3.5 Сравнение вариантов эстакады. Выбор оптимального варианта.

При сравнении вариантов моста для выбора, рекомендуемого в основу, были положены такие технико-экономические показатели, как строительная стоимость, материалоемкость и трудоемкость строительства, а также технологичность основных конструкций и продолжительность строительства. Кроме того, учитывались качественные характеристики (архитектурный вид моста и т.п.) и эксплуатационные затраты на ремонт и содержание моста.

Строительная стоимость моста по вариантам, определенная сметным расчетом в ценах 1984 года составила:

-по варианту 1 – 386,8тыс. руб.

-по варианту 2 – 299,2тыс. руб.

-по варианту 3 – 474,6тыс. руб.

-по варианту 4 – 388,9тыс. руб.

К дальнейшей разработке принят четвёртый вариант.

Глава 4 Расчёт конструкций пролётного строения.

1. Расчёт пролётного строения.

Расчёт производится в проектно-вычислительном комплексе SCAD.

Проектно-вычислительный комплекс (ПВК) SCAD предназначен для численного исследования на ЭВМ напряженно-деформированного состояния и устойчивости конструкций, а также и для автоматизированного выполнения ряда процессов конструирования. ПВК SCAD обеспечивает исследование широкого класса конструкций: пространственные стержневые системы, произвольные пластинчатые и оболочечные системы, мембраны, массивные тела, комбинированные системы - рамно-связные конструкции высотных зданий, плиты на грунтовом основании, ребристые пластинчатые системы, многослойные конструкции. Расчет выполняется на статические и динамические нагрузки. Статические нагрузки моделируют силовые воздействия от сосредоточенных или распределенных сил или моментов, температурного нагрева и перемещений отдельных областей конструкции. Динамические нагрузки моделируют воздействия от землетрясения, пульсирующего потока ветра, вибрационные воздействия от технологического оборудования, ударные воздействия.

4.1.1 Подготовка исходных данных для расчёта.

Вертикальные упругие прогибы пролетных строений, вычисленные при действии подвижной временной вертикальной нагрузки (при _f = 1 и динамическом коэффициенте 1 +  = 1), не должны превышать значений, м:

для железнодорожных мостов — определяемых по формуле , но не более ;

От подвижного состава метрополитена с каждого пути — в виде поезда расчетной длины, состоящего из четырехосных вагонов (рис. 1) общим весом каждого загруженного вагона 588 кН (60 тс). При загружении линий влияния, имеющих два или более участков одного знака, разделяющие их участки другого знака следует загружать порожними вагонами весом каждый 294 кН (30 тс).

Рис. 1 Схема нагрузок от подвижного состава метрополитена.

Мосты под пути метрополитена (несовмещенные) при расчетах по предельным состояниям первой группы должны быть проверены на загружение одного из путей поездом, не создающим динамического воздействия, но имеющим длину, превышающую (до 2 раз) длину расчетного поезда. При этом на двухпутных мостах второй путь должен быть загружен поездом расчетной длины.

Во всех расчетах для элементов или отдельных конструкций мостов, воспринимающих временную нагрузку с нескольких путей или полос движения, нагрузку от подвижного состава с одного пути или полосы движения (где нагрузка приводит к самым неблагоприятным результатам) следует принимать с коэффициентом s₁ = 1,0. С остальных путей (полос) нагрузки принимают с коэффициентами s₁, равными для поездов метрополитена и трамвая — 1,0.

Нормативную горизонтальную поперечную нагрузку от ударов подвижного состава независимо от числа путей или полос движения на мосту следует принимать для поездов метрополитена — 1,96 кН/м (0,2 тс/м);

Нормативную горизонтальную продольную нагрузку от торможения или сил тяги подвижного состава следует принимать равной от железнодорожной нагрузки СК, поездов метрополитена и трамвая —10;

Продольное усилие от торможения или силы тяги, передаваемое на неподвижные опорные части, следует принимать в размере 100 % полного продольного усилия, действующего на пролетное строение. При этом не следует учитывать продольное усилие от установленных на той же опоре подвижных опорных частей соседнего пролета, кроме случая расположения в разрезных пролетных строениях неподвижных опорных частей со стороны меньшего из примыкающих к опоре пролета. Усилие на опору в указанном случае надлежит принимать равным сумме продольных усилий, передаваемых через опорные части обоих пролетов, но не более усилия, передаваемого со стороны большего пролета при неподвижном его опирании.

