Файлы по мостам / расчет жб / Proektirovanie_gelezobetonnogo_GD_mosta
.pdfМинистерство путей сообщения Российской Федерации
Дальневосточный государственный университет путей сообщения
Кафедра “Мосты и тоннели”
Г.М. Боровик
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО МОСТА
Методическое пособие
для студентов ИИФО специальности 290900
“Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство”
2-е издание, переработанное
Хабаровск
Издательство ДВГУПС
2002
Рецензенты:
Кафедра “Мосты, основания и фундаменты” Хабаровского государственного технического университета (заведующий кафедрой доктор технических наук, профессор В.И. Кулиш)
Главный инженер Службы пути ДВЖД В.В. Кульков
Изложены принципы проектирования железобетонных мостов под железнодорожную нагрузку. Рассмотрены основные положения и практические рекомендации по составлению вариантов моста, расчетам и конструированию пролетных строений из обычного железобетона. Приведены данные по типовым конструкциям пролетных строений и опор железобетонных мостов. Даются рекомендации по использованию программных комплексов в расчетах пролетных строений.
Методическое пособие предназначено для студентов ИИФО специальности 290900 “Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство”, изучающих дисциплину “Сооружение и эксплуатация мостов, тоннелей и труб”, а также может быть полезно специалистам в области проектирования мостов.
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
2. СОСТАВЛЕНИЕ ВАРИАНТОВ МОСТА
2.1. Общие положения
2.2. Разбивка отверстия моста на пролеты
2.3. Опоры моста
2.3.1. Береговые
2.3.2. Промежуточные 2.4. Технико-экономическое сравнение вариантов моста
3. РАСЧЕТ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ
3.1. Расчет главной балки 3.1.1. Расчетная схема и определение нагрузок
3.1.2. Определение внутренних усилий 3.1.3. Определение геометрических параметров расчетных сечений
балки 3.1.4. Подбор арматуры и расчет по прочности сечения, нормального к
продольной оси балки 3.1.5. Расчет по прочности сечения, наклонного к продольной оси балки
3.1.6. Расчет на выносливость
3.1.7. Расчет по трещиностойкости 3.1.8. Программное обеспечение расчетов балки железобетонного
пролетного строения 3.2. Конструирование элементов пролетного строения
3.2.1. Плита проезжей части
3.2.2. Главная балка
3.2.3. Детали
4. ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
4.2. Содержание пояснительной записки
4.2. Графическое оформление ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Пролетные строения железнодорожных мостов из обычного и преднапряженного железобетона по проектам серии 3.501-46 инв.
№ 557 и серии 3.501-99 инв.№ 556
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Основные характеристики типовых конструкций береговых опор
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Основные характеристики конструкций Промежуточных опор железнодорожных мостов под пролетные строения длиной 16,5 – 34,2 м
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Несущая способность свай и оболочек по грунту ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Укрупненные расценки строительно-монтажных работ ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Технико-экономическое сравнение вариантов моста ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Входная и выходная информация по расчету железобетонного пролетного строения с применением программных модулей СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Курсовая работа “Проектирование железобетонного железнодорожного моста” по дисциплине “Сооружение и эксплуатация мостов, тоннелей и труб“ включает в себя следующие основные разделы: составление двух вариантов моста с применением типовых конструкций и их технико-экономическое сравнение (50 %); расчет и конструирование элементов балочно-разрезного пролетного строения из обычного железобетона (50 %).
Для выполнения курсовой работы студент должен определить для себя исходную информацию (разд. 1). Исходные данные выбираются в зависимости от номера шифра, указанного в зачетной книжке студента, состоящего из трех цифр. Разнообразие исходных данных обеспечивает их индивидуальность, что приводит к повышению качества проектирования.
Работа начинается с общей компоновки сооружения. Разрабатывается вариант моста, в котором размещаются основные элементы – опоры, балочно-разрезные пролетные строения. Необходимо стремиться к тому, чтобы сооружение наилучшим образом удовлетворяло потребности транспорта, выполнялись бы условия по обеспечению надежности, долговечности, безопасной эксплуатации, бесперебойного пропуска паводков и ледохода, экономного расходования материалов. Для облегчения решения этих задач в методическом пособии даются основные характеристики типовых конструкций железобетонных пролетных строений и опор, основные рекомендации по целесообразности их применения в тех или иных условиях. Проектирование вариантов железобетонного моста носит творческий характер.
