3.2.Практический процесс проектирования вариантов моста.
3
.2.1.Возьмем
лист ватмана с размерами листа 840х420
мм и сделаем рамку чертежа – по трем
сторонам линии рамки отстоят от грани
листа на 5 мм, а с левого торца на 20 мм. В
правом нижнем углу начертим стандартный
штамп общим размером 185х55 мм. Это есть
заготовка будущего листа чертежа
(рис.4а).
Рис.4а Схема подготовки и разбивки листа для чертежей
3.2.2.Затем условно разобьем рабочее поле на четыре части. Первой горизонтальной линией разобьем лист на две равные доли по высоте – это будет место для профилей (фасадов) двух вариантов (обозначены на рисунке буквами А и Б). Затем вертикальной линией отделим с правой стороны листа зону шириной 185…200 мм – в этой зоне будут размещаться поперечные разрезы моста.
Следующим этапом вычерчивания варианта моста есть выбор масштаба будущего изображения фасада моста. Для этого необходимо определить общую длину профиля мостового перехода.
Рассмотрим данный в задании профиль мостового перехода и просуммируем все расстояния между пикетами профиля (пикет – точка где изменяется уклон профиля).
Исходя из общей длины профиля перехода мы можем выбрать наиболее крупный масштаб, который позволит полностью заполнить, по горизонтали, вариантом моста зону А или Б на листе. Длина зоны А или Б обычно бывает около 615…630 мм, если наш профиль перехода имеет длину 240…300 м, попробуем масштаб 1:500, тогда 300м = 300000/500 =600 мм. Для длины профиля 240м можно принять масштаб 1:400, тогда 240000/400=600мм. Приступим к вычерчиванию профиля мостового перехода.
Сначала необходимо вычертить рамку с пикетами и отметки пикетов. Размещаем рамку внизу зоны А и Б со следующими размерами:
Рис. 4б Рамка с пикетами и отметками пикетов
Рамку вычерчиваем в принятом масштабе, а весь чертеж профиля перехода и моста на нем делаем в таком же масштабе, причем горизонтальный и вертикальный масштабы обязательно одинаковые принятые ранее.
Вычерчиваем профиль перехода на созданной рамке, для этого с каждого пикета тонкой линией выставляем вертикаль. Рассмотрев отметки профиля, выбираем самую нижнюю (малую отметку). Предположим, что это отметка 102,5м, над верхом рамки, отмеряем вверх 80мм, проводим горизонтальную пунктирную линию (и обозначаем её условно, отметкой 100,00). От этой условной отметки будем строить пикетные точки профиля перехода.
Так пикет №1 имеет отметку 106,50м, превышение этого пикета над условной линией 100,00м составляет 106,50 – 100,00 = 6,5м. В принятом масштабе (1:500) это составит 6,5м = 6500мм/500 = 13,0мм, и вот этот размер откладываем на ранее вычерченной вертикали над пикетом от условной линии с отметками 100,00 и делаем засечку. Точно таким же образом восстанавливаем отметки всех остальных пикетов, и если мы соединим все засечки по пикетам прямыми линиями, то получим профиль дна мостового перехода.
Если от условной горизонтали 100,00 отложить в масштабе горизонты воды ГМВ, РГВВ, РСГ, РГВЛ, РГНЛ и провести через них горизонтальные линии (а на берегах они пересекаются с линиями дна перехода), то получим поперечный разрез мостового перехода, который можно проектировать для обоих вариантов мостов.
Но чтобы запроектировать мост необходимо предложить конструкцию опор с фундаментами под ними, на которые будут опираться пролетные строения, а эта задача связана с имеющимися инженерно-геологическими условиями в месте мостового перехода. Для информации о геологических данных грунтов необходимо нанести глубины залегания слоев грунта и характеристики этих грунтов в виде инженерно-геологического профиля, совмещенного с построенным ранее профилем мостового перехода.
Это мы можем сделать, если расположить соответствующим образом три скважины из задания, определяющие характеристики инженерно-геологических элементов (слоев грунтов) на разной глубине. Скв. №1 и №3 поставим на первом и последнем пикете профиля, а Скв. №2 в самой нижней точке профиля.
В задании даны геологические разрезы трех скважин, а отметка залегания слоя грунта принимается от поверхности грунта. На чертеже эти отметки так же откладываются в принятом при вычерчивании вариантов моста масштабе.
Например, первый слой имеет отметку нижней границы 2,5м, переводим этот размер в принятый масштаб: 2,5м = 2500мм/500 = 5мм. Тогда от поверхности грунта откладываем в скважине 5мм и делам засечку. Второй слой заканчивается на отметке 8,0м, переводим в принятый масштаб 8,0м = 8000мм/500 = 16,0мм. Этот размер мы снова отмеряем от поверхности грунта на скважине и делаем засечку. Аналогичным образом отмечаем все остальные слои отраженные в разрезе скважины.
Проделав выше перечисленную разбивку слоев по геологическим разрезам скважин, мы имеем возможность построить геологический профиль мостового перехода, а для этого соединим прямыми линиями засечки по всем скважинам для соответствующих слоев грунта. В образовавшиеся слои грунтов на чертеже переносятся наименования этих грунтов с геологических разрезов скважин.
3.2.3. В зависимости от класса реки по судоходству реки табл. 2 стр.15 и заданного класса в задании принимаются размеры двух судоходных (подмостовых) габаритов: более крупный - для низового направления судоходства и меньший – для взводного, а также минимально необходимая для судоходства глубина.
