Capítulo 1 Materiales de capacitación en el trabajo para trabajadores de puentes y túneles
Puentes y túneles es el término general para puentes, túneles, alcantarillas, canales abiertos, pasos superiores, túneles, pasos superiores y estructuras para la regulación de ríos.
Composición y clasificación de puentes
(1) Composición de puentes Los puentes se componen de estructura superior, estructura inferior, equipos de protección y construcciones para la regulación del río (Figura 1-1).
Superestructura: incluye tablero de puente, estructura del vano del puente (arco de vigas) y soportes.
Subestructura: incluyendo pilas, estribos y cimentaciones.
Equipos y estructuras de protección para la regulación de ríos: incluyendo marcos de protección de límite de altura de puentes y alcantarillas, conos, revestimientos, protección de cimientos, protección de fondos, terraplenes de desvío, presas de espolón, terraplenes en forma de pera, etc.
(2) Clasificación de puentes
1. Clasificación por longitud del puente
Puente extragrande: la longitud del puente supera los 500 metros
Puente: la longitud del puente supera los 100 ma 500 m
Puente mediano: la longitud del puente supera los 20 ma 100 m.
Puente pequeño: La longitud del puente es de 20 metros o menos.
2. Clasificación en función de los materiales de vigas y arcos
Puente de acero: estructura de luz de un puente que utiliza el acero como principal material de construcción.
Puente de hormigón armado: La estructura del tramo del puente está hecha principalmente de hormigón que contiene barras de acero tensadas. La estructura del tramo del puente se compone principalmente de hormigón de anillos de acero pretensado.
Puente de Piedra: Puente con estructura de vano construido en piedra.
Puente de madera: estructura a modo de vano de puente con la madera como material constructivo principal.
3. Clasificación por ubicación del tablero del puente
(1) Puente de tablero: Un puente cuyo tablero está ubicado en la parte superior de la estructura del tramo del puente (Figura 1-2(a) ).
(2) Puente apoyado centralmente: un puente cuyo tablero está ubicado en el medio de la estructura del vano (Figura 1-2(b)).
(3) Puente de soporte inferior: El tablero del puente está ubicado en la parte inferior de la estructura del tramo del puente.
Los puentes portantes se dividen en puentes portantes y puentes semiportantes. Los puentes con conexiones transversales sobre el tablero del puente se llaman puentes bajo soporte (Figura 1-3(a)), y los puentes sin conexiones transversales sobre el tablero del puente se llaman puentes semi-portantes (Figura 1-3(b)).
4. Clasificar la carga según las características de la estructura del vano del puente.
(1) Puente de vigas: Puente con vigas como estructuras de vano. Hay tres tipos de puentes de vigas simplemente apoyados: puentes de vigas continuas y puentes de vigas voladizas.
(2) Puente de arco: Un puente con anillos de arco o nervaduras de arco como estructura del tramo. Los puentes de arco se pueden dividir en arcos sin bisagras, arcos de doble bisagra y arcos de triple bisagra según sus formas estructurales. Según exista empuje externo se divide en arco empujado y arco sin empuje.
(3) Puente rígido: Puente en el que la estructura del vano está conectada rígidamente a las pilas o estribos.
(4) Puente de marco: Este puente es un puente de caja integral. (5) Puente colgante: Un puente con una estructura de tramo de puente formada por la torre del puente que soporta cables anclados en ambos lados (ambos extremos), y el tablero y vigas del puente suspendidos mediante tirantes que cuelgan de los cables.
(6) Puente atirantado: Puente con cables atirantados que conectan la torre del puente y la viga principal como estructura del vano.
(7) Puente de sistema integral: el tramo del puente tiene varias estructuras características del sistema al mismo tiempo, combinadas entre sí, como un puente de arco de armadura de acero.
Según la forma de la sección transversal de la viga.
(1) Viga de placa: indicada para vigas de poca altura. Esta forma se utiliza cuando la altura del puente es limitada.
Las vigas de placa de acero son vigas de sección transversal en forma de I compuestas por placas o perfiles de acero, conectadas mediante un sistema de unión longitudinal y transversal. La viga de losa de hormigón es una viga común de hormigón armado con alma ancha y luz pequeña.
(2) Viga en forma de T: La viga en forma de T es la forma de sección transversal más común de los puentes de hormigón existentes. Una viga en T de hormigón es una viga de hormigón con una sección transversal en forma de T.
(3) Viga cajón: a medida que aumenta la velocidad de los trenes, los requisitos de rigidez para los puentes son cada vez mayores, y cada vez se utilizan más vigas cajón en las líneas, como se muestra en la Figura 1-4. . La viga cajón de acero es una viga de sección cajón unicelular o multicelular compuesta por placas de acero reforzadas con refuerzos longitudinales y transversales. Por viga cajón de hormigón se entiende una viga de hormigón con una sección transversal de uno o varios cajones cerrados.
