- •Составление вариантов моста
- •Разработка первого варианта моста
- •1.1.1 Описание района проектирования моста
- •1.1.2 Обработка продольного профиля
- •1.1.6 Разработка конструкций промежуточных опор
- •1.1.6.1 Описание условий проектирования
- •1.2 Разработка второго варианта моста
- •2 Разработка и конструирование железоетонного пролетного строения
- •2.1 Расчетная схема и определение нагрузок
- •Б) Определение нагрузок:
- •2.2 Определение геометрических параметров расчетного сечения балки
- •2.2.1 Расчетная схема
- •2.3 Конструирование
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.