Расчеты элементов моста базируются на применении действующих норм и правил проектирования мостовых сооружений, которые обобщаются в данном методическом пособии.
Для расчета элементов железобетонного пролетного строения разработан программный комплекс. Пакет программ состоит из четырех модулей: Power, Most, 92 exe, 93 exe, каждому из которых соответствует свой раздел расчета пролетного строения. В методическом пособии дается краткая характеристика его использования в расчетах. Допускается использовать при проектировании элементов моста программные разработки Microsoft, в частности математическую систему Mathcad или графическую систему
AutoCAD.
1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Курсовая работа “Проектирование железобетонного железнодорожного моста” выполняется в соответствии с исходными данными, к которым
относятся район проектирования, климатические, геологические и гидравлические характеристики.
Курсовая работа включает:
•составление двух вариантов моста и их технико-экономическое сравнение;
•расчет балки пролетного строения на прочность, выносливость, трещиностойкость;
•конструирование элементов пролетного строения.
Результаты работы представляются в виде расчетно-пояснительной записки и двух чертежей (первый – варианты моста и их техникоэкономическое сравнение, второй – конструктивные элементы и армирование железобетонного пролетного строения).
Исходные данные для проектирования железобетонного моста принимаются по табл. 1.1–1.3, рис. 1.1. Выбор требуемых данных определяется в соответствии с номерами, совпадающими с цифрами шифра, указанного в зачетной книжке студента.
Вначале определяется отверстие моста – по первой цифре шифра
(табл. 1.1), вариант профиля мостового перехода – по второй цифре (табл. 1.1 и рис. 1.1) и коэффициент общего размыва – по третьей цифре (табл. 1.1).
Таблица 1.1
Исходные данные для составления вариантов моста
Наименование |
|
|
|
Исходные данные по вариантам |
|
|
||||||
данных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
8 |
9 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отверстие |
64 |
65 |
66 |
|
67 |
68 |
69 |
70 |
71 |
|
72 |
73 |
моста, м |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
профиля |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
9 |
0 |
мостового |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
перехода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
1,2 |
1,25 |
1,3 |
|
1,15 |
1,27 |
1,28 |
1,32 |
1,18 |
|
1,23 |
1,33 |
общего |
|
|
||||||||||
размыва |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Далее устанавливаются данные профиля мостового перехода по соответствующему варианту (табл. 1.2, рис. 1.1). В табл. 1.2 указаны расстояния между отметками перелома профиля мостового перехода, отметки дневной поверхности грунта (верхнего слоя) и подстилающего грунта (нижнего слоя) в соответствии со схемой мостового перехода (рис. 1.1) Затем определяются район проектирования железобетонного моста и основные
геологические данные (табл. 1.3).
Рис. 1.1. Схема профиля мостового перехода: а – расстояние между точками 1,2,3…; b, с – отметки верхнего и нижнего слоев грунта
Таблица 1.2