(3) Dimensiones y especificaciones de cada pieza El diagrama esquemático de las dimensiones de cada pieza se muestra en la Figura 1-5.
1. Luz (luz calculada)
(1) Las vigas simplemente apoyadas, las vigas continuas, las vigas en voladizo, los puentes atirantados, los puentes colgantes y los arcos de doble articulación son soportes en ambos extremos de cada agujero. La distancia entre centros.
(2) Los puentes de arco con bisagras, los puentes de marco rígido y los puentes de caja son agujeros abiertos.
2. La longitud total de la viga.
La longitud entre las dos caras extremas de la viga.
3. Luz libre de la viga (agujero libre)
La distancia entre los bordes de los pilares adyacentes a lo largo de toda la longitud del muelle medida para calcular el nivel del agua.
4. Longitud del puente (longitud del puente)
(1) Puente de vigas se refiere a la longitud entre el lastre del pilar y la pared frontal.
(2) Puente en arco se refiere a la longitud entre los extremos exteriores de las dos juntas de dilatación entre las paredes laterales del arco y las paredes laterales del pilar.
(3) Puente de marco rígido (o puente de marco) se refiere a la longitud a lo largo de la dirección del tramo entre los lados exteriores del marco rígido (o estructura de marco).
5. Longitud total del puente
La longitud total del puente se refiere a la distancia entre los extremos de la cola de los dos estribos en el eje del puente.
6. La longitud total de los huecos del puente
se refiere al ancho de drenaje del puente, es decir, la suma de los vanos netos de cada hueco del puente. Un puente oblicuo es la suma de las distancias verticales de dos pilares (plataformas); un puente en arco es la suma de las longitudes netas en la línea del arco de cada agujero. Cuando el relleno cónico se extiende más allá del pilar, las mediciones se toman a lo largo de la línea media entre el nivel de agua calculado y el nivel bajo del agua.
7. Altura del puente
La distancia vertical desde la parte inferior de los carriles del tablero del puente hasta el punto más cóncavo del lecho del río.
8. Altura libre bajo el puente
La altura libre entre la parte inferior de la estructura del tramo del puente y la superficie del agua, la superficie de la carretera o la superficie del ferrocarril disponible para el tráfico.
9. Luz de temperatura
Se refiere a la longitud de la sección transversal de la luz de la viga que se alarga y se acorta debido a la influencia de la temperatura (Figura 1-6).
2. Composición y clasificación de los túneles
(1) Composición de los túneles
Los túneles se componen de dos partes: el edificio principal y los equipos auxiliares. El edificio principal se compone de un cuerpo de cueva y una puerta; el equipo auxiliar incluye un túnel para evitar automóviles e instalaciones de impermeabilización y drenaje. El túnel largo también cuenta con equipos especiales de ventilación e iluminación.
(2) Los túneles se clasifican por longitud
Túneles extralargos: longitud total superior a 10.000 metros;
Túneles largos: longitud total de 3.000 m a 10.000 m ;
Túnel mediano: la longitud total es de más de 500 metros a 3000 metros;
Túnel corto: la longitud total es de 500 metros o menos.
La longitud del túnel se refiere a la distancia entre las paredes del extremo del túnel de entrada, que se calcula a partir de la intersección de la pared del extremo y la superficie superior del carril interior y la línea central de la línea. En el cálculo prevalecerá la línea inferior del túnel de doble línea; el túnel ubicado en la estación está subordinado a la línea principal.
3. Composición y clasificación de las alcantarillas
Se denominan colectivamente alcantarillas, canales abiertos, acueductos y sifones invertidos.
Una alcantarilla consta de un cuerpo de túnel, cimientos, edificios de entrada y salida (es decir, paredes de extremo, paredes de ala, etc.). ) y equipos auxiliares para el muro de contención a la salida de la cueva (Figura 1-7).
(1) Clasificación de alcantarillas
Según la forma estructural, existen alcantarillas de arco, alcantarillas redondas, alcantarillas de marco y alcantarillas de cubierta.
Según las características hidráulicas, existen alcantarillas de presión y alcantarillas sin presión;
Según el número de orificios, existen orificios simples, orificios dobles y orificios múltiples.
La apertura mínima de la alcantarilla de descarga de inundaciones no debe ser inferior a 1,25 m y la longitud total no debe exceder los 25 m. Cuando la longitud total es superior a 25 m, la apertura debe aumentarse en consecuencia para facilitar el mantenimiento. El diámetro de una alcantarilla de riego sin sedimentación no debe ser inferior a 0,75 metros. Cuando la apertura es de 0,75 metros y la altura neta es h
Si la alcantarilla existente no cumple con los requisitos anteriores, debe transformarse gradualmente según las circunstancias específicas.
