Проектирование железобетонного моста под железную дорогу через постоянный водоток в Новосибирской области

Введение.

В данном курсовом проекте проектируется железобетонный мост под железную дорогу через постоянный водоток.

Проектируемое сооружение должно удовлетворять требованиям СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы».

В основу курсового проекта положены следующие исходные данные:

·  мост отверстием 82 м;

·  уровень меженных вод - 53.00 м;

·  расчетный уровень высоких вод - 55.50 м;

·  наивысший уровень ледохода - 55.60 м;

·  наинизший уровень ледостава - 55.00 м;

·  средняя толщина льда – 0.7 м;

·  бровка земляного полотна(БЗП) - 60.00 м;

·  расчетная временная нагрузка СК;

·  географическое месторасположение моста – Новосибирская область;

·  профиль перехода и геологический разрез по оси моста; мост под железную дорогу;

·  коэффициент размыва русла, p=1,15.

Для определения наилучшей схемы моста составляем три варианта. При сравнении этих вариантов и выбора из них наилучшего определяем их стоимость, для чего находим объемы основных работ.

 1. Составление вариантов.

    В курсовом проекте железобетонного моста составляется не менее трёх технически возможных и экономически выгодных вариантов, на основе сравнения которых для дальнейшей разработки выбирается наилучшая конструкция для данных условий.

При составлении каждого варианта моста последовательно решим следующие вопросы:

·  найдём основные высотные отметки моста;

·  выберем конструкцию пролётных строений, а также тип опор и их фундаментов [с учётом требований СНиП 2.05.03-84];

·  наметим принципиальную схему производства работ по сооружению моста;

·  подсчитаем объёмы работ и строительную стоимость моста.

После выполнения выше изложенного, на основе технико-экономического сравнения выберем для детальной разработки наиболее выгодную конструкцию.

1.1 Первый вариант.

1.1.1 Определение числа и величины пролётов моста, типа опор, основных высотных отметок.

Первой задачей является подбор пролётных строений

Заданная величина отверстия L₀ (82м) определяется суммой расстояний между опорами в свету l₀ (по УВВ). Подберём пролётные строения так, чтобы величина отверстия моста не отличалось от заданной больше чем на –3% или +5%, то есть .

Величина пролётов определяется судоходными требованиями, условиями пропуска льда, экономическими соображениями и условиями производства работ. По заданию река не судоходна, поэтому величину полетов выбираем из условия наличия ледохода. Так как толщина льда в нашем случае равна 0,7 м, то для обеспечения беззаторного пропуска льда в русловой части моста следует применять пролётные строения ориентировочно не менее 15-20 м. Проектируем оси опор так, чтобы промежуточная опора не попала в самое глубокое место русла реки.

    Соответствуя выше сказанному, ориентировочно делаем первый вариант моста пятипролётный с типовыми размерами: центральный 23.6м и боковые по 16.5м (табл.В.1 [1]):

2·16,5м + 23.6м + 2·16,5м = 89,6м.

Заданная величина отверстия L₀ (82м) определяется суммой расстояний между опорами в свету l₀ (по УВВ). Полученная величина отверстия моста не отличается от заданной больше чем на –3% или +5%, то есть .

    Пролётные строения длиной 16,5м выполнены из обычного железобетона, длиной 23,6м – из предварительно напряженного, их технико-экономические показатели взяты из прил.1 [] и приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1                                                 

Длина ПС, м	Расчетный пролет, м	Высота балки, м	hСтр в пролете, м	hСтр над опорой, м
16,5	15,8	1,40	1,90	2,12
23,6	22,9	1,85	2,35	2,86

Отметку подошвы рельса (ПР) определяем по формуле:

                             

                       (1.1)

ПР=60,00+0,9=60,90м

Следующий этап проектирования – выбор конструкции опор и фундаментов.

При проектировании промежуточных опор и устоев воспользуемся табл.П.2.1 и табл.П.2.2 [], основные характеристики которых зависят от длины пролётных строений.

Так как высота подходной насыпи меньше 6м (Н=5,20м в одном случае и Н=4,30м во втором), то оба устоя проектируем необсыпными. Уклон конуса насыпи составляет 1:1,25, ширина шкафной части равна А=0.8м, ширина устоя поперёк моста В=3.1м.

Для устоев обрез фундамента ОФ заглубляем на 0.5м ниже уровня земли (Оф для первого случая 54.32м, а для второго случая 54.82м), а подошву фундамента ПФ проектируем исходя из глубины промерзания для данного региона (для курсового проекта примем 2.2м). Так как верхние слои грунта слабой несущей способности, то опустим подошву до более плотных слоёв грунта (средний песок с гравием в одном случае и известняк в другом). То есть, ПФ₁=51,19м и ПФ₂=51,01м. Фундамент устоя примем массивный на естественном основании.

Рис 1.1 Промежуточная опора (первый вариант моста).

Промежуточные опоры проектируем монолитные бетонные (их получилось четыре). Две крайние опоры получились шириной 1,6м обтекаемой формы, две средние – переменного сечения (сечение меняется выше УВВ для экономии бетона: верхняя часть имеет прямоугольное сечение, нижняя – обтекаемое(рис1.1)) 1,6м выше УВВ и 2,2м ниже, характеристики взяты из табл. П.2.2[1].

Промежуточные  опоры проектируем с массивными фундаментами на естественном основании.

Для промежуточных опор отметка обреза фундамента должна удовлетворять следующему условию:

(1.2)

где НУЛ - наинизший уровень ледостава; t – расчетная толщина льда.

ОФ ≤ 55,00-0.7-0.25=54,05м,

Две опоры попали в уровень меженных вод УМВ 53,00м. Следовательно, обрез фундамента ОФ опустим ниже УМВ на 0.5м из архитектурных соображений. Следовательно, ОФ₂=52,50м. На этом же уровне назначаем уровень обреза фундамента остальных пойменных промежуточных опор.

Отметка подошвы фундамента должна быть:

   (1.3)

где р – расчётный коэффициент общего размыва (по заданию р=1.15); h – глубина воды у опоры;  - величина местного размыва, которая ориентировочно равна половины ширины фундамента при обтекаемой форме поперечного сечения фундамента (=0,8 и 1,1м). 

    В результате ПФ промежуточных опор будут равны соответственно слева направо: ПФ1 = 49,91м, ПФ2 = 47,78м, ПФ3 = 48,50м, ПФ4 = 49,26м.

1.1.2. Подсчёт объёмов работ и строительной стоимости моста.

Запроектировав мост, следует составить ведомость объёмов работ.

Для этого подсчитываем объёмы и стоимости:

Пролетные строения:

·  Изготовление и монтаж пролетных строений железнодорожных мостов из обычного железобетона. Объем железобетона на одно пролетное строение 36,9м3:

;

 руб.

·  Изготовление и монтаж пролетных строений железнодорожных мостов из преднапряженного железобетона. Объем железобетона на одно пролетное строение 64,3м3: