1 Вариант

№ п/п	Наименование сооружения	Наименование материала	Ед. измерения	Количество
1	Пилон	металл	т	10904,4
2		анкеры	шт	40
3	1 ступень фундамента	бетон	м3	1680
4		арматура	т	336
5	2 ступень фундамента	бетон	м3	7200
6		арматура	т	1440
7	Балка	металл	т
8		деформац. швы	м	49,33
9		опорные части	шт	16
10		анкеры	шт	40
11	Устои	бетон	м3	2050
12		арматура	т	393,4
13		бетон свай	м3	623,5
14		арматура свай	т	130
15	Ванты	металл	м/т

2 Вариант

№ п/п	Наименование сооружения	Наименование материала	Ед. измерения	Количество
1	Пилон	бетон	м3	600
2		сваи фундамента	м3	1221,5
3		арматура	т	244,3
4		анкеры	шт	28
5	Ростверк пилона	бетон	м3	800
6		арматура	т	160
7	Опоры пилона	бетон	м3	1520
8		арматура	т	304
9	Балка	бетон	м3	1599,3
10		арматура	т	159,93
11		металл	т	2952,3
12		деформац. швы	м	35,54
13		опорные части	шт	16
14		анкеры	шт	28
15	Устои	бетон	м3	1800
16		арматура	т	360
17		бетон свай	м3	591,1
18		арматура свай	т	118,2
19	Ванты	металл	м/т	2386,8/358,02
20	Промежуточные опоры	бетон	м3	2052
21		арматура	т	410,4
22		бетон свай	м3	332,5
23		арматура свай	т	33,25

3 Вариант

№ п/п	Наименование сооружения	Наименование материала	Ед. измерения	Количество
1	Пилон	бетон	м3	1200
2		сваи фундамента	м3	90,5
3		арматура	т	18,09
4		анкеры	шт	46
5	Ростверк пилона	бетон	м3	467,5
6		арматура	т	93,5
7	Опоры пилона	бетон	м3	1212,5
8		арматура	т	242,5
9	Балка	бетон	м3	2079
10		арматура	т	207,9
11		металл	т	3452,3
12		деформац. швы	м	40,1
13		опорные части	шт	16
14		анкеры	шт	26
15	Устой	бетон	м3	900
16		арматура	т	180
17		бетон свай	м3	295,6
18		арматура свай	т	118,251
19	Ванты	металл	м/т	4912,4/614,05
20	Промежуточные опоры	бетон	м3	2052
21		арматура	т	410,4
22		бетон свай	м3	332,5
23		арматура свай	т	33,25
24	Устой с оттяжкой	анкеры	шт	20
25		бетон	м3	6920
26		арматура	т	692
27		бетон свай	м3	3908
28		арматура свай	т	781,7

• Построение линий влияния.

Для определения геометрических характеристик сечения балки, пилона и вант необходимо построить линии влияния. Линии влияния строятся путем создания плоской стержневой модели в программе Nastran.

Необходимо построить линии влияния следующих факторов:

1. В балке:

1. Линии влияния вертикальных прогибов в 0,25, 0,3, 0,5 длины пролета

2. Линии влияния моментов в 0,25, 0,3, 0,5 длины пролета

3. Линии влияния поперечных сил в приопорных сечениях и местах крепления вант

4. Линии влияния продольных сил в сечении возле пилона

5. Линии влияния напряжений в 0, 0,3, 0,5 длины пролета в верхней и нижней точках сечения балки.

2. В пилоне:

1) Линии влияния смещения верха и середины пилона

2) Линии влияния моментов заделки

3) Линии влияния поперечных сил в заделке

4) Линии влияния продольных сил в заделке

5) Линии влияния реакции в заделке

3. В вантах:

1) Линии влияния продольных сил.

3.1 Линии влияния в балке.

1. Линии влияния вертикальных прогибов.

По графику можно определить, что наибольшее усилие от временной нагрузки на левом пролете будет возникать в точке 23, т.е. примерно в 0,3 от длины пролета. Максимальная ордината составляет -0,0121 (-0,000000121), площадь линии влияния составляет -0,6728 (-0,000006728).

