Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Проектирование железнодорожного железобетонного моста

1. Разработка вариантов моста

мост конструкция пролет опора

1.1 Характеристика района проектирования

1. Район проектирования - п. Олёкма (Тында-Олонгдо).

2. Температура наружного воздуха самой холодной пятидневки с вероятностью:

Р = 0,92 t = - 44єC,

Р = 0,98 t = - 45єC.

3. Средняя температура теплого периода:

4. Средняя температура холодного периода:

5. Наличие вечномерзлого грунта в основании

Зона сплошного распространения вечной мерзлоты с температурами от - 3 до - 5 ^оС и мощностью от 100 до 400 м.

6. Глубина сезонного оттаивания грунта основания - 2 м;

7. Отверстие моста, 87,2 м.

8. Расчетная нагрузка С14.

9. Габарит проезда «С».

10. Коэффициент общего размыва 1,176.

1.2 Обработка продольного профиля

1.2.1 Определение отметки условного нуля

1.2.2 Определение параметров линии общего размыва

Линия общего размыва определяется по формуле :

, (1.1)

где: , - глубина воды водотока до и после размыва отсчитываемая от отм. УВВ, м;

- коэффициент размыва,

, (1.2)

где: _отмУВВ - отметка уровня высоких вод, м;

_отм ДПГ - отметка дневной поверхности грунта, м.

Результаты расчета приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Параметры линии общего размыва

1.2.4 Определение схемы моста

, (1.3)

где: - требуемое количество пролетов;

- отверстие моста, ,

- пролет в свету, м:

, (1.4)

где: - полная длина пролета, 16,5 м;

- ширина опоры, B_оп = 2,15 м.

,

Определение требуемого отверстия моста:

,

, < 8% - условие выполняется.

Вывод: К дальнейшей разработке принимаем следующую схему моста:

n_пр Ч l_пр = 6 Ч 14,35.

1.2.5 Определение отметок профиля

1. Отметка подошвы рельса:

(1.5)

где: - свободное пространство под мостом, 1,5м;

- строительная высота пролетного строения, 1,9м.

2. Отметка низа конструкции:

 (1.6)

64,75-1,9=62,85 м.

3. Отметка бортика пролетного строения:

(1.7)

4. Отметка бровки земляного полотна:

(1.8)

1.3 Разработка конструкций промежуточных опор

1.2.2 Описание условий расположения опор моста

Геологические условия

- Грунт деятельного слоя: суглинок

- Грунт подстилающего слоя: глина с валунами

Креологические условия:

-

-

- Мощность ВМГ = 400 м

- Распространенность ВМГ: сплошная

- Льдистость: слабольдистые,

Гидрологические условия:

-

- 42 м

- 2,6 м

Имеет место ледоход.

Бурение будет производиться при помощи бурильной установки КАТО 50 THC-YSV с вращательным бурением и качательным механизмом.

Рисунок 1.1 - Схема бурильной установки КАТО 50 THC-YSV

Технические характеристики:

· Общая длина (со стяжным хомутом качания): около 11070мм, без качательного механизма 9710мм

· Общая высота: около 22550мм

· Общая ширина: около 4060мм

· Общая масса (без бурового инструмента и качательного механизма) около 52000 кг

· Масса (без учета мачты, растяжек, главной и вспомогательной кабины и качательного механизма) около 36000 кг

· Масса качательного механизма около 16000 кг

· Масса ротора в сборе около 5200 кг

· Общая высота около 22550мм

· Общая ширина около 4060мм

· Эксплуатационные характеристики:

· Диаметр бурения 1,5м-1,7м

· Глубина бурения вертикальных скважин диметром 1,5м - 50м; 1,7м - 40м

· Наклонных скважин 1,5м - 40м ; 1,7м - 35м

· Угол бурения наклонных скважин: 5:1, 7:1, 10:1

· Длина применяемых звеньев обсадной трубы, м 1; 2; 3; 4;

· Диаметр уширения забоя, м: 1,5 х 3,0; 1,7 х 3,5

· Лебедка двухбарабанная с приводом от одного гидромотора.

