3.Общая компоновка моста и разработка вариантов
Разработаем варианты моста под автомобильную дорогу при следующих данных: отметка бровки насыпи (БН) на подходах к мосту равна 101.3 м; отметка уровня меженной воды (УМВ) = 95.8 м; отметка расчетного уровня высокой воды (УВВ) = 97.1 м; отверстие моста L0 = 34.8 м; временная расчетная нагрузка А8.
Оценивая условия задания, обратим внимание на сравнительно небольшую высоту насыпи (Н = 4.85 м), небольшую глубину меженного русла (h1 = 1.1 м), что позволяет применять простую конструкцию однорядных свайных опор. Район проектирования – Ярославская область.
Количество вариантов может быть очень большим. Однако следует иметь в виду, что в проекте нужно составить и сравнить не любые, а конкурентоспособные варианты и разработка вариантов должна быть целенаправленной. Только в этом случае можно будет утверждать, что выбранное решение близко к оптимальному. Было бы неверным пытаться рассмотреть в качестве вариантов мосты всех известных систем: балочной, подкосной, комбинированной, арочной и др. – и выбрать одну из них. Такой путь не приведет к оптимальному решению. Целесообразнее начать с анализа местных условий и выбрать ту систему, которая наиболее полно им отвечает. Так разрабатывается первый вариант. Для него следует определить стоимость и провести объективный анализ технических достоинств и недостатков. Затем переходим к составлению второго варианта, стараясь избавиться от недостатков, обнаруженных у первого варианта, и развить его достоинства. При этом система моста может не меняться. Переход к другой системе будет оправдан лишь тогда, когда возможности дальнейшего улучшения вариантов данной системы полностью исчерпаны. Составляя вариант моста иной системы, нужно отдавать себе отчет, какие новые положительные качества при этом можно получить.
3.1 Разработка варианта моста №1
Наиболее простой является система балочного моста, состоящая из плоских опор и пролетных строений в виде одноярусных рассредоточенных прогонов. Эта система применяется при пролетах до 6 м. Максимальная длина пролетов ограничена стандартной длиной бревен или брусьев 6.5 м.
Выбирая местоположение моста на продольном профиле, следует разместить отверстие моста в зоне наибольших глубин, причем конусы насыпей не должны заходить в меженное русло, так как это сильно усложнит работы по отсыпке и укреплению откосов конусов.
Определение уровня средних вод (УСВ):
,
где УМВ – уровень меженных вод;
УВВ – уровень высоких вод.
В соответствии с заданием УМВ = 95.8 м; УВВ = 97.1 м;
м.
Принимаем n0 = 7 (опор), что соответствует 8 пролетам.
Все опоры выполняем плоскими однорядными.
Так как высота насыпи H = 4.85 м > 3.0 м, то устой представляет собой пространственную опору из трех рядов стоек, связанных диагональными и горизонтальными схватками. Расстояние между рядами стоек не превышает
2...3 м. Устой сопрягается с насыпью с помощью закладного щита. Перед устоем на насыпи устраивается “мягкий ” въезд в виде наклонного деревянного щита, засыпанного грунтом. Щит препятствует оседанию и разрушению дорожного покрытия перед устоем.
Вычислим длину одного устоя:
м.
Длина моста, проектируемого через водоток, зависит от необходимой величины отверстия моста, числа и размеров опор, стесняющих отверстие, высоты насыпи и уклонов откосов конусов.
Теоретическая
длина моста
по первому варианту:
В
расчетный горизонт попадают 5 промежуточных
опор. Высота насыпи над расчетным
горизонтом составляет 4.85 м, поэтому
величина заведения устоя в тело насыпи
составляет
,
а уклон конуса насыпи 1 : 1,5. Фактическая
длина моста
по первому варианту:
Полная длина моста, измеряемая по осям свай закладных щитов, защищающих концы прогонов от соприкосновения с грунтом:
м.
м.
Отклонение теоретической длины моста от фактической длины:
Схему фасада моста наносим на продольный профиль, показывая элементы пролетных строений и опор в осях. Прогоны и стойки опор размещаем так, чтобы обеспечивалось наиболее равномерное загружение бревен прогонов и облегчалась работа насадки на изгиб. Верх дорожной езды на оси моста выше БН на 0.30 м. Деформационные швы приняты по 0.1 м. При этом верх прогонов располагается приблизительно в уровне БН. По условиям производства работ схватки, а также насадки по сваям в рамно-свайных опорах должны располагаться выше межени на 0.5 м. Глубина забивки свай должна быть не менее 4 м, считая от линии размыва дна.
Прежде чем приступить к составлению варианта моста № 2, выясним недостатки варианта моста №1, которые постараемся не допустить в последующих вариантах.
Недостатки:
неприспособленность конструкции к индустриальным условиям изготовления. Установка насадок и схваток выполняются в неудобных условиях работы на высоте, требуются большие затраты ручного труда;
опасность повреждения однорядных опор при заклинке льдин между ними вследствие малой жесткости опор в направлении вдоль оси моста;
трудность применения антисептированного лесоматериала;
большое количество опор.
Достоинства:
наименьший расход лесоматериала
простота конструкции