Содержание
1 Системотехническая часть 2
Схемы неразрезных, консольных и рамных систем 10
Конструктивные формы пролетных строений 24
Выводы по главе 27
Изучив все виды конструкций мостов, ознакомившись с их достоинствами и недостатками, было принято решения взять за основу балочную конструкцию. 27
2 Анализ существующих средств решения задачи 28
2.1 Обзор программных средств. 28
Выводы по главе 38
3 Специальная часть 39
3.1 Визуализация проекта в Inventor. 39
Строим стеклянное покрытие . Строим дуги радиусом 3м. и 2.96 м. соответственно и так же соединяем их края , выталкиваем на 40 м. и задаем материал «Стекло». Модель изображена на рисунке 3.17. 41
3.2 Построение и расчет модели в APM Structure 3d 45
После открытия программы APM Structure 3d,появляются 4 работих окна , мы можем работать в любой из них. 45
Выводы по главе 55
Заключение 56
Список используемой литературы 57
Приложение А. CD диск с презентационными материалами
Введение
Мосты представляют собой искусственные сооружения, прерывающие земляное полотно дороги; движение автомобилей происходит по пролетному строению моста, поддерживающему ездовое полотно и расположенному на опорах, которые передают давление пролетных строений на грунт.
В Средние века в Европе с развитием торговых и военных отношений между городами и странами стали появляться первые инженеры-проектировщики, в результате деятельности которых мостовые сооружения стали более широким, прочными, а некоторые из них в длину могли достигать более 70 метров. В XVIII веке, помимо каменных мостов, при проектировании и строительстве стали использоваться металлические конструкции. Первый подобный мост, выстроенный из металла и отличавшийся на удивление качественными характеристиками, был построен в 1779 году, в английском городе Колбрукдейле.
В наше время для построения моделей мостов и расчета их на устойчивость используются CAE системы. CAE системы — это разнообразные программные продукты, позволяющие при помощи расчётных методов (метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод конечных объёмов) оценить, как поведёт себя компьютерная модель изделия в реальных условиях эксплуатации. Помогают убедиться в работоспособности изделия, без привлечения больших затрат времени и средств.
Системотехническая часть
Классификация мостов
Классификация мостов по назначению
Мосты представляют собой инженерные сооружения, позволяющие проложить транспортную магистраль над встретившимися препятствиями.
Известны разнообразные типы мостов, различающиеся по назначению, конструкции и архитектуре. Компоновка и конструкция моста в значительной степени определяется характером препятствия, преодолеваемого транспортной магистралью в месте постройки сооружения. Чаще всего мосты строят через водные преграды: реки, озера, морские проливы , как показано на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Городской мост
Объем работ и стоимость строительства определяются размерами моста, топографией и геологией местности, режимом водотока под сооружением. При прокладке дорог наибольшее число мостов обычно приходится строить через многочисленные малые реки, которые пересекают трассу дороги[12].
Если расчетные расходы воды, которые должны быть пропущены под сооружениями, невелики, то при ограниченной высоте насыпи мосты заменяют водопропускными трубами, укладываемыми в тело насыпи как показано на рисунке 1.2. Земляное полотно дороги при этом полностью не прерывают, что позволяет получить экономию в стоимости и сократить сроки строительства. Размеры труб стандартизированы, а их конструкция допускает широкое использование строительных механизмов при монтаже. В настоящее время широко применяют железобетонные и металлические трубы. Необходимо заметить, что в районах с суровыми климатическими условиями в ряде случаев приходится отказываться от применения труб из–за опасности образования наледей.
Рисунок. 1.2 – Водопропускная труба
Постройка мостов через большие водные преграды требует значительных материальных затрат и выполняется после проведения тщательных изысканий. В горах и при прокладке дорог в пересеченной местности приходится строить мосты через долины и ущелья. При этом длина сооружений не будет связана непосредственно с шириной водотока по дну долины. Такие мосты называют виадуками ,как показано на рисунке 1.3. Общая длина виадуков определяется рельефом местности вдоль намеченной трассы дороги. Виадуки часто располагают на уклонах и кривых.