· Механизм поворота. Угол поворота 110 градусов в каждую сторону. Частота вращения платформы 2 об/мин.

· Скорость передвижения 2,0 км/час.

· Преодолеваемый уклон пути 15 градусов (без мачты и качательного механизма).

· Наибольший угол уклона рабочей площадки 4градуса.

· Качательный механизм предназначен для зажима обсадной трубы, создания колебательных движений в горизонтальной плоскости и погружения-извлечения трубы при бурении скважин.

· Обсадная труба предназначена для предохранения стенок скважины от обрушения.

· Допустимая температура окружающей среды в нерабочем состоянии от -56 до +40 С; в рабочем состоянии от -40 до +40 С.

транспортировка: Район проектирования находится на расстоянии 450 км от Читы, значит, транспортировку будем осуществлять железнодорожным транспортом.

Данные условия позволяют к дальнейшей разработке принять опору безростверкового типа на буронабивных столбах диаметра 1,5 метра.

1.3.2 Определение минимально требуемых размеров опор

Минимально требуемый размер опоры вдоль оси моста:

, (1.9)

Минимально требуемый размер опор поперек оси моста:

, (1.10)

где: ?_п и ?_р - полная и расчетная длина пролетного строения;

а_оч и b_оч - размеры нижнего опорного места вдоль и поперек моста,

а_оч = 0,4м., b_оч = 0,8м.

С₁ - расстояния между торцами опорной части и опорной площадки,

C₁=0,2 м.

С₂ - расстояния между торцами опорной площадки и подферменной плиты, C₂ =0,3 м;

K - расстояние между осями главных балок пролетного строения,

K = 1,8м.

С₃ - поперечный размер подферменника от опорной площадки;

С3 = 0,3м.

Аоп = 16,5 - 15,8 + 0,05 + 0,4 + 2 ? 0,2 + 2 ? 0,3 = 2,15 м.

Воп = 1,8 + 0,8 + 2 ? 0,2 + 2 ? 0,3 = 3,6 м.

Корректировка размеров опор

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Окончательно принимаем следующие размеры плиты:

1.2.3 Определение глубины заложения столбов русловой опоры

1). Определение h_зал глубины заложения столбов исходя из природно-климатических условий

Схема опоры для определения глубины заложения сваи в русловой части

h_залож. = 1,18+1,95+4,87 = 8м.

2). Расчет по несущей способности грунта основания



Глубина заделки в грунт и количество свай окончательно определяется из условия:

где - несущая способность одного столба

- количество столбов, n=2 ст.;

- расчетная сжимающая сила в кН, действующая на столбы в

плоскости подошвы ростверка

где - собственный вес пролетного строения

-собственный вес опоры выше обреза фундамента, кН, определяемая по формуле:

(2.4)

где - удельный вес бетона,

- временная нагрузка от подвижного состава, кН

 (2.5)

где - эквивалентная нагрузка, которая определяется в зависимости от длины загружения линии влияния и положения вершины ();

- площадь линии влияния , определяемая по формуле:

. (2.6)

Длина загружения линии влияния определяется из выражения

.

d=0,35; 8м. - 900кН

d=1,6; 8м. - 2900кН

- условие выполняется

Вывод: К дальнейшей разработке принимаем конструкцию промежуточные опоры с глубиной заложения столбов

1.3.4 Разработка конструкции пойменной опоры

Расчет по несущей способности основания F_и столбчатой опоры производят с учетом условия:

(2.8)

где F - расчетная вертикальная нагрузка на столб и оболочку, ;

F_и - несущая способность (сила предельного сопротивления) столбов или оболочек, которую определяют следующим образом:

(2.9)

где - температурный коэффициент, учитывающий изменение температуры грунтов основания в период строительства и эксплуатации сооружения, =1;

- коэффициент условий работы основания, =1;

