ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра «Мосты»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Разводной мост под железную дорогу
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Выполнил: студент гр. МТ-901
Зайцев К.В.
Руководитель: Полянина А.В.
Принял: Богданов Г.И.
Санкт-Петербург
2013г.
1.Составление вариантов
1.1.Вариант 1.
Для обеспечения стационарного подмостового габарита 80Х10 судоходный пролёт перекрываем металлическими сплошностенчатыми неразрезными пролетными строениями длиной 88 и 99м.
Для разводного пролёта принимаем вертикально-подъемную систему.
В качестве разводного конструируем пролётное строение со сквозными главными фермами с ездой понизу расчетной длиной 66м.
Остальные пролёты перекрываем сталежелезобетонными пролетными строениями длиной 34,2м.
Таким образом, схема моста: 34,2+34,2+66 +77+88 +99.
Устои применены обсыпные на БНС. Длина крыла устоя – 7,04 м.
Конструкцию опор принимаем из контурных железобетонных блоков с бетонным заполнением.
Высота бровки насыпи и подошвы рельса зависит от величины судоходного габарита, строительной высоты фермы и расчётного судоходного горизонта, т.е.
ПР=РСУ+h+hстр=122+10+2=134 м.
БН=ПР-0.9=134-0.9=133,1 м.
Высота насыпи определяется по формуле:
Hнас=БН-((НУВВ+УМВ)/2)= 133,1-(123+122)/2=10,6 м.
Необходимая длина моста составит:
Lт = Lo + n*b + 2*1,5*H+2*a;
Lт = 350 + 4 * 4 +3*10,6+2*1= 399,8м
Фактическая длина моста составит:
Lф =34,2+34,2+66 +77+88 +99+4*0,2=413,8м.
Отклонение составляет:
(Lф -Lт)/Lт*100% = (413,8-399,8)/399,8*100% = 3,5%
Оборудование и механизмы для разводки располагаются на верхних поясах смежных стационарных пролетных строений. Опоры монолитные, бетонные на свайном основании.
Расчет высоты башни.
При назначении размеров башен учитывают требуемую высоту подъема разводного пролетного строения, высоту опускания противовеса, устойчивость башен, размеры башенных пролетных строений, а также условия размещения механического оборудования на вершине башен.
Высота башни назначается из двух условий:
-
условие подъема пролетного строения Hб = hп + hф + a1
-
условие опускания противовеса Hб = a2 + hпр + hоп + a3 + hс ;
где hп – высота подъёма пролетного строения
hп = РСГ + Hг + hстр – ПР = 122+35+2-134=25 м;
hф =6,5 м- габаритная высота разводного пролетного строения;
a1 = 4,0 м;
a2 = 3,0 м;
hпр - высота противовеса;
hоп - высота опускания противовеса, равная hоп = hп+Δlтр =25+0,5=25,5м;
Δlтр = 0,02*lтр =0,5 м - вытяжка тросов, составляющая 2% от их длины lтр =25м;
а3 = 1,0 м – расстояние от низа противовеса до головки рельсов;
hс - строительная высота.
Из условия подъема пролетного строения Hб = 17,07+8,5+4=29,57 м;
Gпс= 337т.
Qпр = (Gпс – ΔQ)/ Nпр = (337-5)/2= 166 т ;
, где Qпр - вес противовеса;
Gпс – вес разводного пролетного строения (55 м);
ΔQ - начальная неуравновешенность;
Nпр - количество блоков противовеса.
Объём противовеса:
Vпр = Qпр / γпр =166/2.4=69,2м3;
Диаметр главного шкива Dш определяется диаметром канатов dк , из которых компонуются несущие тросы. Выбираем канат 6*19 dк = 44 мм
Dш = 70* dк =70*44=3080 мм
Размер оголовка башни d вдоль оси моста:
d = 2* Dш = 2*3080=6200 мм
Размеры противовеса должны быть такими, чтобы их движению не мешали неподвижные части конструкции башни, для чего между противовесом и неподвижными элементами должны быть зазоры не менее 10..15 см. Предельные размеры противовеса вдоль aпр и поперек bпр оси моста равны (рис. 1):
aпр = 2*( Dш - Δ - δ)=2*(3080-1140-500)=2880 мм=2,88м;
bпр = Bб – 2*δ =10,56-2*0,5=9,56 м;
Высота противовеса:
hпр = Vпр / (aпр * bпр)=69,2/2,88*9,56=2,51 м;
Из условия опускания противовеса Hб = 2+2,51+25,5+1+1,63= 32,64м.
