Восстановление и строительство железнодорожных мостов

1. Оценка обстановки и местных условий

1.1 Общие сведения о сооружении Средний однопутный металлический мост через реку Птичь расположен на 20 км ПК 3+78,3 участка Осиповичи — Слуцк с расчетной схемой 1Ч55,0 м.

Железнодорожный мост имеет металлическое пролетное строение, со сквозной треугольной решеткой, с ездой понизу, под расчетную нагрузку Н-7. Устои под один путь из бутобетона таврового сечения, на свайном основании (88 деревянных свай под каждый устой, диаметром 28 см) под расчетную нагрузку Н-8. Длина между задними (обратными) стенками устоев — 65,58 м. Длина между шкафными стенками устоев — 56,16 м. Габарит: высота — 6,150 м, ширина — 5,0 м. Мост построен в 1954 году.

Рисунок 1 — Железнодорожный мост через реку Птичь у станции Дараганово Мост расположен на прямом участке пути и пересекает реку под углом 90°. Ближайшая станция — ст. Дараганово (0,6 км).

Репер № 53 с отметкой 157,003 м находится на правом кардонном камне Осиповичского устоя. Абсолютная отметка низа конструкции 155,60 м; ПР — 157,40 м. Высота подошвы рельсов: над верхом фундамента — 2,65 м; над низом фермы — 1,85 м.

Эксплуатирующая организация — Осиповичская дистанция пути (ПЧ-15), Могилевское отделение Белорусской железной дороги (г. Могилев).

1.2 Климатические условия и краткая характеристика пересекаемого препятствия Территория, на которой находится мост, относится ко II климатическому району и к II В климатическому подрайону с умеренным увлажнением. Среднегодовая температура воздуха плюс 6,4 °С. Наиболее холодный месяц — январь, самый теплый — июль. Среднемесячная температура наиболее холодных месяцев — минус 5,6 °С, среднемесячная температура наиболее теплых месяцев — 16,9 °С согласно СНБ 2.04.02−2000.

Река Птичь протекает по территории Минской, Могилевской и Гомельской областей Республики Беларусь, (бассейн Припяти — Днепра). Длина 421 км, площадь бассейна 9470 м². Протекает по северной окраине Полесья. Питание смешанное, с преобладанием снегового. Средний расход воды в устье 49,7 м³/сек. Замерзает в ноябре — феврале, вскрывается в конце марта.

Ширина реки в створе моста 38 ч 42 м. Полное отверстие моста — 53,20 м. Река не судоходная, не сплавная. Пойма покрыта растительностью типичной для торфяных болот (кочковатый луг и кустарник).

Площадка в районе сооружения характеризуется равнинной местностью с незначительными пониженными участками. Вдоль обеих сторон моста расположены посадки деревьев и кустарников.

Система высот Балтийская. Отметки абсолютные: ГВВ — 152,52 м; ГМВ — 150,20 м; горизонт ледохода — 151,50 м.

1.3 Устои и опорные части Устои № 0 и № 1 — обсыпного типа из монолитного железобетона таврового сечения на свайном основании под один путь с открылками из монолитного железобетона. Основание опор из деревянных свай диаметром 28 см, забитых по 88 свай на опору при среднем заглублении 4,5 м.

Устои имеют трещины и сколы бетона на открылках и передних стенках, из-за недостаточной длины и высоты открылков происходит просыпание щебеночного балласта.

На Слуцком устое (№ 1) установлены подвижные опорные части, на Осиповичском устое (№ 0) неподвижные опорные части. Подвижные (каткового типа) и неподвижные опорные части разработаны трестом «Проектстальконструкция». В зубе нижнего балансира левой опорной части на Слуцком устое (№ 0) имеется выработка. Срезаны винты зубьев и планок на катках опорных частей. Футляры на подвижных опорных частях отсутствуют.

1.4 Пролетное строение Пролетное строение со сквозными фермами, клепаное, с составными клепаными поперечными балками проезжей части и клепаными узлами ферм, с ездой понизу. Полная длина пролета в уровне проезда — 56,03 м; по продольным балкам — 55,91 м; расчетная длина пролета — 55,0 м, высота главных ферм — 8,5 м.

В продольных балках пролетного строения металл верхних поясных листов, верхних и нижних поясных уголков имеет коррозию локальную пластовую 80% сечения элемента, также имеются места сквозной коррозии в нижних поясных уголках и коррозия верхних «рыбок».

В поперечных балках пролетного строения металл верхних и нижних поясных уголков имеют коррозию до 60%.

В элементах диагоналей продольных связей, поперечных связей проезжей части и в местах их крепления коррозия 40−50%.

В опорных узлах главных ферм металл элементов опорных уголков и листов имеет коррозию 20−30%, головки заклепок крепления внутренних уголков имеют коррозию 60−70%, вертикальные фасонки ферм прорезали канавки в опорных листах фермы.

Нижние диагонали продольных связей ферм имеют разрывы, трещины, на них временно наварены накладки. На фасонках крепления имеется коррозия 50 — 60%.

Окрасочный слой элементов проезжей части и главных ферм пролетного строения в неудовлетворительном состоянии.

1.5 Путь и мостовое полотно На мосту уложено безбалластное мостовое полотно на железобетонных плитах, рельсы типа Р65 по одной длиной 25 м и 12,5 м, далее бесстыковая, левая нить, и бесстыковая правая нить, охранные приспособления — контруголок 160Ч160Ч10 мм. На подходах к мосту под контруголки и «челнок» уложены деревянные шпалы с костыльным скреплением.

Плиты безбалластного мостового полотна (БМП) находятся в неудовлетворительном состоянии.

На поверхности плит БМП имеются сколы, разрушение подрельсовых площадок и плит, коррозия арматуры.

