Лист
Составление вариантов моста
Разработка первого варианта моста
1.1.1 Описание района проектирования моста
1.Согласно заданию районом проектирования является п. Этыркен (Тында - Новый Ургал):
температура самой холодной пятидневки: Р=0,98 – -41С
Р=0,92 – -40С
средняя температура холодного периода – -18,7С;
средняя температура тёплого периода – 11,3С;
наличие вечно мерзлого грунта основания:
мощность: от 50 до 300 м
температура: от -1 до -3 С
вид ВМГ: сыпучемерзлый
i>20%
глубина сезонного оттаивания: 1,88м
отверстие моста: 70,4м
расчетная нагрузка: С14
коэффициент общего размыва: 1,275
профиль мостового перехода: 1
Толщина льда 1,5м
1.1.2 Обработка продольного профиля
1.1.2.1 Определение схемы моста
, (1.1)
где 
- требуемое количество пролетов;
- отверстие моста,
,
;
- пролет в свету, м:
, (1.2)
где 
- полная длина пролета, определяемая
[7], м;
- ширина опоры,Bоп
= 2,3 м.
Принимается lп = 16,5 м.
,
.
Принимается количество пролетов равное 5.
Определение требуемого отверстия моста:
,
< 8% – условие выполняется.
Вывод:
к дальнейшему расчету принимаем пролетное
строение
со
схемой проектируемого моста
.
1.1.3. Определение отметок данного профиля
1. Отметка подошвы рельса:
(1.6)
где
- свободное пространство под мостом
[1], 1,5м;
- строительная высота пролетного строения
[7], 1,9м.
.
2. Отметка низа конструкции:
(1.7)
98,4
– 1,90 = 69,5 м.
3. Отметка бортика:
(1.8)
4. Отметка бровки земляного полотна:
(1.9)
1.1.4. Определение расстояний между опорами
Расстояние между опорами определяется по следующей формуле:
(1.10)
где 
- температурный зазор между опорами,
5см.
16,5+0,05=16,55
м.
Данным расстоянием перекрывается самое глубокое место водотока, а далее равномерно в обе стороны.
1.1.5 Определение параметра линии размыва
(1.11)
(1.12)
где hр глубина воды после размыва, отчитываемая от отм. УВВ, м; hдр - глубина воды до размыва, отчитываемая от УВВ, м; кр – коэффициент общего размыва.
Таблица 1.1 Параметры линии общего размыва
|
№ точки профиля |
hдр,м |
Кр |
hлр, м |
|
1 |
4 |
1,275 |
5,1 |
|
2 |
2,5 |
3,2 | |
|
3 |
5,3 |
6,8 | |
|
4 |
6,3 |
8,0 | |
|
5 |
7 |
8,9 | |
|
6 |
8 |
10,2 | |
|
7 |
6,3 |
8,0 | |
|
8 |
5,5 |
7,0 | |
|
9 |
4,3 |
5,5 | |
|
10 |
2,7 |
3,4 | |
|
11 |
3,7 |
4,7 | |
|
12 |
2,3 |
2,9 | |
|
13 |
1,3 |
1,7 | |
|
14 |
2 |
2,6 | |
|
15 |
2 |
2,6 |
1.1.6 Разработка конструкций промежуточных опор
1.1.6.1 Описание условий проектирования
Наличие вечномерзлого грунта:
Мощность 300м
Вид грунта: песчаный
Температура грунта -3С
Глубина оттаивания hот= 1,88м
Подстилающий грунт:
Наименование грунта: скала
hпг0=5,4м
hпг1=3,9м
hпг2=4,5м
hпг3=6,6м
hпг4=5,0м
hпг5=4,8
Транспортировки: Проектируемый мост расположен в п. Февральск, а индустриальная база расположена в г. Комсамольск-на-Амуре, расстояние между этими двумя пунктами более 200 км и поэтому транспортировка деталей моста осуществляется при помощи железнодорожного транспорта.
