Cấu trúc nhân tạo: loại, phân loại, xây dựng, bảo trì, vận hành và sửa chữa

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Khái niệm "công trình nhân tạo" được dùng làm tên chung cho các vật thể khác nhau được dựng lên tại nơi giao nhau giữa đường với sông, suối, các tuyến giao thông khác, dòng chảy và nước mưa, hẻm núi sâu, khu đô thị, núi các dãy. Tất cả những thứ này để làm gì?

Giới thiệu

Việc tạo ra các cấu trúc nhân tạo cho phép bạn giải quyết các vấn đề sau:

1. Đảm bảo sự di chuyển an toàn của mọi người trên các tuyến đường giao thông.
2. Cho phép ổn định các dốc có thể biến dạng và tròn.
3. Điều chỉnh lưu lượng nước để bảo vệ các con đường khỏi bị rửa trôi và ngập úng.

Ví dụ bao gồm cầu và đường hầm, đường ống, cầu cạn, cầu vượt, tường chắn, cầu dành cho người đi bộ, cấu trúc điều tiết, phòng trưng bày, xi phông, dòng chảy bùn, dòng chảy xiết, ống xả, cầu phà, kè lọc. Cần lưu ý rằng có một sự thiên vị rất rõ ràng đối với các đại diện cá nhân. Vì vậy, hơn chín mươi phần trăm của tất cảcơ sở vật chất.

Mục đích của họ là gì?

Việc xây dựng các đối tượng được tạo ra rất phức tạp và tốn kém. Ngoài ra, việc bảo trì các công trình nhân tạo cũng tốn một khoản chi phí đáng kể. Thay thế chúng là một công việc khó khăn. Vì vậy, không có gì ngạc nhiên khi chúng được tính toán cho thời gian sử dụng lâu dài. Đồng thời, một mô hình thú vị được quan sát thấy - các cấu trúc nhân tạo được xây dựng vào các thời điểm khác nhau theo các dự án khác nhau, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cụ thể nhất định và cũng khác nhau về mục đích, loại cấu trúc, hệ thống thực hiện và khả năng chịu lực. Sự kết hợp của các yếu tố này làm phức tạp rất nhiều việc vận hành, sửa chữa và bảo trì. Hãy xem xét các đại diện riêng lẻ của nhóm cấu trúc này.

Họ như thế nào?

Và chúng ta nên bắt đầu từ đây với những cây cầu. Trong trường hợp này, các đối tượng sau nên được đề cập:

1. Cầu tự. Nó là một cấu trúc dọc theo một con đường nhất định đi qua một chướng ngại vật cụ thể. Ví dụ, đường ray xe lửa thường xuyên qua các chướng ngại nước theo cách này. Mặc dù có thể có một hẻm núi sâu, nhưng con đường dành cho một loại phương tiện giao thông khác.
2. Cầu vượt. Tìm thấy ở giao lộ của đường bộ và đường sắt.
3. Cầu trục. Nền tảng cho các đường đua ở các thành phố lớn. Cầu vượt là một loại cầu, trong đó có sự sắp xếp hỗ trợ không thường xuyên và thống nhất. Điều này được thực hiện để hạn chế đường phố và cung cấp lối đi / lối đi thuận tiện dướihọ.
4. Cầu cạn. Đây là những cây cầu cao dùng để băng qua các hẻm núi, khe núi sâu và thung lũng.
5. Cầu cống. Điều này có nghĩa là cầu hoặc cầu vượt có ống dẫn được làm dưới dạng ống, khay, kênh. Nó được xây dựng trong trường hợp nơi dòng chất lỏng giao nhau với hẻm núi, sông, đường, khe núi, cũng như một số chướng ngại vật khác.
6. Cầu bộ hành. Được tạo ra để đảm bảo sự an toàn của mọi người trong quá trình chuyển đổi qua các phần tiềm ẩn nguy hiểm của khu vực. Ví dụ: sân ga ngoại ô, nhà ga lớn, đường hầm, xa lộ chính, nhiều đường ray.

