Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Проектирование железобетонного моста

2. Схема промежуточной опоры

3. Определение числа свай в фундаменте опоры

Список литературы

Введение

Проектирование варианта моста для заданных местных условий - задача, имеющая множество возможных решений, из которых необходимо выбрать лучшее. Сложность решения этой задачи связана с одной стороны с большим разнообразием систем и конструкций железобетонных мостов, и как следствие большим количеством вариантов моста, которые могут быть назначены для каждого мостового перехода. С другой стороны, как правило, не просто отыскать среди рассматриваемых вариантов тот, который в наибольшей степени одновременно удовлетворял бы целому ряду требований предъявляемых к мосту. Основными из таких требований является: непрерывная и безопасная эксплуатация; большая долговечность и наименьшие эксплуатационные расходы; наименьшая строительная стоимость, трудоемкость сооружения, срок постройки, расход основных материалов. Кроме того, рекомендуемый вариант должен соответствовать современным требованиям и достижениям в области индустриализации строительства и комплексной механизации производственных процессов.

1. Проектирование железобетонного моста

Для средних железобетонных балочно-разрезных мостов через несудоходные реки в практике часто принимают схему с одинаковыми пролетами. Длина пролета в этом случае является одним из показателей варьирования (наряду с типами пролетных строений, опор, фундаментов).

Длину пролета следует назначать в соответствии с типовыми пролетными строениями. Кроме того, следует учитывать, что от длины пролета в значительной мере зависит стоимость варианта моста. При высоких насыпях, больших глубинах меженных вод, слабых грунтах по трассе мостового перехода, вследствие высокой стоимости опор моста, целесообразно уменьшить их количество за счет увеличения длин пролетов и, наоборот - при дешевых опорах выгодно уменьшить длины пролетов, чтобы снизить стоимость пролетных строений.

Следует иметь ввиду, что по условию беззаторного пропуска льда, длину пролетов русловой части следует принимать ориентировочно не менее 10ч15 м при слабом ледоходе (толщина льда hл?0,5 м), 15ч20 м при среднем ледоходе (0,5? hл?1,0 м) и 20ч30 м при сильном ледоходе (hл?1 м).

Конструкция промежуточных опор может быть весьма разнообразна. Вместе с тем необходимо помнить, что применение типовых опор, особенно сборных облегченного типа, ограничено местными условиями. Например, свайные, стоечные, столбчатые и рамные промежуточные опоры могут применяться только вне русла реки и при отсутствии или слабом ледоходе. Поэтому в руслах рек следует применять массивные опоры. В курсовой работе рекомендуется при проектировании использовать обсыпные устои т.к. они защищены от воздействия водотока и льда конусом насыпи, что в свою очередь позволяет более широко применять сборные облегченные конструкции.

2. Схема промежуточной опоры

Составление схемы начинают с размещения осей вертикальных проекций опоры на которых указывают уровни подошвы рельса (ПР), уровня высоких вод (УВВ), уровня меженных вод (УМВ), поверхности грунта после размыва и поверхности слоев грунта. Для заданного пролетного строения по приложению 1 подбирают размеры нижней подушки опорной части вдоль аоч и поперек bоч моста.

Наименьший размер железобетонной подферменной плиты (оголовка) вдоль моста.

lп - полная длина пролетного строения, м

l - расчетный пролет, м

? - зазор между торцами пролетных строений (для железобетонных пролетных строений принимается 0,05 м)

C1 - расстояние от нижней подушки опорной части до грани подферменной плиты, принимается 0,15ч0,20 м

C2 - расстояние от подферменной площадки до грани подферменной плиты, равное 0,15 м.

Наименьший размер подферменной плиты поперек моста

где В - расстояние между осями балок, равное 1,8 м

bоч - размер поперек моста нижней подушки опорной части, м

C1 - расстояние от нижней подушки опорной части до грани подферменной плиты, принимается 0,15ч0,20 м

C3 - расстояние от подферменной площадки до грани подферменной плиты, равное 0,3 м. железобетонный мост фундамент опора

Толщину подферменной плиты принимают 0,8ч1,2 м.

Для того чтобы устранить потеки воды на поверхности тела опоры размеры части опоры от низа подферменной плиты до отметки соответствующей уровню высокого ледохода (УВЛ) плюс 0,5 м принимаются не менее чем на 0,2 м меньше размеров подферменной плиты.

Нижележащая ледорезная часть опоры до отметки уровня низкого ледохода (УНЛ) минус толщина льда и 0,25 м, а на поверхности, не покрытой меженной водой, на 0,25 м ниже поверхности грунта после размыва, должна иметь вертикальные грани и заострения в плане с верховой и низовой стороны. В зависимости от интенсивности ледохода угол заострения ледорезной грани принимается в пределах 90ч120 градусов. Эта часть опоры принимается бетонной массивной. Размеры ледорезной части опоры можно принять конструктивно таким образом, чтобы расстояние от края вышележащей части до края ледореза составляло не менее 0,25 м.

В курсовой работе условно принимается, что уровень низкого ледохода (УНЛ) равен уровню меженных вод (УМВ), а уровень высокого ледохода (УВЛ) - уровню высоких вод (УВВ). Уровень меженных вод в курсовой работе можно условно принять на 1,5ч2,5 м ниже уровня высоких вод.

Головы свай заделывают в прямоугольный в плане железобетонный ростверк толщиной 1,5ч2,0 м. Размеры ростверка должны превышать размеры нижней части опоры не менее чем на 0,6 м. Окончательно размеры ростверка определяются после размещения в нем необходимого количества свай.

УВВ=14м; УМВ=11,5м.

ВО=ПР-hco; ВО=1,9-1,58=18,32 м;

ho=Н1=1,0 м;

НПП=18,32-1,0=17,32 м;

ВЛ=14,5 м;

Н2=НПП-ВЛ; Н2=17,32-14,5=2,82 м;

ОФ=11,5-0,85=10,65 м;

ВЛ=Н3=14,5-10,65=3,85 м;

Н4=2,0 м;

Sкр=; Sкр==1,14

Vкр =3,22;

Vпр =6,43

V1 =а*в*с; V1 = 1,8*3,36*1=6,05

V2 = Vкр + Vпр ; V2 =3,22+6,43=9,65

V3 =25,41

V4 =3,7*4,0*2,0=29,6

Vопоры =6,05+9,65+25,41+20,8=70,71

3. Определение числа свай в фундаменте опоры

Свайный фундамент целесообразно применять при строительстве опор мостов, когда прочные грунты залегают на глубине более 5м. При этом плита, объединяющая сваи (ростверк), может быть заглублена в грунт (низкий свайный ростверк) или расположена выше поверхности грунта (высокий свайный ростверк) после ее планировки, а на реках - выше дна водотока. Фундаменты с низким ростверком возводятся, как правило на сухих местах, например на поймах рек или в руслах если глубина воды не более 3 м. При большей глубине воды целесообразно применять высокий свайный ростверк.

Для промежуточных опор в заданных грунтовых условиях можно принять фундаменты с высокими ростверками на висячих забивных железобетонных сваях квадратного сечения размерами 35х35, 40х40 см. Кроме того, можно рассмотреть использование полых круглых свай диаметром 40, 50 см с толщиной стенки 8 см или диаметром 60, 80 см и толщиной стенки 10 см. Рекомендуется погружать сваи во второй слой грунта основания на глубину не менее 5ч6 м. Длина свай принимается кратной 1 м.

Вертикальные нагрузки на свайный ростверк складываются из собственного веса частей опоры, давления от веса пролетных строений и мостового полотна и веса временной вертикальной нагрузки от подвижного состава.

Для определения веса самой опоры ее разделяют на части простой геометрической формы: подферменную плиту, тело опоры выше УВВ, ледорезная часть, ростверк. Нагрузка от веса опоры:

Gчо =6,05*24,5+9,65*24,5+25,41*23,5+29,6*24,5=1707

где i - нормативный удельный вес материала элемента. Для бетона б = 23,5 кН/м3 для железобетона жб - 24,5 кН/ м3

Vi - объем частей опоры.

Нормативная нагрузка на опору от веса двух одинаковых пролетных строений

Nпс =24,5*18,9+4,9*9,3=508,62

где р - 4,9 кН/м - вес одного погонного метра двух тротуаров с консолями и перилами.

Vжб - объем одного пролетного строения, принимается по приложению 1.

Нормативное давление на опору от веса мостового полотна

Nмп =19,4*2*9,3=30,70

бп - 19,4 кН/м3 - удельный вес балласта с частями верхнего строения пути

Абп - 2 м2 - площадь сечения балластной призмы с частями пути.

Нормативное давление на опору от временной подвижной нагрузки, расположенной на двух пролетах

Nмп =185,8*9,73=1807,84

- интенсивность эквивалентной временной нагрузки от железнодорожного подвижного состава, определяемой по таблице 3. Значение величины определяется в зависимости от длины загружения

с - расстояние между осями опирания соседних пролетных строений.

Величина с (рис. 5) зависит от зазора между пролетными строениями, а также полной и расчетной длины пролетного строения и определяется в случае применения одинаковых пролетных строений по формуле:

C=0,05+0,6=0,65

где ? - зазор между торцами пролетных строений

2d - разность между полной и расчетной длиной пролетного строения

Таблица 3

Суммарная расчетная вертикальная нагрузка на свайный ростверк

N=1,1(1707+508,62)+1,3*30,70+1,24*1807,84=4718,82

где гк =1,1 - коэффициент надежности по нагрузке от веса конструкции

гбп =1,3 - коэффициент надежности по нагрузке от веса балласта

гпн = (1,3- 0,003л) - коэффициент надежности по временной нагрузке

Требуемое количество свай в опоре определяется по формуле:

где kг=1,2ч1,4 - коэффициент учета влияния горизонтальных нагрузок

kн=1,6ч1,65 - коэффициент надежности.

