Расчет балочных пролётных строений железобетонного моста

Петербургский Государственный Университет

Путей Сообщения.

Кафедра «Мосты».

Курсовой проект «Железобетонный мост»

Пояснительная записка

Руководитель:                                                                       Выполнил:

Карапетов Э.С.                                                                      студент гр. МТ-501                                                                       

Лифоренко О.С.

Принял:

Богданов Г.И.

Санкт-Петербург.

2008

Содержание

1. Разработка варианта моста………………………………………………………...3

1.1. Вариант №1……………………………………………………………………….3

1.2. Вариант №2……………………………………………………………………….5

1.3. Вариант №3……………………………………………………………………….7

2. Расчёт балочного пролётного строения моста…………………………………..10

2.1.Расчёт проезжей части пролётного строения…………………………………..10

2.1.1.Определение расчётных усилий………………………………………………10

2.1.2.Расчёт сечений плиты………………………………………………………….13

2.2. Расчёт главной балки пролётного строения…………………………………...20

2.2.1. Определение расчётных усилий……………………………………………...20

2.2.2.Расчёт балки из предварительно напряжённого железобетона……………..25

3. Расчет опоры…………………………………………………………................….33

3.1. Определение расчетных усилий………………………………………………..33

3.2. Расчет сечения железобетонной опоры………………………………………..35

3.2.1. Расчет на прочность…………………………………………………………...35

Список используемой литературы………………………………...…………37

1. Разработка вариантов.

 

Для расчёта необходимо определить отметку бровки полотна. Будем вычислять следующим образом:

-бровка насыпи:

БН=21,7м;

-проезжая часть:

ПР=БН-0,3=21,4м;

-строительная высота:

Н=БН- м.

1.1.Вариант 1. 

По заданию требуется предусмотреть судоходный пролёт  20,0м. Предполагая применение устоев обсыпного типа и учитывая , что отверстие моста составляет 70 метров , намечаем пяти-пролётную  схему моста с разрезными типовыми балками 24,0+24,0+18,0+24,0+24,0.Необходимая длина моста между крайними точками устоев :

L_п= 70+4*2+3*6,6+2*0,75=99,3 м.

Для лучшего пропуска воды, промежуточные опоры принимаем в виде свай-оболочек, диаметром  1,2м. Устои приняты также на сваях-оболочках. Длина крыла устоя поверху составляет 2,0 м. Фактическая длина моста при принятых конструкциях составит ( с учётом расстояния между торцами балок по 0,10 м):

L_ф=24,0*4+18+2*2,0+6*0,1=100,8 м.

Эта длина превышает необходимую на

(100,8-99,3)/100,8*100%=1,4%.

Определение объёмов работ.

Пролётные строения. Объём железобетона пролётного строения полной длиной 24,0 м с ездой поверху = 87,6 м³;.

Объём железобетона пролётного строения полной длиной 18,0 м с ездой поверху = 65,7 м³;.

Промежуточные опоры. 4 опоры высотой 15 м принимаем в виде свай-оболочек. Объем железобетона одной опоры ориентировочно составляет 16,6 м³:                         

4*3*(11,2+5,4)=199,2 м³.

Устой. Объём железобетона оголовка устоя составляет 140 м³. Объём свай-оболочек диаметром 1,2м. и длиной 15м.:

2*3*(11,2+5,4)=99,6 м³

Объёмы работ и определение стоимостей конструктивных элементов приведены в таблице 1.

Табл.1.

	Наименование       работ	Единица измерения	Количество	Стоимость единицы измерения, руб.	Общая стоимость, тыс.руб.
1.	Изготовление и монтаж пролётного строения из предварительно напряжённого железобетона длиной 24,0 м	1 м3	87,6	380	33,3
	Изготовление и монтаж пролётного строения из предварительно напряжённого железобетона длиной 18,0 м	1 м3	65,7	380	24,9
2.	Сооружение промежуточной опоры
	- Устройство ограждения котлована из брусчатого шпунта длиной 6 м	1 м2   стенки	245,0	30	5,2
	-Изготовление и погружение железобетонных свай-оболочек диаметром 120см длиной 15 м	1 м3	99,6	140	9,3
	Общая стоимость опоры				14,5
3.	Сооружение устоя
	-Изготовление и погружение железобетонных свай-оболочек диаметром 120см длиной 15 м	1 м3	99,6	140	9,3
	-Устройство оголовка устоя из монолитного железобетона	1 м3	140	140	4,3
	Общая стоимость устоя				13,6

Определение общей стоимости моста приводится в таблице 2.

Табл.2.

Наименование конструктивных элементов	Количество однотипных элементов	Стоимость одного элемента, тыс.руб.	Общая стоимость, тыс.руб.
Пролётное строение из предварительно напряжённого железобетона lп=24,0 м	1	27,0	27,0
Пролётное строение из предварительно напряжённого железобетона lп=18,0 м	4	23,5	94,0
Промежуточная опора	4	14,5	58,0
Устой	2	13,6	27,2
Полная стоимость моста по варианту 1	В ценах 1984 г.		203,2

1.2.Вариант 2. 

