Введение

В расчетно графической работе на тему «Мост балочный железобетонный» составляем не менее трех технически возможных и экономически выгодных варианта. Сравнивая технико-экономические показатели вариантов, выбираем для дальнейшей разработки наилучшее для данных условий конструкцию моста.

В качестве первого варианта был рассмотрен балочный двухпролетный мост с типовыми пролетными строениями из предварительно напряженного железобетона и фундаментами опор на естественном основании.

Второй вариант может быть представлен балочным мостом с типовыми двухблочными пролетными строениями и свайными фундаментами опор.

В третьем варианте я постаралась устранить все недостатки, которые были в предыдущих вариантов, изменив величину пролетов, тип конструкций пролетных строений и опор.

При составлении вариантов мостов я ориентировалась на современные типовые проекты , применяя в основном сборные конструкции пролетных строений и опор и отдавая предпочтения свайным фундаментам вместо массивных фундаментов глубокого заложения.

После составления вариантов мостов, должен будет проведен технико-экономический анализ по таким показателям:

-строительная стоимость моста;

-расход основных материалов(в первую очередь бетона и железобетона);

-возможность индустриализации всех процессов строительства;

-общий срок строительства моста, определяемый, в первую очередь количеством опор;

- Трудоемкость изготовления, транспортирования и монтажа;

1 Анализ местных условий строительства.

1.1 Характеристика водотока.

Исходные данные:

– Номер профиля мостового перехода – 2;

– Отметка уровня меженной воды(УМВ) – 24,2м;

– Отметка уровня высокой воды (УВВ) – 26,2;

– Ширина и глубина русла на уровне (УМВ) 40м;

– Ширина и глубина русла на уровне (УВВ) 82м ;

– Отметка уровня высокого ледохода (соответственно УВЛ и УНЛ) – 4,8м;

– Отметка уровня низкого ледохода (соответственно УВЛ и УНЛ) – 2,8;

– Толщина льда – 1,2м;

– Заданное отверстие моста( L_O) – ;

– Коэффициент размыва русла (K_p) – .

При заданном коэффициенте размыва для всех точек перелома профля вычисляют глубину реки после размыва ( ) по формуле:

,

где – бытовая глубина при УВВ.

1.2 Инженерно-геологическе условия

Верхний слой песок пылеватый , мощностью 8.8-3,4 м. Нижний слой глина не ограниченной мощностью.

1.3 Железнодорожный участок

Указывает категорию железной дороги; положение пути в плане и профиле, число путей и ширину колеи; класс временной подвижной нагрузки ( ). Определяют отметку подошвы рельса:

,

где – возвышение подошвы рельса над УВМ.

ПР=24,2+8.3=32,5 м

1.4 Обоснование типа фундаментов опор

При наличии в верхнем слое грунтов малосжимаемых (твердые и полутвердые глины и суглинки, крупные пески) и средней сжимаемости (тугопластичные глины и суглинки, пески средней плотности) прижимают фундаменты на естественном основании мелкого заложения. При этом подошву фундаментов промежуточных опор заглубляют не менее 2,5 м от наинисшего уровня дна водотока после размыва, фундаменты устоев заглубляют в крупные и средние пески не менее 1 м от поверхности, а в глинистые и мелкие песчаные грунты – не менее чем на 0,25 м ниже глубины промерзания.

При наличии в верхнем слое грунта мелких и пылеватых песков, насыщенных водой, а также супесей фундаменты опор заглубляют в нижний (несущий) слой грунта минимум на 0,5 м. При заглублении более 5 м фундамент считается глубокого заложения и возводить его целесообразно из опускных колодцев.

В грунтах, позволяющих забивку свай на расчетную глубину без устройства лидерных скважин, целесообразно рассмотреть конструкцию фундаментов опор с высоким свайным ростверком из монолитного железобетона. При этом них свайных элементов промежуточных опор заглубления ниже линии расчетного размыва не менее 4 м.