Принимаем высоту башни Hб = 35,5м по первому условию, т.к. она больше.
Расчет
Опоры №1:
,
где:
-
максимальная сжимающая нагрузка на
одну сваю, кН
-
коэффициент, учитывающий влияние
изгибающих моментов от горизонтальных
нагрузок на опору. В расчете принимаем
равным 1,8
N - суммарная вертикальная сила. кН, приведенная к низу ростверка.
Gс – расчетная нагрузка от веса одной сваи, кН
Fd – несущая способность сваи по грунту; для принятого песка с прослойками супеси Fd = 5000 кН
N = Gпр + Gоп + Nвр, где
Gпр – нагрузка от собственного веса конструкций пролетного строения. При опирании двух разрезных пролетных строений:
Gпр = 0,5·1,1(Gпр1 + Gпр2)
Gпр = 0,55·(2*(86,28+37,3*2,4))·10м/с² = 1933,8 кН
Gоп = 1,1·24кН/м³·Vоп = 16262,4 кН
Nвр
=
,
где
ν = 0,98К = 0,98·14 = 13,72 кН/м
S1 = 1+(nп-1)·0,6 = 2,2
nп = 3
=
l1+l2
= 34,2 м
Р = 2·9,18К = 257,04 кН
Nвр
=
N = 1933,8+16262,4+1488,4 = 19684,6 кН
кН
= 4074 кН ≤ 5000 кН, следовательно, фундамент
выдерживает заданную нагрузку.
Примем
10 свай-оболочек d=1,6м
длиной 10м
Расчет Опоры №2:
Gпр = 0,5·1,1(Gпр1 + Gпр2)
Gпр = 0,55·(175,8+253,39)·10м/с² = 2360,5 кН
Gоп = 1,1·24кН/м³·Vоп = 31305,1 кН
Nвр
=
,
где
ν = 0,98К = 0,98·14 = 13,72 кН/м
S1 = 1+(nп-1)·0,6 = 2,2
nп = 3
=
l1+l2
= 100,2 м
Р = 2·9,18К = 257,04 кН
Nвр
=
N = 2360,5+31305,1+2739,96= 36405,5 кН
кН
= 4899 кН ≤ 5000 кН, следовательно, фундамент
выдерживает заданную нагрузку.
Примем 15 свай-оболочек d=1,6м длиной 10м
Расчет Опоры №3:
Gпр = 0,5·1,1(Gпр1 + Gпр2)
Gпр = 0,55·(253,4+554,27+174,96)·10м/с² = 5404,5 кН
Gоп = 1,1·24кН/м³·Vоп = 16262,4 кН
Nвр
=
,
где
ν = 0,98К = 0,98·14 = 13,72 кН/м
S1 = 1+(nп-1)·0,6 = 2,2
nп = 3
=
l1+l2
= 143 м
Р = 2·9,18К = 257,04 кН
Nвр
=
N = 5404,5+16262,4+3515,16 = 25182,1 кН
кН
= 4307,7 кН ≤ 5000 кН, следовательно, фундамент
выдерживает заданную нагрузку.
Примем 12 свай-оболочек d=1,6м длиной 10м
Расчет Опоры №4:
Gпр = 0,5·1,1(Gпр1 + Gпр2)
Gпр = 0,55·(554,27+601,56)·10м/с² = 6357,1 кН
Gоп = 1,1·24кН/м³·Vоп = 16262,4 кН
Nвр
=
,
где
ν = 0,98К = 0,98·14 = 13,72 кН/м
S1 = 1+(nп-1)·0,6 = 2,2
nп = 3
=
l1+l2
= 165 м
Р = 2·9,18К = 257,04 кН
Nвр
=
N = 6357,1+16262,4+3913,5= 26533 кН
кН
= 4509 кН ≤ 5000 кН, следовательно, фундамент
выдерживает заданную нагрузку.
