42

ЗМІСТ

ВСТУП 3

Розділ 1. Загальні положення 6

1.1. Вихідні дані та склад проекту 6

1.2. Загальна характеристика місцевих умов 7

Розділ 2. Ескізне проектування моста 9

2.1. Визначення об’ємів матеріалів 9

_{Розділ 3}. Визначення кошторисної вартості мостового переходу 17

Розділ 4. Розрахунок плити баластового корита залізобетонної прогонової будови 18

4.1. Постановка задачі та вихідні дані 18

4.2 Визначення зусиль в плиті баластового корита 19

4.3. Підбір перерізу плити 24

4.4. Розрахунок плити на міцність за згинальним моментом 26

4.5. Розрахунок плити на витривалість за згинальним моментом 27

4.6. Розрахунок плити на міцність за поперечною силою 30

4.7. Розрахунок плити на тріщиностійкість 31

Розділ 5. Розрахунок поперечної балки металевої прогонової будови 34

5.1. Розрахункова схема, навантаження, визначення зусиль 34

5.2. Підбір та перевірка перерізу поперечної балки 37

Поперечна балка конструюється у вигляді зварного симетричного двотавра поперечний переріз якого складається з двох горизонтальних листів (поясів) та одного вертикального листа (стінки). Схема та основні розміри поперечного перерізу поздовжньої балки показані на рис. 5.3. 37

5.3. Перевірка перерізу балки на міцність за нормальними напруженнями 38

Перевірка балок за нормальними напруженнями проводиться за формулою 38

5.4. Перевірка перерізу балки за нормальними напруженнями на витривалість 39

5.5. Перевірка перерізу балки за дотичними напруженнями 40

5.6. Перевірка стінки балки при сумісній дії нормальних та дотичних напружень 41

Список використаної літератури 42

ВСТУП

Винахід залізобетону як будівельного матеріалу став справжнім науковим відкриттям в області будівництва та проектування штучних споруд. Перші конструкції з армованого бетону мали певні недоліки внаслідок недостатньо об­ґрунтованої теорії їх розрахунку, однак завдяки наполегливій праці вітчизняних та зарубіжних вчених ця галузь науки стала швидко розвиватися. Недосяжні до того конструктивні форми, розміри та інші параметри конструкцій стали втілю­ватись в життя, і цей процес не зупиняється і сьогодні.

Застосування залізобетону для зведення мостових конструкцій дозволило перекривати значно більші прогони, ніж ті, якими обмежувалися проектуваль­ники дерев'яних та кам'яних мостів. Відкрились можливості створення лінійно простягнених балкових прогонових будов, аркових конструкцій, рамних сис­тем. Залізобетонні проміжні та берегові опори стали значно меншими та надій­нішими.

Загальна теорія роботи залізобетонного елементу передбачає наявність всередині бетонного елементу окремих сталевих стержнів (арматури), що до­зволяє розподілити зусилля та напруження різних знаків між принципово різ­ними за фізичною-природою матеріалами. Бетон як--штучно «створений камінь добре працює на стиснення, однак сили внутрішнього опору розтягненню (реа­кції) в ньому майже відсутні. Ця умова не дозволяє використовувати його без арматури в конструкціях, які зазнають згинання. Зусилля згинання, що викли­кають розтягнення волокон елементу, сприймаються безпосередньо арматур­ними стержнями.

Правила проектування будівельних конструкцій, в тому числі залізобетон­них, чітко регламентують порядок їх розрахунку. На території СНД в якості ос­новної методики розрахунку будівельних конструкцій прийнята методика гра­ничних станів. Граничний стан - це такий неприпустимий стан конструкції, по досягненню якого порушуються умови її нормальної експлуатації, або експлуа­тація зовсім неможлива. Перевірки елементів мостових конструкцій за всіма групами граничних станів під час проектування є обов'язковими, тому якість майбутньої штучної споруди залежить від поєднання інженером-конструктором в проекті суто наукових підходів, основаних на загальних курсах опору матері­алів, будівельної, теоретичної механіки, з діючими нормативними вимогами та сучасними архітектурними поглядами.

Характерною особливістю вітчизняного мостобудування є широке засто­сування попередньо напружених залізобетонних конструкцій, головним чином збірних. Економічною перевагою залізобетонних мостів є значно менші витра­ти металу в порівнянні зі сталевими мостами та зниження експлуатаційних ви­трат.

