Содержание

1.Задание на проектирование. 2

2.Разработка вариантов. 2

2.1. Вариант 1. 2

2.1.1. Определение схемы моста. 2

2.2.2. Определение расхода строительных материалов и стоимости. 2

2.2. Вариант 2. 6

2.2.1. Определение схемы моста. 6

2.2.2. Определение расхода строительных материалов и стоимости. 7

2.3. Сравнение вариантов. 9

3.Расчет пролетного строения. 9

3.1. Расчет проезжей части пролетного строения. 10

3.1.1. Определение расчетных усилий. 10

3.1.2. Расчет сечений плиты. 12

3.2. Расчет главных балок пролетного строения. 16

3.2.1. Определение расчетных усилий в главной балке. 16

3.2.2. Расчет на прочность по изгибающему моменту. 19

3.2.3. Расчет на трещиностойкость в стадии изготовления и эксплуатации. 21

3.2.4. Расчет на касательные и главные напряжения. 25

3.2.5. Расчет на прочность по поперечной силе. 29

Литература 30

1. Задание на проектирование.

Разработать проект железобетонного моста под однопутную железную дорогу через реку отверстием 42 м. Отметка бровки насыпи - 117,30 м. Меженный уровень воды (УМВ) - 112,60 м, высокий уровень воды (УВВ) - 113,70 м. Нормативная временная вертикальная нагрузка - С13. Коэффициент общего размыва К = 1,09.

Профиль перехода с указанием горизонтов воды и инженерной геологии показан на схеме (рис. 1.1).

2. Разработка вариантов.

2.1. Вариант 1.

2.1.1. Определение схемы моста.

Предполагая применение устоев обсыпного типа и учитывая, что отверстие моста составляет 43 м, намечена трехпролетная схема моста с разрезными типовыми балками 318,7. Необходимая длина моста между крайними точками устоев :

L_n = l₀ + nb + 3H + 2a, где

n - количество быков, попадающих в воду;

b - толщина промежуточной опоры на уровне горизонта высоких вод, м;

a - величина захода конструкции устоя в насыпь, м;

H - высота насыпи от средней линии трапеции, образуемой горизонтами высоких и меженных вод (по которой измеряется отверстие моста), до отметки бровки насыпи, м;

3Н - длина двух заложений откосов конусов насыпи при крутизне 1:1,5;

l₀ - отверстие моста.

Учитывая наличие ледохода, приняты быки обтекаемой формы, сборно-монолитные, толщиной 2,6 м, применительно к типовому проекту 3.501-79.

Горизонт высоких вод 113,70 м, меженных - 112,60 м, число опор, попадающих в воду равно двум (n = 2). В этих условиях необходимая длина моста поверху составит :

L_n = 42 + 2·2,6 + 3·(110,2 -0,5·(103,0 + 107,0)) + 2·0,75 = 64,15 м.

Устои приняты свайные. Длина крыла устоя поверху при пролете примыкающих балок 18,7 м составляет 3,75 м. С учетом расстояния между торцами балок по 0,05 м фактическая длина моста при принятых конструкциях составит :

L_ф = 3·18,7 + 2·3,75 + 4·0,05 = 63,80 м.

Эта длина меньше необходимой на

2.2.2. Определение расхода строительных материалов и стоимости.

1. Пролетные строения.

Объем железобетона пролетного строения полной длиной 18,7 м с ездой поверху 44,4 м³.

2. Промежуточные опоры.

2 опоры высотой 5,3 и 6,0 м принимаем в виде сборно-монолитных конструкций.

Объем железобетонных блоков опоры высотой 5,3 м составляет ориентировочно

.

Бетон омоноличивания блоков и бетон заполнения опоры высотой 5,3 м составляет ориентировочно

.

Объем железобетонных блоков опоры высотой 6,0 м составляет ориентировочно

.

Бетон омоноличивания блоков и бетон заполнения опоры высотой 6,0 м составляет ориентировочно

.

Объем ростверка высотой 1,6 м из монолитного железобетона примем с размерами в плане 8,63,6 при скосах (для улучшения условий обтекания) по 0,5 м :

1,6·(3,6·8,6 - 4·0,5·0,5·0,5) = 48,8 м³ .

2. Сваи.

Определяется необходимое количество полых свай из центрифугированного железобетона диаметром 60 см длиной 12 м, заполняемых после погружения бетонной смесью.

Количество свай расчитывается по формуле :

, где

μ - коэффициент, учитывающий влияние изгибающего момента, действующего по подошве ростверка, равный 1,5 - 1,8, причем чем больше влияние постоянных центрально приложенных сил в величине ΣN, тем меньше значение коэффициента μ;

ΣN - сумма расчетных вертикальных сил, действующих по подошве фундамента, тс.

ΣN = ΣN_вр + ΣN_балл + ΣN_пр.стр. + ΣN_оп, где

ΣN_вр, ΣN_балл, ΣN_пр.стр., ΣN_оп - вертикальные давления, тс, соответственно от временной нагрузки при загружении двух прилегающих пролетов, от веса балласта на пролетных строениях железнодорожного моста, от веса железобетонных пролетных строений и от веса опоры с фундаментом.