Примем 12 свай-оболочек d=1,6м длиной 10м
Расчет Опоры №5:
Gпр = 0,5·1,1(Gпр1 + Gпр2)
Gпр = 0,55·(601,56+715)·10м/с² = 7241 кН
Gоп = 1,1·24кН/м³·Vоп = 16262,4 кН
Nвр
=
,
где
ν = 0,98К = 0,98·14 = 13,72 кН/м
S1 = 1+(nп-1)·0,6 = 2,2
nп = 3
=
l1+l2
= 187 м
Р = 2·9,18К = 257,04 кН
Nвр
=
N = 7241+16262,4+4311,9= 27815,3 кН
кН
= 4712,33 кН ≤ 5000 кН, следовательно, фундамент
выдерживает заданную нагрузку.
Примем 12 свай-оболочек d=1,6м длиной 10м
Определение объемов работ и стоимости по конструктивным элементам моста приведены в таблице 1.
Таблица 1.
|
|
Наименование работ |
Единица измерения |
Количество |
Стоимость единицы измерения, руб. |
Общая стоимость, тыс.руб. |
|
1. |
Изготовление и монтаж пролетных строений со сквозными главными фермами пролетом 77м |
1 т металла |
299,92 |
900 |
269,93 |
|
|
То же, разрезные пролетные строения со сплошными стенками 34,2м |
1 т металла |
63,2 |
700 |
44,2 |
|
|
пролетные строения 88м |
1 т металла |
210,82 |
900 |
190 |
|
|
пролетные строения 99м |
1 т металла |
256,81 |
900 |
232 |
|
2. Сооружение промежуточной опоры 1,3,4,5 |
|||||
|
|
-Изготовление и погружение свай-оболочек d=1,6 м |
1м3 |
39,84 |
420 |
16,7 |
|
|
-Устройство ростверка из монолитного железобетона |
1 м3 |
165 |
140 |
23,1 |
|
|
Заполнение ядра свай |
1 м3 |
54,36 |
60 |
3,26 |
|
|
Сооружение тела промежуточной опоры из сборного ж/б |
1 м3 |
83,6 |
180 |
15,0 |
|
|
Заполнение опор бетоном |
1 м3 |
130,4 |
70 |
9,128 |
|
3. |
Сооружение промежуточной опоры 2 |
|
|
|
|
|
|
-Изготовление и погружение свай-оболочек d=1,6м |
1м3 |
45,15 |
420 |
19,0 |
|
|
-Устройство ростверка из монолитного железобетона |
1 м3 |
165 |
140 |
23,1 |
|
|
Заполнение ядра свай |
1 м3 |
61,6 |
60 |
37,0 |
|
|
Сооружение тела промежуточной опоры из сборного ж/б |
1 м3 |
136,4 |
180 |
24,5 |
|
|
Заполнение опор бетоном |
1 м3 |
204,6 |
70 |
14,3 |
|
5. |
Сооружение монолитных устоев |
1 м3 |
65,9 |
90 |
5.9 |
|
|
-Изготовление и погружение свай-оболочек d=1,0 м |
1м3 |
27,9 |
420 |
11,7 |
|
|
Заполнение ядра свай |
1м3 |
38,0 |
60 |
2,28 |
|
6 |
Стоимость оборудования |
|
|
|
|
|
|
Разводной механизм |
т |
84 |
5400 |
453 |
|
|
Канаты |
т |
17 |
3000 |
51 |
Определение общей стоимости моста по варианту №1
|
Наименование конструктивных элементов |
Количество однотипных элементов |
Стоимость одного элемента, тыс.руб. |
Общая стоимость, тыс.руб. |
|
Металлическое пролётное строение l=77м |
1 |
269,93 |
269,93 |
|
Металлическое пролётное строение l=34,2 м |
2 |
44,2 |
88,4 |
|
Металлическое пролётное строение l=88 м |
1 |
190 |
190 |
|
Металлическое пролётное строение l=99 м |
1 |
232 |
232 |
|
Промежуточная опора №1,3,4,5 |
4 |
67,2 |
268,8 |
|
Промежуточная опора №2 |
2 |
117,9 |
117,9 |
|
Устой |
2 |
19,9 |
39,8 |
|
Стоимость оборудования |
|
504 |
504 |
|
Полная стоимость моста по варианту 1 |
|
|
1710,8 |