1.5 Выбор конструкций промежуточных опор и устоев

При наличии ледохода принимают массивные промежуточные опоры сборно-монолитной конструкции обтекаемой формы (для уменьшения местного размыва).

Конструкция устоев зависит от высоты насыпи на подходах к мосту ( ) длины береговых пролетных строений.

Высота насыпи

,

где - отметка бровки насыпи, назначаемая на 0,9 м ниже отметки подошвы рельса на дорогах I и II категории, и равна:

БН=ПР-0.9;

– отметка дна у концов моста.

Н_Н =31,6-24,8=6,8 м

Данные о типичных условиях (типовые проекты № 708 и 828) имеются в справочном материале, выдаваемом каждому студенты.

При высотах насыпи до 6 м устои на естественном основании принимают не обсыпными массивными из монолитного бетона, а при >6 м принимают более экономичные по расходу бетона обсыпные устои.

1.6 Выбор типа пролетного строения

Выбирая тип пролетного строения и назначая его длину, следует контролировать соблюдение требования п 1.23 и табл.2 [I] о возвышении низа пролетного строения над УВВ.

При заданной отметке ПР максимально допустимая стоительная высото пролетного строения будет:

;

Где 1,5м—возвышение низа конструкции над УВВ при наличии ледхода.

32,5 -26,2 -1,5 =4,8 м

Ориентируясь на величину принимаем типовое ребрястое пролетное напряженное строение L_n=27,6 м, L_p=26,9м, V_жб=83,01 м

2 Разработка варианта моста №1

2.1 Составление профиля мостового перехода

Заданный мостовый профиль вычерчивается в масштабе 1:200 на листе миллиметровой бумаги. На профиле показывают геологическое строение , уровни воды, линию дна реки после размыва, линию подошвы рельса (ПР), линию промерзания грунта. Середину моста устанавливают с таким расчетом , чтобы заданное отверстие моста (L₀) обеспечивало наиболее благоприятный пропуск как меженных , так и высоких вод. Для стеснения русла реки опорами вводят коэффициент 1,2.

2.2 Эскизное проектирование мостового перехода

Выбрав в первом приближении типовое ребристое пролетное строение полной длиной L_п , имеющее строительную высоту h_c, определяем отметку верха опорной площадки:

ОП= ПР – h_c – h_оч

Где h_оч— высота опорных частей пролетного строения

ОП= 32,5- 2,75 – 0,5 = 29,25 м

При заданной толщине льда (h_л= 0,2 м) определяем отметку обреза фундамента:

ОФ= УМВ - h_л ;

ОФ = 24,2 – 0.2 = 24,0 м

Минимальное значение толщины опорной площадки (h_o) и оголовка (подферменной плиты ) h_пп принимаем:

h_o= ; h_пп 40 см

где - ширина подферменника по фасаду опоры, принимаемая на 20см шире толщины опоры.

h_o=

В опорах сборно – монолитной конструкции размер H₀ должен быть кратным высоте контурного блока заводского изготовления (70 см). Приняв ближайшее кратное 70 см значение H_{0 ,} вносим поправки в ранее назначенную высоту подферменника (уменьшая ли увеличивая h_пп), но при этом соблюдая условие h_пп 40 см.

H₀ = ОП - h_пп - h_o – ОФ

H₀ =29,25 – 0,4- 0,29 – 24 = 4,81 м

Принимаем H₀ = 4,9м , пересчитываем обрез фундамента

ОФ = 24,0 – 0,09 = 23.91 м

Найдя отметку подошвы фундамента (ПФ) , определяем высоту фундамента :

H_ф= ОФ – ПФ

H_ф=23,91 – 17 = 6, 91 м

Размеры подошвы В и С опускного колодца назначают, задаваясь величиной уступов Z и равной 1 м ;

В = b + 2Z ; C = c + 2 ;

В = 2,6 + 2*1 = 4,6 м

С = 6.6 + 2*1 = 8,6 м

Назначенную конструктивно площадь фундамента А_ф = В*С уточняют проверкой несущей способности основания под подошвой фундамента . При необходимости площадь фундамента увеличивают.

