Проект по математике Сколько стоит мост построить

Содержание стр

Введение………………………………………………… 3

Глава I. История мостов………………………………. 4

Глава II. Значимость. Временные

и финансовые расчеты ……………………… 12

2.1. Значимость моста для школьников……………………….. 13

2.2. Значимость моста для населения в целом ……………….. 15

2.3. Расчет расходов на приобретение горюче-

смазочных материалов…………………………………….. 16

2.4. Износ транспорта…………………………………………. 17

2.4. Приблизительные затраты на строительство моста……… 18

Заключение……………………………………………… 19

Список литературы…………………………………….. 20

Введение

От многих жителей поселка Нового, села Раздольного и деревни Баранникова я слышала о необходимости восстановления моста через реку Пышму, для удобства передвижения из одной деревни в другую. Если спросить: «Нужен ли мост?», все отвечают однозначно: «Нужен!». Несколько лет назад этот вопрос поднимался, инициативная группа собирала подписи у населения в поддержку строительства, но должного внимания вопросу не уделили.

Необходимость постройки моста осознают и в органах местного самоуправления Зареченского сельского поселения. В своих предвыборных программах решению этого вопроса отводят одно из значимых мест.

Мне самой захотелось выяснить, какое значение имеет постройка моста в жизни односельчан, доказать значимость, привлечь внимание общественности к этой проблеме.

Цель: обосновать необходимость строительства моста через реку Пышму в районе д. Баранникова и пос. Новый.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Рассмотреть историю развития строительства мостов.

2. Проанализировать значимость постройки моста, для обучающихся Баранниковской школы и других жителей п. Нового и с. Раздольного.

3. Провести экономические расчеты.

Для реализации проекта были использованы различные методы: опрос, анкетирование, интервьюирование, анализ, наблюдение, обобщение.

Глава I. История развития мостостроительства.

«Они важнее, чем дома, они более святы, чем церкви, потому что сильнее объединяют. Они принадлежат всем и всем в равной мере приносят пользу; они возводятся именно в тех местах, где сходится множество человеческих потребностей; они долговечнее других строений и никогда не служат какой-то скрытой или злой цели»

писатель Иво Андрич

Рис 1. Первые мостыМногие тысячелетия назад люди заметили, что очень просто перейти ручей по стволу упавшего дерева, случайно соединившего противоположные берега. Позже стали уже специально срубать деревья для укладки, их делали из распиленных бревен. Так появились первые мосты…

Мост - искусственное сооружение, возведенное через реку, озеро, овраг, пролив или любое другое физическое препятствие.

В мире существует огромное количество мостов и мостовых сооружений, которые выполняют очень значимую и полезную функцию для человечества. На свете нет ничего одинакового, так же и мосты отличаются между собой, как внешне, так и по различным функциям и критериям.

Мост может быть построен из разных строительных материалов, отличаться по области применения и т.д. (таблица 1). В настоящее время большое распространение получили мосты, построенные из металла и железобетона. Наши предки не брезговали строительством деревянных мостов, но в сегодняшнее время, в виду огромных требований по прочности и надежности, строительством деревянных мостов практически никто не занимается.

Таблица 1. Виды мостов

Самыми первыми появились балочные мосты. Ведь простейшая балка - это бревно, переброшенное через ручей. Вот вам и мост. Если же длины бревна не хватает, то можно вбить в дно деревянные или каменные устои и соединить их бревнами-балками. Тогда балочный мост становится многопролетным.

Первый известный историкам деревянный балочный мост с каменными устоями был построен в Вавилоне при царе Навуходоносоре II (605-562 до н.э.).

Рис 2. Мост «Британия»Однако балки из дерева недолговечны, а делать их из камня не так-то просто. Ведь нужен очень прочный раствор, способный удерживать на весу подогнанные каменные плиты. Поэтому балочные мосты вплоть до начала XIX века в основном использовались для переброски временных дорог через маленькие реки - там, где невыгодно было возиться с каменными мостами. Положение изменилось с появлением сварных железных конструкций. И в 1850 году инженер Роберт Стефенсон перебросил через пролив Менай (Рис 2), отделяющий северо-западную оконечность Уэльса от острова Англии, железнодорожный мост, получивший название "Британия".