Из-за отсутствия заполнения между швами плит БМП происходит коррозия элементов проезжей части и разрушение прокладного слоя.

Служебные проходы на мосту с каждой стороны шириной 80 см из железобетонных плит. С правой и левой стороны имеются убежища. Поручень перильного ограждения уголок 63Ч63Ч6 мм, что не соответствует нормам. Консоли и прогоны имеют коррозию 40−50%.

На плитах служебных проходов и плитах убежищ отсутствует защитное покрытие.

1.6 Подходы к мосту и конуса Подходы представляют собой насыпь, расположенную в плане на прямой. Земляное полотно в районе моста под один путь, отсыпано из песчаных грунтов, при этом высота насыпи — 3,2 ч 3,4 м. Путь бесстыковой, рельсы типа Р65, шпалы железобетонные, балласт щебеночный. Откосы конусов деформированы и заросли травой.

1.7 Коммуникации С правой стороны моста по ходу километров проходит линия ЛЭП 10 кВ. С правой стороны в металлической трубе, прикрепленной к нижнему поясу фермы, оптико-волоконный кабель. С левой стороны в металлической трубе, прикрепленной к нижнему поясу фермы, и по нижнему поясу фермы уложены кабели СЦБ.

1.8 Вспомогательные обустройства Смотровые приспособления на мосту отсутствуют. Лестничный сход на откосе насыпи Слуцкого устоя засыпан грунтом. На Осиповичском устое лестничный сход без перильного ограждения, полуразрушен.

2. Проектирование и сравнение вариантов восстановления моста

2.1 Выбор варианта восстановления моста Выбор варианта восстановления моста (временное или краткосрочное) определяется в основном характером разрушения и заданным сроком восстановления, наличием сил, средств технического вооружения и конструкций, а также общей оценкой сложившейся обстановки. В первом приближении выбор обуславливается требуемым темпом восстановления моста, который определяется исходя из возможного срока начала работ непосредственно на переходе после его освобождения (разрушения) с учетом затрат времени на дезактивацию, ожидание спада уровня воды, разминирование, изыскания и проектирование, изготовление и доставку конструкций и т. п. Если временное восстановление не обеспечивает заданного темпа, мост восстанавливается краткосрочно.

При выборе варианта восстановления моста, располагаемого на обходе, следует учитывать вероятный объем земляных работ по устройству подходов и возможный срок их выполнения имеющимися силами и средствами. На ближних обходах низководные мосты строить не рекомендуется.

При выборе варианта восстановления следует учитывать также следующие особенности краткосрочного восстановления:

1) Срок службы краткосрочных мостов ограничен тем, что они не рассчитываются на пропуск паводка и ледохода;

2) Из-за ограниченного срока службы для краткосрочных мостов допускаются меньшие расчетные временная вертикальная нагрузка и нагрузки, производимые от нее (торможение и т. п.); облегченные технические условия проектирования конструкций и обходов; пониженные требования к материалам; ограничение скорости движения поездов, в связи с чем уменьшается динамическое воздействие временной нагрузки;

3) Длина краткосрочного моста может быть примерно в 1,5−1,7 раза меньше длины временного моста, а общая трудоемкость строительства краткосрочного моста на свайных опорах на обходе примерно в 2−2,5 раза меньше, чем временного моста;

4) Для устройства эстакады РЭМ-500 глубина воды при рабочем уровне не должна превышать 7 м, а дно водотока должно быть сложено грунтами с допускаемым давлением на них не менее 1,2 кГ/см², не подвергающимися размыву за период службы эстакады.

2.2 Выбор расположения оси краткосрочного моста Восстанавливаемый переход может быть расположен:

— на прежней (старой) оси (восстановление на оси);

— на ближнем обходе;

— на дальнем обходе.

При краткосрочном восстановлении на прежней оси, при отсутствии длительного заражения, расчистка от обрушенных конструкций для свободного пропуска воды с большими скоростями и для судоходства требуется в меньшей степени, чем при временном. Кроме того, при краткосрочном восстановлении обрушенные пролетные строения и опоры с поврежденной кладкой могут быть шире использованы в качестве фундаментов опор моста. Однако, для устройства надстроек на обрушенных конструкциях необходимы особо благоприятные условия по обеспечению прочности этих конструкций, что требует проведения дополнительных работ по обследованию в отношении расположения их, опирания на грунт, жесткости соединений в узлах, продольной и поперечной устойчивости, а также работ по закреплению и усилению используемых конструкций. Восстановление на оси обычно эффективно для малых и невысоких средних мостов.

Если заданы короткие сроки, восстановление на оси рекомендуется производить без использования (подъемки) обрушенных пролетных строений, убирая их при необходимости с оси и расчищая места для возведения опор временного моста.

При отсутствии длительного сильного радиоактивного заражения разрушенного мостового перехода и большом объеме работ по расчистке восстанавливаемый переход располагается на ближнем обходе, который может быть полным или частичным (часть восстанавливаемого моста располагается на старой оси, часть — на обходе). При сильном длительном заражении разрушенного перехода восстанавливаемый переход располагается на дальнем обходе.

Большое значение для выбора места расположения обхода (как дальнего, так и ближнего) имеют условия местности, обусловливающие расположение трассы обхода, объем земляных работ, возможность заложения резервов. При разрушении моста ядерным оружием временный или краткосрочный мост, как правило, строится на дальнем обходе. Выбор варианта трассы мостового перехода производится по результатам оценки радиационной обстановки.

