Разработка вариантов моста через реку II класса судоходства

Определим необходимое количество БНС опоры на которую опирается пролет в 310м и 120м.

Расчётная величина осевой сжимающей силы N складывается из следующих составляющих:

;

;

ν - эквивалентная нагрузка

l - длина загружения

- число полос движения

.

Размещаем в ростверке 27 буронабивных свай диаметром 1.5м длиной  35м.

 - расчётная нагрузка от веса одной сваи.

 - максимальная сжимающая нагрузка на одну сваю.

По графику 2 рис.25 методических указаний [1] определяем F_d=1300 тс, т.е. принятое число и длина буронабивных свай обеспечивают несущую способность фундамента опоры.

Таблица 1.

	Наименование       работ	Единица измерения	Количество	Стоимость единицы измерения, руб.	Общая стоимость, тыс.руб.
	Изготовление и монтаж балок жёсткости	1 т металла	3670	1120	4110
	Изготовление и монтаж вант	1 т металла	635	3000	1905
	Сооружение железобетонных пилонов	1м3	4400	290	1275
	Изготовление и погружение БНС d=1,5 м	1м3	4980	190	945
	Устройство ростверка из монолитного железобетона	1 м3	1540	140	215
	Сооружение массивных монолитных устоев	1 м3	1120	90	100
	Устройство асфальтобетонного покрытия	На 1 кв.м	10750	20	215
	Общая стоимость моста				8765
	Стоимость на 1 м2 моста				0.82

1.2 Вариант 2

Во втором варианте запроектирован трехпролетный висячий мост с основным пролетом 330 м. Боковые пролеты по 82.5 м не подвешены к кабелю. Устои моста необсыпные. Устой выполняет роль анкерной опоры. Эстакадная часть проектом не предусмотрена. Металлическая балка жесткости подвешивается к кабалю с помощью подвесок, установленных с шагом 15м.

Пилоны металлические высотой 70.5м, закреплены в опорах из монолитного железобетона. Фундаменты опор пилонов – буронабивные сваи d=1,5 м.

Определим необходимое количество БНС опоры, на которую опирается пролет в 330м и 82,5м.

Расчётная величина осевой сжимающей силы N складывается из следующих составляющих:

;

;

,

.

Размещаем в ростверке 42 буронабивные сваи диаметром 1.5м длиной  30м.

 - расчётная нагрузка от веса одной сваи.

 - максимальная сжимающая нагрузка на одну сваю.

По графику 2 рис.25 методических указаний [1] определяем F_d=1100 тс, т.е. принятое число и длина буронабивных свай обеспечивают несущую способность фундамента опоры.

Определим необходимый объем анкерной опоры:

Объем анкерной опоры, предусмотренный проектом, составляет 11000м³.

Таблица 2.

	Наименование       работ	Единица измерения	Количество	Стоимость единицы измерения, руб.	Общая стоимость, тыс.руб.
	Изготовление и монтаж балок жёсткости	1 т металла	3760	1120	4210
	Изготовление и монтаж кабелей и подвесок	1 т металла	890	3000	2670
	Сооружение металлических пилонов	1 т металла	1880	1200	2260
	Сооружение опор пилонов	1м3	2925	140	410
	Изготовление и погружение БНС d=1,5 м	1м3	10280	190	1950
	Устройство ростверка из монолитного железобетона	1 м3	4210	140	590
	Сооружение массивных монолитных устоев	1 м3	21640	90	1950
	Устройство асфальтобетонного покрытия	На 1 кв.м	9900	20	200
	Общая стоимость моста				14240
	Стоимость на 1 м2 моста				1.44

1.3 Вариант 3

В третьем варианте разработан однопилонный вантовый мост с пролетами 260м и 160м. В состав мостового перехода также входит эстакадная часть, состоящая из двух пролетов по 65м. Балка жесткости металлическая неразрезная по всей длине моста. Устои монолитные железобетонные обсыпные. Правый устой выполняет роль анкерной опоры.

Пилоны монолитные железобетонные, закреплены в опорах из монолитного железобетона. Фундаменты опор пилонов – буронабивные сваи d=1,5 м.

Определим необходимое количество БНС опоры, на которую опирается пролет в 260м и 160м.

Расчётная величина осевой сжимающей силы N складывается из следующих составляющих:

;

;

,

.

Размещаем в ростверке 48 буронабивных свай диаметром 1.5м длиной  35м.

 - расчётная нагрузка от веса одной сваи.

 - максимальная сжимающая нагрузка на одну сваю.

По графику 2 рис.25 методических указаний [1] определяем F_d=1300 тс, т.е. принятое число и длина буронабивных свай обеспечивают несущую способность фундамента опоры.

Таблица 3.