В наши дни балочные конструкции мостов применяются в сложных транспортных развязках. Это очень удобно, потому что такую конструкцию можно изготовить на заводе и собрать мост на месте.

Рис 3. Мост через р. АпуримакЕще один тип мостов - подвесной. В дно не всегда можно вбить сваи (например, когда нужно перебросить мост, в глубоком ущелье). Тогда с берега на берег строители перекидывали прочные веревки или канаты и укладывали на них доски. Так появились висячие мосты. Самый известный из висячих мостов 45-метровый мост через реку Апуримак ( Рис 3) в Перу. Из трёх необычайно толстых канатов они сплетали трос - криснеху, превосходивший своей толщиной человеческое тело. Потом они перетягивали концы этих грандиозных канатов на другой берег реки и там намертво укрепляли их с обеих сторон на двух высоких опорах, высеченных в скалах. Инки соорудили его в середине XIV века и назвали "Уакачака", то есть "священный мост". Через 200 лет испанцы переименовали мост в честь святого Людовика. До середины XIX века по этому мосту переправляли людей и грузы.

Рис 4. Схема подвесного моста ФинлиВ 1796 году инженер из Пенсильвании Джеймс Финли предложил схему подвесного моста (Рис4), которая быстро стала общепризнанной: две большие башни-вышки (их называют мачтами или пилонами моста), между которыми переброшены цепи, поддерживающие проезжую часть.

Еще шире висячие мосты стали применяться, начиная с середины XIX века, когда получили распространение тросы, сплетенные из стальной проволоки (изобретены в 1820 году). Они гораздо прочнее кованых цепей, поэтому пять-шесть цепей можно было заменить на один-два каната. Кроме того, они надежнее: трос состоит из многих сотен отдельных нитей, так что разрыв одной из них совершенно не опасен.

Рис 5. Бруклинский мостВозможности стальных тросов стали ясны при строительстве Бруклинского моста (1869-1883) (Рис5), соединившего Манхэттен и Бруклин в единый мегаполис Нью-Йорк. Двухэтажный мост был переброшен на сорокаметровой высоте, а центральный пролет этого моста (расстояние между двумя опорами) шириною 487 метров - рекорд для того времени.

Рис 6. Мост Акаси КайкеПосле этого гигантские висячие мосты стали появляться один за другим. Висячий мост с самым большим на сегодняшний день свободным пролетом (1991 м) - Акаси Кайке (Рис6), соединяющий японские острова Хонсю и Сикоку (открыт в 1998 году). Мачты этого моста достигают в высоту 298 метров (то есть они почти такие же высокие, как Эйфелева башня). Полотно моста, рассчитанное на восемь автомобильных полос, поддерживают два кабеля диаметром 1,1 метра.

Рис 7. Мост ФабрицияПозже всех появились арочные мосты. Впервые они получили распространение в Древнем Риме. Римляне обратили внимание, что мосты, в которых пролет образует выгнутый дугой свод, гораздо прочнее, чем мосты с прямыми пролетами. Это и понятно: в арке вес моста распределяется более равномерно - не только на те две точки перекрытия, которые соприкасаются с опорами, как в балке, а на всю поверхность свода. Самым древним арочным мостом, из ныне действующих, является мост Фабриция (Рис 7) в Риме. Он был возведен в I веке и до сих пор этот мост используется как пешеходный.

После падения Римской империи многие инженерные достижения в области постройки арочных, подвесных и консольных мостов сохранились только в Китае, угаснув в Европе почти на восемь столетий. Совершенствуя их, китайские строители смело экспериментировали с формами и материалами.

