2.2. Вариант 2.

2.2.1. Определение схемы моста.

Число опор, попадающих в воду равно двум (n = 2). В этих условиях необходимая длина моста поверху составит :

L_n = 41 + 2∙3 + 3·(60,9 -0,5(55,2+53,5) + 2·1,0 = 68,65 м.

Устои приняты свайные. Длина крыла устоя поверху при пролете примыкающих балок 18,7 и 23,6 м составляет 3,75 м. С учетом расстояния между торцами балок по 0,05 м фактическая длина моста при принятых конструкциях составит :

L_ф = 18,7·2 + 23,6 +2*3,75+ 4·0,05 = 68,7 м.

Эта длина больше 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. Объем железобетона пролетного строения полной длиной 23,6 м с ездой поверху 64,33 м³

Промежуточные опоры

2. 2 опоры высотой 5,65 принимаем в виде сборно-монолитных конструкций.

Объем железобетонных блоков опоры составляет ориентировочно

.

Бетон омоноличивания блоков и бетон заполнения опоры 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. Столбы.

Определяется необходимое количество полых столбов из центрифугированного железобетона диаметром 60 см длиной 16 м, заполняемых после погружения бетонной смесью.

Для промежуточной опоры №1 получено :

N_пр.стр. = 1,1·(44,4 + 64,33)_.·2,5·0,5 = 149,5 тс; N_оп = 1,1·(33,1+50,9+48,8)·2,4 =350,59 тс;

ΣN = 334,9 + 98,98 + 149,5 + 350,59 = 933,97 тс.

Для промежуточной опоры №2 получено :

N_пр.стр. = 1,1·(44,4*2)_.·2,5·0,5 = 122,1 тс; N_оп = 1,1·(33,1+50,9+48,8)·2,4 =350,59 тс;

ΣN = 296,14 + 87,51 + 122,1 + 350,59 = 856,34 тс.

Несущая способность каждого столба диаметром 60 см длиной 16 м сваи по грунту Р_д составляет около 140 тс.

Примем 12 и 11столбов диаметром 60 см длиной 16 м под опору.

Объем полых столбов при толщине стенки 8 см из расчета 12 штук на опору

Объем бетона для заполнения полых свай

Объем полых столбов при толщине стенки 8 см из расчета 11 штук на опору

Объем бетона для заполнения полых свай

2. Устой.

Объем железобетона оголовка устоя под пролетное строение состовляет 65,9 м³.

Объем 9 полых свай диаметром 60 см длиной 20 м при толщине стенки 8 см.

Объемы работ и определение стоимостей конструктивных элементов приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3.

Определение стоимостей конструктивных элементов по варианту 2.

Наименование работ	Единица измерения	Количество	Стоимость единицы измерения, руб.	Общая стоимость, тыс. руб.
Изготовление и монтаж пролетного строения из преднапряженного железобетона длиной 23,6 м	1 м3	64,33	380	24,4
Изготовление и монтаж пролетного строения из преднапряженного железобетона длиной 18,7 м	1 м3	44,4	380	16,8
2. Сооружение промежуточной опоры высотой 5,65 м
Изготовление и погружение железобетонных полых буро-набивных столбов диаметром 60см длиной 16м	1 шт. / 1м3	12/ 24,96 11/22,86	340	5 7,79
Устройство ростверка из монолитного железобетона	1 м3	48,8	140	6,8
Устройство тела опоры из сборного железобетона	1 м3	33,1	250	8,3
Омоноличивание тела опоры бетоном и цементным раствором (с учетом заполнения столбов)	1 м3	5,9	70	11,04
Промежуточная опора полностью				31,14 33,93
3. Сооружение устоя
Изготовление и погружение железобетонных полых свай диаметром 60 см длиной 10 м	1 шт. / 1м3	9 / 24,1	340	8,2
Устройство оголовка устоя из монолитного железобетона	1 м3	65,9	140	9,2
Заполнение бетоном полых свай	1 м3	27,4	70	1,9
Устой полностью				19,3

Определение общей стоимости моста приводятся в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Определение общей стоимости по варианту 2.

Наименование конструктивных элементов	Количество однотипных элементов	Стоимость, тыс. руб.
		Одного элемента	Общая
Пролетное строения из преднапряженного железобетона lп = 23,6м	1	24,4	24,4
Пролетное строения из преднапряженного железобетона lп = 18,7м	2	16,8	33,6
Промежуточная опора высотой 5,65 м	1	31,14 33,93	65,07
Устои	2	19,3	38,6
Полная стоимость моста			161,67

2.3. Сравнение вариантов.

