Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения

Кафедра «Мосты» Курсовой проект:

«Проектирование железобетонного моста»

Выполнил: студент группы СЖД-104 Безрукова Е.

Научный руководитель: Белый А.А.

Санкт-Петербург

2014г.

1. Задание на проектирование.

Разработать проект железобетонного моста под однопутную железную дорогу через реку отверстием 48 м. Район строительства - Архангелькая область. Уровень меженных вод (УМВ) – 14.7м, уровень высоких вод (УВВ) – 19.9 м. Низкий уровень ледохода (УНЛ) – 15 м, высокий уровень ледохода – 20,2 м, толщина льда - 1,2 м. Нормативная временная вертикальная нагрузка - С14. Коэффициент общего размыва К = 1.25. Судоходный габарит 30х4 м.

Профиль перехода с указанием горизонтов воды и инженерной геологии показан на схеме

2. Разработка вариантов.

2.1. Вариант 1.

2.1.1. Определение схемы моста.

▼ ПР = ▼РСУ + 4+h_стр =18+4+2,96 = 24,955м.

▼ БН= 24,955 - 0.9=24,055 м

где ▼ПР - отметка подошвы рельса

▼БН - отметка бровки насыпи

Н = ▼ БН - (▼УМВ + ▼ УВВ) / 2;

Н = 24,055– (14,7+19,9)/2 = 6,8м.

Принимаем опоры промежуточные сборно-монолитные для железных дорог (проект серии 3.501-79 на свайном фундаменте).

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

Разработка варианта.

Необходимая длина моста при обсыпных устоях

L_п = l_о + Σ b + 2iH + 2 а,

где L_п - необходимая длина моста между устоями, м;

n - количество промежуточных опор

b - средняя толщина промежуточной опоры

H - высота средней линии трапеции, образуемой горизонталями высоких и меженных вод (по которой измеряется отверстие моста), до отметки бровки полотна,

l_о -отверстие моста, = 48 м;

3 - два заложения откосов при крутизне откосов 1:1,25;

а - величина захода устоя в насыпь, = 0,75 м.

L_п = l_{n +} Σδ+2l_y=34,2+11,5+9,3+16,5 +0,05*5+2*3,75= 71,5м

L_оп= L_п – (Σb + 2iH + 2 а) =71,5–(2.6*3 + 2*1.5*6,8 +2*1) = 49,05

Это длина короче необходимой на

((49,05-48)/48)*100%=2,18%<5%(допуск)

Таким образом, получим, что полная длина моста равна 71,5м, состоящая из пролетных строений длиной 34,2, 16,5,11,5 и 9,3 м

2.1.2. Определение расхода строительных материалов и стоимости.

1. Пролетные строения.

Объем железобетона пролетного строения полной длиной 34,2 м с ездой поверху 93,2 м³.

Объем железобетона пролетного строения полной длиной 16,5 м с ездой поверху 37,2 м³

2. Промежуточная опора.

Пять опор высотой до 8,1метров принимаем в виде сборно-монолитных конструкций.

Объем железобетонных блоков одной опоры высотой 8,1 м составляет ориентировочно

.

Бетон омоноличивания блоков и бетон заполнения опоры составляет ориентировочно

.

Объем ростверка высотой 1,6 м из монолитного железобетона примем с размерами в плане 3,53,5:

1,6·(3,5*3,5) =19,6 м³ .

2. Сваи

Определяется необходимое количество полых свай из железобетона диаметром 100 см длиной 15 м, заполняемых после погружения бетонной смесью.

Количество свай расчитывается по формуле :

, где

μ - коэффициент, учитывающий влияние изгибающего момента, действующего по подошве ростверка, равный 1,5 - 1,8, причем чем больше влияние постоянных центрально приложенных сил в величине ΣN, тем меньше значение коэффициента μ;

ΣN - сумма расчетных вертикальных сил, действующих по подошве фундамента, тс.

ΣN = ΣN_υ + ΣN_балл + ΣN_пс. + ΣN_оп, где

ΣN_υ, ΣN_балл, ΣN_пс., ΣN_оп - вертикальные давления, тс, соответственно от временной нагрузки при загружении двух прилегающих пролетов, от веса балласта на пролетных строениях железнодорожного моста, от веса железобетонных пролетных строений и от веса опоры с фундаментом.

