая целесообразность устройства таких ограждающих сооружений обеспечивается при глубине воды

ориентировочно 12-15 м. Расходы, связанные с их эксплуатацией, составляют незначительную долю.

Сооружения этого типа оказываются очень дороги, если их устраивать при большой глубине воды или для

многопролетных мостов. При таком способе защиты конструкция может адсорбировать кинетическую энергию среднего

уровня. Кроме того, в результате взаимодействия с судами они могут повредить оболочку судна; а в случае

столкновения с танкером это может быть чревато серьезными экологическими

последствиями. Стоимость восстановительного ремонта после повреждения крупнотоннажными судами может быть

значительной.

Искусственные островки в качестве защитных устройств, в основном, устраивают при незначительной глубине

воды у опор. Материалом служит песок, гравий или скальные породы (размером частиц 10-15 см). Геометрия такого

островка выбирается

так,

чтобы он

мог остановить судно, потерявшее управление.

Кроме того, устройство

островков требует обычной

зашиты от размыва, волно

вых и ледовых воздействий.

Пример защитного остров

ка, запроектированного для

двух мостов Zarate-Brazo

Largo (Аргентина), приведен

на рис. 14. Искусственные

островки для зашиты опор

мостов от навала судов были

применены для мостов

Weslgate (Австралия),

Taranto (Италия), Verrazano

Narrows (США). Loire у StNazaire Франция) и др.

К основным преимуществам искусственных

островков как

защитных сооружений от навала судов

можно отнести:

• возможность адсорбировать

значительную величину

кинетической энергии;

• небольшие повреждения судна

при навале;

• минимальную стоимость

восстановления островка после

взаимодействия с судном;

• незначительную величину

эксплуатационных расходов.

Однако такие сооружения могут стеснять живое сечение реки, являться причиной

изменения ее гидравлического режима и оказывать неблагоприятное экологическое воздействие.

С увеличением глубины воды строительная стоимость резко возрастает. Так, искусственный

островок был применен при глубине воды 10 м для защиты анкерного блока моста East (часть

мостового перехода через пролив Большой Бельт), а при глубине воды 20 м у главного пилона

этот тип защиты уже был не целесообразен.

Плавучие заградительные устройства состоят из системы канатов, устроенных таким образом,

чтобы заблокировать судно или другую единицу транспортного флота, или из плавучих понтонов,

заан-керенных перед опорой.

Из практики известно несколько типов защитных устройств в виде «ловушек». Например,

конструктивная схема устройства, разработанного для защиты моста Tasman (Австралия),

приведена на рис. 15. Это защитное устройство состоит из системы нейлоновых канатов,

закрепленных на буях, плавающих на поверхности реки, и на дне реки — к анкерам, как правило,

гравитационного типа. Принцип работы такой системы заключается в том, что судно, попавшее в

несудоходный пролет, охватывается канатами вокруг корпуса и за счет их натяжения

тормозится до полной остановки. Такая система проектируется из условия полного поглощения

энергии судна. Предполагается, что данное устройство сможет остановить судно дедвейтом 35000

т, движущееся со скоростью 4 м/с.

Для защиты моста от навала судов на транспортной магистрали Honshu-Shikoku (Япония)

ис. 14. Защитный островок опор

мостов Zarate-Brazo Largo:

1 - защита от размыва; 2 - каменный

материал массой больше 40 кг на слое

фильтра из гравия размером

зерен 10-5 0 мм

была разработана плавучая система (рис. 16). Анкерные устройства допускают скольжение и

соответственно в зависимости от размера и скорости судна могут его останавливать или тормозить.

Плавучие защитные системы имеют следующие положительные качества:

• способны адсорбировать значительную величину кинетической энергии;

• минимальные повреждения, причиняемые судну;

• возможность устройства при больших глубинах воды.