R - расчетное сопротивление мерзлого грунта под подошвой столбчатой опоры, R=1375 кН/м² ;

А - площадь поперечного сечения подошвы столбчатой опоры:

 (3)

- расчетное сопротивление мерзлого грунта или грунтового раствора сдвигу по боковой поверхности смерзания фундамента в пределах 1-го и 2-го слоя грунта, =275 кН/м² , =375 кН/м² ;

- для столбчатой опоры площадь поверхности смерзания грунта с нижней ступенью столба:

(3.1)

- число выделенных при расчете слоев вечномерзлого грунта;

- коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый для оснований опор мостов по СНиП 2.05.03-84*, =1,4

(определены по чертежу поименной опоры ОП2)

м²

м²

кН

кН

- условие выполняется.

Вывод: К дальнейшей разработке принимаем конструкцию поименной опоры с глубиной вечномерзлого грунта h_вмг=6 м.

Экономическая оценка рациональности используемой конструкции

Наименование элементов	Единичная стоимость	Объем м3	Общая стоимость
1. Промежуточные опоры
Монолитная плита-насадка	83	11,61	963,63
Устройство железобетонных буронабивных столбов	419	51,46	21562,75
Разбуривание ВМГ	628	8*2=16 м	10048
Итого: 32574,38 рублей
Пролетные строения	540	36,39	19650,6

1.2.4 Разработка конструкции береговой опоры

Высота насыпи на входах моста равна:

(3.4)

- высота насыпи с левой стороны: > 6 м;> i₁=1:1,5, i₂=1:1,75

- высота насыпи с правой стороны: < 6 м; >i=1:1,5

Высота шкафного блока:

(3.5)

где

(3.6)

Где - высота устоя, принимается 1.5 м.

(3.7)

Корректировка:

Вывод: К дальнейшей разработке принимаем конструкцию береговой опоры с 4 столбами и

2. Разработка второго варианта моста

1)

- для первого варианта моста.

Для дальнейших разработок принимаем опоры безростверкового типа на сваях-оболочках.

2) Схема моста: 6x16.5

3) Разработка конструкций промежуточных опор

Геологические условия:

- Грунт деятельного слоя: суглинок

- Грунт подстилающего слоя: глина с валунами

Креологические условия:

-

-

- Мощность ВМГ = 400 м

- Распространенность ВМГ: сплошная

- Льдистость: слабольдистые,

Гидрологические условия:

-

- 42 м

- 2,6 м

Имеет место ледоход.

Бурение будет производиться при помощи бурильной установки КАТО 50 THC-YSV с вращательным бурением и качательным механизмом.

Данные условия позволяют к дальнейшей разработке принять опору безростверкового типа на сваях-оболочках

4)Требуемые размеры опоры:

Корректировка размеров опор:

Рисунок 1.7- Конструкция промежуточной опоры

Окончательно принимаем следующие размеры плиты:

5) Определение глубины заложения столбов:

Расчет по несущей способности в русловой части

Рисунок - Схема опоры для определения глубины заложения сваи в русловой части

h_залож. = 1,18+1,95+4,87 = 8 м.

h_залож. = 8м.

6) Расчет по несущей способности грунта основания при

d = 1,6м;

8 м - 2900 кН

N_обол = 2900 кН

- условие выполняется

7) Разработка конструкции пойменной опоры

Схема опоры для определения глубины заложения сваи в пойменной части

Расчет по несущей способности основания F_и столбчатой опоры производят с учетом условия:

(2.8)

где F - расчетная вертикальная нагрузка на столб и оболочку,

;

F_и - несущая способность (сила предельного сопротивления) столбов или оболочек, которую определяют следующим образом:

(2.9)

где - температурный коэффициент, учитывающий изменение температуры грунтов основания в период строительства и эксплуатации сооружения, =1;

- коэффициент условий работы основания, =1;

R - расчетное сопротивление мерзлого грунта под подошвой столбчатой опоры, R=1375 кН/м² ;

