2.2. Вариант 2.

2.2.1. Определение схемы моста.

Число опор, попадающих в воду равно двум (n = 2). В этих условиях необходимая длина моста поверху составит :

L_n = 42 + 2∙2,6 + 3·(17,9 -0,5(13,0 – 10,1)+10,1) + 2·0,75 = 67,8 м.

Устои приняты свайные. Длина крыла устоя поверху при пролете примыкающих балок 16,5 и 27,6 м составляет 5,3 м. С учетом расстояния между торцами балок по 0,05 м фактическая длина моста при принятых конструкциях составит :

L_ф = 16,5·2 + 27,6 + 5,3 +3,75+ 4·0,05 = 69,85 м.

Эта длина больше необходимой на

2.2.2. Определение расхода строительных материалов и стоимости.

1. Пролетные строения.

Объем железобетона пролетного строения полной длиной 16,5 м с ездой поверху 35,21 м³. Объем железобетона пролетного строения полной длиной 27,6 м с ездой поверху 83,00 м³

Промежуточные опоры

2. 2 опоры высотой 5,3 и 6,7 м принимаем в виде сборно-монолитных конструкций.

Объем железобетонных блоков опоры высотой 5,3 м составляет ориентировочно

.

Бетон омоноличивания блоков и бетон заполнения опоры высотой 5,3 м составляет ориентировочно

.

Объем железобетонных блоков опоры высотой 6,7 м составляет 38,3 м³

Бетон омоноличивания блоков и бетон заполнения опоры высотой 6,0 м составляет

2,4+56,4 = 58,8 м³

Объем ростверка высотой 1,6 м из монолитного железобетона примем с размерами в плане 8,63,6 при скосах (для улучшения условий обтекания) по 0,5 м :

1,6·(3,6·8,6 - 4·0,5·0,5·0,5) = 48,8 м³ .

2. Столбы.

Определяется необходимое количество полых столбов из центрифугированного железобетона диаметром 100 см длиной 13 м, заполняемых после погружения бетонной смесью.

Для промежуточной опоры высотой 5,3 м получено :

N_пр.стр. = 1,1·(35,21 + 83,00)_.·2,5·0,5 = 162,5 тс; N_оп = 1,1·(30,3+46,5+48,8)·2,4 = 331,6 тс;

ΣN = 360,6 + 103,2 + 162,5 + 331,6 = 957,9 тс.

Несущая способность каждого столба диаметром 100 см длиной 13 м сваи по грунту Р_д составляет около 220 тс.

Примем 8 столбов диаметром 100 см длиной 13 м под опору.

Объем полых столбов при толщине стенки 10 см из расчета 8 штук на опору

Объем бетона для заполнения полых свай

Для промежуточной опоры высотой 6,7 м получено :

N N_пр.стр. = 1,1·(35,21 + 35,21)_.·2,5·0,5 = 290,5 тс; N_оп = 1,1·(58,8+38,3+48,8)·2,4 = 385,2 тс;

ΣN = 293 + 77,2 + 290,5 + 385,2 = 957,9 тс.

Несущая способность каждого столба диаметром 100 см длиной 15 м сваи по грунту Р_д составляет около 250 тс.

Примем 8 столбов диаметром 100 см длиной 15 м под опору.

Объем полых столбов при толщине стенки 10 см из расчета 8 штук на опору

Объем бетона для заполнения полых свай

2. Устой.

Объем железобетона оголовка устоя под пролетное строение длиной 16,5 м состовляет 40,0 м³, устоя под пролетное строение длиной 27,6 м - 46,0 м³.

Объем 9 полых свай диаметром 60 см длиной 10 м при толщине стенки 10 см.

Объем бетона для заполнения полых свай

Объемы работ и определение стоимостей конструктивных элементов приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3.

Определение стоимостей конструктивных элементов по варианту 2.

Наименование работ	Единица измерения	Количество	Стоимость единицы измерения, руб.	Общая стоимость, тыс. руб.
Изготовление и монтаж пролетного строения из преднапряженного железобетона длиной 27,6 м	1 м3	83,0	380	31,5
Изготовление и монтаж пролетного строения из преднапряженного железобетона длиной 16,5 м	1 м3	35,21	380	13,4
2. Сооружение промежуточной опоры высотой 5,3 м
Изготовление и погружение железобетонных полых буро-набивных столбов диаметром 100 см длиной 13 м	1 шт. / 1м3	8 / 29,4	340	10,0
Устройство ростверка из монолитного железобетона	1 м3	48,8	140	6,8
Устройство тела опоры из сборного железобетона	1 м3	30,3	250	7,6
Омоноличивание тела опоры бетоном и цементным раствором (с учетом заполнения столбов)	1 м3	98,7	70	6,9
Промежуточная опора полностью				31,3
3. Сооружение промежуточной опоры высотой 6,7 м
Изготовление и погружение железобетонных полых буро-набивных столбов диаметром 100 см длиной 15 м	1 шт. / 1м3	8 / 33,9	340	11,5
Устройство ростверка из монолитного железобетона	1 м3	48,8	140	6,8
Устройство тела опоры из сборного железобетона	1 м3	38,3	250	9,6
Омоноличивание тела опоры бетоном и цементным раствором (с учетом заполнения столбов)	1 м3	119,1	70	8,3
Промежуточная опора полностью				36,2
4. Сооружение устоя под пролетное строение длиной 16,5 м
Изготовление и погружение железобетонных полых свай диаметром 60 см длиной 10 м	1 шт. / 1м3	9 / 12,1	340	4,1
Устройство оголовка устоя из монолитного железобетона	1 м3	40,0	140	5,6
Заполнение бетоном полых свай	1 м3	13,7	70	1,0
Устой полностью				10,7
5. Сооружение устоя под пролетное строение длиной 27,6 м
Изготовление и погружение железобетонных полых свай диаметром 60 см длиной 10 м	1 шт. / 1м3	9 / 12,1	340	4,1
Устройство оголовка устоя из монолитного железобетона	1 м3	46,0	140	6,4
Заполнение бетоном полых свай	1 м3	13,7	70	1,0
Устой полностью				11,5

Определение общей стоимости моста приводятся в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Определение общей стоимости по варианту 2.