Исходя из технологических требований по производству работ, принимаем буровую установку ударно-канатного бурения КАТО PF1200-YSVII
|
Способ бурения |
Роторный и ударный |
|
Диаметр бурения, мм |
1000-1700 |
|
Наибольшая глубина бурения, м Ø1000-1500мм Ø1700мм |
50 45 |
|
Пределы температуры применения, °C |
-40…+40 (хранение при -50…+40) |
|
Скорость передвижения, км/ч |
~ 2 |
|
Угол поворота платформы, ° |
110 в каждую сторону |
|
Ширина гусеницы, мм |
600 |
Рисунок 1.1 – Буровая установка КАТО PF1200-YSVII с системой качания
1.1.5 Определение минимально требуемых размеров опоры
При проектировании промежуточных опор определяют минимально требуемые размеры исходя из геометрических показателей пролетных строений, опирающихся на опору (ln + lр), опорных частей аоч, bоч, опорных площадок с1, подферменной плиты с2, с3 (рис. 1).
а)
б)
Рисунок 1.2 - Схема опоры для определения минимальных размеров:
а – вид вдоль оси моста; б – вид поперек оси моста; Аоп, Воп – размеры опоры вдоль и поперек оси моста; К – расстояния между осями главных балок пролетного строения; аоч, bоч – размеры опорной части вдоль и поперек оси моста; с1 – расстояние между торцами опорной части и опорной части площадки, с1=0,2 м; с2 – расстояние между торцами опорной площадки и подферменной плиты, с2=0,3 м; с3 – поперечный размер подферменника от опорной площадки, с3=0,3 м;
Минимальный требуемый размер опоры вдоль оси моста Аоп, м, определяется из выражения
,
м (1.9)
где аоч – продольный размер опорной части.
Аоп = 16,5-15,8+0,05+0,4+2*0,2+2*0,3 = 2,15 м.
Минимально требуемый размер опоры поперек оси моста Воп, м, определяется по формуле
,
м (1.10)
где К – расстояние между осями главных балок пролетного строения, К = 1,8 м; bоч – поперечный размер опорной части.
Воп = 1,8+0,8+2*0,3+2*0,2 = 3,6 м.
Корректировка размеров по условиям расположения столбов
а)
б)
Рисунок 1.3 – Схема размещения свай в плите: а – до корректировки;
б – после корректировки.
А’оп =В’оп=0,25*2+0,8*2+1= 3,1 м. Так как Воп > В’оп, производим корректировку размеров (рис. 1.2).
Окончательно принимаем размеры: Аоп = 3,1 м; Воп = 3,6 м.
Расчетная схема русловой опоры представлена на рисунке 1.3.
1.1.6 Расчет по несущей способности грунта основания
Глубина заложения, диаметр опор и их количества окончательно определяется из условия:
, кН
(1.11)
Где
- несущая способность столба по грунту,
кН;
- расчетная сжимающая сила, действующая
на сваив плоскости подошвы ростверка,
которая определяется по следующему
выражению:
,
кН (1.12)
где
- собственный вес пролетного строения,
опирающегося на опору, кН;
- собственный вес опоры выше обреза
фундамента, кН;
– временная нагрузка от подвижного
состава, которая определяется по
выражению:
,
кН (1.13)
где:
- площадь линии влияния
,
м2;
– эквивалентная нагрузка, определяемая
по СНиП 2.05.03-84 в зависимости от длины
загружения линии влияния λ и положения
её вершины α.
Рисунок 1.4 – Расчетная схема безростверковой опоры.
При
этом: λ =
, (1.14)
,
м2
(1.15)
.
λ = 2*16,5+0,05 = 33,05 м.
При
λ=33,05 м, α=0,5 и К=14 эквивалентная нагрузка
кН/м.
.
.
.