Залізобетонним попередньо напруженим мостам можна надати різномані­тні форми, які задовольняють комплексу конструктивних, технологічних та ар­хітектурно-планувальних вимог. Спорудження мостів великих прогонів індуст­ріальними методами з елементів повною заводської готовності є однією з важ­ливих технологічних переваг збірних залізобетонних мостів.

До найбільш характерних систем залізобетонних попередньо напружених прогонових будов, які реалізовані в існуючих залізничних та автодорожніх мо­стах, можна віднести наступні:

• балково-розрізні (балковий прогін досягає 65 та 70 м на мостах через Пі­внічний Буг в Ніколаєві та Волгу в Саратові);

• балково-нерозрізні (великий прогін 166 м застосований на мосту через р. Волгу в Саратові);

• балково-консольні з центральним шарніром (прогін 148 м на мосту через р. Москву);

-балково-консольні з підвісними прогонами (на мосту через р. Дон в Рос­тові перекрито прогін 131,6 м); -

-рамно-консольні з центральним шарніром всередині прогону (прогін 124 м на мосту через р. Волхів);

- консольно-нерозрізні (прогін 79 м на мосту Олерон-Континент у Франції загальною довжиною 2800 м);

- рамно-консольні з підвісними прогонами (прогін 148 м на мостах через р. Волгу у Ярославлі та Костромі);

• рамні з похилими стійками;

• арково-розпірні (прогін 228 м на мосту через р. Дніпро в Запоріжжі);

• арково-консольні (прогін 123 м на мосту через р. Дніпро в Києві);

• вантові (прогін 144 м на мостовому переході через р. Дніпро в Києві);

- комбіновані (міст через р. Москву біля Лужників прогонами 45+108+45 м).

Серед балкових та рамних залізобетонних мостів великі прогони 208 та 230 м мають мости через р. Рейн біля Бендорфу (Німеччина) та бухту Урадо бі­ля м. Коті (Японія).

В мостах під залізницю для перекриття середніх та великих прогонів за­стосовують обмежену кількість систем прогонових будов із залізобетону. Про­гони до 33 м перекриваються балковими розрізними прогоновими будовами із суцільно перевозимих попередньо напружених залізобетонних балок. Для біль­ших прогонів на залізничних мостах в деяких випадках застосовуються аркові збірні залізобетонні прогонові будови.

За часів СРСР були розроблені та побудовані під залізницю збірні попере­дньо напружені прогонові будови їздою низом: аркової конструкції з затяжкою прогонами 44, 55 та 66 м; балкової конструкції прогоном 55 м з решітчастими фермами трьох типів.

Балкові мости є найбільш розповсюдженими. Вони прості та зручні для будівництва завдяки нескладним формам розрізних прогонових будов, малим розмірам опор та можливості застосування економічних типів фундаментів. Ро­зрізна конструкція дозволяє найбільш повно задовольняти, основним вимогам, що висуваються до збірних балок індустріального виготовлення. Прогонові бу­дови такого типу в залізничних мостах знаходять застосування переважно з прогонами до 33 м.

Нерозрізні балкові прогонові будови в порівнянні з розрізними мають ме­нші величини згинальних моментів в прогоні, а отже, і меншу висоту та розмі­ри поперечного перерізу головних балок. Можливість зменшення будівельної висоти балок в прогоні та розмірів опор, зниження витрат сталі і бетону, варто­сті будівництва є важливою економічною перевагою мостів нерозрізних систем. В нерозрізній системі зазвичай досягається економія в об'ємі кладки опор за рахунок розміщення на проміжних опорах тільки однієї опорної частини (по фасаду моста) замість двох у розрізних системах. Крім того, вертикальних опо­рний тиск від нерозрізної прогонової будови передається на опору центральним та викликає в перерізах опори рівномірно розподілені стискаючі напруження. Застосування балок постійної висоти дозволяє надати залізобетонним нерозрізним мостам стрункість та архітектурну скінченність, особливо в поєднанні з тонкостінними або гнучкими проміжними опорами.

Розділ 1. Загальні положення

1.1. Вихідні дані та склад проекту

Розроблення ескізного проекту мостового переходу розглядаю на наступному прикладі.