Рис 8. «Великий каменный мост» или АньцзиСтарейший из сохранившихся китайских мостов и самый древний в мире однопролётный арочный мост - «Великий каменный мост» или Аньцзи (Рис8), построенный в 610г., он сохранился до наших дней и по-прежнему используется людьми. По методам древних инженеров, проявившихся в постройке этого моста, легли в основу традиционного китайского арочного моста. На этих принципах китайские строители строят арочные мосты и в наши дни, используя при этом уже не камень и дерево, а сталь и железобетон.

Дерево - старейший материал, используемый человеком для постройки мостов. А старейший деревянный мост в Европе - из числа сохранившихся - находится в швейцарском городе Люцерн.

Рис 9. Часовенный мостСегодня Люцерн пользуется славой одного из самых популярных у туристов городов Швейцарии, символом которого является Часовенный мост (Рис9). Его возвели в 1300 - 1333гг. (по другим сведениям - в1357-1367 гг.) Он необычен многим: и странным расположением - наискосок, под углом к берегу, и необычным художественным оформлением: его украшают десятки росписей на исторические темы. У южного конца моста прямо из воды встаёт восьмигранная Водяная башня. В римские времена она служила маяком для рыбаков и торговцев, лодки которых бороздили Люцернское озеро. От этой башни Люцерн и получил своё название (lucerna - «маяк»).

Рис 10. Карлов мостЗнаменитый Карлов мост (Рис10) в Праге - уникальное творение готики, один из ценнейших памятников средневековой Европы. Его знает весь мир. Однако на протяжении многих столетий мост именовали «Пражским» или «Каменным». Название «Карлов» он получил лишь в 1870 г., в честь короля Карла IV. К строительству моста приступили в 1357 г. Долгое время он являлся одним из крупнейших мостов в Европе. Протяжённость - 520 метров, ширина - 10 метров. Рассказывают, что из всех мостов в мире Карлов мост самый прочный, ибо при его постройке известь замешивали на яйцах.

Рис 11. Мост ВаньсяньВ XX веке мосты стали строить также из железобетона. Железобетонные пролеты мостов достигают сейчас трехсот метров. Рекорд по длине принадлежит мосту, близ китайского города Ваньсянь (провинция Сычуань)(Рис11) - 420 метров.

Рис 13. Дворцовый мост в Санкт -Петербурге

Рис 12. Древний подъёмный мостВ особую группу выделяют разводные мосты. Разводные мосты - это мосты с подвижным (разводным) пролётным строением для пропуска судов большой высоты. Самый древний тип разводного моста - это подъёмный мост (Рис12). Такие мосты строили при средневековых замках. С их помощью защищались от врагов: в случае опасности мосты поднимали над крепостным рвом, перекрывая путь внутрь крепостных стен. Современные разводные мосты строят на судоходных реках, каналах и через морские заливы. Разводное пролётное строение может быть поворотным, вертикально-подъёмным или раскрывающимся. Механизмы, приводящие в движение пролётные строения, располагаются внутри мостовых опор или в специальных башнях. Когда корабль подходит к разводному мосту, гидравлические или электрические подъёмники за несколько минут поднимают или поворачивают (в зависимости от конструкции моста) многотонное пролётное строение. Особенно красивы мосты с раскрывающимся центральным пролётом, например, Дворцовый мост в Санкт-Петербурге (Рис13) и мост Тауэр в Лондоне.

Люди с древнейших времен осваивали искусство мостостроения, создавая уникальные, долговечные, поражающие своим величием сооружения.

На сегодняшний день в мостостроении используются высокие технологии, совершенствуется строительная техника, упрощая сооружение мостовых конструкций.

Глава II. Значимость, временные и финансовые затраты

2.1. Значимость моста для школьников

Так много, так мало - одна лишь минута…
Влюбиться, расстаться, найти, потерять.
Одна лишь минута, нужна ведь кому-то…
Чтоб важное что-то найти и понять…

Время - самое драгоценное из всех средств, поэтому надо его ценить, беречь каждую минуту, успевать. А что если дорога от дома до школы и обратно занимает неоправданно много времени? Мои одноклассники и другие ребята, обучающиеся в Баранниковской школе, и проживающие в поселке Новом и селе Раздольном, тратят каждый день приблизительно 80 минут для того, чтобы иметь возможность получить образование, на которое они имеют право, согласно конституции РФ. Это все потому, что им приходиться ездить через город Камышлов. (приложение 1, выделено бордовым цветом).

