3.3 Разбивка отверстия моста на пролеты

При проектировании мостовых переходов через реки для обоснованного назначения отверстия моста составляют несколько вариантов размеров и размещения отверстий /5/. В каждом варианте производят расчет отверстия с определением коэффициента общего размыва. На основе сравнения принимают вариант, удовлетворяющий основным требованиям по безопасному пропуску высоких вод, наносов и льда, по соблюдению условий беспрепятственного движения судов и плотов, по обеспечению минимальных затрат средств на сооружение мостового перехода и на его последующую эксплуатацию.

В курсовом проекте варьирование по размерам и размещению отверстий не делается. В задании указывается отверстие моста и соответствующий ему расчетный коэффициент общего размыва. Возможные отклонения от заданной величины отверстия разрешается принимать в пределах от минус 3 до плюс 5 %. При таких отклонениях можно не учитывать изменение коэффици­ента общего размыва.

Отверстие моста в общем случае состоит из двух частей: судоходной и несудоходной. Каждая из этих частей при составлении вариантов подлежит разбивке на пролеты. Рассмотрим сначала положения, определяющие разбивку на пролеты в судоходной части отверстия в соответствии с ГОСТ 26775-97.

Для судоходной реки нормы требуют размещения в главном русле не менее двух судоходных пролетов: одного основного (низового), другого смежного (взводного) направления движения. На реках принято правопутное движение, поэтому, глядя на мост с верховой стороны (вниз по течению), справа следует разместить пролет низового, а слева — взводного направления движения.

Размещение судоходных пролетов зависит от положения судовых ходов по реке. Если положение судовых ходов не указывается, то необходимо размещать судоходные пролеты на самой глубокой части главного русла при меженном уровне воды. В этом случае будет обеспечено судоходство на всю навигацию.

Наиболее высокое положение подмостовых габаритов соответствует расчетному судоходному уровню (РСУ). Оно определяет отметки низа конструкций пролетных строений (НК), перекрывающих судоходные пролеты, отметку подошвы рельса (ПР) на мосту, отметку бровки земляного полотна подходов (БЗП) и др. Гарантированная глубина судового хода (см. Приложение Б) должна быть обеспечена по всей ширине подмостового габарита (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – Размещение судовых ходов на профиле мостового перехода

Пролетные строения со сквозными главными фермами с ездой понизу имеют меньшую строительную высоту по сравнению с пролетными строе­ниями со сплошными главными балками или сквозными главными фермами с ездой поверху. Поэтому в целях уменьшения высоты насыпи на подходах к мосту для перекрытия судоходных пролетов целесообразно принимать пролетные строения со сквозными главными фермами с ездой понизу. Расчетные пролеты таких пролетных строений принимают по величине возможно более близкими к размерам подмостовых габаритов. Например, для перекрытия пролетов при подмостовых габари­тах 80 и 60 м принимают типовые пролетные строения с расчетными пролетами соответственно 88,0 и 66,0 м. При таком подходе к выбору размеров пролетных строений, перекрывающих судоходные пролеты, как правило, получают наименьший расход металла.

В ряде случаев отметка подошвы рельса на мосту, как и отметка бровки земляного полотна подходов, может быть определена из условия трассиро­вания железнодорожной линии. Если при этих заданных отметках высота моста будет большой, следует рассмотреть возможность перекрытия судоходных пролетов пролетными строениями со сквозными главными фермами с ездой поверху.

При наличии широкого меженного русла можно принимать больше двух судоходных пролетов для обеспечения нормального судоходства. Следует учитывать возможную деформацию русла реки под мостом, при которой судовые ходы могут сместиться по отношению к их первоначальному положению. Необходимо отметить, что при увеличении числа судоходных пролетов возрастает стоимость моста и расход металла.

Разбивка несудоходной части отверстия моста производится с учетом требований по пропуску ледохода, а также с целью получения наименьшей стоимости этой части моста. Критерием оптимального решения по стоимос­ти, обоснованным теоретически, принято считать равенство стоимости опоры и пролетного строения без проезжей части. В практике проектиро­вания и строительства мостов соотношение стоимости опоры и пролетного строения оказывается иным. Например, стоимость опор составляет 70...75 % от общей стоимости в ряде новых проектов.

Работы по сооружению опор моста, являясь наиболее трудоемкими, в значительной степени определяют общий срок строительства. Трудоем­кость возведения опор связана с потребностью большого числа рабочих, что ведет к дополнительным затратам на строительство жилья, помещений культурно-бытового и коммунального назначения. Особенно большое значение это обстоятельство имеет для малообжитых и отдаленных районов с суровым климатом. Поэтому с целью уменьшения числа опор часто принимают решения, не соответствующие экономическому критерию оптимальной разбивки на пролеты: стоимость пролетного строения нередко весьма существенно превышает стоимость опоры. В курсовом проекте, учитывая это обстоятельство, можно рекомен­довать соотношение стоимости опоры и пролетного строения в пределах 1:1,0...1:1,5.

Величина пролета может назначаться и с учетом требований пропуска ледохода. В главном русле при среднем ледоходе пролеты следует назна­чать не менее 50 м, а при сильном ледоходе — более 100 м. На пойме при слабом и среднем ледоходе величина пролетов принимается не менее 15... 20 м, при сильном ледоходе — 25...30 м. Эти рекомендации следует рассмат­ривать как ориентировочные. Более точное определение минимальной величины пролета, обеспечивающего беззаторный пропуск ледохода, при­ведено в Пособии /5/.

В несудоходной части отверстия для перекрытия пролетов целесообраз­но принять пролетные строения со сплошными главными балками или фермами с ездой поверху. При применении таких пролетных строений, несмотря на их относительно большую строительную высоту, как правило, удается полу­чить отметки низа конструкции и верха опор (ВО), удовлетворяющие требованиям /2, п. 1.23^*/ по возвышению над уровнем высоких вод (УВВ) и уровнем высокого ледохода (УВЛ).

В тех случаях, когда для удовлетворения этих требований нужно значительно поднимать отметку подошвы рельса, следует перекры­вать несудоходные пролеты пролетными строениями со сквозными главны­ми фермами с ездой понизу. Желательно в несудоходной части отверстия иметь одинаковые пролеты, так как применение пролетных строений с разными пролетами усложняет производство работ по монтажу и ухудшает внешний вид моста.

Общее количество пролетных строений в несудоходной части реки можно определить по формуле:

                                                                                                                                           (3.1) 

где

L₀ – заданное отверстие моста;

Н – средняя высота моста на поймах;

l_низ  и l_верх – полная длина руслового соответственно низового и верхового пролетов;

b_оp = 5 м, b_оп = 3 м  – ширина соответственно русловой и пойменной опор;

l_пойм – полная длина пойменного пролетного строения.

Полученное количество пойменных пролетных строений размещают на профиле мостового перехода справа и слева от русловых (судоходных) пролетов пропорционально ширинам пойм.

Пролетные строения изображают в виде прямоугольников и указывают основные размеры. Между торцами металлических пролетных строений оставляют зазор (деформационный шов) величиной 0,1 м.

Напомним, что фактическое отверстие моста должно удовлетворять заданному с невязкой минус 3 плюс  5%.