Наибольшее усилие в правом пролете возникают в точке 64, т.е. также как и в левом пролете в 0,3 от длины пролета. Максимальная ордината в точке составляет -0,0168 (-0,000000168). Она немного больше, чем в левом пролете. Это объясняется тем, что системе несимметрична и когда временная нагрузка находится в левом пролете, то ее небольшая часть воспринимается промежуточными опорами. Когда же нагрузка находится на правом пролете, то эта часть гораздо меньше. Площадь линии влияния составляет -1,0496 (-0,000010496).

Поскольку мост загружался силами, равными 100000, то все полученные значения линии влияния необходимо делить на 100000. Эти значения будут указаны в скобках.

2. Линии влияния моментов.

Максимальное значение ординаты линии влияния в левом пролете находятся в элементе 25, что является серединой пролета. Ордината составляет 1246290 (12,46). Площадь этой линии влияния составляет 84455920 (844,56).

Максимальное значение ординаты линии влияния в правом пролете находится в элементе 65. Он находится на 0,3 длины пролета. Значение ординаты 1712345 (17,12). Площадь линии влияния составляет 120002720 (1200,03). На этом графике наблюдается максимальные ординаты в разных точках пролета с каждой стороны. Это связано с тем, что со стороны левого пролета имеются промежуточные опоры. Кроме того на графике линии влияния элементов 16 и 56 не имеют ярко выраженной максимальной ординаты. Этот эффект возникает из-за того, что в программе Nastranвыводить значения моментов можно только для элементов, а не для узлов.

3. Линии влияния поперечных сил в приопорных сечениях и в сечениях возле крепления вант.

На трех схемах показаны линии влияния для сечений с 1 по 25, с 29 по 49 и с 53 по 72 соответственно. На 1-й схеме имеются 2 точки не характерные для вантовых мостов. Их номера 1 и 5. Эти точки расположены между промежуточных опор, и имеют отличные от других линии влияния, поэтому их учитывать не будем.

Для левого пролета максимальная отрицательная поперечная сила будет возникать в элементе 9. Она находится между опорой и крайней вантой в самом начале пролета. Ордината линии влияния будет составлять -94556 (-0,945). Максимальная положительная поперечная сила в левом пролете возникает в элементе 37. Она будет иметь ординату линии влияния, равную 58443 (0,58). Эта точка находится в левом пролете рядом с вантой, которая находится рядом с пилоном. Амплитудное значение составляет 152999 (1,53).

Для правого пролета максимальное значение отрицательной поперечной силы будет в элементе 41, которая находится рядом с пилоном. Оно составит -83072 (-0,83). Максимальное положительное значение ординаты линии влияния для правого пролета будет иметь элемент 72, которая находится между крайней вантой и устоем. Ее значение составит 83894 (0,84). Амплитудное значение для правого пролета будет равно 166966 (1,67).

4. Линии влияния продольных сил в сечении у пилона.

В элементах, расположенных у пилона будут возникать большие продольные силы, возникающих от силы натяжения вант. Самые близкие к пилону элементы имеют номера 40 слева и 41 справа. Поскольку система несимметричная, то и значения этих сил будут разные. Причем значение силы в элементе 41 будет несколько больше, чем в элементе 40. Значение ординаты для точки 40 будет равно -142918 (-1,43), площадь -17526933 (-175,27), а для точки 41 – 179142 (-1,79), площадь -18457600 (-184,58).

5. Линии влияния напряжений.

Линии влияния напряжений строятся для элементов, находящихся у опор и в 0,3 и 0,5 длины пролета. Кроме того, линии влияния строятся 2 раза: для верхней и для нижней точек сечения балки.

Для верхней точки максимальное отрицательное значение линии влияния для левого пролета будет иметь элемент 19. Он находится в 0,3 длины пролета. Его значение равно -2787083 (-27,87) Площадь -222966640 (-2229,67). Помимо этого, элемент 9 будет иметь большое положительное значение 2797298 (27,97) Площадь 248737600 (2487,38). Он находится в рядом с опорой. Для правого пролета максимальное отрицательное значение будет иметь элемент 62. Он находится в 0,3 длины пролета и имеет значение -2908891 (-29,09) Площадь -232711280 (-2327,11). Положительные значения для правого пролета незначительны. Максимальное для элемента 19 имеет значение всего 280766 (2,81), площадь 22461280 (224,61).

