Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Мосты, тоннели и подземные сооружения»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

Б.Н. Смышляев

«__» 20 г.

Проект реконструкции моста через р. Акур на 311 км ПК 2 на участке Пивань – Советская Гавань ДВ ж.д."

Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе

ВКР 2305.06.ПЗ-45М

Студент гр. 45М А.В. Пачинин

Руководитель

(старший преподаватель) А.Ю. Журавлев

Консультант по экономическому

разделу

(старший преподаватель) А.Ю. Журавлев

Консультант по разделу безопасности

жизнедеятельности

(доцент, к.т.н., доцент) А.Н. Луценко

Нормоконтроль

(старший преподаватель) А.Ю. Журавлев

Хабаровск-2017

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 6

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТОВ СУЩЕСТВУЮЩЕГО МОСТА И ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСОЯНИЯ 7

1.1. Общие сведения 7

1.2. Климатические характеристики 7

1.3. Инженерно - гидрологические условия 8

1.3.1. Водный режим 10

1.3.2. Харакеристика ледового режима 11

1.3.3. Расчетные расходы воды 13

1.4. Инженерно-геологические характеристики 17

1.5. Характеристики элементов эксплуатируемого моста 18

1.5.1. Пролетные строения со сквозными фермами. 18

1.5.2. Пролетное строеное с плоскостенчатыми балками 21

1.5.3. Опоры моста 22

1.6. Оценка технического состояния 23

2. Классификация пролетных строений и опор моста по грузоподъемности 29

2.1. Классификация пролетных строений по грузоподъемности 29

2.2. Определение грузоподъемности промежуточной и береговой опоры 3

3. РАзработка вариантов КАПИтального ремонта моста 38

3.1. Вариант №1 38

3.1.1 Расчет железобетонной "рубашки" 38

3.2. Вариант №2 39

3.3. Технико экономическое стравнение вариантов капитального ремонта моста 40

4. ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО КАПИТАЛЬНОМУ РЕМОНТУ МОСТА 41

4.1. Технология производства работ по ремонту опор 41

4.2. Технология производства работ по замене пролетных строений 41

4.2.1 Замена пролетного строения №2 41

4.2.2 Замена пролетного строения №1,№3 42

5. Вопросы БЖД И ЭКОЛОГИИ 44

5.1. Анализ специфики условий труда 44

5.2. Анализ опасных и вредных производственных факторов при существующей организации работ 45

5.2.1. Воздействие шума 47

5.2.2. Воздействие вибрации………………………………………………..47

5.2.3. Воздействие пыли……………………………………………..….…...48

5.3. Организация охраны труда на строительной площадке…………..49

5.4. Обеспечение безопасности работ по ремонту опор моста……….50

5.4. Минимизация негативного воздействия на водный объект…..….52

Приложение А 96

Приложение Б 62

Приложение В 72

Приложение Г 85

Приложение Д 86

Список чертежей 87

ВВЕДЕНИЕ

Реконструкция моста — координальное переустройство моста и приспособление его к новым, изменившимся эксплуатационным нормам и требованиям.

В выпускной квалификационной работе, на основании задания на разработку проекта на тему: Проект реконструкции моста через р. Акур на 311 км ПК 2 на участке Пивань – Советская Гавань ДВ ж.д., следует рассмотреть следующий перечень вопросов подлежащих разработке:

• Характеристика сооружения и оценка технического состояния;

• Расчеты грузоподъемности пролетного строения и опор;

• Вариант капитального ремонта моста;

• Детальная разработка варианта;

• Технология и организация работ по реконструкции моста;

• Вопросы БЖД.

На основании задания на разработку раздела дипломного проекта по вопросам безопасности жизнедеятельности следует рассмотреть следующие вопросы:

- Анализ специфики условий труда, опасных и вредных производственных факторов при существующей организации работ, технологии и применяемого оборудования, машин и инструмента с целью выявления потенцииальных причин травматизма;

- организация охраны труда на строительной площадке;

- обеспечение безопасности работ по устройству опор моста;

- минимизация негативного воздействия на водный объект при реконструкции моста;

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТОВ СУЩЕСТВУЮЩЕГО МОСТА И ОЦЕНКА ЕГО ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

1.1. Общие сведения

Существующий мост через реку Акур на 311 км ПК 2 территориально расположен в Ванинском районе Хабаровского крае, на перегоне Тулучи – Акур. Мост запроектирован под один путь не электрифицированного участка железнодорожной линии Пивань - Советская Гавань.

В структуре Дальневосточной железной дороги относится к Высокогорненской дистанции пути (ПЧ-18).

Мост расположен на прямом участке пути в плане и площадке в профиле.

Схема моста 23,0+2х45,0 м. Полная длина моста 125,9 м.