В случае если имелась бы возможность добираться до школы «на прямую», минуя город Камышлов, дорога занимала бы гораздо меньше времени: минут 8-10 в одну сторону. Значит, около 60 драгоценных минут они тратят «впустую»(30 минут утром и 30 минут после школы). Мы провели опрос среди 48 обучающихся, с целью выяснить, куда бы они направили сэкономленное время.

Утро. Большинство учащихся (20 человек), ответили, что они не успевают по утрам кушать и за это время успели бы позавтракать, 15 человек желают подольше поспать, остальные повторили бы домашнее задание.

На вопрос, что бы они успели сделать за это же время после школы, 20 человек ответили, что за 30 минут отдохнули и поспали, 15 человек покушали, а 13 школьникам 30 минут вполне достаточно для выполнения домашнего задания по какому-либо предмету.

60 минут могут показаться незначительной цифрой, но в году 210 учебных дней:

210*60=12600 минут=210 часов=9 дней! А это уже не мало!

Ребята в школе обучаются 9 или 11 лет. Не трудно посчитать, что за все время обучения они потратят 9*9=81 день, или 9*11=99 дней только на дорогу.

Еще одной проблемой, связанной с отсутствием моста через реку, отсутствие возможности активно участвовать в жизни школы и класса, посещать кружки, секции, музыкальную школу. Связано это с тем, что ребят сразу после уроков развозят по домам. Если бы был мост, эта возможность у ребят появилась бы, так как после занятий, домой можно было уйти пешком, в теплое время на велосипеде, зимой-на лыжах. Об этом говорят сами ученики и их родители. Также прийти в школу самостоятельно они могли бы, если опоздали на автобус, или рейс был отменен, в виду поломки транспорта или перебоев с бензином.

Из всего вышесказанного следует, что строительство моста имеет большую значимость для обучающихся в Баранниковской школе.

2.2. Значимость моста для населения в целом

От отсутствия моста страдают не только школьники, но и другие жители этих двух поселков. Затруднения вызваны, прежде всего, тем, что село Раздольное и поселок Новый входят в состав Зареченского сельского поселения с административным центром в д. Баранникова, где находятся органы местного самоуправления, решающие вопросы местного значения, в частности выдачи справок и иных документов (справки о составе семьи, в военкомат, пенсионный фонд регистрация права собственности и т.д.). Таким образом, чтобы воспользоваться предоставляемыми услугами, жителям приходится ездить через город Камышлов в деревню Баранникова.

Ездить в Баранникова через Камышлов вынуждены и те люди, которые работают на Птицефабрике, а также родители тех детей, которые посещают Баранниковский детский сад.

Хорошо тем жителям, у которых имеется автомобиль, а остальные вынуждены пользоваться общественным транспортом.

Сложность состоит в том, что прямого автобуса из села Раздольного и поселка Нового до Баранникова нет, приходится делать пересадку в городе Камышлове. Это очень неудобно, так как расписание Раздольное - Новый - Камышлов, Камышлов-Баранникова (Табл.2,3) имеют достаточно сильное расхождение по времени.

Камышлов

Раздольное

Камышлов

7.05

7.20

7.35

8.30

8.45

9.00

10.00

10.25

10.40

12.30

12.50

13.05

14.00

14.25

14.40

16.20

16.40

17.00

17.50

18.20

18.40

Камышлов

Баранникова

Камышлов

6.06

6.26

6.46

8.06

8.26

8.46

10.06

10.26

10.46

12.36

12.56

13.14

14.46

15.06

15.26

17.06

17.26

17.46

18.50

19.10

19.30

Таблицы 2, 3. Расписание автобусов

Посчитаем сколько времени необходимо потратить на дорогу из села Раздольного в д. Баранникова и обратно.

