Материал: 15.05.14 mosty

Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения

Кафедра «Мосты» Курсовой проект:

«Проектирование железобетонного моста»

Выполнил: студент группы СЖД-104 Ли В.Р

Научный руководитель: Белый А.А.

Санкт-Петербург

2014г.

1. Задание на проектирование.

Разработать проект железобетонного моста под однопутную железную дорогу через реку отверстием 66 м. Район строительства - Ставропольский край. Уровень меженных вод (УМВ) – 82.0 м, уровень высоких вод (УВВ) - 13,00 м. Низкий уровень ледохода (УНЛ) – 82.1 м, высокий уровень ледохода – 83.1 м, толщина льда - 0,3 м. Нормативная временная вертикальная нагрузка - С12. Коэффициент общего размыва К = 1.27.

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.

▼ ПР = ▼РСУ + h_Г+h_стр = 82.5+5+2.96=90.46м.

▼ БН= 90.46 - 0.9=89.56м

где ▼ПР - отметка подошвы рельса=90.46м;

▼БН - отметка бровки насыпи = 89.56 м..

Н = ▼ БН - (▼УМВ + ▼ УВВ) / 2;

Где ▼ УМВ - уровень меженных вод = 82.0 м.

Н = 89.56 – (82.0+83.0)/2 = 6.16м.

Принимаем опоры промежуточные сборно-монолитные для железных дорог (проект серии 3.501-79 на свайном фундаменте).

Полная длина моста определяется по заданному отверстию с учетом количества пролетов в схеме моста и конструктивных параметров опор (тип устоя, толщина промежуточной опоры и т.п.).

Разработка варианта.

Необходимая длина моста при обсыпных устоях

L_п = l_о + Σ b + 2iH + 2 а,

где L_п - необходимая длина моста между устоями, м;

n - количество промежуточных опор

b - средняя толщина промежуточной опоры

H - высота средней линии трапеции, образуемой горизонталями высоких и меженных вод (по которой измеряется отверстие моста), до отметки бровки полотна,

l_о -отверстие моста, = 66 м;

3 - два заложения откосов при крутизне откосов 1:1,5;

а - величина захода устоя в насыпь, = 1 м.

L_п = l_{n +} Σδ+2l_y=9,3*2 + 11.5+13.5*2 +34.2 + 0.05*7+ 3.75*2 = 99.15м

L_оп= L_п – (Σb + 2iH + 2 а) =99.15 –(2.6*5 + 2*1.5*6.16 +2*1) = 65.67 м

Это длина короче необходимой на

((66 – 65.67)/66)*100%=0.5%<3%(допуск)

Таким образом, получим, что полная длина моста равна 99.15 м, состоящая из 2 пролетных строений длиной 13.5, из 2по 9.3 и по одному пролетному строению длиной 34,2 и 11,5.

2.1.2. Определение расхода строительных материалов и стоимости.

1. Пролетные строения.

Объем железобетона пролетного строения полной длиной 34.2 м с ездой поверху 93.2 м³.

Объем железобетона пролетного строения полной длиной 13.5 м с ездой поверху 26.5 м³

2. Промежуточная опора.

Пять опор высотой до 7 метров принимаем в виде сборно-монолитных конструкций.

Объем железобетонных блоков одной опоры высотой 7 м 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 7.54.5 при скосах (для улучшения условий обтекания) по 0,5 м :

1,6·(7.5*4.5 - 4·0,5·0,5·0,5) = 54м³ .

2. Сваи

Определяется необходимое количество полых свай из железобетона диаметром 160 см длиной 15 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_υ + ΣN_балл + ΣN_пс. + ΣN_оп, где

ΣN_υ, ΣN_балл, ΣN_пс., 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_пс. = 0.5· γ_fp· γ_жб(V₁+V₂) N_оп = γ_fp · γ_б ·V_оп

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

ϒ_f - коэффициент надежности для временной нагрузки;

υ –временная эквивалентная нагрузка , т /пог м;

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

-1,3 коэффициент надежности для балласта;

γ_fp 1,1 - коэффициент надежности для собственного веса конструкции;

V₁ ,V₂- объем железобетона пролетных строений, опирающихся на опору, м³;

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

V_оп - объем тела опоры и фундамента, м³;

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

Несущая способность каждой сваи диаметром 60 см длиной 30 м по грунту Р_g составляет около 105 тс.

Методом интерполяции находим ν и ϒ_{f: :}

ν = 14,359 тс/м

ϒ_f:=1,29

Для промежуточной опоры высотой 7 м получено :

=1.3*14,359*(34.2+13.5)/2=442.80тс

=1.3*2.0*(34.2+13.5)/2=62.01 тс

N_пс =0.5*1.1*2.4*(93.2+26.5) = 158 тс

N_оп=1.1*2.2(40.02+94+61.33)=375.947 тс

ΣN = 442.80 + 62.01 + 158 + 472.747 =1038.76 тс

Примем 15 столбов диаметром 60 см длиной 30 м под 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(9.5 + 6.5) = 32 м площадь вертикальных стенок будет равной 4·32 = 128 м².

2. Устой.

Объем железобетона оголовка устоя состовляет 61,4 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.

Определение общей стоимости моста приводятся в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Определение общей стоимости по варианту 1.

2.2. Вариант 2.

2.2.1. Определение схемы моста.

▼ ПР = ▼РСУ + h_Г+h_стр = 82.5+5+2.96=90.46м.

▼ БН= 90.46 - 0.9=89.56м

где ▼ПР - отметка подошвы рельса=90.46м;

▼БН - отметка бровки насыпи = 89.56 м..

Н = ▼ БН - (▼УМВ + ▼ УВВ) / 2;

Где ▼ УМВ - уровень меженных вод = 82.0 м.

Н = 89.56 – (82.0+83.0)/2 = 6.16м.

Принимаем опоры промежуточные сборно-монолитные для железных дорог (проект серии 3.501-79 на свайном фундаменте).

Полная длина моста определяется по заданному отверстию с учетом количества пролетов в схеме моста и конструктивных параметров опор (тип устоя, толщина промежуточной опоры и т.п.).

Разработка варианта.

Необходимая длина моста при обсыпных устоях

L_п = l_о + Σ b + 2iH + 2 а,

где L_п - необходимая длина моста между устоями, м;

n - количество промежуточных опор, попадающих в воду, примем

b - средняя толщина промежуточной опоры, примем

H - высота средней линии трапеции, образуемой горизонталями высоких и меженных вод (по которой измеряется отверстие моста), до отметки бровки полотна,

l_о -отверстие моста, = 66 м;

3 - два заложения откосов при крутизне откосов 1:1,5;

а - величина захода устоя в насыпь, = 1 м.

L_п = l_{n +} Σδ+2l_y=11.5*5+34.2 + 0.05*7+ 3.75*2 = 99.55м

L_оп= L_п – (Σb + 2iH + 2 а) =99.55 –(2.6*5 + 2*1.5*6.16 +2*1) = 66.07 м

Это длина длиннее необходимой на

((66 – 66.07)/66)*100%=0.11%<5%(допуск)

Таким образом, получим, что полная длина моста равна 99.55 м, состоящая из 5 пролетных строений длиной 11.5, и одного пролетного строения длиной 34,2 .

2.2.2. Определение расхода строительных материалов и стоимости.

2. Пролетные строения.

Объем железобетона пролетного строения полной длиной 34.2 м с ездой поверху 93.2 м³.

Объем железобетона пролетного строения полной длиной 11.5 м с ездой поверху 26.5 м³

2. Промежуточная опора.

Пять опор высотой до 7 метров принимаем в виде сборно-монолитных конструкций.

Объем железобетонных блоков одной опоры высотой 7 м 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 12.54.7 при скосах (для улучшения условий обтекания) по 0,5 м :

1,6·(7.5*4.5 - 4·0,5·0,5·0,5) = 54м³ .

.

2. Сваи

Несущая способность каждой сваи диаметром 60 см длиной 30 м по грунту Р_g составляет около 105 тс.

Методом интерполяции находим ν и ϒ_{f: :}

ν = 13,00 тс/м

ϒ_f:=1,29

Для промежуточной опоры высотой 7 м получено :

=1.3*13,00*(34.2+11.5)/2=383,19 тс

=1.3*2.0*(34.2+11.5)/2=59.41 тс

N_пс =0.5*1.1*2.4*(93.2+21.0) = 150.74 тс

N_оп=1.1*2.2(40.02+94+61.33)=380.79 тс

ΣN = 414,667 + 59.41 + 150.74 + 472.747 =974.13 тс