РОСЖЕЛДОР

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

                       ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ» (СГУПС)

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МОСТОВ.

СОСТАВЛЕНИЕ И СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ.

РАСЧЕТ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ.

Методические указания к курсовому проектированию

НОВОСИБИРСК  2008

УДК 624.21.014

В методических указаниях приведены рекомендации по составлению и сравнению вариантов металлического железнодорожного моста при выполнении курсового проекта по дисциплине «Проектирование мостов». Даны некоторые справочные данные по современным металлическим железнодорожным пролетным строениям.  Указания составлены в соответствии с основными положениями действующих нормативных документов.

Указания предназначены для студентов дневной и заочной формы обучения специальности «Мосты и транспортные тоннели».

Рассмотрены и утверждены к печати на заседании кафедры «Мосты».

Составители: канд. техн. наук, доц. А.Н. Донец,

канд. техн. наук, доц. Л.Ю. Соловьев,

                  канд. техн. наук, Б.А. Рябышев,

доцент С.А. Тихомиров,

 доктор транспорта А.В. Мартынов

Ответственный редактор д-р техн. наук, проф. С.А. Бокарев

Рецензенты:

Директор  Новосибирского филиала

ОАО «Институт ГИПРОСТРОЙМОСТ» С.И. Арахтин

Начальник отдела мостов

ОАО «Институт СИБГИПРОТРАНС» В.В. Гоцуц

©  А.Н. Донец, Л.Ю. Соловьев, Б.А. Рябышев, С.А. Тихомиров, А.В. Мартынов

© Сибирский государственный университет путей сообщения, 2008

1 Общие указания

Студенты, обучающиеся по специальности «Мосты и транспортные тоннели» согласно учебному плану изучают по дисциплине «Проектирование мостов» раздел «Металлические мосты» с выполнением курсового проекта по проектированию моста с металлическими пролетными строениями.

Выполнение курсового проекта металлического моста способствует закреплению у студента теоретических знаний, приобретению практических инженерных навыков  и развитию творческих способностей будущего специалиста. Настоящие методические указания ориентируют студента на проектирование металлических железнодорожных мостов с пролетными строениями со сплошными балками и решетчатыми фермами. В порядке выполнения учебно-исследовательских  (УИРС) или научно-исследовательских (НИРС) работ студент может принять для проектирования мосты других более сложных систем (арочных, рамных и др.), в том числе под автодорожную нагрузку, или особые условия эксплуатации: районы с вечномерзлым грунтом, с высокой сейсмичностью и т.п. В этих случаях тема, содержание и объем проекта должны быть согласованы и утверждены преподавателем.

Данные методические указания состоят из двух основных частей:  первая содержит методические указания по разработке вариантов моста и проектированию проезжей части;  вторая — по расчету и конструированию главных ферм и связей.

Курсовой проект выполняется самостоятельно, строго по исходным данным, принятым в соответствии с учебным шифром (номером зачетной книжки) студента (Приложения А, Б) и должен содержать все разделы, приведенные ниже.

Зачтенный курсовой проект студент защищает во время зачетной недели или экзаменационной сессии (студенты-заочники).

Ряд указаний, приведенных для проектирования металлического моста, сохраняют свою силу и при проектировании других типов мостов. Поэтому настоящее пособие студент может использовать при изучении дисциплин по мостам вплоть до работы над дипломным проектом.

2 Содержание и оформление проекта

Проект состоит из пояснительной записки с расчетами и чертежей. Пояснительная записка содержит следующие главы:

1 Анализ исходных данных и местных условий;

2 Составление и сравнение вариантов моста с выбором решения;

   3 Расчет проезжей части решетчатого пролетного строения  (расчет продольной и поперечной балки и их сопряжений);

   4. Расчет главной фермы и продольных связей между ними;

5. Конструирование элементов моста.

Объем пояснительной записки  должен быть в пределах 50…60 стр. Развернутое содержание пояснительной записки к вариантам и расчетам приведено ниже по тексту   методических указаний. Графическая часть курсового проекта (варианты моста, конструкция проезжей части и  конструкция узлов главных ферм) выполняется на трех листах формата А1.

Правила оформления пояснительной записки и графической части проекта такие же, как и предшествующих проектов мостов и должны соответствовать требованиям стандарта предприятия /1/.

            Расчет каждого элемента моста должен содержать расчетную схему элемента, действующие на него нагрузки, определение усилий в сечениях элемента и проверочные расчеты. Буквенные обозначения величин должны соответствовать обозначениям, принятым в СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы /2/. В расчете приводят наименование вычисляемой величины или расчетной проверки, формулу в буквенном виде, при необходимости расшифровку входящих в формулу величин, подстановку численных значений букв в формулу и результат. При этом следует строго соблюдать одну и ту же размерность подставляемых величин.