Указанные величины определяются по формулам :

N_пс. = 0.5· γ_fp· γ_жб(V₁+V₂) N_оп = γ_fp · γ_б ·V_оп

l₁ и l₂ - полные длины пролетных строений, опирающихся на опоры, м;

ϒ_f - коэффициент надежности для временной нагрузки;

υ –временная эквивалентная нагрузка , т /пог м;

γ_б - 2,0 объемная масса балласта, т / м³;

-1,3 коэффициент надежности для балласта;

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

V₁ ,V₂- объем железобетона пролетных строений, опирающихся на опору, м³;

γ_жб - 2,5 - объемная масса железобетона, т / м³;

V_оп - объем тела опоры и фундамента, м³;

P_g - расчетная несущая способность одной сваи (сваи-оболочки).

Несущая способность каждой сваи диаметром 100 см длиной 25 м по грунту Р_g составляет около 350 тс.

Методом интерполяции находим ν и ϒ_{f: :}

ν = 9,17 тс/м

ϒ_f:=1,13

Для промежуточной опоры высотой 8,1 м получено :

=9,17*1,13*(34,2+16,5)/2=261,49тс

=1.3*2.0*(34,2+16,5)/2=65,91тс

N_пс =0.5*1.1*2.4*(93,2+37,2) = 172,128 тс

N_оп=1.1*2.2(46,3+71,09)=284,08 тс

ΣN = 261,49+65,91+172,13+284,08=783,61тс

Примем 4 сваи диаметром 100 см длиной 25 м под опору.

Объем полых свай при толщине стенки 10 см из расчета 4 штук на опору

Объем бетона для заполнения полых свай

2. Ограждение котлована.

Ограждение котлована выполняется из брусчатого деревянного шпунта с длиной шпунтин 4 м. При периметре ограждения 2(5,5 + 5,5) = 22 м площадь вертикальных стенок будет равной 4·22 = 484 м².

2. Устой.

Объем железобетона оголовка устоя состовляет 61,4 м³.

Объем 9 полых свай диаметром 60 см длиной 10 м при толщине стенки 10 см.

Объем бетона для заполнения полых свай

Объемы работ и определение стоимостей конструктивных элементов приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Определение стоимостей конструктивных элементов по варианту 1.

Наименование работ	Единица измерения	Количество	Стоимость единицы измерения, руб.	Общая стоимость, тыс. руб.
Изготовление и монтаж пролетного строения из преднапряженного железобетона длиной 34,2 м	1 м3	93,2	380	35,4
Изготовление и монтаж пролетного строения из ненапряженного железобетона длиной 16,5 м	1 м3	37,2	300	11,2
Изготовление и монтаж пролетного строения из преднапряженного железобетона длиной 11,5 м	1 м3	21	300	6.3
Изготовление и монтаж пролетного строения из ненапряженного железобетона длиной 9,3 м	1 м3	15,6	300	4,7
Сооружение промежуточной опоры высотой 8,1 м
Изготовление и погружение железобетонных полых буро-набивных столбов диаметром 100 см длиной 20 м	1 шт. / 1м3	4 / 28,3	340	9,6
Устройство ростверка из монолитного железобетона	1 м3	50,2	140	7
Устройство тела опоры из сборного железобетона	1 м3	46,3	250	11,6
Омоноличивание тела опоры бетоном и цементным раствором (с учетом заполнения свай)	1 м3	121,33	70	8,5
Промежуточная опора полностью				36,7
Сооружение устоя под пролетное строение длиной 11,5 м
Изготовление и погружение железобетонных полых свай диаметром 60 см длиной 10 м	1 шт. / 1м3	9 / 14,1	340	4,8
Устройство оголовка устоя из монолитного железобетона	1 м3	61,4	140	8,6
Заполнение бетоном полых свай	1 м3	11,3	70	0,8
Устой полностью				14,2

Определение общей стоимости моста приводятся в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Определение общей стоимости по варианту 1.

Наименование конструктивных элементов	Количество однотипных элементов	Стоимость, тыс. руб.
		Одного элемента	Общая
Пролетное строения из преднапряженного железобетона lп = 27,6м	1	35,4	35,4
Пролетное строения из ненапряженного железобетона lп = 16,5м	1	11,2	11,2
Пролетное строения из ненапряженного железобетона lп = 11,5м	1	6.3	6,3
Пролетное строения из ненапряженного железобетона lп = 9,3м	1	4,7	4,7
Промежуточная опора высотой 8,1м	3	36,7	110,1
Устой	2	14,2	28,4
Полная стоимость моста			196,1