Для нижней точки сечения линии влияния имеют практически зеркальное отражение относительно нуля. В левом пролете максимальное отрицательное значение имеет элемент 9. Оно составляет -4325524 (-43,26), площадь -346043360 (-3460,43). Максимальное отрицательное значение имеет элемент 19. Оно составляет 4279548 (42,80), площадь 342363840 (3423,64). В правом пролете максимальное положительное значение имеет элемент 62. Оно составляет 4369337 (43,69), площадь 349546960 (3495,47). Максимальное положительное значение также очень небольшое. В 25 элементе оно составляет 725050 (7,25), площадь 58004000 (580,04).

3.2 Линии влияния в пилоне

1. Линии влияния смещения верха и середины пилона.

Линии влияния перемещения в пилоне строятся для верха и середины пилона. Это необходимо для того, чтобы определить, какой вид изгиба имеет пилон. Точка 83 имеет максимальное перемещение -0,00291 (-0,0000000291), площадь -0,259 (-0,00000259) для левого пролета и 0,00371 (0,0000000371), площадь 0,330 (0,0000033) для правого пролета. Точка 88 имеет максимальное перемещение -0,00162 (-0,0000000162), площадь -0,144 (-0,00000144) для левого пролета и 0,00199 (0,0000000199), площадь 0,177 (0,00000177) для правого пролета.

Это говорит о том, что пилон изгибается равномерно, нет S-образного изгиба.

2. Линия влияния моментов заделки пилона.

Линии влияния моментов пилона строятся для нижнего и верхнего элемента пилона. В верхнем элементе (76) ординаты линии влияния незначительны по сравнению с элементом 73. В элементе 76 ординаты линии влияния имеют координаты 156311 (1,56) для левого пролета и -165519 (-1,66) для правого пролета. В элементе 73 ординаты линия влияния равны -3225115 (-32,25) для левого пролета и 3803988 (38,04) для правого пролета. Подбор сечения пилона будет производиться по элементу 73. Площадь положительной части линии влияния составляет 338132266 (3381,32). Площадь отрицательной части линии влияния составляет -286676888 (-2866,77). Площадь всей линии влияния составляет 51455378 (514,55).

4. Линия влияния продольной силы в заделке пилона.

Максимальная ордината линии влияния продольной силы будет тогда, когда нагрузка находится между 2-й и 3-й вантами правого пролета и составляет -106794 (-1,07). Площадь линии влияния составляет -22499740 (-225).

3. Линии влияния вант

1. Линии влияния продольных сил в вантах.

Для вант строятся только линии влияния продольной силы, поскольку других сил в вантах не возникает. Это нужно для определения самых загруженных вант и подборки соответствующего сечения. Первый график соответствует вантам, расположенных в левом пролете. Второй график соответствует вантам, расположенным в правом пролете.

В левом пролете самой загруженной является ванта 93. Ордината линии влияния составляет 8516230 (85,16). Площадь линии влияния составляет 681298400 (6812,98). Помимо того, когда нагрузка переходит середину левого пролета, то в ванте 89 появляются сжимающие напряжения, и она выключается из работы. Когда нагрузка находится в левом пролете ванта 88 вообще не работает. Она включается в работу только тогда, когда нагрузка перемещается на правый пролет. Но когда нагрузка находится на правом пролете, то из работы выключаются ванты 94, 93 и частично 92.

В правом пролете линии влияния вант практически симметричны линиям влияния вант в левом пролете. Они имеют ординаты немного больше, чем ванты в левом пролете. Самая загруженная ванта 97. Ордината линии влияния 8949337 (89,49). Площадь линии влияния составляет 715946960 (7159,47). Ванта 101 практически не работает, когда нагрузка находится в правом пролете. Ванта 100 также имеет отрицательные значения напряжения, когда нагрузка переходит половину пролета. Когда нагрузка переходит на левый пролет, то нерабочими являются ванты 95, 96 и частично 97.

Для того, чтобы все ванты были включены в работу не зависимо от расположения временной нагрузки, будет производиться натяжение вант.

4. Обоснование принятых размеров поперечного сечения главных балок по условиям прочности и жесткости