778

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

С.А. БАХТИН

МОСТЫ И ТОННЕЛИ. ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ

Рекомендовано учебно-методическим объединением в качестве учебного пособия для студентов вузов железнодорожного транспорта

НОВОСИБИРСК 2010

Автор выражает искреннюю благодарность СК «МОСТ» за моральную и материальную поддержку настоящего издания.

ВВЕДЕНИЕ

Учебный план для студентов 1 курса факультета «Мосты и тоннели»СГУПС,обучающихсяпоспециальности270201«Мостыитранспортныетоннели», предусматривает изучениевпервомсеместредвух дисциплин: «История мосто- и тоннелестроения» и «Общий курс путей сообщения» (общий объем — 99 ч, из них 54 ч — аудиторных занятий).Изучениеобеихдисциплинзавершаетсянаписаниемрефератов и сдачей зачетов.

Одной из целей данныхдисциплин является ознакомлениестудентов с системой высшего образования, со структурой вуза и методологией обучения в нем. Студенты должны также получить сведения о характере инженерного труда, о видах транспорта, его функциях и современных задачах.

Основнуючастьданныхдисциплинсоставляетдостаточноподробная информация об истории мосто- и тоннелестроения, о важнейших элементах конструкций мостов, тоннелей и метрополитенов, организации и технологии их строительства, о системе эксплуатации искусственных сооружений.

Данныедисциплиныпомогаютстудентам1курсаадаптироватьсяк условиям обучения в вузе, позволяют раскрыть перспективы учебной и производственной деятельности, получитьцельноепредставлениео выбранной ими специальности «Мосты и транспортные тоннели».

3

1. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИН «ОБЩИЙ КУРС ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ» И «ИСТОРИЯ МОСТО- И ТОННЕЛЕСТРОЕНИЯ»

Тема 1. Общие сведения о высшем образовании

1.1.Структура высшегои среднегообразования. Специальности и специализации. Послевузовское образование [2, с. 4–5; 13–14].

1.2.Ученыеиакадемическиестепениизвания.Аттестациявузов[2,

с. 5–7].

1.3.Структура вуза и система учебных занятий. Учебный план и рабочие программы. Дисциплины, изучаемые на факультете. Виды учебныхзанятий. Обязанностистудента. Слушаниеи конспектирование лекций. Выполнение курсовых работ и проектов. Текущий и итоговый контроль. Производственная практика. Дипломное проектирование. Обязанности и роль инженера на производстве [2, с. 8– 22; 13–14].

Тема 2. Общие сведения о транспорте

2.1.Транспортная система страны. Виды транспорта (железнодорожный, автомобильный, воздушный, водный, трубопроводный). Их особенности, достоинства и недостатки. Сравнениевидов транспорта по грузо- и пассажирообороту, стоимости перевозок. Тенденции развития видов транспорта [1, с. 3–12].

2.2.Структура Министерства транспорта России.

2.3.Перспективные виды транспорта (монорельсовый, на магнитной и воздушной подушке, пневмотранспорт, космический и т.д.).

Тема 3. История железнодорожного транспорта, его перспективы

3.1.Краткийисторический очерк возникновенияиразвитияжелезных дорог. Внутризаводские колейные пути — прообраз железных дорог. Развитие железных дорог России в XVIII–XIX вв. Строительство крупных магистралей в СССР и России в XX в. Программа развития железных дорог России в XXI в. [1, с.12–25; 3].

3.2.Состояниежелезнодорожноготранспорта и егоперспективы в

XXI в.

3.3.Скоростные железные дороги. Достоинства и перспективы их развития. Рост мирового рекорда скорости железнодорожного транспорта [3].

4

Тема 4. Общие сведения о железнодорожном транспорте

4.1.ПреобразованиеМинистерствапутейсообщениявОАО«РЖД»

иФАЖТ («Росжелдор») Министерства транспорта РФ [1, с. 25–30].

4.2.Этапыжизненногоциклажелезной дороги (изыскания, проектирование, строительство, эксплуатация) [1, с. 39–43; 4–6].

4.3.Общие сведения об изысканиях и проектировании железных дорог (ж.д.). Экономические, предварительныеи полевые изыскания. Камеральныеработы. Технический проект. Рабочая документация [1,

с. 43–50; 2, с. 60–66; 4–6].

4.4.Общие сведения о строительстве железных дорог. Рабочее, временное и постоянное движение поездов. Виды железных дорог по грузонапряженности и скорости движения [1, с. 50–56;2, с. 66–70;4–6].

4.5.Понятие о плане и профиле ж.-д. линии. Руководящий уклон. Габариты железных дорог [1, с. 39–41; 2, с. 71–78].

4.6.Продольный профиль железной дороги [1, с. 44–45].