Ф - расчетная несущая способность одной сваи. Принимается в зависимости от типа свай по таблице 4.

Таблица 4

Полученное число свай размещают в плане по ростверку в рядовом или шахматном порядке равномерно с равными расстояниями между ними в двух взаимно перпендикулярных направлениях. При этом должно быть обеспечено минимальное расстояние между осями свай, которое составляет 3d (d- диаметр либо размер грани сваи). Кроме того, необходимо обеспечить минимальное расстояние от края сваи до края ростверка не менее чем 0,25 м.

Если по этим условиям не удается распределить полученное количество свай в ростверке, то необходимо увеличить его размеры. В том случае если изменение размеров ростверка в плане приводит к изменению его объема, необходимо выполнить расчет по определению суммарной расчетной вертикальной нагрузки еще раз, приняв при этом уточненные размеры ростверка и соответственно уточнить количество свай.

После определения количества пролетов моста и составления схемы мостового перехода необходимо уточнить длину свай в промежуточных опорах и их количество. В случае применения промежуточных опор разной высоты необходимо выполнить расчет по определению числа свай для каждой из опор. На миллиметровой бумаге необходимо вычертить в масштабе 1:100 схему промежуточной опоры.

Определение числа пролетов моста

Требуемое количество пролетов моста определяется по формуле:

где Lо - заданное отверстие моста, м

hсо - строительная высота пролетного строения на опоре, м

lп - полная длина заданного пролетного строения, м

b - ширина ледорезной части промежуточной опоры вдоль моста, м

Отметка подошвы рельса определяется по формуле:

ПР=11,5+8,4=19,9

где УМВ - уровень меженных вод

Н - заданное возвышение подошвы рельса над уровнем меженных вод.

Полученное по формуле значение n округляют до ближайшего большего целого числа. Если дробная часть количества пролетов составляет не более 0,05 от целой, то округление выполняют до ближайшего меньшего числа пролетов.

После окончательного назначения схемы моста рассчитывается расстояние между шкафными стенками устоев

L=0,05(6+1)+6*9,3=56,15

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

Из этого условия расстояние от середины реки по уровню меженных вод до середины моста равно

- сумма ширин ледорезных частей всех промежуточных опор

ВМ - ширина реки по уровню меженных вод

ВЛ, ВП - ширина соответственно левой и правой поймы.

На профиле перехода положительное значение а откладывается от середины реки по УМВ вправо, а отрицательное значение - влево. От середины моста в обе стороны откладывается по 0,5L, затем расстояние между шкафными стенками устоев разбивают на пролеты lп + 0,05 и проводят оси промежуточных опор.

Схема моста

Промежуточные опоры в русле при УМВ можно принять одинаковой высоты. На поймах обрез фундамента должен располагаться на 0,25 м ниже поверхности грунта после размыва. Подошва ростверка в крупных и средних песчаных грунтах может располагаться на любом уровне, а в пучинистых грунтах, т.е. пылеватых, супесчаных и глинистых не менее чем на 0,25 м ниже глубины промерзания.

В зависимости от высоты подходных насыпей и величины пролетов моста принимаются устои по типовым проектам (приложении 2). Откос конуса насыпи с уклоном 1:1,5 должен проходить ниже подферменной площадки устоя не менее чем на 0,6 м. Бровку насыпи располагают ниже подошвы рельса на 0,9 м.

На фасаде моста необходимо указать следующие размеры:

· длину моста (расстояние между задними гранями устоев);

· длину пролетных строений и величину зазора между торцами;

· отметку низа конструкции (НК), которая должна быть выше УВВ не менее чем на 0,75 м;

· отметку уровней высоких и меженных вод, подошвы рельса (ПР), бровки насыпи (БН), верха опоры (ВО), обреза (ОФ) и подошвы фундамента (ПФ);

Список литературы

1. СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы/ Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 253 с.

2. Пособие к СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы» по изысканиям и проектированию железнодорожных и автодорожных мостовых переходов через водотоки (ПМП-91) Москва 1992

3. СНиП 3.06.04-91 Мосты и трубы/ Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1992. - 66 с.

4. ГОСТ 19804-91 Сваи железобетонные. Технические условия. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1991. - 15 с.

5. Копыленко В.А., Переселенкова И.Г. Проектирование мостового перехода на пересечении реки трассой железной дороги: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта/ Под ред. В.А. Копыленко. - М.: Маршрут, 2004. - 196 с.

6. Проектирование мостовых переходов на железных дорогах: Учебник для вузов/ М.И. Воронин, И.И. Кантор, В.А. Копыленко и др.; Под ред. И.И. Кантора. - М.: Транспорт, 1990. - 287 с.

7. Мосты и тоннели на железных дорогах: Учебник для вузов/ В.О. Осипов, В.Г. Храпов, Б.В. Бобриков и др.; Под ред. В.О. Осипова. - М.: Транспорт, 1988. - 367 с.

Размещено на Allbest.ru