Пример записи расчета: 

Коэффициент асимметрии цикла напряжений  r  для продольной балки проезжей части определяется по формуле:

,                                          (2.1)

где

g₁  = 6,0 кН/м - нагрузка от собственного веса продольной балки;

g₂ = 12,7 кН/м – нагрузка от собственного веса мостового полотна;

ε = 0,85 - коэффициент, исключающий влияние тяжелых транспортеров;

 = 1,293 - динамический коэффициент для расчетов на выносливость;

 = 179,76 кН/м - эквивалентная вертикальная равномерно распределенная нагрузка от подвижного состава класса С12.

Согласно  (2.1) получим       = 0,086.

Результаты вычислений записывают с точностью до трех значащих цифр.

В случае использования средств вычислительной техники и различных программ для построения линий влияния, определения внутренних усилий и выполнения расчетных проверок следует иметь в виду, что для одного элемента проезжей части, главных ферм и продольных связей все эти операции должны быть выполнены в ручную, с подробными пояснениями.

Не  рекомендуется в пояснительной записке и расчетах приводить переписанный текст из методических указаний и учебников.

В чистовой текст расчета вносят только окончательно принятые сечения элементов и их расчетные проверки. Все промежуточные расчеты по подбору сечений в чистовой текст расчета не записывают.

Листы пояснительной записки, а также чертежи должны быть сброшюрованы и пронумерованы.

3 СОСТАВЛЕНИЕ ВАРИАНТОВ МОСТА С ВЫБОРОМ РЕШЕНИЯ

3.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ, СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ РАБОТЫ ПО СОСТАВЛЕНИЮ ВАРИАНТОВ

В задании на курсовой проект указывается назначение моста, класс расчетной временной нагрузки, отверстие моста, класс внутреннего водного пути, основные расчетные уровни воды, ледохода и ледостава, толщина льда, географическое место расположения моста, данные о размывах дна, состав и объем работы, сроки выполнения. К заданию прилагается (для студентов дневной формы обучения) профиль перехода с геологическим разрезом по оси моста. Задание выдается, как правило, на проектирование металлического моста под однопутную железную дорогу через судоходную реку на прямом и горизонтальном участке.

По заданному классу водного пути определяют размеры подмостовых габаритов. По уровням воды, ледохода и ледостава определяется положение моста (отметка низа конструкций, верха опор, обреза фундаментов и т. п.).

Заданное отверстие моста разбивается на пролеты в соответствии с требованиями подмостовых габаритов /3/ и обеспечения беззаторного пропуска льда. Данные о подмостовых габари­тах приведены в Приложении Б. Отверстие моста измеряется в свету между опорами на уровне высоких вод (УВВ) с учетом стеснения русла конусами подходных насыпей или регуляционных дамб. Заложение фундаментов опор определяется геологическими условиями с учетом общего размыва дна в отверстии моста, вызываемого стеснением реки подходными насыпями, и местного размыва у опор моста, являющегося следствием локального изменения кинематической структуры потока при обтекании опор.

Сведения о расчете упомянутых, а также о других видах размывов (местный размыв у голов струенаправляющих дамб, сосредоточенный размыв) приведены в учебном пособии /4/.

При проектировании вариантов необходимо выполнить следующие расчетные и графические работы. В расчетах по вариантам определяются размеры тела опор, фундаментов, число свай или оболочек, объемы и стоимость работ. По каждому варианту в табличной форме приводится перечень конструкций и работ с указанием объемов и стоимости. Расчеты по вариантам иллюстрируются рисунками, схемами, чертежами. Объем этой работы, выполняемой в карандаше или средствами машинной графики, составляет 10...15 страниц.

В реальном проектировании, в зависимости от местных условий и данных задания, число разрабатываемых вариантов может быть значитель­ным, нередко более 8…10. В курсовом проекте разрешается ограничиваться составлением трех вариантов, вычерчиваемых на листе форматной чертежной бумаги. На листе приводятся таблицы с объемами и стоимостью работ по вариантам.

По окончании расчетных и графических работ составляется пояснитель­ная записка к вариантам объемом 15...20 страниц. В нее входят: введение с кратким содержанием основных задач в области проектирования и строительства металлических мостов, основные сведения по заданию на курсовой проект, анализ исходных данных, краткое описание каждого варианта, сравнение вариантов с приведением их основных показателей и выбор решения.

При описании вариантов приводятся данные о схеме моста, его разбивке на пролеты, о величине фактического отверстия, о конструкциях фундамен­тов и тела опор, пролетных строениях в судоходной и несудоходной частях отверстия, об объемах и стоимости работ. Завершает пояснительную записку сравнение вариантов и выбор решения. В этом разделе в таблице приводятся сводные данные о расходах материалов, об общей и приведен­ной стоимости, а также характеристики вариантов и обоснование выбора решения.

По окончании работы студенты дневной формы обучения предъявляют варианты и пояснительную записку руководителю проектирования, который утверждает принятое решение и выдает задание на расчет и конструирова­ние элементов моста.