Тема 5. Путь и путевое хозяйство

5.1.Общие сведения о ж.-д. пути [1, с. 56–57; 2, с. 78–79; 7–12].

5.2.Поперечныйпрофильнасыпииееосновныеэлементы[1,с.57– 62; 2, с. 79–80; 7–9].

5.3.Поперечныйпрофильвыемкииееосновныеэлементы[1,с.57– 62; 2, с. 79–80; 7–9].

5.4.Дефекты и повреждения земляного полотна. Инженерные методы борьбы с этими явлениями [1, с. 62–63; 2, с. 80–82].

5.5.Верхнее строениепути. Конструкции и типы рельсов. Классификацияшпали рельсовых скреплений. Балластная призма, ееназначение. Угон пути и противоугонные устройства. Стрелочные перево-

ды, их конструкции, назначения [1, с. 74–102; 2, с. 91–106; 7–12].

5.6.Бесстыковой путь. Достоинства и недостатки [1, с. 85–87; 2,

с. 100–101;7–9].

5.7.Общие сведения о путевом хозяйстве. Понятие о текущем содержании пути. Виды ремонтов пути. Защита пути от снега, песка,

паводков [1, с. 103–112; 10–12].

Тема 6. Подвижной состав. Локомотивное и вагонное хозяйство

6.1.Общие сведения о локомотивах. Виды локомотивов (паровоз, электровоз, тепловоз, газотурбовоз), их особенности, достоинства и недостатки. Дизельные и электропоезда [1, с. 122–149].

6.2.Локомотивное хозяйство. Локомотивное депо, пункт оборота. Технический осмотр, экипировка и ремонт локомотивов [1, с. 161–169].

5

6.3.Вагоны и их классификация. Виды пассажирских вагонов (купейные, мягкие, плацкартные). Специальные вагоны (багажные, почтовые).Видыгрузовыхвагонов(крытые,цистерны,транспортеры, платформы). Основные критерии отличия пассажирских вагонов от грузовых. Основные элементы вагонов(ходовая часть, кузов, тормозное оборудование) [1, с. 169–185].

6.4.Вагонноехозяйство. Системаосмотра иремонтавагонов(текущие безотцепочные и отцепочныеремонты, технический осмотр, техническая ревизия, профилактический деповской и заводской ремонты). Перестановочные пункты вагонов [1, с. 185–191].

6.5.Специальный подвижной состав для скоростных железных дорог, фуникулеров, поездов на магнитной подушке, монорельсового транспорта.

Тема 7. Раздельные пункты железных дорог

7.1.Общиесведенияоперегонахи раздельныхпунктах, ихклассификация. Станционныепути и их назначение.

7.2.Схемыи назначениеразъездов и обгонныхпунктов. Промежуточныестанции.Участковыестанции.Грузовыеипассажирскиестанции. Узловые и сортировочные станции. Их функции и основные особенности [1, с. 230–266; 2, с. 106–113].

Тема 8. Организация ж.-д. перевозок и движения поездов

8.1.ОбщиесведенияоСЦБ(сигнализации,централизациииблокировке). Схема устройства СЦБ на станциях.

8.2.Общиесведенияоборганизациисвязинаж.д.транспорте.Виды связи (проводная, беспроводная). Структура подразделений сигнали-

зации и связи [1, с. 191–230].

8.3.Организация вагонопотоков. Определение понятия «поезд», виды поездов. Порядок следования поездов (внеочередные, скорые, пассажирские и т.д.). Четные и нечетные поезда [1, с. 285–313].

8.4.График движения поездов. Назначение графика, порядок его построения, основныеэлементы.Классификацияграфиков [1, с. 291– 304].

8.5.Основные показатели организации движения поездов (техническая, участковая и маршрутная скорости, пропускная и провозная способности ж.д.). Грузообороти пассажирооборот. Понятие«оборот вагона» и его составляющие [1, с. 309–313, 325–337; 3].

6

Тема 9. Общие сведения об автомобильных дорогах и перевозках

9.1.Конструкция дорожного покрытия

9.2.Краткийисторический обзор строительства гужевыхиавтомобильных дорог.

9.3.Организация автомобильных перевозок.

Тема 10. Общие сведения о морском и речном транспорте

10.1.Краткий исторический обзор развития водного транспорта.

10.2.Организация перевозок на водном транспорте.

Тема 11. Общие сведения об искусственных сооружениях (ИССО)

11.1.ОпределениеИССО[1, с.64–74;15,с.181–196;16, с.3–14;17, с. 12–18, 31–33; 19, с. 5–10; 21, с. 5–10].

11.2.Классификация ИССО мостового типа по виду препятствия

[13, 16, 17].

11.3.Классификация ИССО тоннельного типа [13, 16, 17].

Тема 12. Классификация мостов. Мостовой переход и его элементы

12.1.Классификация мостов по семи критериям: по назначению, материалу пролетного строения, статической схеме, уровню езды, длинемоста, числу пролетов, срокуслужбы [13; 15, с. 5–10; 16, с. 47– 50, 57–68, 141–179; 17, с. 96–99, 186–201, 289–297; 18, с. 24–93; 25, с. 272–282; 32].

12.2.Особые виды мостов (разводные и наплавные, паромные и ледовые переправы и т.д.) [15–17, 22, 23, 25, 27, 36].

12.3.Мостовой переход и его основные элементы. Длина и отверстие моста. Подмостовой габарит. Габариты приближения строений. Общиепонятияорегуляционныхсооружениях,фундаментах,опорах. Пролетные строения мостов. Виды нагрузок, действующих на мосты

[15, с. 364;16, с. 14–18; 17,с. 18–20, 25–28, 34–42, 54–79, 202–224; 19, с. 22–25; 22–23; 37].

Тема 13. История зарубежного мостостроения

13.1.Роль и место мостостроения в истории человеческой цивили-

зации.

13.2.Мосты в первобытнообщинном обществе.

13.3.Мостостроение в рабовладельческом обществе (Месопотамия,ДревняяГреция,Египет,Римскаяимперия).Деревянныеикамен-

ные мосты [15, с. 11–13; 17, с. 3–11; 18, с. 5–10; 26, с. 15 –18; 38, с. 5– 10, 31–97; 41, с. 4–8; 35; 39–42].

13.4.Мостостроение в феодальном обществе (Византийская империя, Персия). Мосты вЕвропеXII–XVIIвв. (Испания, Италия, Герма-

7

ния,Франция,Англияит.д.).МостыэпохиВозрождения.Мостыстран Востока (Китай, Япония) [18, с. 11–15; 20, с. 11–12; 26, с. 19–22; 38, с. 31–97; 41, с. 8–12; 39–42].

13.5.Мостостроениев XVIII–XIХ вв., досередины XX в. Развитие капитализма иеговлияниена мостостроение.Появлениеновыхвидов транспорта (железнодорожного и автомобильного) и новых материалов (чугуна, стали и бетона). Примеры наиболее выдающихся мостов (мостыБритания,Тауэрский.Согласия,АлександраIII,Бруклинский, Фортский, Квебекский, виадук Гараби, мосты Будапешта и т.д.) [18,

с. 15–17; 25, с. 7–9; 26, с. 23–26; 32;38, с. 98–171; 41, с. 73–94; 29–31; 39–42].

13.6.Современноемостостроение(середина XX —началоXXI в.). Развитие висячих и вантовых мостов (Золотые ворота, Хамбер, Нормандия, виадук Мийои т.д.);строительствомостоврекордных пролетов(Акаси,Татара, Сургутский,Ранъянг, Камнерезов,проливБосфор Восточный)[20,с. 179–187;21,с.18–24;27,с. 5–18,20–39;28,с.5–58; 29–34; 39–42; 49].

Тема 14. История отечественного мостостроения

14.1.Краткий исторический очерк (деревянные мосты Древней Руси,каменныемостыКавказаиСреднейАзии,началостроительства железных дорог России (Москва — Петербург, Москва — Варшава) [18, с.17–20;21, с.12–17;38,с.171–200,239–281;41,с.12–21;39–44].

14.2.Мосты Москвы (мосты, построенные вокруг Кремля, мосты через Москву-реку (Большой Каменный, Москворецкий, Андреевский, Краснолужский, Бородинский, Крымский, мост-метро в Лужниках, Багратион, Серебряный Бор и т.д.). Ансамбль мостов, построенных по Генеральному плану реконструкции Москвы в 1935–1938 гг. [38, с. 232–239, 267–272, 290–294, 327–355; 41, с. 22–29; 39–44].

14.3.Мосты Петербурга — Ленинграда — Петербурга. Особенности и история строительства мостов и набережных. Мосты через притоки Невы, каналы, канавки (Аничков, Эрмитажный, Зимний, серия висячих мостов). Мосты через Неву (проект моста Кулибина, мост имени лейтенанта Шмидта, Литейный, Кировский, Дворцовый, имени Володарского, имени Александра Невского, Большой Обухов-

ский (вантовый)) [38, с. 208–232, 240–267, 285–290, 301–305; 39–42; 45–47].

14.4.Выдающиеся русские и советские инженеры-мостовики (Д.И. Журавский, С.В. Кербедз, Н.А. Белелюбский, Л.Ф. Николаи,

8

Л.Д. Проскуряков, Г.П. Передерий, Е.О. Патон, К.К. Якобсон) [18,

с. 17–20; 20, с. 46–55].

Тема 15. Строительство Транссибирской магистрали. Основание Новосибирска. Мосты Новосибирска

15.1.Предыстория строительства Транссиба (создание Корпуса инженеров путей сообщения, Департамента железных дорог).

