Влияние архитектуры мостов на их аварийность
 Скачать 3.54 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Институт урбанистики, архитектуры и строительства Кафедра «Транспортное строительство (ТСТ)» КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Тема: «Влияние архитектуры мостов на их аварийность» Выполнил: Студент группы М4-СТЗС21, форма обучения очная Номер зачетной книжки: 212576 Сеферова Саида Дасимовна Проверил: Овчинников И.Г. Саратов 2022
СодержаниеВведение 3 1. Проблема аварийности мостовых сооружений 4 2. Материал конструкции и аварийность 5 2.1. Металлические конструкции 5 2.2. Железобетонные конструкции 5 2.3. Деревянные конструкции 7 3. Анализ причин обрушения в зависимости от архитектурных решений 9 3.1. Анализ причин обрушения вантовых и висячих мостов 9 3.2. Анализ причин обрушения арочных мостов 13 3.3. Анализ причин обрушения мостов с другими архитектурными решениями 16 Заключение 34 Список используемых источников 35 Введение Обеспечение устойчивого и безопасного функционирования мостовых сооружений на автомобильных и железных дорогах, как наиболее сложных и ответственных звеньев транспортной системы страны – важнейшая задача организаций и служб, занимающихся проектированием, строительством и эксплуатацией мостов и путепроводов. [2] Автодорожные мосты и путепроводы относятся к инженерным сооружениям, которые работают в сложных условиях, несравнимых с основными типами гражданских и промышленных зданий, которые рассчитываются на заранее определенные фактические нагрузки. Даже железнодорожные мосты работают в менее сложных условиях, так как по ним обращаются строго определенные нагрузки, параметры которых не меняются десятки лет. Кроме того, железнодорожные пути располагаются в строго определенном месте моста или путепровода, которое обеспечивает оптимальное загружение пролетного строения. При строительстве мостов основной причиной рисков является человеческий фактор. К составляющим такого фактора следует относить: - ошибки при разработке проектов производства работ и тому подобных технологических схем; - отступления от строительного проекта и грубые нарушения технологии строительства; - отсутствие должного контроля со стороны производителей работ (мастеров) и представителей технического надзора. Стоит отметить, что некоторое влияние на аварийность оказывает и архитектура мостов. В данной работе рассмотрим влияние на аварийность архитектуры следующих видов: 1. Анализ причин обрушения вантовых и висячих мостов; 2. Анализ причин обрушения арочных мостов; 3. Анализ причин обрушения мостов с другими архитектурными решениями. 1. Проблема аварийности мостовых сооружений Анализ причин аварий мостов в развитых странах ведется на протяжении около 180 лет. Накопленная за этот период информация свидетельствует о том, что разрушение искусственных сооружений, по причинам их вызвавшим, можно объединить в три основные группы. К первой группе, наиболее многочисленный, которая составляет до 60 % из происшедших случаев разрушения мостов происходили в следствии катастрофических природных воздействий: землетрясения, оползни, карстовые провалы, сели, паводки, ледоходы, статические и пульсационные воздушные потоки и другие. Ко второй группе аварий, которая составляет около 30 %, отнесены сооружения, которые получили повреждение или разрушились в следствии ошибок в их проектировании и дефектов, которые были допущены при строительстве. Около 10 % аварий и повреждений мостов происходит в результате нарушений условий текущей эксплуатации. Полное или частичное разрушение сооружения, которое приводит к невозможности его дальнейшей эксплуатации, является следствием одного или нескольких неблагоприятных факторов.[20] Как известно, не всякое повреждение конструкции является для сооружения катастрофическим, а лишь то, которое изменяет его расчетную схему, или выводит из строя рабочие элементы. При возведении несущих элементов искусственных сооружений применяется – метал, бетон, железобетон и в небольших объемах – дерево. [20] В этой работе выборочно приведены, в качестве примеров, разрушения конструкции различных мостов в результате воздействия внешних факторов, произошедшие в мире за последние 10 лет. 2. Материал конструкции и аварийность 2.1. Металлические конструкции Различные виды металлических конструкций являются наиболее чувствительными к воздействиям внешних сил, так как поперечное сечение элементов максимально приближено к придельным значениям прочности материала при воздействии расчетных нагрузок. В таких случаях достаточно повреждения одного элемента для превращения конструкции в мгновенно измененную (затяжки в арках и рамах, ванты в вантовых конструкциях). В строительной практике и эксплуатации сооружений известны такие примеры, когда причиной аварий каменных, бетонных, деревянных, и других конструкций были дефекты