Намечаем четырёх-пролётную  схему моста с разрезными типовыми балками 24,0+24,0+24,0+24,0.Необходимая длина моста между крайними точками устоев :

L_п= 70+3*2+3*6,6+2*0,75=97,3 м.

Для лучшего пропуска воды, промежуточные опоры принимаем в виде свай-оболочек, диаметром  1,2м. Устои приняты также на сваях-оболочках. Длина крыла устоя поверху составляет 2,0 м. Фактическая длина моста при принятых конструкциях составит ( с учётом расстояния между торцами балок по 0,10 м):

L_ф=24,0*4+2*2,0+6*0,1=101,4 м.

Эта длина превышает необходимую на

(101,4-97,3)/101,4*100%=3,8%.

Определение объёмов работ.

Пролётные строения. Объём железобетона пролётного строения полной длиной 24,0 м с ездой поверху = 87,6 м³;.

Промежуточные опоры. 4 опоры высотой 15 м принимаем в виде свай-оболочек. Объем железобетона одной опоры ориентировочно составляет 16,6 м³:                         

4*3*(11,2+5,4)=199,2 м³.

Устой. Объём железобетона оголовка устоя составляет 140 м³. Объём свай-оболочек диаметром 1,2м. и длиной 15м.:

2*3*(11,2+5,4)=99,6 м³

Объёмы работ и определение стоимостей конструктивных элементов приведены в таблице 3.

Табл.3.

	Наименование       работ	Единица измерения	Количество	Стоимость единицы измерения, руб.	Общая стоимость, тыс.руб.
1.	Изготовление и монтаж пролётного строения из предварительно напряжённого железобетона длиной 24,0 м	1 м3	87,6	380	33,3
2.	Сооружение промежуточной опоры
	- Устройство ограждения котлована из брусчатого шпунта длиной 6 м	1 м2   стенки	245,0	30	5,2
	-Изготовление и погружение железобетонных свай-оболочек диаметром 120см длиной 15 м	1 м3	99,6	140	9,3
	Общая стоимость опоры				14,5
3.	Сооружение устоя
	-Изготовление и погружение железобетонных свай-оболочек диаметром 120см длиной 15 м	1 м3	99,6	140	9,3
	-Устройство оголовка устоя из монолитного железобетона	1 м3	140	140	4,3
	Общая стоимость устоя				13,6

Определение общей стоимости моста приводится в таблице 4.

Табл.4.

Наименование конструктивных элементов	Количество однотипных элементов	Стоимость одного элемента, тыс.руб.	Общая стоимость, тыс.руб.
Пролётное строение из предварительно напряжённого железобетона lп=24,0 м	4	27,0	108,0
Промежуточная опора	3	14,5	33,5
Устой	2	13,6	27,2
Полная стоимость моста по варианту 1	В ценах 1984 г.		168,7

1.3.Вариант 3.

В 3 варианте можно рассмотреть неразрезную балку трёх-пролётного моста с разбивкой на пролёты 24,0+32+24,0. Плюс одна разрезная балка 15м.  Для лучшего пропуска воды, быки принимаем обтекаемой формы, сборно-монолитные, толщиной 2,0 м. Устои приняты свайные. Длина крыла устоя поверху составляет 2,0 м.

Необходимая длина моста равна

L_п=70+2*3+3*6,6+2*0,75=98,2 м.

Фактическая длина моста составит

L_ф=(24,0+32,0+24,0)+15+2*3,75+2*0,1=99,0 м.

Недостаток необходимой длины моста составит

(99,0-98,2)/99,0*100%=1%, что вполне допустимо.

Определение объёмов работ.

Пролётные строения. Объём железобетона неразрезного пролётного строения со схемой разбивки на пролёты 24,0+32,0+24,0 м можно определить по:

0,45*1,25*(10,5+0,75*2)*(46+27,6*2-2*2,0)=656,1 м³

Объём железобетона пролётного строения полной длиной 15,0 м с ездой поверху = 57,4 м³;.

Промежуточные опоры. 3 опоры высотой 5,2 м принимаем в виде сборно-монолитных конструкций Объём железобетонных блоков одной опоры ориентировочно составляет 68 м³, бетон омоноличивания блоков и бетон заполнения опоры-101 м³.Объём ростверка высотой 2,5 м из монолитного железобетона примем с размерами в плане 10,5 х 2,8 м при скосах( для улучшения условий обтекания) по 0,5 м:                               

2,5*(10,5*2,8-4*0,5*0,5*0,5)=72,25 м³.

Сваи. Определяем необходимое количество полых свай из центрифугированного железобетона диаметром 60 см, заполняемых после погружения бетонной смесью. Вертикальное давление на опору от временной нагрузки при загружении двух пролётов

N_вр⁼1,08*(46+27,6)*19,14*0,5= 759 тс.

Вертикальное давление на опору от собственного веса железобетонных пролётных строений

N_пр.стр=1,1*2,5*0,5*(306+175)=661 тс.

Вертикальное давление от веса опоры и ростверка

N_оп=1,1*2,4*169=446 тс.

Суммарное давление на сваи

N_общ=759+661+446=1866 тс.

Необходимое количество свай

n=1,8*1866/220=24 шт.

Принимаем 24 свай диаметром 60 см длиной 13 м под каждую опору