Мост построен в 1946 году под расчетную нагрузку Н7 и введен в эксплуатацию в 1946 году.

Конструкция верхнего строения пути на мосту с ездой на деревянных поперечинах. Путь звеньевой. Имеются охранные устройства в виде контррельсов, сведенных по концам моста в челнок и охранных деревянных брусьев в пределах пролетных строений моста.

Направление течения реки справа налево по ходу километров.

1.2. Климатические характеристики района

Главными факторами, определяющими климатические особенности участка работ, являются его географическая широта, положение на границе между Азиатским континентом и Тихим океаном, муссонная атмосферная циркуляция и циркуляция морских течений.

Географическое положение района работ у раздела двух физических сред (моря и суши) определяет неустойчивость и контрастные колебания климатических элементов внутри сезонов, года и в многолетнем разрезе.

Муссонная атмосферная циркуляция, обусловленная глобальной перестройкой барических образований над территорией Азиатского материка и акваторией Тихого океана, отражается в ярко выраженной сезонной смене физических характеристик воздушных масс. В этой связи в зимний период года здесь господствуют сухие, чрезвычайно холодные воздушные массы, выносимые из области Азиатского антициклона северными и северо-западными потоками, в летний – влажный, умеренно тёплый или прохладный воздух, поступающий со стороны Японского и Охотского морей при установлении Тихоокеанского субтропического максимума.

Близость холодного Охотского моря и поступающего из него через Татарский пролив холодного течения непосредственно к побережью рассматриваемого района, обусловливает дополнительную погодную неустойчивость, частые туманы, морось и сравнительно низкие для соответствующих широт температуры воздуха тёплого периода года.

Лето в рассматриваемом районе короткое и прохладное. Средняя температура наиболее теплого летнего месяца (августа) составляет 16,7°С (таблица 1.1).

Осень наоборот довольно тёплая и солнечная, особенно в первую половину сезона. Средняя температура сентября составляет 12,8°С.

Зима сурова и продолжительна. Самый холодный месяц в году - январь. Средняя температура января составляет минус 15,9°С .

Весна – обычно поздняя, затяжная и отличается возвратными холодами в результате температурных инверсий.

Переход среднесуточной температуры воздуха к отрицательным значениям обычно происходит в середине первой декады ноября, а переход температуры в обратном порядке - в середине апреля.

Характеристика климатических условий дана по материалам наблюдений на метеостанции Советская Гавань. Основные климатические показатели приведены в таблице 1.1.

Таблица №1.1. – Основные климатические показатели

1.3. Инженерно-гидрологические условия

Река Акур, пересекаемая железной дорогой на участке реконструкции моста впадает в реку Тумнин с правого берега. Пересечение реки Акур происходит в 1,8 км от её устья.

По результатам расчетов максимальных расходов и уровней реки Тумнин определено, что подпор от этой реки в створе реконструируемого мостового перехода отсутствует.

Площадь водосбора реки Акур до створа пересечения с реконструируемым мостом составляет 1620 км².

Долина реки на участке мостового перехода хорошо выражена, с шириной по дну около 4 км.

В период прохождения паводков наблюдается карчеход, в котором отдельно плывущие карчи могут достигать 20 м в длину с диаметром корневой системы до 2 м.

Наледи в створе реконструируемого мостового перехода отсутствуют.

1.3.1. Водный режим

Главным фактором, определяющим режим водотоков в рассматриваемом районе, является характер их питания. По гидрологическому режиму реки относятся к Дальневосточному типу с преобладанием дождевого стока, для них характерны низкий сток в зимний период и паводочный режим в тёплую половину года.

Расчленённый рельеф, большие уклоны склонов на водосборах, ориентация склонов хребта Сихотэ-Алинь по направлению передвижения влагонесущих масс придают гидрологическому режиму характерные особенности. Наиболее выраженными из них являются: резкий подъём и спад, кратковременность паводков, низкий сток, или отсутствие его на малых водотоках в межпаводочные периоды.

Основные черты водного режима рек определяет муссонный тип климата, господствующий над территорией участка работ. Главным источником питания рек являются жидкие осадки, выпадающие в тёплое время года. Доля дождевого питания в общем объёме годового стока составляет 70-80%; на снеговое питание приходится до 20%; подземного – 5-8%. На временных водотоках, вследствие незначительного вреза их русел, или их отсутствия, подземный сток практически отсутствует.

Для всех водотоков характерны следующие фазы водного режима: весеннее половодье (апрель-май), летне-осенний паводочный период (май-октябрь) и зимняя межень (ноябрь-март).

