Главная >> Железнодорожный путь >> Искусственные сооружения

Искусственные сооружения

Искусственные сооружения железнодорожного транспорта — собирательное название сооружений, возводимых на пересечениях железных дорог о различными препятствиями (реками, ущельями, другими дорогами, обвалоопасными или лавиноопасными участками и т. п.). К искусственным сооружениям относятся мосты (в т. ч. виадуки, эстакады, путепроводы), водопропускные трубы, фильтрующие насыпи, лотки, дюкеры, тоннели, подпорные стенки, противообвальные (тоннельные) галереи, дамбы, барражи, трансбордеры. Сооружения, предназначаются для пропуска воды (мосты, водопропускные трубы, фильтрующие насыпи, дюкеры, лотки), устраивают на пересечениях железных дорог с пост, или периодическими водотоками (реками, ручьями, суходолами, морскими заливами и т. д.). Наиболее сложными и распространёнными искусственными сооружениями являются мосты. При пересечении крупных рек одновременно с мостами сооружают мостовые переходы. Постройка мостов через большие водные преграды требует значит, материальных затрат и выполняется только после тщательно проведённых изысканий. Иногда мосты строят при пересечении дорогой глубоких оврагов, горных ущелий и не только для пропуска воды, но и вместо насыпи, если её возведение оказывается невозможным или из-за большой высоты обходится дороже моста. Такие мосты наз. виадуками. При пересечении двух дорог в разных уровнях строят путепроводы. Сооружения значительной длины, предназначенные для пропуска железных дорог над окружающей территорией с оставлением под ними свободного пространства, наз. эстакадами. Их возводят в городах, на территориях промышленных предприятий, на подходах к большим мостам, вместо насыпи в горных условиях на крутых косогорах.
На железных дорогах наибольшее число мостов строят через малые реки. Если расход воды, которая должна быть пропущена искусственными сооружениями, невелик, то мосты заменяют водопропускными трубами, укладываемыми в теле насыпи. Земляное полотно при этом не прерывается, что удобно для эксплуатации, может дать экономических эффект и уменьшить сроки строительства. Размеры водопропускных труб — отверстия и длина зависят соответственно от расчётного расхода воды и ширины насыпи по её подошве. В районах с суровыми климатические условиями от применения труб часто отказываются из-за опасности образования наледей, забивающих отверстие. На железных дорогах благодаря технико-экономических достоинствам трубы являются очень распространённым искусственным сооружением. На новостройках число труб может достигать 70% и более от общего числа искусственных сооружений. Выбор между мостом и водопропускной трубой во всех случаях производится на основе технико-экономических сравнения вариантов.
Фильтрующие насыпи, дюкеры и лотки встречаются значительно реже мостов и водопропускных труб. Фильтрующие насыпи в отличие от обычных имеют каменную наброску, пропускающую воду. Они применяются при незначительных количествах протекающей воды и при отсутствии илистых или иных наносов, вызывающих заиливание каменной наброски. Дюкеры служат для пропуска воды с одной стороны выемки на другую и представляют собой два колодца, соединённых трубами с горизонтальным напорным участком под земляным полотном железных дорог Дюкеры применяются обычно для пропуска вод оросит, систем. Лотки — небольшие водопропускные сооружения незамкнутого поперечного сечения, устроенные между шпалами железнодорожного пути. Они применяются при малых расходах воды в тех случаях, когда из-за небольшой высоты насыпи или при её отсутствии нельзя построить мост или водопропускную трубу, например на железнодорожных станциях.
Тоннели принадлежат к числу наиболее ответственных искусственных сооружений. Они строятся для преодоления горных массивов, достаточно высоких водоразделов, холмов, оползневых зон, осыпей, а также достаточно мощных водных преград (рек, морских заливов и т. п.). В последнем случае выбор делается на основе технико-экономических сравнения вариантов мостового и тоннельного переходов.
Весьма распространёнными и ответственными искусственными сооружениями на железных дорогах являются подпорные стенки или их частный случай — контрфорсы или контрбанкеты. Подпорная стенка — конструкция, удерживающая от обрушения находящийся за ней массив грунта и воспринимающая пост, и временные нагрузки, приходящиеся на этот массив. Подпорные стенки устраивают при сооружении железных дорог на косогорах, для поддержания крутизны откосов выемок и насыпей, при расположении на склоне двух раздельных проезжих частей, при постройке городских магистралей, для укрепления берегов водоёмов и защиты их от размыва, для защиты железных дорог от камнепадов на горных участках. Часто подпорные стенки входят в комплекс крупного искусственного сооружения, например служат переходным элементом к порталу тоннеля.