Определяем несущую способность столба по грунту:
|
dсв, м |
Глубина заложения, м |
Несущая способность сваи, кН*10 |
|
dсв, м |
Глубина заложения, м |
Несущая способность сваи, кН*10 |
|
0,35 |
6 |
70 |
|
1,6 |
6 |
200 |
|
6,2 |
72 |
|
6,2 |
209 | ||
|
8 |
90 |
|
8 |
290 |
|
dсв, м |
Несущая способность сваи, кН*10 |
|
0,35 |
72 |
|
0,8 |
121,32 |
|
1,6 |
209 |
кН.
Условие выполняется, поэтому окончательно принимаем диаметр столбов равный 0,8 м и глубину заложения столбов 6,2 м.
1.1.7 Разработка промежуточной опоры пойменной части
Расчет по несущей способности вечномерзлых грунтов
Расчет
несущей способности основания
столбчатой опоры производят с учетом
условия
,
(1.16)
где
F
– расчетная вертикальная нагрузка на
столб и оболочку;
- несущая способность столбов;
- коэффициент надежности по назначению
сооружения, принимаемый для основания
опор мостов по СНиП 2.05.03-84,
=1,4.
,
(1.17)
где
- температурный коэффициент, учитывающий
изменение температуры грунтов основания
в период строительства и эксплуатации
сооружения, определяемый по СНиП
2.02.04-88,
=
1;
- коэффициент условий работы основания,
принимаемый по СНиП 2.02.04-88,
=
1;R
– расчетное сопротивление мерзлого
грунта под подошвой столбчатой опоры,
определяемое согласно СНиП2.02.04-88; А –
площадь поперечного сечения подошвы
столбчатой опоры;
- расчетное сопротивление мерзлого
грунта сдвигу по боковой поверхности
смерзания фундамента в пределахi-го
слоя грунта, определяемой по СНиП2.02.04-88;
- площадь поверхности смерзания грунта
с нижней ступенью столба;n
– число выделенных при расчете слоев
вечномер-злого грунта.
Для
первого слоя вечномерзлого грунта –
песка
= 260
,
= 8,44 м2
при
температуре вечномерзлого грунта (- 3̊
С).
Для
второго слоя вечномерзлого грунта –
скала
= 280
,
= 1,3 м2
,
А = 0,5м2,
R
= 1950
при температуре вечномерзлого грунта
(- 3̊ С)
Тогда
F = Nd = 4607,73 кН.
,
Условие выполняется.
Окончательно принимаем глубину заложения 5,16 м.
1.1.8 Экономическая оценка рациональности используемой конструкции
Таблица 1.2 – Ведомость строительно-монтажных работ
|
Наименование строительно-монтажных работ |
Единица измерения |
Единичная стоимость, руб. |
Объём, м3 |
Общая стоимость, руб. | |
|
1. Промежуточная опора (расчетная русловая опора) | |||||
|
1.1 Монолитная плита-насадка |
м3 |
83,0 |
15,89 |
1318,87 | |
|
1.2 Изготовление буроопускных столбов d=0,8 м |
м3 |
348,0 |
26,14 |
9096,72 | |
|
1.3 Погружение буроопускных столбов d=0,8 м с земли |
1 пог. м бурения |
352,0 |
26,44 |
9306,88 | |
|
1.4 Разбуривание скальных грунтов |
1 пог. м бурения |
628,0 |
5,92 |
3717,76 | |
|
|
Σ 23440,23 | ||||
|
2. Пролетное строение |
м3 |
500,0 |
36,39 |
18195,00 | |
Оптимальной по стоимости считается такая схема моста, при которой отношение стоимостей пролетного строения и промежуточной опоры находится в пределах 1,2 – 1,5.
(1.18)
Условие проверки выполняется.
1.1.9 Разработка береговой опоры
Анализ высоты насыпи
, м
(1.19)
.
Так как высота насыпи менее 6 м принимаем уклон i = 1:1,5.
, м
(1.20)
,
м (1.21)
, м
(1.22)
Увеличиваем ширину устоя до 3,5 м, путем изменения расстояния между осями столбов.