Рис. 15. Защитное устройство типа «ловушка»:

а — план; б — перед взаимодействием с судном;

в — после взаимодействия с судном;

1 -расчетное судно; 2 -мост; 3 - опоры; 4- опоры судоходного

пролета; 5 - буй; 6 - анкерный блок; 7 - грузило; 8 - канат -

ловушка; 9 - анкерный канат; 10 - анкеровка канатами;

11 - деформация каната при взаимодействии с судном;

12 - деформация каната - ловушки при взаимодействии с судном;

13 - анкер контроля положения

В то же время следует отметить ряд их недостатков. Плавучие устройства занимают

относительно большую площадь у мостовой опоры. Эффективность работы зависит от их

плавучести, коэффициента трения между судном и элементами самого устройства. При его

затоплении судно пройдет выше и устройство не сработает. В зависимости от формы носовой

части канаты, охватывающие судно, при взаимодействии с ним могут проскальзывать. Анкерные

канаты могут разрезаться острой носовой частью. Поскольку речное русло у мостового перехода

подвержено постоянному размыву (намыву), то длина анкерных канатов плавучего устройства

должна довольно часто корректироваться. Еще один недостаток всех плавучих систем заключается

в том, что их соединения должны постоянно проверяться под водой на предмет коррозии.

Эксплуатационные расходы напрямую зависят от эффективности мер защиты от коррозии. На

долговечность плавучих систем влияют ледовые воздействия и штормовые условия.

Рис. 16. Принцип работы защитной системы с анкерными

блоками, допускающими скольжение:

1 — опора; 2 — анкерный блок; 3 — буй; 4 — первоначальное

положение; 5 — начало деформирования канатов; 6 — окончание

деформирования канатов;/- след скольжения анкеров

Следует признать, что плавучие защитные устройства имеют ограниченное применение. Их

использование может быть целесообразно при больших глубинах воды, где другие варианты

малопригодны.

Так, вариант моста через пролив Гибралтар предусматривает защиту от

навала судов посредством специальной плавучей системы.

Надежность плавучих понтонов, заанкеренных в дно реки, при воздействии местной нагрузки от навала судна в

наибольшей степени зависит от их массы. Такие сооружения также оказываются дороги, и особенно, если требуется

защита большого количества опор.

В любом случае необходимость устройства защитных сооружений должна обосновываться технико-

экономическими расчетами с учетом эксплуатационных расходов.

Появление высокопрочных органических волокон привело к разработке целого ряда конструктивных

решений с применением в строительстве композитных материалов, сочетающих механические свойства,

близкие к свойствам металлов, малый удельный вес, простоту установки (не требуется тяжелое оборудование

для монтажа), коррозионную стойкость. Распространение получили сваи, выполненные из композитных

материалов. Так при реконструкции моста

Summer Street в г. Бостоне (США) была сооружена защитная система в

виде свай, выполненных из композитных материалов. Тогда для устройства фендерной системы было применено 56 свай

диаметром 400 мм. Конструкция свай из композитных материалов приведена на рис. 17.

Рис. 17. Конструктивная схема свай из

композитных материалов:

1 - арматура из фибростекла;

2 - матрица из пластика;

3 - высокопрочная внешняя оболочка (слой)

При использовании металлических конструкций необходимо принимать эффективные меры

защиты от коррозии, которые дороги и имеют ограниченный срок службы. Применение же

композитных материалов для фендерных защитных устройств значительно снижает

эксплуатационные расходы, поскольку не требует защиты от коррозии и они не подвержены влиянию

микроорганизмов.

К современным пассивным средствам защиты относятся предупреждающие средства связи и

оборудование; береговые радарные установки; специальные электронные передатчики (за рубежом

известны как устройства Райкона), закрепленные в пролетах мостов и обеспечивающие

спутниковую связь; предупреждающие устройства для остановки движения транспортных средств

по мосту; надежные осветительные системы. Традиционные средства обеспечения безопасности

движения судов включают судовую сигнализацию, буи, цветную маркировку, освещение, а также

регламенты и правила эксплуатации, специально разработанные для водных путей.

Исследования показали, что с помощью установки современных средств контроля за движением

водного транспорта и оснащения судов современным электронно-навигационным оборудованием

можно добиться снижения риска навала судов на мосты. И это будет являться экономичной

альтернативой по сравнению с устройством защитных сооружений. Однако, следует отметить, что

очень мало судов оборудовано современными электронно-навигационными системами.