Первые упоминания об искусственных сооружениях  на дорогахх относятся к кон. 4 — нач. 3 вв. до э. В Древнем Египте, Ассирии и Вавилоне строительство искусственных сооружений приобрело большой размах. Однако подлинного расцвета оно  достигло в Древнем Риме, где имелись весьма развитые пути сообщения. Сеть древнеримских дорог имела длину примерно 80 тыс. км, на протяжении которых были расположены многочисленные искусственные сооружения. Только в самом Риме было около 300 км водоводов со множеством акведуков, тоннелей, лотков, подпорных стенок и т. п. Десятки таких сооружений, находящихся на территориях Италии, Испании, Франции, Турции, сохранились до  нашего времени.
Строительство И. с. на территории Древней Руси было известно еще в глубокой древности. Дерев, мосты благодаря обилию искусственных сооружений в стране долго сохраняли своё значение и до сих пор весьма распространены, хотя уступают место мостам из более современных и долговечных материалов (сталь, железобетон и др.). Первые упоминания о строительстве мостов в России в летописи относятся к 997, однако это не означает, что ранее мостов не строили. В «Русской правде» (1020) упоминается, что в войсках Ярослава Мудрого (978—1054) были специальные подразделения «мостников», которые занимались строительством и ремонтом мостов и переправ. Скачок в строительстве И. с. в России приходится на 1-ю пол. 19 в., когда развернулось строительство железных дорог, связанное с быстрым промышленным и экономических развитием страны. Этому предшествовала прокладка железнодорожных путей на промышленного предприятиях. В 1806—09 рус. горный инженер и изобретатель П. К. Фролов построил Змеино- горскую дорогу — первую в России чугунную железную дорогу с конной тягой. На дороге был сооружён первый в России железнодорожный мост длиной 292 м с кам. опорами и дерев, пролётными строениями. Первые отечественные ж.-д. тоннели (Ковенский длиной 1280 м и Виленский длиной 430 м) были сооружены при строительстве Петербурго-Варшавской железной дороги (1859—62). Успехи строительства И. с. в России тесно связаны с развитием железнодорожного транспорта. Передовые позиции отечеств, железнодорожного строительства обеспечили учёные и инженеры С. В. Кербедз, П. П. Мельников, Д. И. Журавский, Л. Ф. Николаи, Н. А. Белелюбский, В.Г.Шухов, Ф.С.Ясинский, Л. Д. Проскуряков, А. В. Ливеровский, И. М. Рабинович, Е. О. Патон, Н. Г. Бондарь, М. М. Протодьяконов, Н. М. Гер- севанов, Н. С. Стрелецкий, Г. К. Евграфов, К. С. Завриев и мн. др. К кон. 1980-х гг. общая протяжённость искусственных сооружений на отечественных железных дорог превысила несколько тыс. км, проложенных в самых различных природных и климатические условиях. В среднем на 1 км железнодорожных линий приходится одно И. е., а на некоторых участках — значительно больше; так, в сильно пересечённой или горной местности часто одно И. с. переходит в другое, например тоннель сменяется мостом. Стоимость построенных И. с. в среднем составляет около 15% всей стоимости ж. д. Малые мосты длиной до 25 м и трубы составляют около 90% общего числа искусственных сооружений, средние и большие мосты — около 10% по числу, но более 30% по протяжённости. Около 60% мостов строятся из железобетона (около 90% из них построены после 1945); суммарная длина железобетонных и стальных мостов примерно одинакова. Искусственные сооружения непосредственно обеспечивают непрерывность железнодорожного пути, поэтому к их надёжности и прочности предъявляются повыш. требования. Выход из строя или порча того или иного И. с. может привести к значит, уменьшению или полному прекращению движения. Надёжность искусственных сооружений закладывается при изысканиях железных дорог и их проектировании, создаётся в процессе строительства и поддерживается правильной эксплуатацией. При проектировании искусственных сооружений руководствуются технического условиями, которые в обязательном порядке требуют обеспечения высокой надёжности и долговечности, безопасности и плавности движения поездов по искусственным сооружениям, безопасности для пешеходов и охраны труда рабочих в период строительства и эксплуатации. Искусственные сооружения обеспечивают безопасный пропуск паводковых вод и ледоходов, беспрепятственное судоходство, лесосплав. Проекты И. с. предусматривают экономное расходование строит, материалов, топливных и энергетич. ресурсов, применение прогрессивных конструкций, возможность индустриализации, комплексной механизации и автоматизации строительства.
