Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ императора Александра I»

_________________________________________________________________________

Кафедра «Мосты»

Пояснительная записка к практической работе

на тему Проектирование металлического моста

Выполнил студент ________________________________________ А.А. Васильев

Факультет «Транспортное строительство» группа СЖД-204

Принял ____________________________________________ С.Ю. Каптелин

Санкт-Петербург

2016

Содержание

Введение 2

1. Разработка варианта. 3

2. Расчет пролетного строения 6

2.1. Расчет балок проезжей части 6

2.1. Определение усилий в продольных и поперечных балках 6

2.2. Подбор сечения продольной и поперечной балок 8

2.3. Подбор сечения «рыбок» 11

2.4. Расчет прикреплений 11

2.5. Ребра жесткости 12

2.6. Связи между продольными балками 12

Список литературы 13

Введение

Под металлическим мостом подразумевается транспортное сооружение, у которого металлические пролетные строения имеют наибольшие пролеты и перекрывают, как правило, основную (русловую) часть мостового перехода.

Общая методика проектирования и в случае металлического моста остается в целом неизменной. Вместе с тем имеется ряд особенностей, вызывающих определенные трудности:

• конструкции металлических мостов и способы их возведения обладают большим разнообразием, что создает сложности при разработке вариантов моста и выборе оптимальных решений;

• в этом проекте впервые приходится сталкиваться с мостом через многоводную судоходную реку.

Работа состоит из трех частей: составление варианта моста; расчет; конструирование металлического пролетного строения.

1. Разработка варианта.

Назначение основных размеров.

Полная длина моста определяется по заданному отверстию моста с учетом количества пролетов в схеме моста и конструктивных параметров опор (тип устоя, толщина промежуточной опоры и т.д.).

Необходимая длина моста при обсыпных устоях рассчитывается по формуле:

L_м=kc*l₀ +3*(БН-(УВВ+УМВ)/2)+2*a, где

-L- необходимая длина моста между концами устоев, м;

-БН-высота бровки насыпи, м;

-УВВ, УМВ-уровень высокой и меженной воды, м;

-kc-коэффициент, учитывающий сужение отверстие;

-l₀-отверстие моста, м;

-a-величина захода устоя в насыпь

(a=0,75 при <6м. и a=1 при высоте насыпи>6м).

Таким образом

L_т=1,05*170+3*(108,26-96)+2*1=217,28м.

ПР=УВВ+h_стр+h_габ=97+1,69+10,5=109,19м

БН=ПР-0,9=108,29м.

Устои приняты свайные. Длина крыла устоя поверху при пролете примыкающих балок 18,8м составит 3,75 м. Фактическая длина моста при принятых конструкциях составит (с учетом расстояния между торцами балок по 0,05):

L_ф=2*3,75+2*18,8+111,09+66,95+5*0,05=223,39м.

Фактическое отверстие моста

L_ф=223,39-2-2*(1,5*6+1,75*6)-3*3,5=171,89м

или 1,1 %, что допустимо нормами.

Определение объемов работ

Пролетные строения.

№ п/п	Полная длина, м	Количество	Объем металла, т	Объем ж/б, м3
1	18,8	2	30,72	20,5
2	66,95	1	253,39	72,9
3	111,09	1	570,1	121,1

Промежуточные опоры. Имеем 3 промежуточных опоры высотой 13,1 м., 13,8 м. и 12,4 м.

Промежуточная опора высотой 13,1 м

Промежуточная опора высотой 13,8 м

Промежуточная опора высотой 12,4 м

Объем ростверка высотой 2 и 3,2 м из монолитного железобетона с размерами в плане 5,5*13,5 и 8,5*21,3 м при скосах по 2 и 3,2 м:

V_роств.=2*(5,5*13,5-4*2*2)=116,5 м³.

V_роств.=3,2*(8,5*21,3-4*3,2*3,2)= 448,29 м³.

При назначении размеров промежуточных опор необходимо учитывать требования норм, в которых указано, как определяются размеры подферменных плит промежуточных опор.

Для определения длины свай в свайном фундаменте промежуточной опоры балочного моста можно пользоваться приближенным способом расчета.

Количество свай определяется по формуле:

n=Kn*Kг*, а длинна выводится из несущей способности одной сваи

P_d= Kn*Kг*,

-Кг-коэффициент, учитывающий горизонтальных нагрузок = 1,2;

-Кn – коэффициент надежности = 1,6;

-n – количество свай = 17 шт;

N - сумма расчетных вертикальных сил, действующих по подошве фундамента.

N=N_вр+N_пр.стр.+N_оп.

Здесь N_вр, , N_пр.стр., N_оп вертикальные давления, кН, соответственно от временной нагрузки при загружении двух прилегающих пролетов, от веса железобетонных пролетных строений и от веса опоры с фундаментом.

Указанные величины определяются по формулам

N_вр=*к_э;

N_пр.стр =1,1*(g*(M1+M2)+qжб(Vжб1+Vжб2))/2_.;

N_оп=1,1*V_оп*23,5, где

-l₁-полная длина пролетного строения, опирающегося на опоры, м;

--коэффициент надежности для временной нагрузки;

-к_э-эквивалентная нагрузка при =l₁, кН/м;

-1,1-коэффициент надежности для собственного веса конструкции;

-V_жб1, V_жб1- объем железобетона пролетных строений, опирающихся на опору;

-M1, M2 – масса металла в пролетных строениях, опирающихся на опору;

- 23,5-объемная масса бетона, кН/м³

-V_оп- объем тела опоры и фундамента, м³;

-P_d-расчетная несущая способность одной сваи (сваи оболочки);

Опора 1:

N_вр=(1,3-0,003*18,8)*15,02*14*(18,8/2)=2458,12 кН.

N_пр.стр=1,1*0,5*(9,81*(30,72+253,39)+24,5*(20,5+72,9))=2791,48 кН.

N_оп=1,1*23,5*(373,32+116,5)=12661,85 кН.

N=2458,12+2791,48+12661,85=17911,45 кН.

При применении свай-оболочек диаметром 1,0 м в количестве 17 шт способность сваи по грунту составит

P_d =1,2*1,6кН=206,21 тс.

Примем длину свай равной 17 м.

Опора 2:

N_вр=(1,15-0,0015*16,94)*10,57*14*(66,94/2)+(1,15-0,0015*61,09)*9,94*14*(111,09/2)=13750,8 кН.

N_пр.стр=1,1*0,5*(9,81*(570,1+253,39)+24,5*(121,1+72,9))=7057,29 кН.

N_оп=1,1*23,5*(400,27+448,29)=21935,28 кН.

N=13750,8+7057,29+21935,28=42743,37 кН.

При применении свай-оболочек диаметром 1,6 м в количестве 17 шт способность сваи по грунту составит

P_d =1,2*1,6кН=492,1 тс.

Примем длину свай равной 20 м.

Опора 1:

N_вр=(1,3-0,003*18,8)*15,02*14*(18,8/2)=2458,12 кН.

N_пр.стр=1,1*0,5*(9,81*(30,72+570,1)+24,5*(20,5+121,1))=5149,78 кН.

N_оп=1,1*23,5*(346,37+116,5)=11965,19 кН.

N=2458,12+5149,78+11965,19=19573,09 кН.

При применении свай-оболочек диаметром 1,0 м в количестве 17 шт способность сваи по грунту составит

P_d =1,2*1,6кН=225,34 тс.

Примем длину свай равной 19 м.

Устой. Объем железобетона оголовка устоя составляет 68,9м³

Объем 9 полых свай сечением 60*60 при длине 10м.