Разработка вариантов вантового (висячего) моста под автодорогу

МПС РФ

Петербургский Государственный Университет путей сообщений

Кафедра «Мосты»

Курсовой проект

по теме:

«Висячие и вантовые мосты»

Выполнил студент группы ГТС-902

Орешкин А.И.

Руководитель:

Барановский А.А.

Принял:

Богданов Г.И.

Санкт –Петербург

2003

Содержание

1. Составление вариантов вантового(висячего) моста под автодорогу.................... 3

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

1.2. Вариант №2.................................................................................................................. 6

1.3. Вариант №3.................................................................................................................. 8

1.4. Технико-экономическое сравнение вариантов..................................................... 10

2      Расчет балок проезжей части................................................................................... 11

2.1.       Расчет проезжей части.................................................................................... 11

2.1.1        Расчет продольного ребра........................................................................... 11

2.1.2.       Расчет прикреплений продольного ребра.................................................. 14

2.1.3.       Расчет поперечной балки............................................................................ 14

2.1.4.       Расчет прикреплений поперечной балки.................................................... 18

2.2.       Расчет коробки балки жесткости.................................................................. 19

2.2.1        Исходные данные.......................................................................................... 19

2.2.2        Проверка сечения балки жесткости по прочности................................. 20

2.2.3.       Проверка сечения балки на устойчивость................................................. 22

2.2.4        Расчет прикрепления балки жесткости................................................... 23

3.     Расчет пилона моста.................................................................................................. 25

4.     Расчет вант моста....................................................................................................... 27

Список использованной литературы............................................................................. 29

1. Составление вариантов вантового(висячего) моста под автодорогу.

1.1. Вариант № 1.

По заданию требуется предусмотреть судоходный габарит для класса реки по судоходству I:   шириной – 140 м. и высотой 16 м.  Отверстие моста составляет 550 м. Исходя, из этого назначаем 2-х пролетную вантовую систему моста с основным пролетом 210м и боковым пролетом 90 м На суходоле устраиваем 6*42м

Теоретическая длина моста составляет

Фактическая длина моста при принятых конструкциях составляет

Разница между теоретической и фактической длиной составляет;

Определение расхода материалов.

1.Пролетные строения.

Q_б=q_б*B*åL_i=0.365*14,5*300+0.4*14,5*288=3258 т

2.Ванты

Q_к=q_к*B*L_max=0.058*14,5*210=176,6 т

3.Пилон металлический

Q_п=q_п*B*L_max=0.098*14.5*210=298,4 т

4.Промежуточные опоры

опора 2 принимаем в виде конструкций из монолитного железобетона, свай буронабивные диаметр 1,6 м. l=20 15 шт объем свай   1.6²*3.14/4*20*15=603 м³

объем ростверка 3*6,90*11=227 м³

объем тела опоры  13,5*4,5*10=607 м³

опора 3 выполняется из 2 отдельных фундаментов под каждую стойку пилона , свай буронабивные диаметр 1,6 м. l=32,5 24 шт.

объем свай   1.6²*3.14/4*32*24=1568 м³

объем ростверка 2*3*6,90*9.54=395м³

опора 4 принимаем в виде конструкций из монолитного железобетона, свай буронабивные диаметр 1,6 м. l=20 15 шт.

объем свай   1.6²*3.14/4*20*15=603 м³

объем ростверка 3*6,90*11=227 м³

объем тела опоры  20,5*4,5*10=923 м³

промежуточные опоры (оп5,оп6,оп7,оп8,оп9) принимаем в виде конструкций из монолитного железобетона, свай буронабивные диаметр 1,0 м. l=23,5 10 шт объем свай   1.0²*3.14/4*23,5*10=184 м³

объем ростверка 3*4*11=132 м³

объем тела опоры  20,5*3*10=615 м³

5.Устой (оп1,оп10).

Объем железобетонного устоя равен 200 м³.

Объем ростверка   2*10*7.64=153 м³

Принимаем 15 свай, диаметр 1.6 м, l=20м.