2.3 Восстановление больших и средних мостов Восстановленные ИССО должны обеспечить надёжное, бесперебойное движение поездов, а также пропуск воды и ледохода, если они возможны в течение заданного срока службы. Поэтому мостовые переходы должны отвечать действующим техническим требованиям и условиям:

— восстанавливаемые большие и средние мосты должны, как правило, располагаться на площадке и прямой. Однако допускается проектирование и строительство мостов на односторонней кривой радиусом не менее 300 м и на уклоне не более руководящего, но с учётом мер противоугона пролётных строений и мостового полотна. В исключительных случаях для краткосрочного восстановления допускается уклон 25% и более.

Срок восстановления на данный момент составляет до 5 суток. Восстановление ИССО на железных дорогах в директивные сроки достигается:

— выделением на объект сил и средств, соответствующих фронту работ и их рациональным использованием;

— ведением всех видов мостовых работ максимальными темпами;

— использованием инвентарного имущества и заблаговременно заготовленных конструкций;

— качественной разработкой проектной документации и своевременным доведением её до исполнителей;

— качественным выполнением геодезических и разбивочных работ;

— своевременной доставкой необходимых материалов и конструкций.

Проектирование восстановления ИССО состоит из следующих мероприятий:

1) решение на восстановление моста;

2) оценка радиационной обстановки;

3) определение основных размеров моста;

4) составление схемы моста;

5) выбор и расчёт конструкций опор и пролётных строений моста;

6) проектирование подходов к мостам, сооружаемых на ближнем обходе;

7) способы производства основных работ по постройке (восстановлению) моста;

8) потребность рабочей силы;

9) организация работ.

Для принятия решения на восстановление моста разработаю два варианта, то есть, вначале произведу разработку варианта восстановления моста по старой оси с расчисткой русла от обломков обрушенного пролетного строения, а затем вариант по строительству железнодорожного моста на ближнем обходе.

2.4 Проектирование восстановления моста

2.4.1 Проектирование восстановления моста по старой оси

2.4.1.1 Характер разрушения моста Железнодорожный мост разрушен подрыванием металлического пролетного строения, со сквозной треугольной решеткой, расчетной длиной 55 метров. Все опоры капитального моста сохранены.

2.4.1.2 Схема моста по старой оси Восстановление железнодорожного моста по старой оси сводится к замене разрушенного пролетного строения новыми пролетными строениями. Левый и правый устои капитального моста используем для восстановления. Для установки пролетов необходимо соорудить две промежуточные опоры.

Принимаю схему моста в расчетных пролетах: 15,9−18,0−15,9 м. Полная длина моста составляет 65,58 м.

Для восстановления применяем 3 пакетных пролетных строения из сварных двутавровых широкополочных балок из низколегированной стали (15ХСНД): два расчетным пролетом 15,9 м и одно — 18,0 м.

Пролетные строения из сварных широкополочных двутавровых балок (из стали 15ХСНД) предназначены для восстановления мостов на железных дорогах. Пролетные строения устанавливаются только на прямых участках моста. Основные показатели пакетных пролетных строений из сварных широкополочных балок приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Пакетные пролетные строения из сварных широкополочных балок

2.4.1.3 Подбор фундаментов и надстроек опор Подбор рамных надстроек производится в зависимости от длины пролетного строения и вычисляемой высоты надстройки:

Hоп = ДПР — Hстр — hр — ГМВ — 0,66, (2.1)

где ДПР — отметка подошвы рельса, м;

Hстр — строительная высота пролетного строения, м;

hр — высота ростверка, м;

ГМВ — отметка горизонта меженных вод, м.

Hоп = 157,40 — 1,24 — 1,15 — 150,20 — 0,66 = 4,15 м.

Надстройки всех опор приняты деревянные из пиленого леса, по типовому проекту, высотой 4,15 м.

Принято 2 промежуточные рамные надстройки из пиленых лесоматериалов, высотой 4,15 м, под пролетные строения длиной 15,9 и 18,0 м.

Фундаменты под опоры принимаем типовые свайные. При определении схемы фундамента учитывается длина пролетного строения и глубина воды. С учетом данных показателей для пролетного строения длиной 18,0 м по проекту блочных свайных оснований сборных деревянных опор под пролетные строения с ездой поверху пролетами до 33,6 м (глубина воды до 6 м) принимаю схему типового свайного фундамента № 34 под пролетные строения 18,0 м и h _в = 2,0 м.

Расчетные данные для схемы свайного фундамента № 34 под пролетные строения L_р=15,9+18,0 м (при h_в< 6 м) приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Расчетные данные

где h₁ — расстояние от низа рамной надстройки до головы сваи, м;

h₂ — расстояние от головы сваи до горизонта воды, м.

Фундаменты под опоры состоят из одиночных вертикальных и наклонных свай.

2.4.2 Проектирование ближнего обхода Краткосрочные обходы сооружаются с выполнением всех технических требований, предъявляемых к краткосрочному восстановлению железных дорог.

Краткосрочные обходы рассчитываются, как правило, на срок эксплуатации до одного года.

При проектировании обходов необходимо:

— использовать сохранившиеся подъездные пути и ветки, совпадающие с направлением трассы обхода;

— всемерно избегать участков с крупными сосредоточенными объёмами работ;

— все проектные решения увязывать с предполагаемыми способами работ по строительству обхода, учитывать имеющиеся силы и средства;

— трассу обходов укладывать в наименее поражаемых местах, по возможности с наветренной стороны по отношению к вероятным объектам атомного нападения противника.

Трасса обходов, устраиваемых вблизи от существующей линии, должна проектироваться с учётом возможности использования существующего земляного полотна.

Краткосрочные обходы допускается устраивать с уклонами до 40‰ при условии смягчения уклонов в кривых.

Кривые должны иметь радиус не менее 150 м с прямыми вставками между обратными кривыми не менее 20 м.

2.4.2.1 Устройство насыпи При сооружении краткосрочных обходов разрешается устраивать земляное полотно со следующими размерами поперечного профиля:

— ширина основной площадки однопутного земляного полотна при обычных грунтах не менее 4,6 м, а при скальных и дренирующих грунтах не менее 4,0 м;

— крутизна откосов насыпей высотой до 6,0 м при обычных грунтах на краткосрочных обходах 1:1,25, а при высоте насыпи от 6 до 12 м при песчаных грунтах 1:1,5; при глинистых грунтах для нижней части насыпи делается положение откосов до 1:1,75;

— кюветы в выемках разрешается устраивать глубиной не менее 0,4 м и шириной по дну не менее 0,4 м с крутизной откосов 1:1;

— ширина бермы между подошвой откоса насыпи и бровкой резерва должна быть не менее 1,0 м.

Для обеспечения устойчивости земляного полотна и создания нормальных условий производства земляных работ перед отсыпкой насыпей необходимо производить подготовку оснований.

2.4.2.2 Выбор расположения оси краткосрочного моста Разрушение железнодорожного моста через реку Птичь у станции Дараганово прогнозируется высокоточным оружием. С учетом того, что расчетная глубина водотока при установке эстакады в русле составляет 3 м, а река Птичь не судоходная и глубина воды составляет до 3-х метров, целесообразно производить восстановление моста на ближнем обходе с использованием металлической сборно-разборной эстакады РЭМ-500. Краткосрочное восстановление по техническим требованиям ведётся на удалении 15 метров от оси разрушенного моста. Ниже по течению реки на правом берегу на удалении 50 м от оси разрушенного моста находится болото. Исходя из местных условий и оценки обстановки, ближний обход будет располагаться выше по течению реки на удалении 20 м от оси разрушенного моста. Устои будем принимать диванного типа.

Для разработки проектных соображений по восстановлению моста на ближнем обходе длина моста определяется по формуле:

(2.2)

где L_к — длина капитального моста, м;

L_р — ширина русла, м.

Объем земляных работ (в насыпях), м³, определяется по формуле:

(2.3)

где F₁ и F₂ — рабочие площади поперечных профилей в точках 1 и 2 трассы, м²;

l — расстояние трассы, м.

Площадь поперечного сечения насыпи F_н, м², имеющей постоянную крутизну откосов 1: m, определяется по формуле:

(2.4)

где B — ширина земляного полотна поверху, м;

m — отношение заложения откоса к высоте;

H — рабочая отметка (высота) насыпи, м;

0,6 — площадь сливной призмы однопутного земляного полотна, м².

Соблюдая условия по устройству насыпи, указанные выше, производим необходимые расчеты площади поперечного сечения насыпи:

Производим необходимые расчеты объема земляных работ (в насыпях):

Итак, общий объем равен: V=V₁+V₂=9718,50 м³.

Так как производительные возможности мостового батальона по выполнению земляных работ составляет 3−4 тыс. м³ в сутки, то для выполнения таких объемов земляных работ необходимо привлечь роту механизации.

2.4.3 Решение на восстановление моста При разрушении моста обычным ВВ выбор варианта восстановления (на старой оси или ближнем обходе) производится с учётом:

— объёмов разрушения моста и насыпей на подходах;

— размеров моста и реки;

— сроков восстановления;

— величины подмостовых габаритов;

— времени года.

Для принятия решения на восстановление моста произведем подсчет объемов основных работ, выполняемых по старой оси и на ближнем обходе, которые приведены в таблицах 3 и 4.

Таблица 3 — Объемы основных работ, выполняемых по старой оси

Таблица 4 — Объемы основных работ, выполняемых на ближнем обходе

Из общих трудозатрат видно, что восстановление мостового перехода по старой оси затрудняется из-за загромождения русла обломками пролетного строения, следовательно, вариант восстановления по старой оси несет наибольшие сроки восстановления и превышает трудозатраты восстановления на ближнем обходе на 62%.

Таким образом, из вышеперечисленных вариантов восстановления моста по срокам восстановления и трудоемкости наиболее эффективным для восстановления является мост на ближнем обходе с использованием инвентарного имущества РЭМ-500.

3. Разработка конструкции моста принятого варианта восстановления

3.1 Составление схемы моста на ближнем обходе На основании геодезической съемки местности, отметок земли и расстояния между насыпями, принимаю эстакаду длиной 62,5 м, которая состоит из 5-ти пролетных строений, опирающихся на 4 рамные (плоские) опоры и 2 устоя диванного типа. Ближний обход буду располагать выше по течению реки на удалении 20 м от оси разрушенного моста.

Рисунок 2 — Железнодорожный мост на ближнем обходе из имущества РЭМ-500

Исходными данными для составления схемы служат:

— ось трассы мостового перехода и живое сечение реки;

— характерные уровни воды в реке (УМВ и УВВ), а также уровень воды в реке в период постройки моста;

— размеры типовых конструкций опор и пролетных строений.

3.2 Силы и средства для восстановления Восстановление моста и подходов к нему ведет ОМЖДБ, укомплектованный:

— личным составом на 100%;

— техникой и вооружением на 100%.

Строительство обхода разделим на 3 стадии:

— подготовительная (проектно-изыскательские мероприятия);

— основная (монтаж эстакады);

— заключительная (обкатка и приёмка моста в эксплуатацию).

3.3 Проектно-изыскательские мероприятия В состав проектно-изыскательских мероприятий входят:

— геологические изыскания;

— гидрологические изыскания;

— геодезическая разбивка.

Место мостового перехода должно удовлетворять следующим требованиям:

— глубина воды не более 7 м;

— грунт дна реки и пойменных участков должен допускать нагрузки не менее 1,2 кгс/см²;

— русло не должно быть загромождено обломками разрушенных конструкций.

После выбора места перехода определяется ширина реки, составляется чертеж живого сечения реки, снимаются профили подхода, намечаются места монтажных площадок и тупика для разъезда монтажных кранов.

Завершающим документом всего комплекса проектно-изыскательских работ должен быть проект производства работ по монтажу эстакады.

3.3.1 Геологические изыскания Характер и несущая способность грунта берегов и дна реки определяются либо непосредственным осмотром, либо взятием проб грунта. В отдельных случаях дно реки осматривается при помощи водолазов.

Для ориентировочного определения несущей способности грунтов поймы и дна реки может быть применен простейший способ «штампа», который заключается в следующем. Изготовляется деревянный брус сечением 4,0Ч5,0 см (площадью 20,0 см²) длиной для пойменных участков 1 м (в русловой части длина бруса выбирается такой, чтобы он возвышался над уровнем воды не менее чем на 0,5−0,7 м). Этот брус нагружается грузом массой 24 кг, чем создается давление на грунт 1,2 кгс/см², что соответствует давлению башмаков К1 на грунт. При этом брус не должен погружаться в грунт больше чем на 1−2 см.

3.3.2 Гидрологические изыскания В ходе гидрологических изысканий определяются скорости течения и глубины реки по выбранной трассе перехода.

Наиболее простым способом измерения скоростей течения является поплавковый способ, который дает наибольший эффект при ясной безветренной погоде и на малых и средних реках, а также на горных реках при больших скоростях течения.

В качестве поверхностных гидрометрических поплавков используются куски древесины в виде диска диаметром 20−25 см и толщиной около 5 см с флажком в центре. Длину участка поплавковых наблюдений назначают равной 1−½ ширины реки и закрепляют на обоих берегах реки вехами. Около 2/3 длины этого участка должно располагаться выше оси перехода. При измерении скорости течения 5−6 поплавков поочередно пускают по стрежню реки. На каждом створе расставляют наблюдателей с флажками на обоих берегах реки (4 человека).

Отметка уреза воды определяется путем нивелирования от известного репера либо принимается условно за нуль отсчета.

3.3.3 Геодезическая разбивка При разбивке перехода выполняются следующие работы:

— разбивка и закрепление на местности оси мостового перехода;

— разбивка и закрепление на местности осей промежуточных опор, устанавливаемых на пойменных участках (при наводке зимой в русловой части намечаются майны);

— разбивка и закрепление положения центра шкафной стенки шпального устоя (положение торца первого пролетного строения эстакады);

— нивелирование по осям стоек опор в местах установки башмаков на пойменной части (суходоле) и уточнение высоты опор по данным нивелирования.

Перед началом сооружения эстакады геодезическая команда разбивает и закрепляет ось эстакады, а на берегу закрепляет положение центра шкафной стенки шпального устоя (положение торца первого пролетного строения эстакады).

Перед монтажом эстакады уточняют высоту стоек для каждой рамы. Вычисление высоты стоек (высоты установки кронштейнов К6) производят с точностью до 10 см в следующем порядке: из отметки головки рельса вычитают фактическую отметку грунта, высоту башмака К1 с пятой К2 и пролетного строения с ригелем К7 (2,66 м). В пределах 1 см высоту опор изменяют с помощью подкладок различной толщины.

При установке пролетного строения и опоры за один цикл краном СРК-20Л положение переднего колеса тележки крана фиксируют краской на рельсе.

3.4 Наличие восстановительных материалов и конструкций Материально — техническая база находится в городе Слуцке. Подвоз элементов моста осуществляется по автомобильной дороге грузовыми автомобилями с прицепами по маршруту Слуцк — Осиповичи — Дараганово.

4. Проект производства работ на восстановление объекта

4.1 Планирующая документация на объекте строительства моста

4.1.1 Характеристика объекта Железнодорожный мост расположен на 21 км перегона Дараганово — Фаличи на участке Осиповичи — Слуцк, общая продолжительность обхода составляет 612,5 м. Полная длина моста 62,5 м.

При строительстве предусмотрены следующие работы:

— монтаж эстакады;

— сооружение подхода к эстакаде.

4.1.2 Основные физические объемы

— земляные работы (сооружение насыпи) — 9718,50 м³;

— монтаж эстакады — 62,5 м.п.;

— разборка пути — 350 м;

— укладка пути — 550 м.

4.1.3 Технико-экономические показатели

— общая протяженность — 612,5 м.п.;

— продолжительность строительства — 25 часов

— трудозатраты — 883,74 чел-час Таблица 5 — Потребность в основных специалистах

Таблица 6 — Ведомость монтажных элементов (марок) пролетных строений

Таблица 7 — Ведомость монтажных элементов (марок) плоских (рамных) опор

Таблица 8 — Ведомость потребности в машинах, механизмах и инструменте

Таблица 9 — Ведомость специального монтажного и такелажного оборудования для эстакады

Таблица 10 — Ведомость потребности геодезического инструмента

4.2 Технология производства работ

4.2.1 Устройство насыпи и подготовка земляного полотна под укладку пути Общий объём земляных работ на обходе составляет 9718,50 м³. Рабочая отметка, определяющая высоту насыпи от 1 до 3,2 метров.

Принимаем способ отсыпки земляного полотна при помощи автомобилей МАЗ 5551 из резерва, которые необходимо придать с ротой механизации.

При отсыпке насыпи из резерва в состав комплекта должны входить следующие вспомогательные машины:

— бульдозеры для послойной планировки отсыпаемого грунта;

— уплотняющие машины;

— передвижные электростанции для освещения мест работ в ночное время.

Сооружение насыпи будем производить при помощи бульдозера Д3−109. При сооружении насыпи из грунта, разработанного в резерве, технологический процесс включает в себя следующие рабочие операции:

— разработка грунта и формирование призмы волочения в резерве;

— перемещение и укладка грунта в насыпь;

— разравнивание уложенного в насыпь слоя грунта;

— послойное уплотнение грунта грунтоуплотняющими машинами.

Возведение насыпи бульдозерами с поперечным перемещением грунта из одностороннего резерва производится на двух смежных захватках. На одной захватке ведется отсыпка грунта с разравниванием его горизонтальными слоями по всей ширине насыпи, а на другой ведется уплотнение слоя грунта грунтоуплотняющими машинами. Толщина уплотняемого слоя насыпи составляет 30…40 см. Для уплотнения грунта используем самоходные пневмоколесные катки. Рабочие операции на захватках выполняются попеременно.

Организация работы бульдозерного комплекса заключается в выполнении комплекса различных мероприятий, призванных обеспечить его устойчивую работу в расчетных параметрах. Для обеспечения согласованной работы, не допускающей простоя машин, длина захваток должна быть одинаковая. Длина захваток определяется в зависимости от производительности машин и конструкции земляного сооружения.

Мероприятия по технике безопасности должны обеспечить безопасную и безаварийную работу обслуживающего персонала, занятого на сооружении железнодорожного полотна в бульдозерном комплексе.

В зоне работы машин для земляных работ не допускается выполнение других видов работ, а также нахождение посторонних лиц.

При остановках бульдозера его отвал должен быть опущен до касания с землей. Для осмотра отвала снизу его опускают на специальные подкладки.

Запрещается:

— нахождение вблизи работающего бульдозера лиц, не имеющих отношения к производству работ;

— оставлять незаторможенный бульдозер на уклонах;

— выдвигать нож отвала бульдозера за бровку отсыпаемого слоя насыпи во избежание сползания бульдозера под откос;

— подводить бульдозер к бровке свеже-отсыпанной насыпи ближе, чем на 1 м;

— перемещать грунт бульдозером на подъем более 15є и под уклон более 30є;

— вести работу на косогорах с поперечным уклоном свыше 30є;

— во время работы становиться на продольные балки или отвал бульдозера, вылезать и залезать в кабину на ходу;

— производить смазочные и регулировочные работы при работающем двигателе;

— находиться под поднятым отвалом, если под него не поставлены надежные подкладки;

— оставлять без присмотра бульдозер с работающим двигателем, исключающим самопроизвольное включение передачи.

4.2.2 Укладка верхнего строения пути, выправка и балластировка с применением механизированного инструмента

4.2.2.1 Разборка пути Для разборки железнодорожного пути используем путеукладчик ПБ-3М. Перед разборкой пути проводятся подготовительные работы:

— путь, подлежащий разборке, вырывается из балласта балластировочной машиной с обязательным применением разравнивающих струнок;

— разболчиваются стыки, на каждый стык оставляется по два болта.

По окончании подготовительных работ производится разборка пути путеукладчиком и погрузка звеньев в следующей последовательности:

— машинист по команде оператора подает путеукладчик назад и останавливает его так, чтобы буферное устройство трактора не доходило до конца звена на 30−40 см;

— оператор по команде старшего механика опускает захватные рамы и стропует звено;

— по команде старшего механика оператор поднимает застропованное звено выше путевых тележек или пола платформы;

— затем машинист подает путеукладчик назад на длину звена и по команде оператора останавливает его;

— оператор опускает звено на тележки или платформы;

— погруженные тележки или сцеп из платформ мотовозом или другим тяговым средством перемещаются на длину звена и далее все операции повторяются до полной загрузки сцепа;

— погруженные звенья закрепляются обычным порядком.

Погруженный сцеп из путевых тележек перемещается на два звена, а на последнее звено устанавливается следующий комплект тележек. Сцепы соединяются между собой обычным порядком.

Для обеспечения высоких темпов эвакуации пути необходимо в помощь расчету путеукладчика выделять не менее шести человек для разболчивания стыков.

При проведении эвакуации железнодорожного пути следует помнить, что ширина колеи гусеничного хода путеукладчика несколько больше ширины балластной призмы поверху. Поэтому при перемещении путеукладчика необходимо тщательно следить за движением гусеничных лент по плечам балластной призмы. Кроме того, необходимо тщательно следить за состоянием гусеничных тележек во избежание попадания в них большого количества балласта.

4.2.2.2 Укладка пути

Укладку пути производим легким портальным путеукладчиком ПБ-3М. Конструкция тракторного путеукладчика ПБ-ЗМ (рисунок 4) позволяет укладывать звенья длиной до 30 м с деревянными шпалами и 25 метровые звенья с железобетонными шпалами. Портал путеукладчика ПБ-ЗМ может иметь высоту 5870 и 3970 мм, что позволяет укладывать звенья с платформ и путевых тележек. Путеукладчик оборудован автоматическими грузозахватными рамами и роликовым гидравлическим механизмом для рихтовки звеньев пути в кривых.

Рисунок 3 — Конструктивная схема ПБ-3М: 1 — трактор Т-100М на комбинированном ходу; 2 — механизм водило; 3 — гусёк; 4 — ферма портала; 5 — две автоматические захватные рамы; 6 — две грузовые лебёдки; 7 — тяговые лебёдки; 8 — опоры портала; 9 — два подноса; 10 — вставка опоры портала; 11 — два коромысла; 12 — гусеничная тележка; 13 — гидравлический домкрат; 14 — кран-укосина; 15 — выносные пульты управления; 16 — два полиспаста грузозахватных рам; 17 — полиспасты тяговой лебёдки; 18 — полиспаст крана-укосины Техническая производительность путеукладчика — 300 м/ч, а эксплуатационная — 1,5−2 км в смену.