По варианту 1 капитальные затраты составят 131,3 тыс. руб., по варианту 2 – 161,67 тыс. руб.

При переходе от двухпролетной схемы к трехпролетной общая стоимость повысилась на 30,37 тыс. руб. К расчету принимается вариант 1.

3. Расчет пролетного строения.

Расчет выполняется для типового балочного двухблочного пролетного строения длиной 10,0 м из обычного железобетона с ездой на балласте (Рис 3.1, а).

3.1. Расчет проезжей части пролетного строения.

3.1.1. Определение расчетных усилий.

Рис. 3.1. Расчетная схема плиты проезжей части.

Наружная и внутренняя плита работает под вертикальной нагрузкой как консоль защемленная одной стороной в ребре балки (рис. 3.1). На внутренней консоли нагрузки считается равномерно распределенными по всей длине, а на наружной консоли учитывают распределение нагрузок на участках разной длины и действие сосредоточенных сил от массы перил и тротуаров.

l_к = 0,9 - 0,13 = 0,77 м;

l₁ = 1,7 - 0,9 - 0,13 = 0,67 м; l₂ = 1,99 - 0,9 - 0,13 = 0,96 м;

l₃ = 2,09 - 0,9 - 0,13 = 1,06 м; l₄ = 2,66 - 0,9 - 0,13 = 1,63 м;

0,5b_т = 0,285 м.

Нормативные постоянные нагрузки при расчетной ширине участка плиты вдоль пролета от собственной массы:

односторонних металлических перил Р_п = 0,687 кН/м;

железобетонной плиты тротуара Р_т = h_тb_тγ_жб = 0,1·0,57·24,5 = 1,39 кН/м;

плиты балластного корыта q_пл = h_плγ_жб = 0,2·24,5 = 4,9 кН/м²;

балласта с частями пути q_б = h_бγ_б = 0,5·19,6 = 9,8 кН/м².

Нормативная временная нагрузка от подвижного состава

Временная равномерно распределенная нагрузка от массы материалов пути и балласта, сложенных на тротуаре при ремонте пути, принимается p_б = 1,0 тс/м². Эту нагрузку не учитывают совместно с временной нагрузкой от подвижного состава.

Коэффициент перегрузки постоянных нагрузок Р_п, Р_т, q_пл и временной нагрузки p_б принимается n₁ = 1,1, постоянной нагрузки q_б - n₂ = 1,3. Коэффициент перегрузки временной нагрузки от подвижного состава и динамический коэффициент 1 + μ вычисляется по формулам:

n_вр = 1,3 - 0,003λ = 1,3 - 0 = 1,3;

1. Усилия при расчете на прочность:

для наружной консоли в сечении 1 при действии временной нагрузки от подвижного состава

Q₁ = n₁(P_п + P_т + q_плl₃) + n₂q_бl₂ + n_вр(1 + μ)p_нl₁ = 1,1(0,687 + 1,39 + 4,9·1,06) + 1,3·9,8·0,96 + + 1,3·1,5·80,78·0,67 = 125,76 кН/м.

для наружной консоли в сечении 1 при действии временной нагрузки от массы материалов пути и балласта временно сложенных на тротуаре

Q₁ = n₁(P_п + P_т + q_плl₃) + n₂q_бl₂ + n₁p_бb_т = 1,1(0,687 + 1,39 + 4,9*1,06) + 1,3·9,8·0,96 + 1,1·9,8·0,57 = = 26,37 кН/м.

для внутренней консоли в сечении 2

Q₂ = [n₁q_пл + n₂q_б + n_вр(1 + μ)p_в]l_к = [1,1·4,9 + 1,3·9,8 + 1,3·1,5·90,05]·0,77 = 149,17 кН/м.

2. Усилия при расчете на выносливость и по раскрытию трещин.

Рассчитываются при коэффициентам перегрузки n₁ = n₂ = n_вр = 1,0 и динамическом коэффициенте :

для наружной консоли в сечении 1

Q'₁ = P_п + P_т + q_плl₃ + q_бl₂ + (1 + μ)pl₁ = 0,687 + 1,39 + 4,9·1,06 + 9,8·0,96 + + 1,33·80,78·0,67 = 88,66 кН/м.

для внутренней консоли в сечении 2

Q'₂ = [q_пл + q_б + (1 + μ)p]l_к = [4,9 + 9,8 + 1,33·90,05]·0,77 =103,53 кН/м.