Đây không phải là toàn bộ danh sách

Có nhiều loại và phân loại cấu trúc nhân tạo khác, bao gồm các đối tượng có mục đích đặc biệt. Ví dụ, các cây cầu không chỉ phải đủ vững chắc để cho phép giao thông di chuyển tự do mà còn cho phép dòng nước đi qua an toàn và không bị cản trở cũng như giao thông sông / biển khi cần thiết. Chúng phải được phân loại trên cơ sở các tiêu chuẩn thiết kế về khả năng chịu tải của chúng. Tùy thuộc vào chiều rộng của chướng ngại vật vượt qua, đặc điểm thiết kế và độ cao so với mặt đất, chúng có thể là một, hai, ba và nhiều nhịp. Chúng ta không nên quên các công trình ngầm. Cống là một lựa chọn phổ biến. Chúng đang được xây dựng theo cách để đáp ứng nhu cầu hiện tại về nguồn cung cấp, cũng như tính đến sự phát triển trong 15-20 năm tới.

Về đường hầm

Chúng thường được đặt ở các vùng núi. Điều này được thực hiện để tránh nhiều đường vòng, sự phát triển của các hốc sâu và vì những lý do tương tự khác. Đá được di dời theo một con đường định trước. Sự phát triển kết quả được cố định bằng bê tông, đá, ống kim loại. Khi thực hiện công việc đào hầm, có hai cách làm việc chính:

1. Lớp lót tạm thời được cố định trên đất đá.
2. Tấm chắn điều chỉnh đang được sử dụng.

Các công trình ngầm được tạo ra theo mục đích của chúng được chia thành đường bộ, đường sắt, tàu điện ngầm, công trình thủy lợi, khai thác mỏ, tiện ích và một số công trình khác. Thường thì chúng không chỉ được trang bị ở vùng núi, mà còn ở dưới lòng sông (không loại trừ sự kết hợp của các yếu tố này). Theo quy định, giả thiết rằng mặt cắt dọc theo một hoặc cả hai hướng không được có độ dốc lớn hơn 3 ‰. Mặc dù có những trường hợp ngoại lệ. Ngoài ra, các yêu cầu bổ sung cho các cấu trúc đang được tạo ra có thể được đưa ra. Ví dụ: nếu đường hầm được lên kế hoạch nằm trong một đường cong, thì bán kính cho đường hầm ít nhất phải là 600 mét. Khi lắp dựng các vật thể có chiều dài từ 1000 m trở lên, cần phải cung cấp hệ thống thông gió nhân tạo (nếu nó được lên kế hoạch sử dụng vận chuyển bằng sức kéo hơi nước / diesel). Đối với các đường hầm, một lớp hoàn thiện bằng bê tông được cung cấp, các vật liệu chèn và kết cấu bằng sắt thường được sử dụng. Nếu bạn phải tạo ra một vật thể trong điều kiện địa chất thủy văn khó khăn, thì kim loại được dùng để trang trí.

Cấu trúc nhân tạo khác

Danh sách có thể rất dài. Đây vừa là kè, được dùng làm bộ phận cấu thành khi đắp đường, vừa là đập. Cần lưu ý rằng rất phổ biến khi xem xét khái niệm "cấu trúc nhân tạo" trên quan điểm đề cập đến chúng tất cả mọi thứ mà một người đã làm. Quan điểm này có quyền tồn tại. Nhưng về cơ bản chúng có nghĩa là một danh sách giới hạn các đối tượng. Vì vậy, một con đập với một con đường ở trên cùng được coi là một công trình nhân tạo. Mặc dù rất khó để nghe định nghĩa tương tự liên quan đến nhà riêng. Mặc dù cả hai đều được xây dựng bởi con người và trên thực tế, đều là những công trình nhân tạo.

Về thi công

Quá trình này không khác nhiều so với việc xây dựng các tòa nhà thông thường. Mặc dù cần phải tính đến một số tính năng nhất định. Ví dụ, nếu một cây cầu đang được xây dựng bắc qua một con sông, thì cần lưu ý rằng nó có thể cuốn trôi các cấu trúc hỗ trợ theo thời gian. Và điều này sẽ làm tăng khả năng sụp đổ. Vì vậy, cần phải xây dựng một kết cấu theo cách mà nó có một biên độ an toàn nhất định. Nhưng đây không phải là điểm duy nhất được tính đến. Ví dụ, cầu và đường hầm có thể cần được sửa chữa trong tương lai. Đồng thời không được phép đóng đối tượng do những nguyên nhân nhất định. Trong trường hợp này, cần cung cấp khả năng thực hiện các hành động cần thiết mà không làm gián đoạn mục đích chức năng chính của đối tượng. Việc xây dựng các công trình nhân tạo cũng phải tuân thủ các quy tắc và quy định hiện hành.