А_ф = 4,6 * 8,6 = 39,56

Считаем объемы

V_ф = А_ф* h_ф

V_ф = 39,56 * 6,91= 273,36

V_пп = ;

V_пп= 2,8 * 6,8(0,4+0,5+0,29) = 10,38

Vт = b * c*H₀ ;

Vт = 2,6 * 6,6 * 4.9 = 84,084

2.3 Разбивка отверстия моста на пролеты

Объем оптимального пролетного строения из условий равенства стоимостей промежуточных опор (С₀) и пролетного строения (С_п.с)

V_п.с = ,

Где р- укрупненная величина расценки , принимаемая 240 руб/ для балок из обычного и 300 руб/ из предварительного напряженного железобетона;

С₀ – стоимость промежуточной опоры ,складывающаяся из из стоимости отсыпки островка (С_ост), фундамента (С_ф) и сбороно- монолитного тела опоры (С_т) . Выразив стоимость перечисленных работ через объемы (V) и расценки (р), получаем

С₀= V_ост * р₁ + V_ф * р₂ + V_т*р₃ + V_ПП*р_{4 ;}

Где р₁, р₂, р₃, р₄- единичные расценки , принимаемые 3; 45; 120;160 руб/ ;

; ;

4,6 + 3=7.6 м

8,6 + 3= 11,6 м

Объем островка :

V_ост= * (h +0,7)

Где h- глубина воды УМВ; 0,7 возвышение островка над УМВ.

V_ост= 7,6 *11,6(2,6 +0,7) = 290, 93

С₀= 290, 93*3+273,36*45 +84, 084* 120 +10,38 * 160= 24924,84 руб

V_п.с=

По полученному V_п.с оставляем ранее выбранное пролетное строение

n =

где - коэффициент стеснения русла опорами (1,2)

n =

Принимаем 2 пролета.

2.4 Эскизное проектирование устоя

Размеры устоя по фасаду определяют геометрически в зависимости от высоты насыпи Н_н . Эскиз устоя под пролетные строения l_п= 27,6 м дан на рисунке 2.5. Подошва фундамента заглублена в несущий слой на 0,5 м.

h_ОД = ОД – ПФ = 24,8 – 17,8 = 7,8.

С = 1,2Н_Н + 1,8 +0,75 = 10,71.

l_УС = С – 1,8 – 0,9 = 8,01 м.

V_Т = Н_Н * l_УСТ – 3,4 = 195,2 м³.

V_ФУСТ = h_Ф * С *4,4 = 367,57 м³.

БН = ПР – 0,9 = .

L_М = 2l_П + 2l_УСТ + 0,15 = 71,55 м.

2.5 Составление чертежа моста

Фасад моста вычерчивают в масштабе 1:200. Пролетные строения изображают в виде прямоугольников высотой, равной строительной высоте минус 0,15 м, длиной, равной полной длине пролетных строений . На фасадах промежуточных опор и устоев показывают отдельные части и фундаменты .

При вычерчивании устоев изображают также насыпь и конусы. Рядом с фасадом моста вычерчивают поперечный разрез , на котором показывают сечение пролетного строения вид на промежуточную опору.

На фасаде моста указывают длину моста (расстояние между задними гранями устоев); длины пролетных строений и величины зазоров между ними: строительные высоты пролетных строений; возвышение низа конструкции пролетных строений над уровнем высоких вод; размеры по фасаду отдельных частей одной из промежуточных опор; отметки уровней воды, подошвы рельса и бровки насыпи БН, низа конструкции пролетного строения НК(29,75), верха опоры ВО (29,54 м) обреза фундамента ОФ(23,91 м), номера опор, величина с левого берега 3 опоры.

Размеры на чертеже дают в сантиметрах, отметки – в метрах.