Динамические коэффициенты 1+ к нагрузкам от подвижного состава железных, автомобильных и городских дорог следует принимать равными к вертикальным нагрузкам СК, СК и АК (включая давление одиночной оси), а также к нагрузкам от поездов метрополитена и трамвая для элементов стальных и сталежелезобетонных пролетных строений, а также элементов стальных опор

железнодорожных мостов и обособленных мостов под пути метрополитена и трамвая всех систем (кроме основных элементов главных ферм неразрезных пролетных строений) независимо от рода езды (на балласте или поперечинах)

,

но не менее 1,15;

При расчете мостов на выносливость динамическую добавку  следует умножать на 2/3.

Коэффициенты надежности по нагрузке _f к временным нагрузкам и воздействиям следует принимать равными к нагрузкам от подвижного состава метрополитена и трамвая — по формуле

,

но не менее 1,10,

где  — длина загружения, м.

Нормативную интенсивность полной ветровой поперечной горизонтальной нагрузки при проектировании индивидуальных (нетиповых) конструкций пролетных строений и опор следует принимать не менее 0,59 кПа (60 кгс/м²) — при загружении конструкций временной вертикальной нагрузкой и 0,98 кПа (100 кгс/м²) — при отсутствии загружения этой нагрузкой.

Горизонтальную поперечную ветровую нагрузку, действующую на отдельные конструкции моста, а также на поезд, находящийся на железнодорожном мосту (мосту метро), следует принимать равной произведению интенсивности ветровой нагрузки на рабочую ветровую поверхность конструкции моста и подвижного состава. Рабочую ветровую поверхность конструкции моста и подвижного состава следует принимать равной для железнодорожного подвижного состава (в том числе поездов метрополитена) — площади сплошной полосы высотой 3 м с центром давления на высоте 2 м от головки рельса. Распределение ветровой нагрузки по длине пролета допускается принимать равномерным.

Коэффициент надёжности для ветровой нагрузки =1,4 .

Пролётные строения загружаются следующими сочетаниями нагрузок:

1. Первый путь загружается поездом, не создающим динамического воздействия, но имеющим длину, превышающую (до 2 раз) длину расчетного поезда. Второй путь загружается поездом расчетной длины не создающим динамического воздействия. При этом коэффициент надёжности по постоянной нагрузке =1,1, по временной нагрузке - =1,22, коэффициент динамики - =1.

2. Оба пути загружаются поездом расчётной длинны в середине пролётного строения. При этом коэффициент надёжности по постоянной нагрузке =1,1, по временной нагрузке - =1,22, коэффициент динамики - =1,2.

3. Оба пути загружаются поездом расчётной длинны при его максимальном приближении к опоре. При этом коэффициент надёжности по постоянной нагрузке =1,1, по временной нагрузке - =1,22, коэффициент динамики - =1,2.

4. Пролётное строение загружается ветровой поперечной горизонтальной нагрузкой интенсивностью 60 кгс/м², при загружении временной вертикальной нагрузкой. При этом коэффициент надёжности по постоянной нагрузке =1,1, по временной нагрузке - =1,22, по ветровой нагрузке - =1,4, коэффициент динамики - =1,2.

5. Пролётное строение загружается ветровой поперечной горизонтальной нагрузкой интенсивностью 100 кгс/м², при отсутствии загружения временной вертикальной нагрузкой. При этом коэффициент надёжности по постоянной нагрузке =1,1, по ветровой нагрузке - =1,4.

6. Оба пути загружаются поездом расчётной длинны в середине пролётного строения. При этом коэффициент надёжности по постоянной нагрузке =1,0, по временной нагрузке - =1,0, коэффициент динамики - =1,0.