Основними даними проекту є:

профіль переходу з геологічним розрізом: 6;

клас річки: 7;

отвір мосту: L₀=165м;

підмостовий габарит: ДСТУ 26775-85;

тип мосту: залізничний;

тимчасове вертикальне розрахункове навантаження: С13,9;

бетон плити баластного корита: В35;

сталь плити баластного корита: А- ІІІ;

товщина плити баластового корита: 12,7 см;

балка металевої прогонової будови: поперечна;

сталь металевої прогонової будови: 15ХСНД-12;

довжина панелі металевої прогонової будови: 7,3м;

відстань між осями головних ферм металевої прогонової будови: 5,5м;

висота балки металевої прогонової будови: 1,6 м.

Згідно завдання на проектування необхідно скласти два варіанти мостово­го переходу за попередньо визначеними схемами з використанням залізобетон­них прогонових будов (типових та нетипових), залізобетонних проміжних опор та стоянів. В фундаментах опор планується використовувати типові залізобе­тонні палі, бурові стовпи, колодязі або оболонки. За складеними варіантами мостового переходу визначається їх укрупнювальний кошторис та на основі за­гального порівняння техніко-економічних показників (вартість, обсяги робіт тощо) робиться відповідний висновок та обирається більш доцільний для даних умов варіант.

В другій частині проекту необхідно розрахувати обрану прогонову будову за обома граничними станами на сполучення постійного та тимчасового наван­таження, підібрати її переріз, визначити параметри армування та зробити опа­лубне креслення.

Під час виконання проекту використовуються наступні нормативні та до­відкові документи:

• ДБН В.2.3.14-2006 «Споруди транспорту. Мости та труби. Правила проектування»;

• СНиП 2.01.14-83 «Определение расчетных гидрологических характерис­тик»;

• СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты»;

• СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы»;

• СНиП 2.06.04-82* «Нагрузки и воздействия на гидротехнические соору­жения»;

• ДСТУ Б.В.2.3-1-95 «Споруди транспорту. Габарита підмостові суднопла­вних прогонів мостів на внутрішніх водних шляхах. Норми і технічні вимоги»;

• діючі сортаменти виробничих підприємств України та інша довідкова лі­тература.

• Вибірки із ДБН та СНиПу представлені в Додатках 1-7.

1.2. Загальна характеристика місцевих умов

Поздовжній профіль мостового переходу характеризується повільним зни­женням відміток від берегу до руслової частини водотоку.

На основі проведених гідрологічних вишукувань отри­мані наступні дані. Відмітка рівню високої води - ↓ РВВ 29.15 м, відмітка рівню меженної води - ↓ РМВ 24.45 м.

Річка є судноплавною, клас водних шляхів згідно ДСТУ Б.В.2.3-1-95 скла­дає VII. Відповідно цього класу підмостові габарити, мають обрис, показаний нарис. 1.1.

Рис. 1.1 Підмостові габарити

Підмостові габарити встановлюються на розрахунковому судноплавному рівні, відмітка якого

↓ РСР= ↓РВВ - 0,5 = 29,15 - 0,50 = 28,65 (м)

Внаслідок того, що залізобетонні прогонові будови мають відносно неве­ликі розрахункові довжини, розташування підмостових габаритів по довжині профілю враховує наявність проміжної опори між ними. Типові конструкції залізобетонних проміжних опор залізничних мостів мають ширину вздовж мосту 2,0...3,0 м, тому відстань між габаритами призначається не менше 4,0 м.

Мостове полотно з їздою на баласті, товщина баласту після укладання колії 0,35м. Шпали - типові дерев'яні, довжиною 2,7 м або залізобетонні, епюра шпал на мостовому переході звичайна. Рейки залізничні типу Р65, від­стань між рейками 1520мм. На балкових прогонових будовах передбачаєть­ся влаштування зовнішніх металевих тротуарних консолей (з кожного боку) загальною шириною 0,57 м. Тротуари захищаються з зовнішнього боку ти­повими металевими перилами. Відмітка підошви рейки ↓ ПР 38,67, відмітка бровки насипу - ↓ БН 37,77.

Проміжні та берегові опори, а також фундаменти запроектовані залізобе­тонними. Конуси насипів зводяться механізованим способом з насипного ґрунту. Після укладання зовнішні грані насипу ущільнюються та укріплю­ються типовими залізобетонними плитами розміром 1 х 1 м.

За варіантом підраховується відповідна величина отвору мосту, яка ви­значається безпосередньо розмірами проміжних опор за рівнем ↓ РВВ, а та­кож проектним положенням конусів насипу: L_отв = 165 м.

Маємо задовільну розбіжність по варіанту між значеннями дійсного отвору мосту з заданим: