3.3 Определение числа и величины пролетов моста

На величину пролетов мостов через несудоходные реки большое влияние оказывают технико-экономические соображения. Так, высокие отметки бровки земляного полотна, большие глубины русла, большое стеснение живого сечения реки и слабые грунты в русле, вероятнее всего, приведут к удорожанию опор и их фундаментов, что заставит проектировщика ориентироваться на составление вариантов моста по возможности с наименьшим количеством опор.

Для выбора оптимальной схемы сооружения следует разработать и сравнить несколько вариантов моста, отличающихся между собой величинами пролетов, системами пролетных строений, конструкциями опор и фундаментов. При этом следует ориентироваться на наиболее прогрессивные технические решения и индустриальные методы строительства, на широкое применение типовых конструкций.

Основная характеристика, которой определяется длина моста,— это его отверстие L₀ . Оно равно расстоянию в свету между передними стенками устоев или конусами насыпей по уровню высоких вод  УВВ за вычетом суммарной толщины промежуточных опор.

Для перекрытия заданного отверстия могут быть применены пролетные строения балочной, рамной, арочной и комбиниро­ванных систем. Однако в настоящее время проектирование малых (длиной до 25 м) и средних мостов (длиной до 100 м) ведется, как правило, по балочно-разрезной схеме, так как она позволяет широко использовать типовые конструкции пролетных строений и опор. Благодаря этому повышается уровень сборности, обеспечивается индивидуальность строительства и снижается стоимость сооружения.

Порядок разработки может быть рекомендован таким.

Прежде всего, необходимо правильно назначить величину перекрывающих пролетов. Наибольшая длина типовых железобетонных балок под железную дорогу равна 27,6 м (см. Приложение В). На судоходных реках величины пролетов определяются подмостовыми габаритами в соответствии с заданным классом внутреннего водного пути (см. ГОСТ 26775-97). Для несудоходных водотоков с ледоходом величина пролетов назна­чается в первую очередь из условия беззаторного пропуска льда под мостом. Опыт проектирования показывает, что это условие может быть обеспечено применением пролетных строений длиной 10...15 м при слабом ледоходе (толщина льда h_л<0,5м), 15...20 м при среднем (0,5<h_л,<1,0 м) и 20...30 м при сильном ледоходе (h_л≥1,0 м). И только тогда, когда можно предпо­лагать, что минимальная стоимость моста может быть достигнута при пролетах, больших, чем максимальная длина типовых пролетных строений, или когда заданы особые условия (преодолеваемое препятствие — ущелье, дорога или архитектурные требования и т. п.), может понадобиться разработка варианта моста балочно-неразрезной, арочной или рамной системы.

Графическую работу по составлению вариантов моста начинают с вычерчивания профиля перехода в масштабе 1:100...1:200. На чертеже указываются уровни воды и льда, отметки бровки земляного полотна ( БЗП) и подошвы рельса ( ПР).

Далее производится разбивка моста на пролеты методом попыток. Для этого выбирается типовое пролетное строение полной длиной l_n, отвечающее указанным выше рекомендаци­ям и применение которого в многопролетной схеме обеспечит перекрытие заданного отверстия L₀.

Суммарная длина пролетных строений, которая соответ­ствует заданному отверстию моста, может быть ориентировочно подсчитана по формуле

L_п = L_о + n  A, (3.2)

если устои необсыпные (высота подходных насыпей меньше 5...6 м), и по формуле

L_п = L_о + (n – 1)  A + 2  1.5 ( ВО -  УВВ - 0.5), (3.3)

если устои обсыпные (высота подходных насыпей более 5...6 м).

В формулах (3.2)…(3.3):

n — количество пролетных строений длиной l_n, перекрывающих заданное отверстие моста;

А — ширина опоры, определяемая в зависимости от ее вы­соты и длины пролетного строения l_n, (см. Приложение Е);

ВО =  ПР - h_стр.оп — от­метка верха опоры. Полученное значение отметки проверяется на соответствие нормируемым минимальным возвышениям над расчетным или наибольшим уровнями воды или наивысшим уровнем ледохода (см. табл.2 СНиП 2.05.03-84^*);

h_стр.оп — строительная высота пролетного строения на опоре (см. Приложение В).

Если длина пролетного строения l_n, (при количестве про­летов n) подобрана верно, то должно выполняться условие:

— 3% ≤ (n  l_n - L_п ) / L_п  100 ≤ + 5% (3.4)

В противном случае следует перейти к пролетному строению другой длины. Если не удается выполнить условие (3.4) ни при каких одинаковых типовых значениях l_n, то необходимо рассмотреть схему с пролетными строениями разной длины (рекомендуется не более двух типоразмеров).

Пролетные строения на чертеже следует расположить так, чтобы под мостом обеспечивался наиболее благоприятный пропуск как меженных, так и высоких вод, т. е. конструкции большей длины должны перекрывать наиболее глубокую часть русла реки. Между торцами балок необходимо предусмотреть деформационные зазоры. При пролетах до 30 м их величина принимается равной 0, 05 м.

Затем определяют расстояние между шкафными стенками устоев:

L = 0,05 + ∑( l_n + 0,05), (3.5)

где 0,05м – зазор между торцами пролетных строений.

Положение середины моста на профиле перехода определяют из условия пропорциональности частей отверстия моста, расположенных в пределах левой и правой пойм, соответствующим ширинам пойм.

Из этого условия расстояние а от середины реки по УМВ до середины моста определяют по формуле:

a = 0,5 (Lo + ∑А – B_р)( В_n - В_л)/( В_n + В_л). (3.6)

На профиле перехода положительное значение a откладывают от середины реки по УМВ вправо, а отрицательное – влево. От середины моста откладывают в обе стороны по 0,5L , разбивают расстояние между шкафными стенками устоев на пролеты l_n + 0,05м и проводят оси опор (см. Рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 - Схема размещения моста на профиле перехода и его разбивка на пролеты