Giới thiệuhoạt động

Nó là không đủ để xây dựng một cái gì đó. Nó cũng cần thiết để sử dụng đầy đủ đối tượng và ngăn chặn sự phát triển của các vấn đề. Giả sử có một cây cầu bắc qua sông. Có thể nói gì về sự bóc lột? Trước hết, cần thiết lập giới hạn rõ ràng về tải trọng. Ví dụ, nếu một vật thể được thiết kế để chịu 100 tấn cùng một lúc, thì nó sẽ không dài lắm. Ngoài ra, như một quy luật, tải tại một thời điểm nhất định rất phù hợp ở đây. Nói cách khác, có thể có một hạn chế về trọng lượng của các phương tiện vượt qua đối tượng. Việc cầu sông có trần trọng lượng cho xe tải muốn qua đó không phải là chuyện lạ. Ví dụ: 20 tấn. Đôi khi, ngay cả việc di chuyển của chúng nói chung cũng bị cấm, vì đối tượng này chỉ dành cho ô tô. Câu hỏi đặt ra là những hạn chế đó được tôn trọng ở mức độ nào. Rốt cuộc, nếu một cây cầu được xây dựng cho ô tô, và việc vận chuyển hàng hóa bị cấm qua lại, đồng thời xe tải được tải đến tải trọng (ví dụ: 30 tấn), thì điều này có thể kết thúc bằng một vụ tai nạn.

Về nội dung

Vấn đề tốt nhất là vấn đề được ngăn chặn kịp thời. Tất nhiên, bạn có thể đợi đến giây phút cuối cùng, sau đó tự mình nắm bắt và khắc phục tình hình, tiến hành sửa chữa tốn kém. Nhưng một đối tượng có thể tồn tại lâu hơn nữa nếu nó chỉ đơn giản là có đủ thời gian để bảo trì. Ví dụ, chúng ta có một cây cầu bắc qua một hẻm núi làm bằng bê tông. Bảo trì liên quan đến việc kiểm tra định kỳ và loại bỏcác vấn đề cho đến khi chúng trở nên phổ biến. Ví dụ: có một vết nứt. Nếu nó được bao phủ về chất lượng và nhanh chóng, thì một hoặc vài năm bạn có thể bình tĩnh. Nhưng nếu bạn bỏ lỡ thời điểm, đợi cho những cơn mưa mùa thu và sương giá mùa đông, thì đến mùa xuân vật thể sẽ bắt đầu phát tán. Và sẽ không có một vết nứt nhỏ, mà là một lỗ hổng. Vì vậy, nội dung rất quan trọng khi nói đến độ bền.

Về cải tạo

Nếu không thể bảo vệ khỏi các yếu tố tiêu cực, chúng có sức công phá quá lớn (động đất) hoặc vật thể chỉ đơn giản là bị vỡ vụn do tuổi già thì cần phải khôi phục lại. Việc sửa chữa có thể là nhỏ (bịt kín các vết nứt riêng lẻ) hoặc lớn. Lựa chọn đầu tiên rẻ hơn, mặc dù nó cần được thực hiện thường xuyên hơn. Đại tu có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ. Mặc dù tốn rất nhiều tiền. Hãy xem xét một ví dụ nhỏ. Có những công trình nhân tạo trên những con đường - cây cầu. Có một vết nứt nhỏ. Nếu nó được sửa chữa ngay lập tức (ngay cả khi nó được xử lý mỗi năm một lần - vào mùa xuân), thì trong mười năm nữa cây cầu sẽ vẫn sử dụng được. Mặc dù, có lẽ, sự xuất hiện của nó sẽ không phải là tốt nhất. Nếu các vấn đề được bỏ qua, thì rất có thể trong mười năm nữa, cây cầu này sẽ có thể được sử dụng chỉ sau một cuộc đại tu lớn và thu được nhiều tiền.

Kết

Vì vậy, chúng tôi đã xem xét cấu trúc nhân tạo là gì, chúng là gì,tính năng xây dựng, vận hành, bảo trì và sửa chữa của chúng. Tất nhiên, thông tin được cung cấp không đủ để bạn tự học cách thiết kế và xây dựng các đối tượng như vậy. Nhưng bạn có thể hiểu chủ đề của bài viết và hỗ trợ một cuộc trò chuyện theo chủ đề.