	Наименование       работ	Единица измерения	Количество	Стоимость единицы измерения, руб.	Общая стоимость, тыс.руб.
	Изготовление и монтаж балок жёсткости	1 т металла	4620	1120	5175
	Изготовление и монтаж вант	1 т металла	835	3000	2505
	Сооружение железобетонных пилонов	1м3	3550	290	1030
	Изготовление и погружение БНС d=1,5 м	1м3	6050	190	1150
	Устройство ростверка из монолитного железобетона	1 м3	1770	140	250
	Сооружение массивных монолитных устоев	1 м3	5510	90	495
	Устройство асфальтобетонного покрытия	На 1 кв.м	12625	20	255
	Общая стоимость моста				10860
	Стоимость на 1 м2 моста				0.86

1.3 Сравнение вариантов.

Все три разработанных варианта полностью удовлетворяют требованиям задания. Ввиду того, что мост расположен на реке с ледоходом актуальной является проблема пропуска паводков и ледохода. Наиболее выгодным с этой точки зрения является вариант №1. Наибольшим недостатком первого варианта по сравнению с остальными является меньшая вертикальная жесткость. Вариант №2 является самым дорогим и материалоемким, по этому показателю он значительно уступает двум другим. Третий вариант наименее удобен для пропуска льда и судов. На основании всего вышесказанного принимаем к дальнейшей разработке вариант №1.

2. Расчет пролетного строения.

2.1 Расчет проезжей части.

2.1.1 Определение усилий в продольных ребрах.

Рис.1 Схема нагрузки А16.

Рис.2 Схема для определения усилий в стрингерах.

Определение нагрузки от веса дорожного покрытия:

Нагрузка от тележки:

Нагрузка от полосы:

Момент и поперечную силу в продольных ребрах ортотропной плиты определяем как в разрезной балке на двух опорах:

 - динамический коэффициент

Ввиду того, что реальная схема работы продольных ребер ортотропной плиты представляет собой неразрезную балку на упругоподатливых опорах, введем некоторую корректировку в полученные усилия:

Определяем значение поперечной силы:

Определим значение изгибающего момента в середине пролета стрингера при расчете на выносливость:

Рис.3 Линии влияния усилий в стрингерах.

2.1.2 Подбор сечения продольного ребра.

Геометрические характеристики сечения:

Материал конструкции – сталь 10ХСНД, т.к. мост расположен в Северной климатической зоне.

Рис. 4. Поперечное сечение стрингера.

Выполним проверку сечения по прочности:

- по нормальным напряжениям:

- по касательным напряжениям:

- по главным напряжениям:

Выполним проверку сечения по выносливости:

Проверка выполняется.

2.1.3 Расчет стыка продольных ребер.

Рис.5 Схема стыка продольных ребер.

2.1.4 Определение усилий в поперечных балках.

                  

Рис.6 Линии влияния усилий в поперечных балках.

Определение нагрузки от веса дорожного покрытия:

Нагрузка от тележки:

Нагрузка от полосы:

Момент в середине пролета поперечной балки:

- при расчете на прочность:

 - динамический коэффициент

- при расчете на выносливость:

Поперечная сила в опорном сечении поперечной балки:

2.1.5 Подбор сечения поперечной балки.

Рис.7 Поперечное сечение поперечной балки.

Геометрические характеристики сечения:

Выполним проверку сечения по прочности:

- по нормальным напряжениям:

- по касательным напряжениям:

Выполним проверку сечения по выносливости:

Проверка выполняется.

6. Расчет прикрепления поперечной балки к балке жесткости.

2.2 Подготовка данных для определения усилий в элементах моста по программе «Ferma».

2.2.1 Определение КПУ.

Коэффициент поперечной установки (η) учитывает неравномерность распределения между главными балками временной нагрузки. КПУ определяют для следующих видов нагрузки:

-  для нагрузки от тротуаров η_т

-  для распределенной нагрузки η_АК^Р

-  для тележки η_АК^Т

η_т = у_т – координата линии влияния по центру тротуара;

η_АК^Р = 0,5 х (у₁+у₂) + 0,6 х 0,5 х Σу_i

η_АК^Т = 0,5 х Σу_i

Рис.8 Схема для определения КПУ.

КПУ для первого способа загружения:

-  η_т = 1,424

-  η_АК^Р = 2.933

-  η_АК^Т = 3.923

КПУ для второго способа загружения:

-  η_АК^Р = 3.453

-  η_АК^Т = 5.218

2.2.2 Определение нагрузок.

Постоянная нагрузка:

При расчете по программе «Ferma» осуществляется загружение постоянной нагрузкой три раза с различными коэффициентами γ (>,<,=1).

Временная нагрузка:

Для панели центрального пролета: , для бокового пролета:

2.2.3 Определение площади вант.

Для определения площади вант необходимо рассчитать усилия возникающие в них. Определение усилий в вантах производится по следующей формуле:

Площадь вант определяют по формуле:

Ванты изготовлены из монострендов по технологии компании