Рисунок.1.3 – Виадук
При выборе размеров и конструкции мостов в необходимых случаях учитывают некоторые специфические условия: возможность появления камнепадов, снежных лавин, сейсмичность района строительства.
Развитие транспортной сети требует устройства и оборудования пересечений дорог. Наиболее удобны в эксплуатации пересечения в разных уровнях, для которых сооружают мосты–путепроводы ,как показано на рисунке 1.4. С увеличением скорости движения транспортных средств роль путепроводов возрастает, так как экономический ущерб, связанный с потерей времени на перерывы движения, делает нерентабельным устройство и надлежащее оборудование дорожных переездов в одном уровне. Особенно большое значение имеет постройка путепроводов на подходах к крупным городским центрам, а также в пределах железнодорожных станций со значительным путевым развитием [10].
Рисунок. 1.4 – Путепровод
Обеспечение удобных подходов к мостам, а также устройство развязок многочисленных полос движения часто осуществимы только при замене земляного полотна дорог мостами–эстакадами ,как показано на рисунке 1.5. Во многих крупных городах Западной Европы, США и Японии устраивают многоярусные эстакады, которые образуют сложные транспортные узлы и имеют большую протяженность. В Нью–Йорке, Токио, Осака, Берлине на эстакадах проложены линии городских железных дорог.
Рисунок. 1.5 – Эстакада
В Токио и Осака эстакады в ряде случаев проходят вдоль реки или канала, причем столбчатые опоры располагаются в воде. Это вызвано высокой стоимостью земли в пределах городской территории, пригодной для застройки жилыми домами. Устройство эстакад может быть экономически оправданным также при прокладке дорог в особо сложных геологических условиях.
В античную эпоху часто строили мосты–водопроводы (акведуки). Архитекторы и строители древнего Рима, используя труд рабов, создали ряд замечательных каменных акведуков, некоторые из которых сохранились до наших дней ,как показано на рисунке 1.6. К акведукам близки по своему назначению мосты–каналы, позволяющие проложить водный путь над дорогой, рекой или местностью, отметки поверхности которой ниже уровня воды в канале.
Рисунок. 1.6 –Акведук
В специальную группу могут быть выделены разводные мосты различных систем. Разводные мосты обеспечивают проход больших судов при относительно малой высоте моста, что позволяет, как правило, в городах или районах портовых акваторий снизить стоимость сооружения за счет сокращения затрат на устройство подходов и опор с учетом стоимости эксплуатации разводных мостов [10].
Классификация мостов по статической схеме
По статической схеме выделяют следующие виды мостов - балочные, вантовые и арочные.
-Балочный мост, мост с пролётными строениями, основными несущими конструкциями которых служат балки или балочные фермы, работающие на изгиб. Различают: разрезные балочные пролётные строения, опирающиеся (каждое по концам) на 2 опоры, и неразрезные — на 3 и более опор. Б. м. могут иметь главные балки сплошного сечения или сквозные главной формы. Пролётные строения Б. м. выполняют из стали, железобетона или дерева. Мосты с балками сплошного сечения обычно имеют пролётные строения с ездой поверху. В мостах со сквозными фермами пролётные строения часто делают с ездой понизу. В современном мостостроении Б. м. наиболее распространены ,как показано на рисунке 1.7 [8].
Рисунок 1.7 – Балочный мост
-Вантовый мост — тип висячего моста, состоящий из одного или более пилонов, соединённых с дорожным полотном посредством прямолинейных стальных тросов —вантов. В отличие от висячих мостов, где дорожное полотно поддерживается вертикальными тросами, прикреплёнными к протянутым по всей длине моста основным несущим тросам, у вантовых мостов тросы (ванты) соединяются непосредственно с пилоном ,как показано на рисунке 1.8 [7].
Рисунок 1.8 – Вантовый мост
-Арочным называется мост, у которого в качестве основного несущего элемента используется арка или свод. Арка представляет собой плавного очертания криволинейный брус. Ширина арки обязательно меньше чем её высота. Сводом называется криволинейная плита с плавным очертанием. Ширина свода всегда больше его высоты (толщины). Арки и своды упираются в опоры арочного моста , как показано на рисунке 1.9 [9].
Рисунок 1.9 – Арочный мост