Главной фазой водного режима являются дождевые паводки, которые наблюдаются в тёплое время года. Паводочный период начинается в мае. Характерными особенностями режима осадков, формирующих максимальные расходы воды на водотоках участка, являются: большая изменчивость осадков в многолетнем разрезе, нарастание интенсивности дождя от его начала к середине, большие суточные максимумы осадков. Так при среднегодовой сумме осадков 724 мм, зафиксированы дожди с суточными суммами осадков до 169 мм. Экстремальные осадки, формирующие катастрофические паводки на реках района, выпадают при выходе с юга тропических циклонов - тайфунов.

Подъём уровней воды от таяния снега начинается в первой половине апреля и достигает максимума в начале мая. Высота подъёма уровней на малых ручьях составляет 0,2-0,5 м. В отдельные годы на волну весеннего половодья накладываются подъёмы от дождевых паводков, в таких случаях может сформироваться высокое снегодождевое половодье.

Тёплый период на реках района характеризуются чередой следующих друг за другом дождевых паводков. Наивысшие в году паводки могут наблюдаться в любом из месяцев тёплого периода, но чаще всего в июле-сентябре. После ливней расходы воды в реках увеличиваются в десятки, сотни, а на малых реках в тысячи раз (в результате малые реки и ручьи превращаются в труднопроходимые потоки, обладающие большой разрушительной силой). Величина подъёма уровня воды при прохождении дождевых паводков на ручьях и малых реках обычно составляет 0,7-1,0 м. Расходы воды дождевых паводков в среднем в 1,5-2 раза превышают расходы весеннего половодья. Формирование высоких дождевых паводков на реках объясняется большим количеством осадков в теплый период, выпадающих как в виде длительных обложных дождей, так и в виде ливней с суточными максимумами осадков 50-90 мм. Когда почвогрунты переувлажнены, даже небольшие по суммарному слою дожди формируют паводки. Паводки образуются практически при каждой серии многодневных осадков. За теплый сезон года может пройти от трех до восьми паводков и в отдельные многоводные годы графики колебания уровней воды имеют гребенчатый вид из-за непрерывных изменений водности рек. Максимальная интенсивность подъема паводковых уровней на реке Тумнин может достигать 1-1,5 м/сут. Дождевые паводки наблюдаются до сентября, но в отдельные годы могут отмечаться и в октябре. Во время высоких паводков на реке Тумнин наблюдается карчеход различной интенсивности.

Летняя межень на водотоках кратковременна и наблюдается в межпаводочные периоды или перед появлением ледовых явлений. Продолжительность межпаводочных периодов не превышает десяти суток. В отдельные маловодные годы летне-осенняя межень может длиться до трех месяцев. Малые реки и временные водотоки пересыхают.

1.3.2. Характеристика ледового режима

В конце октября - начале ноября наступает похолодание, прекращаются дожди, и уровни воды к началу появления ледяных образований начинают падать. Появление первых ледяных образований приурочено к первой или началу второй декады ноября, ледостав устанавливается в конце ноября – начале декабря. К концу декабря перемерзают малые ручьи. Ручьи с площадями водосбора более 10 км² перемерзают в январе. На реке Тумнин и её протоках могут наблюдаться не замерзающие в течение всей зимы полыньи. Средняя продолжительность ледостава составляет 180-190 дней.

Наибольшей толщины ледяной покров достигает в конце февраля - начале марта. Максимальная толщина льда на водотоках вместе с наледью может достигать 1,0-1,8 м. Весенний ледоход на реке Тумнин наблюдается в среднем в 70% лет, средняя продолжительность его составляет от четырех до семи дней, ледоход сопровождается образованием заторов. Уровни воды на реке Тумнин при прохождении ледохода по данным наблюдений водпоста Тулучи ниже наивысших уровней открытого русла вследствие образования промоин в ледяном покрове до начала ледохода. На малых водотоках весенний ледоход отсутствует, лёд тает на месте. Полное очищение водотоков ото льда происходит в конце третьей декады апреля - второй декаде мая.

В результате рекогносцировочного обследования, по выбоинам нижнего яруса на лобовой грани русловой опоры установлено, что ледоход проходит при уровне воды 99,95 м БС77.Размер льдин в период ледохода принята по рекомендациям пмп -91 как 1/10 ширины естественного русла и равна 2,5 м, по графику V=f(H) (морфоствор №2 реки Акур в приложении М) определена скорость течения при ледоходе равная 1,15 м/с.

Толщина льда на реке Акур в створе реконструируемого моста принята по аналогии с водомерным постом р. Тумнин - ст. Тумнин, на котором максимальная толщина льда составляет 153 см. В соответствии с пунктом 12.2 ПМП-91 для речного льда расчетную толщину льда hd следует принимать равной 0,8 от максимальной за зимний период толщины льда, что составит 1,22 м – данная величина принята как расчётная толщина льда в период весеннего ледохода на реке Акур в створе реконструируемого моста.