Последовательность укладки звеньев пути состоит из следующих операций:

— путеукладчик устанавливается на подготовленное земляное полотно. За путеукладчиком должно находиться концевое звено пути;

— портал укладчика располагается на середине этого звена. В 10 м от путеукладчика ставятся на рельсы звена тормозные башмаки;

— поезд с пакетами звеньев подается к путеукладчику до места установки тормозных башмаков;

— на путеукладчике включается тяговая лебедка на разматывание каната, который стропуется за рельсы пакета звеньев;

— выполняется подтягивание всего пакета с тележками до его упора в буферы трактора, при включении наматывания тяговой лебедки на барабан канат растроповывается от пакета;

— включаются поочередно грузовые лебедки, спускаются захватные рамы и стропуются за головки рельсов путевого звена;

— после строповки лебедки включаются на подъем, звено поднимается на высоту, необходимую для проноса над оставшимся пакетом;

— путеукладчик перемещается к отметке укладки звена;

— звено опускается на поверхность земляного полотна с перекосом заднего конца относительно переднего;

— звено стыкуется временными стыкователями с предыдущим и полностью опускается передний его конец;

— рамы растроповываются и поднимаются вверх;

— далее цикл повторяется.

Освободившиеся путевые тележки снимаются с пути краном.

Состав команды по укладке пути определяется расчетом исходя из принятого темпа укладки пути. При темпе укладки 1 км в смену состав команды может доходить до 23 чел., а при темпе 1,5 км в смену — до 30 чел. В нашем случае принят темп укладки 1 км в смену, следовательно, состав команды состоит из 23 человек.

4.2.2.3 Технология и организация выправки и балластировки пути Балластировка осуществляется на уложенную РШР.

Рисунок 4 — Балластировка пути Выправка пути осуществляется путевыми домкратами и электрифицированным инструментом командой, в лице руководителя работ и монтеров пути. В середине участка устанавливают электростанцию для питания шпалоподбоек. Впереди идёт команда и поднимает путевыми домкратами путь в местах, указанных старшим команды. Затем идут восемь солдат со шпалоподбойками, которые подбивают каждую шпалу по всей длине. Одновременно два солдата с обеих сторон пути подбрасывают балласт в шпальные ящики и разравнивают равномерно по всей длине на 2−3 см ниже верха шпалы.

Рисунок 5 — Выправка пути Указания по технике безопасности:

— опасные зоны производства работ оградить сигнальным ограждением;

— работу производить только в защитных средствах (каска, сигнальный жилет, рукавицы);

— при производстве работ руководствоваться инструкциями.

4.2.3 Организация монтажной площадки. Разгрузка и раскладка элементов эстакады Работы по устройству монтажных площадок являются первоочередными. Так как вблизи восстанавливаемого моста расположена станция Дараганово (0,6 км), то монтажные площадки для сборки опор и пролетных строений устраиваются на станционных путях, на оси которых производится сборка.

Работы по сборке опор и пролетных строений должны организовываться так, чтобы монтаж эстакады консольным краном СРК-20Л производился без перерывов. Подъезды к монтажным площадкам должны обеспечивать непрерывное движение автотранспорта и автомобильных кранов.

4.2.3.1 Сборка крана СРК-20Л на железнодорожном ходу Сборка крана СРК-20Л на железнодорожном ходу производится на сборочном железнодорожном пути (главном пути или монтажном тупике) длиной не менее 20 м, расположенном по возможности на нулевом месте, с использованием автомобильных кранов. Желательно, чтобы путь располагался на прямом участке (на площадке).

При сборке на нулевом месте монтажные элементы крана располагаются на сборочной площадке в порядке, показанном на рисунке, возможно ближе к сборочному пути с оставлением проезда для автомобильного крана.

Состав команды: Начальник команды — 1;

Такелажник — 2;

Машинист крана — 1;

Электрик — 1;

Электромеханик — 1.

Сборка крана СРК-20Л на железнодорожном ходу производится командой за 7 ч 15 мин. Разборка крана производится той же командой за 6 ч.

Порядок сборки крана СРК-20Л:

1. Собирают базовое строение крана и оборудование на нем, для чего: устанавливают на железнодорожный путь ходовые тележки, соединительную, турникетную и поперечную балки; устанавливают базовое строение с прикрепленной к нему балкой с пятой и тумбой; устанавливают и закрепляют лебедки; устанавливают и закрепляют электростанцию; прикрепляют тротуарные консоли; укладывают и укрепляют щиты настила.

2. Собирают противовесную консоль, присоединяют противовесную консоль, устанавливают ящик противовеса; устанавливают перильные ограждения.

3. Устанавливают электрооборудование, для чего: производят монтаж электропроводки; присоединяют провода к пульту управления.

4. Собирают консоли с оборудованием, для чего: присоединяют анкерную балку (накладную консоль) с постановкой стяжек; присоединяют основную и дополнительную консоли; устанавливают накладную балку.

5. Производят запасовку полиспастов.

6. Загружают ящик противовеса грунтом.

Рисунок 6 — Порядок сборки крана СРК-20Л Таблица 11 — График сборки крана СРК-20Л на железнодорожном ходу Техника безопасности при работе краном СРК-20Л:

1. Начальник крана назначается приказом. Он должен иметь удостоверение на право управления краном и удостоверение на право руководства крановыми работами. Оба удостоверения подлежат ежегодному подтверждению в квалификационной комиссии части. Начальник крана отвечает за кран, работающих на нем людей и производимые краном работы.

2. Перед началом работ по погрузке, выгрузке, сборке и разборке крана, и работ по установке и снятию пролетных строений и опор, начальник крана обязан проинструктировать команду о правилах техники безопасности при производстве работ. Начальник крана и все инструктируемые должны расписаться в журнале инструктажа.