Риск столкновения судна с сооружением может быть снижен, например, при устройстве буев,

отражающих радарный сигнал (буи устанавливаются для обозначения судового хода); наличии на

мосту освещения и судовой сигнализации; введении ограничений скорости движения при

неблагоприятных погодных условиях.

Общие требования к безопасности (применение пассивных средств защиты) при возведении

мостов на водных путях регламентированы ГОСТ 26775-97 [3]. Размещение береговых и плавучих

навигационных знаков и огней должно выполняться в соответствии с требованиями ГОСТ 26600-

85 [12].

Заключение

По заданию кафедры разработан дипломный проект, в котором

запроектировано два варианта трассы мостового перехода, проведено сравнение

вариантов. В результате сравнения был принят Вариант №1. Для просчитанного

отверстия моста разрабатывалось два варианта моста и проводилось их

технико-экономическое сравнение. К дальнейшему расчёту был принят Вариант

№1. Для данного варианта произведён гидравлический расчёт, расчёт

пролётного строения. Запроектирована струенаправляющая дамба на правой

пойме реки Селенги, продольный профиль мостового перехода. Спроектирована

строительная площадка и составлен календарный график работ. Рассмотрены

вопросы эксплуатации мостового перехода

Основные показатели разработанного варианта:

1. Конструкция моста – неразрезной цельнометаллический мост с ортотропной

плитой проезжей части;

2. Длина моста – 522,2 м;

3. Предмостовой подпор – 1,79 м;

4. Подпор у пойменной насыпи – 2,1 м;

5. Отметка заложения фундаменты опоры – 459,87 м;

6. Максимальная высота набега ветровой волны – 3,8 м;

7. Отметка верховой дамбы – 500,45 м;

8. Величина размыва у струенаправляющей дамбы – 1,9 м;

9. Стоимость строительства составляет 64119,860 тыс.руб;

10. Срок окупаемости моста – 6,7 года;

11. Срок строительства моста – 26 мес. 20 дн.

Список используемой литературы

1. Климатический справочник. Л.: Гидрометеоиздат.1956,-260с.

СНиП 2.05.02 – 85. Автомобильные дороги / Госстрой СССР. – М.:ЦИТП Госстроя

СССР, 1986. – 56с.

Антонов Н.М и др. Проектирование и разбивка вертикальных кривых на

автомобильных дорогах. М.: Транспорт, 1968. – 200с.

ГОСТ 26775-97. Габариты подмостовые судоходных пролётов мостов на внутренних

водных путях. М.: Изд-во стандартов, 1997.

Ротенбург И.С, Вольнов В.С, Поляков М.П. Мостовые переходы: Учебное пособие. –

М.: Высш.шк. – 1977. – 328с.

Проектирование мостовых переходов.: Метод. Указания / Саратов, политехн.

институт: Сост. Е.И. Николаев. – Саратов, 1991. – 39с.

Расчёт местного размыва у опор мостов.: Метод. Указания / Саратов, политехн.

институт: Сост. Е.И. Николаев. – Саратов, 1984. – 19с.

Руководство по экономическому сравнению вариантов автомобильных дорог и

дорожных одежд: Руководство / Саратов, политехн. институт: Сост. В.А. Гохман. –

Саратов, 1978. – 23с.

СНиП 2.05.03 – 84. Мосты и трубы / Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР,

1985. – 200с.

10.

Проектирование металлических мостов / под ред. А.А. Петропавловского – М.:

Транспорт, 1982 – 320с.

11.

Радзевич Е.Н, Шаповал И.П. Организация, планирование и управление

строительством мостов – 2-е изд, исправл. И доп. / Под ред. И.П. Шаповала.-Киев:

Высш.шк. Главное изд-во, 1982.-272с.

12.

ГОСТ 26600-85. Знаки и огни навигационные внутренних водных путей. – Изд-во

стандартов, 1986. – 33с.