Наименование конструктивных элементов	Количество однотипных элементов	Стоимость, тыс. руб.
		Одного элемента	Общая
Пролетное строения из преднапряженного железобетона lп = 27,6м	1	31,5	31,5
Пролетное строения из преднапряженного железобетона lп = 16,5м	2	13,4	26,8
Промежуточная опора высотой 5,3 м	1	31,3	31,3
Промежуточная опора высотой 6,7 м	1	36,2	36,2
Устой под пролетное строение длиной 16,5 м	1	10,7	10,7
Устой под пролетное строение длиной 27,6 м	1	11,5	11,5
Полная стоимость моста			148,0

2.3. Сравнение вариантов.

По варианту 1 капитальные затраты составят 119,4 тыс. руб., по варианту 2 – 148,0 тыс. руб.

При переходе от двухпролетной схемы к трехпролетной общая стоимость повысилась на 28,6 тыс. руб. К расчету принимается вариант 1.

3. Расчет пролетного строения.

Расчет выполняется для типового балочного двухблочного пролетного строения длиной 23,6 м из предварительно напряженного бетона с ездой на балласте (Рис 3.1, а).

3.1. Расчет проезжей части пролетного строения.

3.1.1. Определение расчетных усилий.

Рис. 3.1. Расчетная схема плиты проезжей части.

Наружная и внутренняя плита работает под вертикальной нагрузкой как консоль защемленная одной стороной в ребре балки (рис. 3.1). На внутренней консоли нагрузки считается равномерно распределенными по всей длине, а на наружной консоли учитывают распределение нагрузок на участках разной длины и действие сосредоточенных сил от массы перил и тротуаров.

l_к = 0,9 - 0,13 = 0,77 м;

l₁ = 1,7 - 0,9 - 0,13 = 0,67 м; l₂ = 1,99 - 0,9 - 0,13 = 0,96 м;

l₃ = 2,09 - 0,9 - 0,13 = 1,06 м; l₄ = 2,66 - 0,9 - 0,13 = 1,63 м;

0,5b_т = 0,285 м.

Нормативные постоянные нагрузки при расчетной ширине участка плиты вдоль пролета от собственной массы:

односторонних металлических перил Р_п = 0,07 тс/м;

железобетонной плиты тротуара Р_т = h_тb_тγ_жб = 0,1·0,57·2,5 = 0,14 тс/м;

плиты балластного корыта q_пл = h_плγ_жб = 0,2·2,5 = 0,5 тс/м²;

балласта с частями пути q_б = h_бγ_б = 0,5·2,0 = 1,0 тс/м².

Нормативная временная нагрузка от подвижного состава

Временная равномерно распределенная нагрузка от массы материалов пути и балласта, сложенных на тротуаре при ремонте пути, принимается p_б = 1,0 тс/м². Эту нагрузку не учитывают совместно с временной нагрузкой от подвижного состава.

Коэффициент перегрузки постоянных нагрузок Р_п, Р_т, q_пл и временной нагрузки p_б принимается n₁ = 1,1, постоянной нагрузки q_б - n₂ = 1,3. Коэффициент перегрузки временной нагрузки от подвижного состава и динамический коэффициент 1 + μ вычисляется по формулам:

n_вр = 1,3 - 0,003λ = 1,3 - 0 = 1,3;

1. Усилия при расчете на прочность:

для наружной консоли в сечении 1 при действии временной нагрузки от подвижного состава

Q₁ = n₁(P_п + P_т + q_плl₃) + n₂q_бl₂ + n_вр(1 + μ)pl₁ = 1,1(0,07 + 0,14 + 0,51·1,06) + 1,3·1,0·0,96 + + 1,3·1,5·7,65·0,67 = 12,1 тс/м.

для наружной консоли в сечении 1 при действии временной нагрузки от массы материалов пути и балласта временно сложенных на тротуаре

Q₁ = n₁(P_п + P_т + q_плl₃) + n₂q_бl₂ + n₁p_бb_т = 1,1(0,07 + 0,14 + 0,5) + 1,3·1,0·0,96 + 1,1·1,0·0,57 = = 2,67 тс/м.

для внутренней консоли в сечении 2

Q₂ = [n₁q_пл + n₂q_б + n_вр(1 + μ)p]l_к = [1,1·0,5 + 1,3·1,0 + 1,3·1,5·7,65]·0,77 = 12,91 тс/м.

2. Усилия при расчете на выносливость и по раскрытию трещин.

Рассчитываются при коэффициентам перегрузки n₁ = n₂ = n_вр = 1,0 и динамическом коэффициенте :

для наружной консоли в сечении 1

Q'₁ = P_п + P_т + q_плl₃ + q_бl₂ + (1 + μ)pl₁ = 0,07 + 0,14 + 0,5·1,06 + 1,0·0,96 + + 1,33·7,65·0,67 = 8,52 тс/м.

для внутренней консоли в сечении 2

Q'₂ = [q_пл + q_б + (1 + μ)p]l_к = [0,5 + 1,0 + 1,33·7,65]·0,77 = 8,99 тс/м.