объем свай   1.6²*3.14/4*20*15=603 м³

Объемы работ и определение стоимостей конструктивных элементов приведены в табл.1.

Таблица 1

Полная стоимость моста по первому варианту 6780800 руб.

1.2. Вариант №2.

Во втором варианте принимаем схему вантового моста с 3-мя пролетами ( l_осн=280м,  2х l_бок=135 м). Схема расположения вант ярусно-параллельная(арфа)

Теоретическая длина моста составляет

L_m=550+2*4,5+12,5*1,5=577,8

Фактическая длина моста при принятых конструкциях составляет

Lf=0.3*2+280+2*135+2*5=560,6

Разница между теоретической и фактической длиной составляет  3.07%

Определение расхода материалов.

1.Пролетные строения.

Q_б=q_б*B*åL_i=0.350*14,5*550=2791,3 т

2.Ванты

Q_к=q_к*B*L_max=0.052*14,5*280=211,1 т

3.Пилон металлический

Q_п=q_п*B*L_max=0.094*14.5*280=381,6 т

4.Промежуточные опоры

опора 2,3  принимаем в виде конструкций из монолитного железобетона, свай буронабивные диаметр 1,6 м. l=30 30 шт объем свай   1.6²*3.14/4*30*30=1206 м³

объем ростверка 3*6,90*23,7=491 м³

объем тела опоры  11,65*4,5*22,72=1191 м³

5.Устой (оп1,оп4).

Объем железобетонного устоя равен 200 м³.

Объем ростверка   2*10*7.64=153 м³

Принимаем 15 свай, диаметр 1.6 м, l=20м.

объем свай   1.6²*3.14/4*20*15=603 м³

Объемы работ и определение стоимостей конструктивных элементов приведены в табл.1.

Таблица 1

Полная стоимость моста по второму варианту 6330300 руб.

 1.3. Вариант №3.

В третьем варианте выбираем 3-х пролетную схему висячего моста с пролетами (125+300+125)м.

Для повышения жесткости системы устраивается усиление при помощи вант по системе пучок

Теоретическая длина моста составляет

L_m=550+2*4,5+12,5*1,5=577,8

Фактическая длина моста при принятых конструкциях составляет

L_f=0.3*2+300+2*125+2*5=565,3

Разница между теоретической и фактической длиной составляет  2,21%

Определение расхода материалов.

1.Пролетные строения.

Q_б=q_б*B*åL_i=0.355*14,5*550=2831,1 т

2.Кабели  с оттяжками и подвесками

Q_к=q_к*B*L_max=0.078*14,5*300=339,3 т

3.Пилон металлический

Q_п=q_п*B*L_max=0.165*14.5*300=717,5 т

4.Промежуточные опоры

опора 2,3  принимаем в виде конструкций из монолитного железобетона, свай буронабивные диаметр 1,6 м. l=20 33 шт объем свай   1.6²*3.14/4*20*33=1326 м³

объем ростверка 3*6,90*26,3=544,4 м³

объем тела опоры  19,25*4,5*23,91=2071 м³

5.Устой (оп1,оп4).

Объем тела железобетонного устоя 10*10*11,67=1167 м³.

Объем ростверка   3*10*12.67=380 м³

Принимаем 25 свай, диаметр 1.6 м, l=18м.

объем свай   1.6²*3.14/4*18*25=905 м³

Объемы работ и определение стоимостей конструктивных элементов приведены в табл.1.

Таблица 1

Полная стоимость моста по третьему варианту 8414500 руб.

.

1.4. Технико-экономическое сравнение вариантов.

Неоспоримым достоинством всех вариантов является благоприятный внешний вид.

Недостатком первого варианта является большая продолжительность работ по сооружения опор большой высоты. Из-за разных длин основного и смежного пролета, возникаем необходимость в устройстве оттяжки

Второй вариант несколько выигрывает в жесткости у первого варианта, но  процесс натяжки большого количества вант достаточно  трудоемок. В экономическом сравнении данный вариант, из предложенных, имеет наибольшую стоимость.

Третий же вариант, проигрывает предыдущим  в большом расходе металла