Указанные величины определяются по формулам :

N_пр.стр. = 1,1·V_пр.стр.·2,5·0,5; N_оп = 1,1·V_оп·2,4;

l₁ и l₂ - полные длины пролетных строений, опирающихся на опоры, м;

γ - коэффициент надежности для временной нагрузки;

k_э - эквивалентная нагрузка при λ = l₁ + l₂, тс / м;

2,0 - объемная масса балласта, т / м³;

1,3 - коэффициент надежности для балласта;

F_балл - площадь поперечного сечения балластного корыта, м²;

1,1 - коэффициент надежности для собственного веса конструкции;

V_пр.стр. - объем железобетона пролетных строений, опирающихся на опору, м³;

2,5 - объемная масса железобетона, т / м³;

V_оп - объем тела опоры и фундамента, м³;

P_д - расчетная несущая способность одной сваи (сваи-оболочки).

Несущая способность каждой сваи диаметром 60 см длиной 12 м сваи по грунту Р_д составляет около 103 тс.

Для промежуточной опоры высотой 6,0 м получено :

N_пр.стр. = 1,1·88,8_.·2,5·0,5 = 122 тс; N_оп = 1,1·(34,3 + 52,7 + 48,8)·2,4 = 358 тс;

ΣN = 317 + 88 + 122 + 358 = 885 тс.

Для промежуточной опоры высотой 5,3 м получено :

N_пр.стр. = 1,1·88,8_.·2,5·0,5 = 122 тс; N_оп = 1,1·(30,3 + 46,5 + 48,8)·2,4 = 332 тс;

ΣN = 317 + 88 + 122 + 332 = 859 тс.

Примем 15 сваи диаметром 60 см длиной 12 м под каждую опору.

Объем полых свай при толщине стенки 10 см из расчета 15 штуки на опору

Объем бетона для заполнения полых свай

2. Ограждение котлована.

Ограждение котлована выполняется из брусчатого деревянного шпунта с длиной шпунтин 4 м. При периметре ограждения 2(5,6 + 10,6) = 32,4 м площадь вертикальных стенок будет равной 4·32,4 = 129,6 м².

2. Устой.

Объем железобетона оголовка устоя состовляет 40 м³.

Объем 9 полых свай диаметром 60 см длиной 10 м при толщине стенки 10 см.

Объем бетона для заполнения полых свай

Объемы работ и определение стоимостей конструктивных элементов приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Определение стоимостей конструктивных элементов по варианту 1.

Наименование работ	Единица измерения	Количество	Стоимость единицы измерения, руб.	Общая стоимость, тыс. руб.
1. Изготовление и монтаж пролетного строения из преднапряженного железобетона длиной 18,7 м	1 м3	44,4	380	16,8
2. Сооружение промежуточной опоры высотой 5,3 м
Устройство ограждения котлована из брусчатого шпунта длиной 4 м.	1 м2 стенки	129,6	30	3,9
Изготовление и погружение железобетонных полых свай диаметром 60 см длиной 12 м	1 шт. / 1м3	15 / 28,3	340	9,6
Устройство ростверка из монолитного железобетона	1 м3	48,8	140	6,8
Устройство тела опоры из сборного железобетона	1 м3	30,3	250	7,6
Омоноличивание тела опоры бетоном и цементным раствором (с учетом заполнения свай)	1 м3	69,1	70	4,8
Промежуточная опора полностью				32,7
3. Сооружение промежуточной опоры высотой 6,0 м
Устройство ограждения котлована из брусчатого шпунта длиной 4 м.	1 м2 стенки	129,6	30	3,9
Изготовление и погружение железобетонных полых свай диаметром 60 см длиной 8 м	1 шт. / 1м3	15 / 28,3	340	9,6
Устройство ростверка из монолитного железобетона	1 м3	48,8	140	6,8
Устройство тела опоры из сборного железобетона	1 м3	34,3	250	8,6
Омоноличивание тела опоры бетоном и цементным раствором (с учетом заполнения свай)	1 м3	75,3	70	5,3
Промежуточная опора полностью				34,2
4. Сооружение устоя
Изготовление и погружение железобетонных полых свай диаметром 60 см длиной 10 м	1 шт. / 1м3	9 / 14,1	340	4,8
Устройство оголовка устоя из монолитного железобетона	1 м3	40,0	140	5,6
Заполнение бетоном полых свай	1 м3	11,3	70	0,8
Устой полностью				11,2

Определение общей стоимости моста приводятся в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Определение общей стоимости по варианту 1.

Наименование конструктивных элементов	Количество однотипных элементов	Стоимость, тыс. руб.
		Одного элемента	Общая
Пролетное строения из преднапряженного железобетона lп = 18,7 м	3	16,8	50,4
Промежуточная опора высотой 5,3 м	1	32,7	32,7
Промежуточная опора высотой 6,0 м	1	34,2	34,2
Устой	2	11,2	22,4
Полная стоимость моста			139,7