Например, из с. Раздольного я выехала в 8.45, следовательно, в Камышлов я прибуду в 9.00, чтобы из Камышлова попасть в Баранникова мне придется часок погулять по городу (хорошо, когда погода располагает). Далее в 10.06 я выезжаю по нужному мне направлению, и в Баранниковой оказываюсь в 10.26. Иду в сельский совет, решаю важные для себя дела, на это у меня 2 часа, так как следующий автобус в город в 12.56 и в 13.14 я уже в Камышлове, на Раздольное я отправлюсь в 14.00(46 минут подождав), и в 14.25 я дома!

Таким образом, чтобы получить, например, справку о составе семьи, которую делают в течение 5 минут, я потрачу 6 часов 20 минут рабочего дня.

Посчитаем финансовые затраты. Билет от села Раздольного и поселка Нового до Камышлова стоит 25 р., от Камышлова до Баранникова-30р. Следовательно, дорога обойдется в 110 рублей, а это немало для жителей поселков с невысоким уровнем жизни.

Итак, для того, чтобы периодически перемещаться из одной деревни в другую через Камышлов, необходимы достаточно большие финансовые и временные затраты.

2.3. Расчет расходов на приобретение горюче-смазочных материалов и бензина. *

Расход бензина на 100 км

Норма расхода бензина на 100 км: летом (с 15 апреля по 15 ноября)-32,5л; зимой-35,7 л. Для удобства дальнейших расчетов найдем расход бензина в среднем на 1 месяц.

(32,5*6+35,7*4):10=33,78 литра бензина расходуется в среднем на 100 км.

Расход бензина в литрах за месяц

№п/п

Маршрут

Ко-во рейсов в месяц

Расстояние за 1 рейс

Всего (км)

1

Баранникова-Раздольное-АЗС-Баранникова

25

48

1200

2

Баранникова-пос. Новый-Раздольное-Баранникова

25

48

1200

3

Баранникова-пос. Новый-Раздольное-Баранникова

25

48

1200

4

Баранникова-пос.Новый -АЗС-Баранникова

25

48

1200

Итого км в месяц

4800

Итого км в год

48000

Потребность бензина в месяц в литрах

1621,44

Расход ГСМ за год

№ п/п

Наименование

Кол-во литров, кг в месяц

Цена за 1 литр, кг(руб)

Сумма, руб.

1

Бензин

1621,44

29,54

47897,34

2

Моторные масла

26

112

2912

3

Трансмиссионные масла

5

100

500

4

Тосол

1,2

70

84

Итого в месяц

51393,34

Итого в год

513933,4

*- сведения предоставлены бухгалтерией МКОУ Баранниковская СОШ

Таким образом, на содержание автобуса и бензин расходуется чуть больше полумиллиона в год, внушительная сумма, если учесть, что существенную часть этих денег можно было экономить при наличии моста.

2.4. Износ транспорта.

В год школьный автобус от Баранникова до Раздольного и Нового через Камышлов проходит 48000 км, минуя Камышлов он прошел бы в 5 раз меньше-около 9600 км.

Ни для кого не секрет, что физический износ транспорта зависит от пробега. Посчитаем, сколько процентов будет составлять физический износ автобуса, находящегося в эксплуатации на протяжении 5 лет, для того и другого случаев (табл.6). Для этого использовали методику оценки online по системе Министерства транспорта РФ (omegaocenka.ru/ocenka-online/).

Маршрут

Физический износ(%)

1 год

2 года

3 года

4 года

5 лет

Через Камышлов

19

34

47

57

65

Через мост

16

28

40

49

57

Таблица 6. Физический износ транспорта

Естественно, сокращая расстояние, уменьшается процент физического износа, соответственно, для автобуса, потребуется меньше затрат на техническое обслуживание и ремонт.