Характеристика данных профиля мостового перехода
Варианты |
|
|
Расстояние |
Отметки |
Отметки |
|
|
|
дневной |
||||
профиля |
Отметка |
Отметка |
между |
подстилающего |
||
поверхности |
||||||
мостового |
|
|
точками |
грунта |
||
|
|
грунта |
||||
|
УМВ, м |
УВВ, м |
профиля а, |
(нижнего слоя) |
||
перехода |
(верхнего слоя) |
|||||
|
|
м |
b, м |
с, м |
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
48,000 |
52,300 |
а1 =10 |
b1 = 51,500 |
с1 = 47,500 |
|
1 |
|
|
а2 = 10 |
b2 = 49,800 |
|
|
|
|
|
а3 = 12 |
b3 = 48,200 |
|
|
|
|
|
а4 = 11 |
b4 = 47,800 |
|
|
|
|
|
а5 = 14 |
b5 = 46,000 |
с5 = 41,500 |
|
|
|
|
а6 = 11 |
b6 = 48,000 |
|
|
|
|
|
а7 = 15 |
b7 = 49,600 |
|
|
|
|
|
а8 = 14 |
b8 = 50,300 |
|
|
|
|
|
а9 = 12 |
b9 = 50,800 |
|
|
|
|
|
|
b10 = 51,000 |
с10 = 47,500 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
54,000 |
59,500 |
а1 =10 |
b1 = 58,500 |
с1 = 54,500 |
|
2 |
|
|
а2 = 14 |
b2 = 56,800 |
|
|
|
|
|
а3 = 15 |
b3 =55,200 |
|
|
|
|
|
а4 = 14 |
b4 =53,800 |
|
|
|
|
|
а5 = 13 |
b5 = 52,500 |
с5 = 48,500 |
|
|
|
|
а6 = 11 |
b6 = 54,000 |
|
|
|
|
|
а7 = 17 |
b7 = 55,600 |
|
|
|
|
|
а8 = 12 |
b8 = 56,300 |
|
|
|
|
|
а9 = 15 |
b9 = 57,800 |
|
|
|
|
|
|
b10 = 59,000 |
с10 = 55,000 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 1.2
Варианты |
|
|
Расстояние |
Отметки |
Отметки |
|||
|
|
дневной |
||||||
профиля |
Отметка |
Отметка |
между |
подстилающего |
||||
поверхности |
||||||||
мостового |
|
|
точками |
грунта |
||||
|
|
|
грунта |
|||||
|
УМВ, м |
УВВ, м |
профиля а, |
|
(нижнего слоя) |
|||
перехода |
(верхнего слоя) |
|||||||
|
|
|
м |
|
b, м |
с, м |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
Вариант |
68,000 |
73,500 |
а1 =11 |
b1 |
= 71,500 |
с1 = 67,500 |
||
3 |
|
|
а2 = 13 |
b2 |
= 70,800 |
|
||
|
|
|
а3 |
= 17 |
b3 =69,200 |
|
||
|
|
|
а4 |
= 16 |
b4 =66,800 |
|
||
|
|
|
а5 |
= 15 |
b5 |
= 65,500 |
с5 = 61,500 |
|
|
|
|
а6 |
= 12 |
b6 |
= 66,000 |
|
|
|
|
|
а7 = 18 |
b7 = 68,600 |
|
|
|
|
а8 = 11 |
b8 = 69,300 |
|
|
|
|
а9 = 13 |
b9 = 70,800 |
|
|
|
|
|
b10 = 72,000 |
с10 = 68,500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
72,000 |
77,000 |
а1 =10 |
b1 = 75,500 |
с1 = 71,500 |
4 |
|
|
а2 = 14 |
b2 = 74,800 |
|
|
|
|
а3 = 12 |
b3 =72,200 |
|
|
|
|
а4 = 16 |
b4 =71,800 |
|
|
|
|
а5 = 16 |
b5 = 70,500 |
с5 = 66,500 |
|
|
|
а6 = 12 |
b6 = 71,000 |
|
|
|
|
а7 = 17 |
b7 = 73,600 |
|
|
|
|
а8 = 12 |
b8 = 74,300 |
|
|
|
|
а9 = 10 |
b9 = 75,800 |
|
|
|
|
|
b10 = 76,000 |
с10 = 72,500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
77,000 |
82,000 |
а1 =11 |
b1 = 80,500 |
с1 = 76,500 |
5 |
|
|
а2 = 15 |
b2 = 79,800 |
|
|
|
|
а3 = 14 |
b3 =77,200 |
|
|
|
|
а4 = 15 |
b4 =76,800 |
|
|
|
|
а5 = 15 |
b5 = 75,000 |
с5 = 70,500 |
|
|
|
а6 = 12 |
b6 = 76,000 |
|
|
|
|
а7 = 13 |
b7 = 77,600 |
|
|
|
|
а8 = 14 |
b8 = 78,300 |
|
|
|
|
а9 = 11 |
b9 = 80,800 |
|
|
|
|
|
b10 = 81,000 |
с10 = 77,500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
81,000 |
86,000 |
а1 =10 |
b1 = 83,500 |
с1 = 79,500 |
6 |
|
|
а2 = 14 |
b2 = 82,800 |
|
|
|
|
а3 = 16 |
b3 =81,200 |
|
|
|
|
а4 = 14 |
b4 =80,800 |
|
|
|
|
а5 = 15 |
b5 = 79,500 |
с5 = 75,500 |
|
|
|
а6 = 14 |
b6 = 81,000 |