3.2.4. На уровне ГМВ (горизонтальных меженных вод) подсчитывается судоходная ширина реки, причем исходя из того, что в задании дается класс реки по судоходству по ГОСТ 26775-97. По этому документу подмостовые судоходные габариты имеют размеры согласно табл.1.
Таблица 1
Подмостовые габариты
Класс внутреннего водного пути |
Глубина судового хода водного пути,м |
Высота подмостового габарита,м |
Ширина подмостового габарита,м |
|||
гарантированная |
средненавигационная |
Для неразводного пролета |
Для разводного пролета |
|||
основного |
смежного |
|||||
I |
Свыше 3,2 |
Свыше 3,4 |
16,0 |
140 |
120 |
60 |
II |
2,5…3,2 |
2,9…3,4 |
14,5 |
140 |
100 |
60 |
III |
1,9…2,5 |
2,3…2,9 |
13,0 |
120 |
80 |
50 |
IV |
1,5…1,9 |
1,7…2,3 |
11,5 |
120 |
80 |
40 |
V |
1,1…1,5 |
1,3…1,7 |
10,0 |
100 |
60 |
30 |
VI |
1,7…1,1 |
0,9…1,3 |
9,0 |
60 |
40 |
- |
VII |
0,5…0,7 |
0,6…0,9 |
7,5 |
40 |
30 |
- |
Примечания:1.Для водных путей I, II и III классов протяженность повышенной части габарита равна 2/3 ширины подмостового габарита, если колебания навигационных уровней воды не превышает 4м. При колебаниях навигационных уровней воды свыше 4м, а также для водных путей IV, V, VI и VII классов протяженность повышенной части габарита равна ½ ширины подмостового габарита.
2.Высота подмостовых габаритов у опор может быть принята 35% от значений подмостовых габаритов в средней части пролетов.
3.2.5. На уровне РСГ (расчетного судоходного горизонта) в пределах судоходной ширины реки вычерчиваются схемы двух судоходных габаритов. Если ширина или глубина реки не допускает расположения двух судоходных габаритов, то следует ограничиться устройством одного габарита (большего из двух по размерам) – для обоих направлений судоходства. Размещение двух судоходных габаритов имеет два случая:
по первому случаю - если заданные в задании длины пролетов невелики и в этом случае судоходные габариты размещаются в разных пролетах;
по второму случаю - если центральный пролет позволяет разместить оба судоходных габарита рядом в одном пролете, то судоходные габариты совмещаются в одном пролете.
Имеется возможность при вычерчивании варианта выбрать, тот или иной случай размещения судоходных габаритов, в зависимости от величины заданных пролетов.
3.2.6. Очертание продольного профиля моста.
Проезжая часть моста может иметь продольный профиль:
горизонтальный (рис. 5 “а”) нежелательно из-за необеспеченности поверхностного водоотвода вдоль моста;
с уклонами от среднего пролета к берегам (рис. 5 “б”);
с односторонним продольным уклоном (рис. 5 “в”);
криволинейный (рис.5 “г”).
Выбор того или иного очертания продольного профиля моста зависит от отметки берегов и от продольного профиля дороги на участке расположения моста (см. п.9.2 стр.93 ).
Возвышение низа пролетных строений над уровнями воды и ледохода в несудоходных пролетах моста должно быть не менее величин, указанных в табл.2, стр.10 .
3.2.7.Выбирается система моста и назначаются размеры судоходных и пойменных пролетов с учетом:
архитектурных соображений,
необходимости размещения под мостом судоходных габаритов,
требований наибольшей экономичности,
достижения возможно большей стандартизации элементов конструкции моста
Каждая система моста имеет рациональный диапазон перекрываемых пролетов. К примеру:
а) сплошные балочные разрезные - L = 15 – 40 м
б) сплошные балочные неразрезные - L = 40 – 80 м
в) разрезные балочные со сквозными фермами- L = 60 – 110 м
г) неразрезные балочные со сквозными фермами- L = 110 – 160 м
В приложении приведены данные об основных размерах этих пролетных строений,
указаны расходы (на кв.м.) стали и железобетона для основных конструкций этих пролетных строений, и расчетные опорные реакции на одной опоре от общего воздействия постоянных и временных нагрузок (на кв.м ездового полотна). Полной длиной пролетных строений считается расстояние между крайними торцевыми гранями пролетных строений в их начале и конце. Некоторые рекомендации по выбору конструкций пролетных строений, а также данные об их основных размерах приводятся на стр. 20-29 [3].
Следует в первую очередь применять типовые конструкции пролетных строений. Сведения о применяемых в настоящее время типовых проектах и рабочих чертежах пролетных строений автодорожных и городских мостов приведены в приложении 7,8.
3.2.8. Анализируя геологические условия и учитывая принятую систему пролетных строений выбирается тип устоев и промежуточных опор для пролетных строений судоходных и пойменных пролетов. При этом рекомендуется воспользоваться табл.1 стр.11[3] и стр.2535 , а также приложениями 5 и 6.
3.2.9. Назначается тип, размеры и глубина заложения фундаментов всех опор (см. [9],[10]).
В качестве примера см. стр. 69-72 [3].
3.2.10. Подсчитывается длина моста:
L0= L + в + l К ЛЕ В ) + lК ПРАВ) + 2 ·t, (7)
где: L – требуемое отверстие в свету;
в - сумма толщин промежуточных опор на уровне РГВВ.;
l К ЛЕ В ) , lК ПРАВ) - длины заложения конусов насыпей над РГВВ.;
t – заглубление конструкций в конусы насыпи подходов.
Разработанные 2 варианта моста должны иметь примерно одинаковую (разброс не более 5%) длину моста для корректного сравнения показателей вариантов.