А - площадь поперечного сечения подошвы столбчатой опоры:

(3)

- расчетное сопротивление мерзлого грунта или грунтового раствора сдвигу по боковой поверхности смерзания фундамента в пределах 1-го и 2-го слоя грунта, =275 кН/м² , =375 кН/м² ;

- для столбчатой опоры площадь поверхности смерзания грунта с нижней ступенью столба:

(3.1)

- число выделенных при расчете слоев вечномерзлого грунта;

- коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый для оснований опор мостов по СНиП 2.05.03-84*, =1,4

(определены по чертежу поименной опоры ОП2)

м²

м²

кН

кН

- условие выполняется.

Вывод: К дальнейшей разработке принимаем конструкцию поименной опоры с глубиной вечномерзлого грунта h_вмг=6 м.

Определение рациональности разработанной конструкции:

Наименование элемента	Единичная стоимость	Объем	Общая стоимость
1) Промежуточная опора:
1.1 Монолитная плита-насадка	83	12,13*2	2013,58
1.2 Изготовление железобетонных оболочек	348	11,62*2	8087,52
1.3 Погружение оболочек	352	16	5632
1.4 Заполнение оболочек бетоном методом ВПТ	39	11,62*2	883,12
1.5 Заполнение оболочек бетоном насухо	64	11,62*2	1487,36
1.6 Разбуривание ВМГ	628	8*2	10048
Итого: 28151,58
Пролетные строения	540	36,39	19650,6

- для второго варианта моста.

1.2.1 Разработка конструкции береговой опоры

Высота насыпи на входах моста равна:

(3.4)

- высота насыпи с левой стороны: > 6 м;> i₁=1:1,5, i₂=1:1,75

- высота насыпи с правой стороны: < 6 м; >i=1:1,5

Высота шкафного блока:

(3.5)

где

 (3.6)

где - высота устоя, принимается 1.5 м.

(3.7)

Корректировка:

Вывод: К дальнейшей разработке принимаем конструкцию береговой опоры с 4 столбами и

Технико-экономическое сравнение вариантов моста

Расчеты технико-экономических показателей 1 варианта моста:

м³



Расчеты технико-экономических показателей 2 варианта моста:

м³



Варианты	Полная длина Lоп,м	Схема моста	Строительная стоимость	Материалоемкость	Кинд
			Общая	Приведенная	Объем сборного Ж/Б	Объем монолитного Ж/Б
I	218,98	6х15,8	256247,4	15530,1	297,54	217,93	0,83
II	218,98	6x15,8	162675,6	9859,13	362,11	217,02	0,92

2. РАСЧЕТ БАЛОЧНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ

2.1 Расчет главной балки

1). Определение расчетной схемы:

Линии влияния внутренних усилий в главной балке

2) Определение нормативных нагрузок:

,

Нагрузка от собственного веса балки равна:

.

От веса балласта с частями пути :

, , , ;

.

От веса тротуаров с коммуникациями: .

От веса перил: .

От временной подвижной нагрузки - .

Эквивалентные временные нагрузки равны:

;

;

;

;

.

При расчете на прочность постоянные нагрузки учитываются с коэффициентом надежности ()

Коэффициенты надежности равны:

; ;

При коэффициент ;

При коэффициент

При коэффициент

Временная нагрузка учитывается с динамическим коэффициентом () который определяется по формуле При динамический коэффициент ;

При - ;

При - .

Расчет на прочность по нормальным сечениям

При расчете на прочность изгибающий моменты и поперечные силы определяются по формулам:

,

Таблица 2.1- Расчетные усилия главной балки

Наименование усилий	Единицы измерения	Величина, установленная из расчета на прочность
М0,5	кН•м	6723.21
М0,25	кН•м	5300.14
Q0	кН	1876.65
Q0,25	кН	332.61
Q0,5	кН	385.26

Результаты программного счета:

Размещено на Allbest.ru

...