Искусственные сооружения проектируют и строят с учётом перспектив развития железнодорожного транспорта и сети железных дорог Правильно спроектированные и построенные искусственные сооружения обеспечивают сохранение окружающей среды и экологического равновесия. Проектирование и строительство с. во мн. регионах страны представляют собой большие трудности в силу сложных природно-климатич. условий: продолжительность зимнего периода — 200 дней и более, температурa ниже —50 "С, высокая сейсмичность и вечная мерзлота, обширные болота, мари и т. п.
Учёт сейсмических воздействий, особенно в условиях вечной мерзлоты, необходим для предупреждения массовых разрушений искусственных сооружений в период эксплуатации. Такие примеры известны в практике железнодорожного строительства. Так, на Аляскинской железной дороги (США) 7 марта 1964 при землетрясении силой 7—9 баллов из 860 км трассы было полностью выведено из строя 200 км, разрушено 110 мостов. При Фукуйском (Япония) землетрясении (9—10 баллов) 16 июня 1948 на двух дорогах разрушено 44 моста, обрушилось 27 подпорных стенок. При землетрясении Керн-Каунти (10 баллов) 21 июля 1952 на Южно-Тихоокеанской железной дороги (США) разрушены 4 тоннеля, расположенных в зоне разлома. Во время землетрясения Индзу (Япония) 26 нояб. 1930 тоннель на железных дорогах Токио — Кобдо был разорван и смещён на 2,4 м по горизонтали и на 0,6 м по вертикали. В России на Кругобайкальской железной дороги при 7-балльном землетрясении 28 сент. 1904 около тоннеля № 36 произошёл крупный обвал; во время Танну-Ольского землетрясения 9 июля 1905 разрушено несколько колец в тоннеле № 35 (500 км от эпицентра); при Селенгинском землетрясении (7—8 баллов) 10 мая 1929 на 143 км сдвинулся, а затем разрушился горный блок, разбивший подпорную стенку и оба пути.
При строительстве современные искусственные сооружения железнодорожного транспорта широко используются прогрессивные технологические методы, применяются сборные конструкции заводского изготовления, введена унификация и типизация строит, элементов.
Крупные искусственные сооружения железнодорожного транспорта строятся на основе индивидуальных проектов. Массовые сооружения (водопропускные трубы, малые мосты и т. п.) обычно возводятся до укладки земляного полотна. Необходимые детали, материалы, грузоподъёмные механизмы доставляются на стройплощадку транспортом, выбор которого определяется местными условиями, по грунтовым дорогам. Достоинство такого способа — возможность организации работ на широком фронте, независимо от состояния работ на др. объектах трассы.  
В процессе эксплуатации происходит старение искусственных сооружений: в них накапливаются дефекты и повреждения, могущие создать помехи следованию поездов, мешать безопасности движения. В целях обеспечения исправного состояния искусственных сооружений, бесперебойного и безопасного движения поездов с заданными скоростями и для поддержания долговечности искусственных сооружений предусмотрена и осуществляется система содержания искусственных сооружений. Текущее содержание включает пост, надзор, текущие и периодич. осмотры, обследования и испытания конструкций, специальные наблюдения, ремонтные работы по специальному перечню. Не устранимые в процессе текущего содержания дефекты и повреждения устраняются при капитальном ремонте. В необходимых случаях производятся усиление, реконструкция искусственных сооружений или их полная замена. Все ремонтные работы, как правило, ведутся без прекращения движения. Требование не прерывать движение впервые было выполнено Н. А. Белелюбским в 1868—72 при замене дерев, пролётных строений металлическими на Николаевской железной дороги.
Строительство отечественных искусственных сооружений развивается в направлении обеспечения необходимого объёма строительства высококачественных долговечных искусственных сооружений с макс, производительностью труда и при минимум расходовании материалов и энергетических ресурсов. Этому способствуют совершенствование технических условий и повышение качества проектирования на базе ЭВМ и систем автоматическими проектирования; разработка и внедрение прогрессивных систем управления, организации и оплаты труда; правильный учёт социального фактора.

 
« Инъектор   Использование старых шпал »
железные дороги