|
|
|
|
а7 = 13 |
b7 = 82,600 |
|
|
|
|
а8 = 12 |
b8 = 83,300 |
|
|
|
|
а9 = 11 |
b9 = 84,800 |
|
|
|
|
|
b10 = 85,000 |
с10 = 81,500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
Расстояние |
|
профиля |
Отметка |
Отметка |
между |
|
мостового |
|
|
точками |
|
|
УМВ, м |
УВВ, м |
профиля а, |
|
перехода |
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
85,000 |
90,500 |
а1 =11 |
|
7 |
|
|
а2 = 13 |
|
|
|
|
а3 = 15 |
|
|
|
|
а4 = 16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а5 = 15 |
|
|
|
|
а6 |
= 13 |
|
|
|
а7 |
= 12 |
|
|
|
а8 |
= 12 |
|
|
|
а9 |
= 10 |
|
|
|
|
|
Вариант |
90,000 |
95,000 |
а1 =11 |
|
8 |
|
|
а2 = 12 |
|
|
|
|
а3 = 14 |
|
|
|
|
а4 = 15 |
|
|
|
|
а5 = 15 |
|
|
|
|
а6 |
= 13 |
|
|
|
а7 |
= 14 |
|
|
|
а8 |
= 13 |
|
|
|
а9 |
= 10 |
|
|
|
|
|
Вариант |
96,000 |
101,000 |
а1 =10 |
|
9 |
|
|
а2 = 12 |
|
|
|
|
а3 = 13 |
|
|
|
|
а4 = 14 |
|
|
|
|
а5 = 17 |
|
|
|
|
а6 |
= 15 |
|
|
|
а7 |
= 14 |
|
|
|
а8 |
= 12 |
|
|
|
а9 |
= 11 |
|
|
|
|
|
Вариант |
102,000 |
107,000 |
а1 =10 |
|
0 |
|
|
а2 |
= 11 |
|
|
|
а3 |
= 14 |
|
|
|
а4 |
= 15 |
|
|
|
а5 |
= 17 |
Окончание табл. 1.2
Отметки
дневной
поверхности
грунта (верхнего слоя) b, м
b1 = 88,500 b2 = 86,800 b3 =85,200
b4 =84,800
b5 = 83,500 b6 = 84,000 b7 = 85,600 b8 = 86,300 b9 = 87,800 b10 = 88,000
b1 = 93,500 b2 = 92,800 b3 =91,200
b4 =89,800
b5 = 88,500 b6 = 89,000 b7 = 90,600 b8 = 91,300 b9 = 84,800 b10 = 95,000
b1 = 99,500 b2 = 98,800 b3 =97,200
b4 =95,800
b5 = 94,500 b6 = 95,000 b7 = 96,600 b8 = 97,300 b9 = 98,800 b10 = 99,600
b1 = 105,500 b2 = 104,800 b3 =103,200 b4 =101,800 b5 = 100,500
Отметки
подстилающего
грунта (нижнего слоя) с, м
с1 =84,500
с5 = 79,500
с10 = 84,500
с1 = 89,500
с5 = 87,500
с10 = 91,500
с1 = 95,500
с5 = 90,500
с10 = 95,500
с1 = 101,500
|
|
|
а6 |
= 16 |
b6 |
= 102,000 |
с5 = 96,500 |
|
|
|
а7 |
= 14 |
b7 |
= 103,600 |
|
|
|
|
а8 |
= 12 |
b8 |
= 104,300 |
|
|
|
|
а9 |
= 12 |
b9 |
= 105,800 |
|
|
|
|
|
|
b10 = 106,600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с10 = 102,500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание. В таблице обозначено: а1,2,3… – расстояния между точками профиля
1,2,3…; b1,2,3…, с1,2,3… – отметки верхнего и нижнего слоя грунта точек профиля 1,2,3…
(см. рис. 1.1).
Работа начинается с изучения и анализа условий проектирования моста. Для этого в пояснительную записку курсовой работы необходимо включить описание климатических, геологических и гидравлических характеристик района расположения моста.
Таблица 1.3
Характеристики района проектирования моста
Варианты
профиля
мостового
перехода
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Район
проектирования
г. Хабаровск
г. Уссурийск (Приморский край)
г. Владивосток
г. Тында (ДВЖД)
п. Ургал (ДВЖД)
г. Комсомольск-на-Амуре (ДВЖД)
г. Чита (Забайкалье)
п. Сковородино (Читинская область)
п. Февральск (ДВЖД)
г. Свободный (Амурская область)
Грунт верхнего слоя профиля моста
Суглинок
Супесь
Песок
Песок с галькой
Глина
Супесь
Суглинок
Песок с галечником
Супесь
Песок
Грунт нижнего слоя профиля моста
Галечник с валунами
Трещиноватая скала
Скала
Песчаник
Глина с валунами
Скала
Глина с гравием
Галечник
Гравий
Скала