(2) Regulaciones sobre el tamaño de la alcantarilla
1. Espacio libre de la alcantarilla
(1) La alcantarilla del arco es la distancia horizontal entre las líneas del arco.
(2)La alcantarilla con estructura de marco se refiere a la distancia horizontal dentro de la alcantarilla.
(3) El diámetro interior es el diámetro interior de una alcantarilla circular (la distancia máxima en dirección horizontal es para una alcantarilla ovalada u achatada).
(4) La alcantarilla de cobertura es la distancia libre entre pilas de un puente.
2. Longitud total de la alcantarilla
(1) La longitud total de la alcantarilla es la longitud axial de la alcantarilla, incluida la pared del extremo.
(2) La longitud total de la alcantarilla de marco y la alcantarilla de cubierta es el ancho transversal entre las paredes laterales, calculado según el lado largo.
El límite es la línea de dimensiones del contorno estipulada por el estado que los edificios ferroviarios y cualquier otro equipo no deben invadir. Su propósito es garantizar la operación segura del material rodante ferroviario y las mercancías sobrecargadas.
Primero, los límites del edificio
Los límites del edificio son secciones transversales perpendiculares a la línea central de la línea.
(1) Límites básicos del edificio La altura de los límites básicos del edificio (Figura 1-8) se calcula a partir de la superficie superior del riel y las dimensiones laterales se calculan a partir de la línea central de la línea.
La mitad del ancho de un edificio básico lineal de una sola línea es de 2440 m. Esto se debe a la mitad del ancho del espacio libre máximo de carga por encima del límite de primera clase de 2225 mm, más el lateral de 170,5 mm. movimiento de la carga, más la seguridad de 44,5 mm, es decir:
Ancho medio del espacio libre básico del edificio=2225+170,5+44,5=2440 mm.
La altura libre del edificio básico es de 5500 mm. Esto se debe a que la altura libre máxima de la carga sobrecargada es de 5300 m, más la compensación de vibración hacia arriba de la carga es de 46,5 m, más la cantidad de seguridad es de 153,5 mm. es decir:
Altura libre del edificio=53046,5+153,5=5500 mm.
Durante el mantenimiento de puentes y túneles, no se permite que la maquinaria de construcción y los andamios invadan los límites básicos del edificio (los límites se amplían como se especifica en la curva) para garantizar la seguridad del tráfico y del personal. (2) Límites de construcción en curvas
En las curvas, los límites de construcción deben ampliarse tanto por dentro como por fuera. La fórmula para calcular el valor de ensanchamiento es la siguiente:
donde radio de curva r (m);
h——altura desde el punto de cálculo hasta la superficie del riel (mm);
H-Super altura carril exterior (mm).
El segundo es el espacio libre de carga de mercancías que exceden el límite.
Los límites de carga de mercancías que exceden el límite se muestran en la Figura 1-9.
3. Límites de construcción del puente
Los límites de construcción del puente son ligeramente más grandes que los límites de construcción, como se muestra en las Figuras 1-10 ~ 1-12. Entre ellos se pueden instalar equipos de iluminación, comunicación y señalización. La autorización de los puentes recién construidos, reparados y renovados deberá cumplir con los requisitos de autorización de los edificios de puentes.
Nota: H en la imagen es la altura de la estructura de catenaria. Cuando se utiliza suspensión elástica, la sección a 200 km/h es de 1100 mm, y la sección a 160 km/h e inferiores es de 700 mm. Cuando se utiliza suspensión rígida, la altura de la estructura se determina por separado.
El espacio libre de la sección transversal de las vigas de armadura de soporte inferior y las vigas de semisoporte ubicadas en la curva, así como el valor que debe ampliarse, no solo están relacionados con el radio de la curva, el riel exterior superaltura, longitud del vehículo, pero también la longitud del haz.
(1) El ancho de los lados interior y exterior del monorraíl está dentro de W y fuera de W.
Considerar el espacio libre de tracción eléctrica:
(2) Ampliar la distancia entre ejes entre vías dobles
IV. Límites de construcción del túnel
(1. ) Departamento de Construcción del Túnel Lineal de Intervalo
El contorno del límite de construcción del túnel recto de intervalo se muestra en las Figuras 1-11 ~ 1-13.
(2) Ampliar el espacio libre del túnel en la curva de intervalo.
(1) El método para ampliar el interior y el exterior de curvas de una sola línea es el mismo que el de construir límites.
(2) Para túneles de doble línea, el espacio entre líneas en la curva generalmente se amplía de la siguiente manera
5 Gestión de los límites de construcción de puentes y túneles
Los departamentos pertinentes deben dominar cuidadosamente las secciones de medición precisa de puentes, túneles, pasos elevados, pasos elevados, acueductos y otros edificios en la tubería y las dimensiones de cada sección desde la línea central de la línea. De acuerdo con las normas de gestión técnica ferroviaria, los límites de puentes y túneles en líneas importantes se inspeccionan cada cinco años y las demás líneas se inspeccionan cada 10 años.