15.2.История строительства Транссиба:

—участкидороги(Западно-Сибирская,Средне-Сибирская,Забай- кальская, Амурская, Уссурийская, Китайско-Восточная);

—особенности Кругобайкальской дороги;

—пересечение крупнейших рек: Иртыш, Обь, Енисей, Амур [38,

с. 283–285].

15.3.Строительствомоста через р.Обь —основаниег. Новосибирска (1893–1896 гг.). Проект моста Н.А. Белелюбского. Участие в изысканияхистроительствеизвестныхрусскихинженеровН.Г.Гари- на-Михайловского, Г.М. Будагова, Н.П. Меженинова, В.И. Раецкого, Н.М. Тихомирова. Развитие города после сооружения моста [50; 51,

с. 3–48].

15.4.МостыНовосибирскачерезр.Обь:железнодорожный(1896 г.), его реконструкция; Комсомольский, железнодорожный (1935 г.); Октябрьский,городской(1955г.); Димитровский,автодорожный(1978 г.); метромост (1985 г.); мост на Северном обходе (2008 г.) [50].

15.5.СтроительствосовременныхмостоввСибири(железнаядорога Тюмень — Сургут, 1970-е гг.; реки Обь, Иртыш, Юганская Обь, Тобол); Байкало-Амурская магистраль (БАМ) (1974–1984 гг.) (реки Лена, Зея, Бурея) [60].

15.6. Строительство современныхмостов вгородах Сибири (Красноярск — железобетонный (1961 г.), металлический балочный с пролетом 200,4 м, арочный, комбинированный (2008 г.); Омск — два металлических с подпругой, совмещенный мост-метро; Кемерово — самый широкий мост через р. Томь и т.д.) [32].

Тема 16. Основные сведения о технологии сооружения мостов

16.1.Структуры мостостроительных организаций (мостопоезд,

мостоотряд) [19, с. 307–310].

16.2.Общие сведения о системе проектирования мостов. Типовые проекты. Проект организации строительства. Проект производства работ [19, с. 310–313].

9

16.3.Технология сооружения фундаментов мостовых опор. Типы фундаментов. Разработка котлованов, установка опалубки, бетониро- вание,погружениесвай,буровыхсвай,свай-оболочек[15, с. 222–229; 19, с. 34–54; 48, с. 47–83; 22–23].

16.4.Технология сооружения опор (монолитные, сборно-монолит-

ные, сборные) [19, с. 321–335; 22–23; 49].

16.5.Монтаж железобетонных и металлических пролетных строе-

ний [15, с. 206–222; 19, с. 348–387; 22–23;48, с. 83–105, 107–261; 49].

Тема 17. Общие сведения о тоннелях

17.1.Классификация тоннелей (поназначению, местоположению, глубине заложения, способу сооружения, очертанию поперечного сечения тоннеля, виду продольного профиля, очертанию в плане) [15,

с. 310–314; 17, с. 409–419; 52, с. 8–16, 161–165; 54–56].

17.2.Краткий исторический очерк тоннелестроения. Тоннели глубокойдревности(Вавилон, Египет, Римскаяимперия).Тоннели,построенные в Средние века. Строительство тоннелей в XIX–XX вв., вызванноеразвитиемсетижелезныхиавтомобильныхдорог.Альпийские тоннели (Мон-Сенис, Сен-Готард, Симплонский, Монбланский, Большой Аппенинский). Подводные тоннели (Линкольский, Сейкан,

Евротоннель) [15, с. 311–312; 52, с. 5–7; 54–58].

История сооружения тоннелей в России (Ковенский, Хинганский, Сурамский), на трассе Абакан — Тайшет, на БАМе (Северомуйский, Кодарский,Байкальский,Мысовые).Современныеавтодорожныетоннели в России (Москва, Сочи, Уфа) [58, 60–61].

17.3.Терминология тоннелестроения(горнаяпорода,горнаявыработка,штольня,калотта,штросса,обделка,тюбинги,анкернаякрепьи т.д.) [52, с. 8–16, 75–86; 54–56].

17.4.Поперечное сечение тоннеля. Габариты приближения строений железнодорожных и автодорожных тоннелей. Конструкции обделок, их достоинства и недостатки [15, с. 324–332; 17, с. 421–431; 52,

с. 34–42].

17.5.Силы и воздействия, воспринимаемые обделкой (горное давление, давление воды, воздействие температуры, газов). Общиепредставленияорасчетеобделоктоннелей.Коэффициенткрепостипороды

[15, с. 332–337; 52, с. 20–32].

17.6.Комплекс сооружений тоннелей (водоотводные, водозащитные и оградительныесооружения; вентиляция, освещение и сигнали-

10