2.5. Приблизительные затраты на строительство моста

Трудно ли построить мост? Казалось бы, что нет ничего сложного. Железобетонный или металлический пролёт перекинут через определенное препятствие, и представляет собой, собственно говоря - простейший мост. Но на самом деле в строительстве любого современного мостового сооружения имеются очень сложные процессы, выполнение которых возможно лишь настоящими профессионалами своего дела.

В России, как и во всём мире, существует большое количество специализированных организаций, выполняющих весь комплекс работ по строительству мостов. Как и в любой сфере строительства среди российских мостостроительных компаний имеются свои лидеры - мостовые строительные организации, зарекомендовавшие себя с лучшей стороны, и построившие не один десяток мостов. По словам жителей, для строительства моста, подошли бы два места.

Для того чтобы иметь представление о том, какие приблизительные финансовые вложения нужны для строительства нашего моста, мы связались с двумя такими фирмами, одна расположена в Екатеринбурге, другая-в Тюмени.

Мы встретились с ведущим инженером ЗАО «Тюменьгражданпроект» Кочневым В.С., который дал нам консультацию, в ходе которой мы выяснили, что строительство моста, по самым скромным расчетам, обойдется примерно в 20 - 25 миллионов.

Кроме этого, мы проконсультировались по телефону по поводу примерной стоимости моста со специалистом «Мостинжстрой», который также сказал, что на строительство данного моста нужно будет потратить приблизительно 20 000 000 рублей.

Сумма, на первый взгляд большая, но в масштабах Свердловской области, тем более Российской Федерации, это не такие большие деньги.

Кроме того, по данным, на этой территории наблюдается прирост населения, а значит, мост будет востребован не одно десятилетие.

Необходимость строительства моста очевидна. Во - первых, упрощается подвоз обучающихся в школу и обратно; во-вторых, происходит экономия средств школьного бюджета; в - третьих, у школьников появляется возможность посещать кружки, секции; в - четвертых, экономия средств и времени местного населения.

Заключение

На купюрах европейской валюты евро изображены мосты. Дизайнер Центрального банка Австрии Роберт Калина, предложивший образ мостов, объяснил свою идею так: "Это простой символ, он понятен всем. Мосты соединяют людей».

И нам необходимо, чтобы наши населенные пункты были соединены.

Выполнив эту работу, мы убедились, насколько большое значение имеет строительство моста для жителей деревень. Это не только экономия финансовых и временных ресурсов, но и возможность активно участвовать в жизни школы и поселения. Обучающиеся смогли бы посещать кружки и секции, а взрослые жители - концерты, выступления, соревнования, проводимые в д. Баранникова. Теперь, на вопрос «Нужен ли мост?», я могу с уверенностью ответить: «Конечно, нужен!!!».

Еще одним итогом нашей работы стало опубликование статьи «Уральские школьники решили построить мост через реку», написанной по материалам нашего проекта и опубликованной на Российской федеральной ленте ИТАР-ТАСС, кроме этого, проблемой заинтересовались и другие рейтинговые СМИ, например, радиостанция «ЭХО Москвы», телеканал Россия Урал.

Слова благодарности хотелось бы выразить всем тем, кто содействовал в создании проекта, предоставил информацию: Михаленко В.В., Бабиновой Л.П., Кочневу В.С., Шавкуновой Н.А., бухгалтерии Баранниковской школы и др.

Я очень надеюсь, что привлечение внимания общественности сдвинет эту проблему с места и мы, в скором времени, увидим, как по мосту через реку Пышму проезжают автомобили и идут пешеходы.

Список литературы:

1. 100 великих чудес инженерной мысли/ А.Ю. Низовский.- М.: Вече, 2014. - 432 с. (100 великих)

2. Смирнов В.А. Висячие мосты больших пролетов. - М.: Высшая школа,1970. - 408с.: ил.

3. mostow.ru/klassifikaciya-oblast.php

4. dic.academic.ru/dic.nsf/enc_tech/1005/разводной

5. mosti.ru/iz-kakix-materialov-stroyat-mosty/

6. hotcooltop.com/article117.html

7. ru.wikipedia.org/wiki/Мост

18