3. Обслуживающий персонал крана должен знать устройство крана, назначение его механизмов, управление механизмами и уход за ними, порядок обмена сигналами. Испытание крановщиков в знаниях и проверка у них практических навыков производятся специальными квалификационными комиссиями, которые выдают права на управление краном.

4. Лица, допущенные к обслуживанию электрооборудования крана, должны иметь необходимые знания по электротехнике, знать устройство и правила безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов, правила техники безопасности при эксплуатации электротехнических установок и оказания первой помощи при поражениях электрическим током.

5. Ежедневно перед началом смены инженер-механик должен осматривать и проверять исправность тормозных устройств лебедок крана. Проверяются шестерни переключения скоростей и обеспечивается работа лебедок на малых скоростях. Смазывать механизмы крана во время работы запрещается.

6. Перемещение крана с пролетным строением или с опорой разрешается только после пробного поднятия и опускания их на месте и проверки строповочных устройств.

7. На кране СРК-20Л необходимо иметь не менее четырех тормозных башмаков и двух упоров из комплекта эстакады РЭМ-500.

8. При ветре 6 баллов и более работы кранами проводить запрещается.

9. Категорически запрещается строповать груз на вспомогательных полиспастах. Разрешается строповка груза только на главный полиспаст и один из вспомогательных. Свободный вспомогательный полиспаст должен быть поднят до упора в верхнюю обойму и закреплен болтом. В нерабочее время пульт управления должен быть закрыт.

10. Токоведущие части оборудования должны быть защищены кожухами или щитами от прикосновения персонала, обслуживающего кран. Производить ремонтные работы под напряжением запрещается.

11. Все работы с краном выполняются под непосредственным руководством офицеров, назначаемых руководителем работ.

12. Железнодорожный путь для работы крана должен находиться в исправном состоянии. Допускается продольный уклон не более 3% в сторону, противоположную направлению монтажа эстакады.

Требования к состоянию железнодорожного пути при работе краном СРК-20Л:

Рельсы должны быть не легче типа III-а, уложены на подкладках, прикреплены (зашиты) полным количеством костылей и состыкованы типовыми накладками с постановкой не менее четырех болтов (по два на каждом конце рельса).

Допускается применение старогодних шпал при соблюдении следующих условий:

— древесина шпал должна быть здоровой;

— механический износ верхней постели шпал под подкладками не должен превышать 4 мм;

— глубина затески не должна превышать 2 см;

— отверстия для костылей не должны быть разработанными;

— шпалы не должны иметь сквозных трещин.

Количество шпал на один километр пути должно быть не менее 1440 шт.

Ширина балластной призмы поверху должна быть не менее 3 м, толщина балластного слоя под шпалой — не менее 20 см.

На свежеотсыпанных насыпях балластный слой должен быть из крупнозернистых материалов (щебень, гравий, ракушка или крупнозернистый песок с преобладанием частиц размером 2−3 мм).

На кривых участках пути производится уширение вальсовой колеи согласно нормам ПТЭ.

В кривых участках пути возвышение наружного рельса не должно быть более 80 мм. В этом случае просадка (осадка) внутреннего рельса не допускается.

Рельсовый путь на переездах, пересечениях путей и стрелках должен быть очищен от песка, снега и грязи.

Путь, уложенный на свежеотсыпанной насыпи, перед пропуском крана СРК-20Л должен быть обкатан платформой, нагруженной до 25 т на ось, и локомотивом со скоростью 5−10 км/ч или краном с загруженным противовесом (без груза на гаке) до полного устранения неравномерных и односторонних просадок пути.

Во время работы крана необходимо устанавливать тщательное наблюдение за состоянием пути и систематически проверять колею по шаблону и уровню. Все замеченные отклонения сверх допустимых немедленно устранять.

Весь путь следования крана с грузом должен быть осмотрен с точки зрения габаритности груза и крана.

Скорость передвижения крана СРК-20Л c грузом разрешается не более 5 км/ч, а без груза — не более 15 км/ч.

При передвижении крана по кривым радиусом меньше 300 м скорость не должна превышать 3 км/ч.

Передвижение крана СРК-20Л с грузом допускается по кривым радиусом не менее 150 м.

При передвижении крана СРК-20Л по прямому участку пути односторонняя максимальная просадка пути (перекос пути) допускается не более 40 мм.

Равномерная просадка двух ниток пути в пределах базовой части крана СРК-20Л не должна превышать 80 мм.

Ширина колеи между внутренними гранями головок рельсов на прямых и кривых участках пути более 1545 и менее 1516 мм не допускается.

При монтаже конструкций эстакады должны соблюдаться следующие требования:

— точную наводку отверстий болтовых соединений необходимо производить с помощью сборочных пробок, имеющихся в комплекте монтажного инструмента эстакады;

— оставлять сборочные пробки вместо монтажных болтов категорически запрещается;

— при укрупнительной сборке блоков, а также при сборке из них пролетных строений и опор необходимо сразу ставить все монтажные болты, чтобы избежать постановки их по месту «на высоте» при монтаже эстакады;

— забивать монтажные болты кувалдой запрещается;

— болтовые соединения, не требующие силового устранения черноты в отверстиях, разрешается собирать без применения сборочных пробок;

— под все гайки обязательно должны ставиться шайбы по одной на болт (на болт Б1—шайба плоская чистая, на болт Б2 — шайба пружинная и на болты БЗ и Б4 — шайбы плоские черные);

— правильность установки опор и пролетных строений, а также закрепление их должны проверяться немедленно после установки;

— плотность соединений должна быть обеспечена натяжением всех монтажных болтов до такой степени, чтобы щуп толщиной 0,3 мм проходил между соприкасающимися поверхностями соединяемых элементов (листами) на глубину не более 40 мм;