(1) Métodos de inspección para los límites de puentes y túneles
Los métodos de inspección para los límites de puentes y túneles se utilizan comúnmente. El método del marco de inspección consiste en instalar el marco de inspección verticalmente en la línea central del bogie en la parte delantera del vehículo y medir su posición y dimensiones específicas cuando no hay suficiente espacio libre. Algunos túneles exteriores también utilizan inspección fotográfica, es decir, se instala una cámara fija en el vehículo, que puede fotografiar periódicamente la franja de luz que muestra el contorno interior del túnel con un enfoque fijo en condiciones de conducción. Después del lavado, el tamaño real del túnel. Se puede determinar la sección del túnel transformada o el tamaño mínimo de la sección.
(2) Dibuje un mapa de separación mínima completo
Con base en los datos medidos en la inspección anterior, dibuje un mapa de límites completo de puentes y túneles, y la Oficina de Ferrocarriles dibujará un mapa completo Mapa de límites mínimos de puentes y túneles en cada tramo del oleoducto.
Cuando el despeje de puentes y túneles sea insuficiente, conviene mejorarlos de forma planificada. Si los límites de construcción reales de los puentes y túneles existentes aún pueden cumplir con los siguientes requisitos, la expansión se puede posponer:
(1) Cuando los límites de construcción reales exceden el límite máximo de carga de gran tamaño y no es una distancia libre de más de 100 mm;
(2) En un tramo de doble vía, cuando el espacio libre del puente y del túnel de una línea puede cumplir los requisitos.
Las cargas que soportan puentes y alcantarillas se dividen en tres tipos: carga principal (fuerza principal), carga adicional (fuerza adicional) y carga especial.
Primero, la fuerza principal
La fuerza principal es normal, frecuente o recurrente, incluyendo carga muerta y carga viva.
La carga muerta generalmente se refiere al peso propio de la estructura, presión del suelo, presión hidrostática, flotabilidad, pretensado, etc. Su tamaño y punto de acción generalmente son fijos, por lo que se denomina carga muerta.
La carga viva se refiere principalmente al peso del tren y la carga provocada por el movimiento del tren, generalmente refiriéndose al peso del tren, fuerza de impacto, fuerza centrífuga, carga de la acera, etc.
El departamento de ferrocarriles de China ha llevado a cabo un estudio exhaustivo sobre diversos materiales rodantes y ha formulado una capacidad de carga estándar común para todo el ferrocarril.
1. Carga viva de Zhong Yi
"Carga viva estándar ferroviaria de la República Popular China", es decir, "carga viva mediana", incluida la carga viva ordinaria y especial. carga viva (Figura 1-14).
2.Carga viva ZK
"Carga viva estándar de línea dedicada de pasajeros de China", es decir, "carga viva zK" (Figura 1-15).
En segundo lugar, fuerza adicional
La fuerza adicional es una carga accidental, su valor máximo no aparece con frecuencia y la posibilidad de que aparezcan varias fuerzas adicionales al mismo tiempo es aún menor. Incluyendo la fuerza de frenado o de tracción del tren, la fuerza de balanceo lateral, la fuerza del viento, la presión del agua que fluye, la presión del hielo, la fuerza adicional causada por los cambios de temperatura, la fuerza de las heladas, etc.
En tercer lugar, carga especial
La carga especial es una carga que actúa bajo circunstancias especiales, que muchas veces son temporales o catastróficas, como la fuerza de impacto de un barco o balsa, la fuerza de un terremoto, Cargas de construcción, etc.
La capacidad de carga de puentes y alcantarillas en operación debe verificarse de acuerdo con las "Especificaciones de verificación de puentes ferroviarios" y expresarse mediante el coeficiente de carga de verificación "K". a es un múltiplo de la carga viva estándar que la estructura puede soportar y debe cumplir con los siguientes requisitos:
(1) La estructura del puente y la alcantarilla deben satisfacer K≥1.
(2) La carga viva operativa permitida de puentes y alcantarillas temporales debe cumplir con los requisitos de Q
La capacidad de carga es insuficiente (es decir, K
La capacidad de carga es insuficiente ¿La capacidad del puente y la alcantarilla reconstruidos debe cumplir con los requisitos de las "Especificaciones básicas para el diseño de puentes y alcantarillas ferroviarias"?
Preguntas de revisión
1. ¿De qué partes consta este puente?
2. ¿Cómo se construye el puente?
3. ¿Qué longitud tiene un puente?
5. ¿De qué partes se compone el túnel? /p>
6. ¿Cómo determinar la longitud de un túnel? una conexión de túnel
8. ¿De qué partes se compone una alcantarilla? >9. ¿Cuál es el hueco?
10.