металлических элементов, входящих в общий конструктивный комплекс. [17] При исследовании причин аварий конструкций, поведение их отдельных элементов или целых сооружений всегда имеет место стечения ряда неблагоприятных факторов. Иногда бывает затруднительно или вообще невозможно правильно установить причину аварии и отделить ее от следствия, а это играет важную роль не только для расследования причин катастрофы, но и для их профилактики в будущем. Без преувеличения можно сказать, что почти при каждом случае аварии наблюдается потери устойчивости отдельными элементами конструкции, не говоря уже о том, что из самых распространенных причин аварий является потеря устойчивости всей конструкций или сооружения в целом. Недостатки, допущенные при проектировании (неучтенные нагрузки, выбор расчетной схемы), взаимодействуют с ошибками при монтаже, качеством материалов, неправильной эксплуатацией, все это обычно приводит к аварии в определенный момент времени. 2.2. Железобетонные конструкции Железобетонные конструкции инженерных сооружений в процессе длительной эксплуатации подвергаются воздействию сложных по своему характеру нагрузок, температурно-влажностных воздействий, деформаций, агрессивной среды, других внешних и внутренних по отношению к конструкции факторов. [21] Важным принципом современного проектирования железобетонных конструкций инженерных сооружений является обеспечение гарантированной безопасности в течение планируемого срока службы и сохранение эксплуатационных качеств, то есть заданной долговечности. Безопасность и эксплуатационная пригодность инженерных сооружений обеспечиваются усовершенствованием норм проектирования, качеством проектных работ, качества применяемых материалов, качества изготовления, способов монтажа и дальнейшей эксплуатации. Поэтому при проектировании и дальнейшей эксплуатации необходимы достоверные оценки: с одной стороны – фактической несущей способности и остаточной долговечности существующих железобетонных конструкций, получивших повреждения, с другой стороны – срока службы конструкций с использованием математических моделей на основании их износа. Основная причина потери работоспособности конструкций заключается в изменении с течением длительного времени начальных свойств и состояний материала под влиянием внешней среды, превышение допустимого уровня нагрузок и воздействий, а также дефектов проектирования, низкого качества строительных работ. Для железобетонных конструкций первые повреждения вызываются коррозионными процессами, развивающиеся в конструктивных элементах сооружения из-за неблагоприятного воздействия факторов внешней среды: агрессивных газов в атмосфере воздуха, загрязнение грунтов и грунтовых вод, значительного колебания температур. Долговечность является важнейшим свойством и показателем надежности, которая способствует длительной эксплуатации при достаточно высоком уровне технического содержания, включая различные виды ремонтов. [2] В целом развитие проблемы долговечности железобетонных конструкций и сооружений реализуется путем разработки методов оценки, прогноза и повышения долговечности. При рассмотрении долговечности железобетонных конструкций можно выделить следующие особенности этой проблемы: а) вероятностный характер силовых и несиловых воздействий, их комплексность и взаимосвязь; б) изменчивость технических характеристик материалов и конструкций; в) влияние фактора времени на характер воздействий и свойства материалов. Повышение долговечности и других показателей надежности обычно гарантируется качеством проектных и строительных работ, а также учетом и отражением опыта строительства и эксплуатации ранее возведенных сооружений. 2.3. Деревянные конструкции В современной практике в мире деревянные мосты строят сравнительно редко. Чаще всего их применяют как временные сооружения. Основной причиной ограниченного сооружения деревянных мостов есть их малая долговечность и необходимость частого ремонта. Анализ причин аварий деревянных сооружений свидетельствует о том, что к их разрушениям приводит совокупность ошибок и отступлений от требований действующих нормативных документов на всех этапах: проектировании, изготовлении, монтаже и эксплуатации. Наиболее опасны повреждения деревянных конструкций, накопленные в процессе эксплуатации, особенно в агрессивной среде. [9] Основные причины аварий деревянных конструкций и сооружений в мире примерно следующие (в процентном соотношении): 30 % – нарушение правил эксплуатации; 20 % – низкая прочность конструкций (дефекты изготовления); 16 % – дефекты узловых монтажных соединений; 10 % – недостаточная несущая способность оснований; 8 % – недостаточное опирание конструкций на каменную кладку; 8 % – нарушение правил производства монтажных работ; 4 % – ошибки в проектных решениях; 4 % – внешние воздействия, превысившие расчетные значения. |