Разработка вариантов автомобильного моста. Проектирование основных элементов

Содержание

1. Разработка вариантов. 2

1.1 Первый вариант. 2

1.2 Второй вариант. 4

1.3 Третий вариант. 5

1.4 Четвертый вариант. 7

1.5 Сравнение вариантов. 9

2. Проектирование основных элементов. 10

2.1. Определение мощности привода механизма разводки. 10

2.2 Подбор числа канатов в несущих тросах. 13

2.3  Расчет главного шкива. 14

2.4  Расчет оси главного шкива. 15

2.5  Расчет оголовков башен. 16

2.6. Расчет передних стоек башни. 18

3. Список используемой литературы.. 20

1. Разработка вариантов.

На набережных расположен автодорожный габарит Г-24 и тротуарные габариты.

1.1 Первый вариант.

Для обеспечения габарита разводного пролета шириной 30м используем металлическое пролетное строение со сквозными главными фермами расчетным пролетом 33 м. Для обеспечения габарита неразводного пролета шириной 80 м используем металлическое пролетное строение со сквозными главными фермами расчетным пролетом 88 м. Для перекрытия пойменных участков реки и автодорожных габаритов на набережных используем металлическое пролетное строение со сквозными главными фермами расчетным пролетом 66 м. Все пролетные строения с ездой понизу на железобетонных безбалластных плитах, выполнены по типовому проекту 3.501.2-139.

Конструкцию опор принимаем из монолитного железобетона. Фундаменты опор – сваи-оболочки d=1,5 м.

Определим необходимое количество свай-оболочек.

Нагрузка приведенная к низу ростверка опоры:

N=Gпр+Gмп+Gоп+Nвр.

Полная масса металла пролетного строения lр=66 м  - 247,35 т

Полная масса металла пролетного строения lр=88 м  - 387,58 т.

Нагрузка от веса конструкций пролетных строений равна:

Gпр =0,55*(247,35+387,58)=3425,75 кН.

Gмп = 0 кН.

Объём опоры:

Vоп= =Vог+Vвс+Vнс+Vр=

=3,2*9,7*0,85+9,5*3*6,61+10,5*4*3,5+14,5*4,5*2=492,3 м3

Вес опоры:  Gоп = 26,6*474,3 =12996,7 кН.

Временная нагрузка равна:

Nвр = γ_f*(1+μ)*ν*λ*0,5=1,1*1,15*274,68*154*0,5=26755,2 кН

19,62*K=274,62 кН/м, λ=66+88=154 м

Суммарная нагрузка на опору:

N=12996,7+3425,75+26755,2=43177,7 кН

Размещаем в ростверке 12 свай-оболочек d = 1,5 м, глубиной погружения 25 м.

Gс = (π*1,5²/4)*(2,2+25)*2,4 =115,3 кН.

Pg = (1,5*43177,7)/12+115,3 =5412 кН.

Hс = 25 м.

Fd = 5500 кН

Принятое число и длина свай-оболочек удовлетворяет условию:

Pg = 5412 тс < Fd = 5500 кН

Определение объемов работ и стоимости по конструктивным элементам моста приведены в таблице 1.

Таблица 1

№	Наименование работ и затрат	Количество элементов	Единица измерения			Единичная расценка, руб		Количество	Стоимость, тыс. руб.
1.  ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ
1	Металлическая сквозная ферма, Lр=66 м	2	т			900		247,35	445,2
2	Металлическая сквозная ферма, Lр=88 м	2	т			900		387,58	697,6
3	Металлическая сквозная ферма, Lр=33 м	1	т			900		109,11	98,2
4	Мостовое полотно ж/д мостов на безбалластных плитах		п.м			120		361	43,3
		Общая стоимость ПС							1284,3
2.  ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ОПОРЫ
5	Тело опоры. Монолитный железобетон.	1	М3			140		361,8	50,7
6	Ростверк опоры	1	М3			140		130,5	18,3
7	Изготовление и погружение железобетонных свай-оболочек диаметром 1,5 м. Глубина погружения 25 м	12 шт	М3			420		614,4	258,1
		Общая стоимость 1 опоры							326,97
		Общая стоимость опор (4 шт)							1307,9
3.  МЕХАНИЗМ РАЗВОДКИ
8	Башни разводного пролета, механизм разводки								122
		Общая стоимость моста по варианту 1							2714,2

*стоимость указана в ценах 1984 года

1.2 Второй вариант.

Во втором варианте для удобства монтажа и более благоприятного внешнего вида применим неразрезную двухпролетную ферму с неравными по величине пролетами. Разводной пролет остается неизменным.

Конструкцию опор принимаем из монолитного железобетона. Фундаменты опор – сваи-оболочки d=1,5 м.

Определим необходимое количество свай-оболочек.

Нагрузка приведенная к низу ростверка опоры:

N=Gпр+Gмп+Gоп+Nвр.

Полная масса металла пролетного строения lр=66 м  - 247,35 т

Полная масса металла пролетного строения lр=88 м  - 387,58 т.

Нагрузка от веса конструкций пролетных строений равна:

Gпр =0,55*(247,35+387,58)=3425,75 кН.

Gмп = 0 кН.

Объём опоры:

Vоп= Vог+Vвс+Vнс+Vр=

=3,2*9,7*0,85+9,5*3*6,61+10,5*4*3,5+14,5*4,5*2=492,3 м3

Вес опоры:  Gоп = 26,6*474,3 =12996,7 кН.

Временная нагрузка равна:

Nвр = γ_f*(1+μ)*ν*λ*0,5=1,1*1,15*274,68*154*0,5=26755,2 кН

19,62*K=274,62 кН/м, λ=66+88=154 м

Суммарная нагрузка на опору:

N=12996,7+3425,75+26755,2=43177,7 кН

Размещаем в ростверке 12 свай-оболочек d = 1,5 м, глубиной погружения 25 м.

Gс = (π*1,5²/4)*(2,2+25)*2,4 =115,3 кН.

Pg = (1,5*43177,7)/12+115,3 =5412 кН.

Hс = 25 м.

Fd = 5500 кН

Принятое число и длина свай-оболочек удовлетворяет условию:

Pg = 5412 тс < Fd = 5500 кН

Определение объемов работ и стоимости по конструктивным элементам моста приведены в таблице 2.

Таблица 2

№	Наименование работ и затрат	Количество элементов			Единица измерения			Единичная расценка, руб		Количество	Стоимость, тыс. руб.
4.  ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ
1	Металлическая сквозная ферма, Lр=154 м	2	т				900			1354	1219
2	Металлическая сквозная ферма, Lр=33 м	1	т				900			109,11	98,2
3	Мостовое полотно ж/д мостов на безбалластных плитах		п.м				120			361	43,3
		Общая стоимость ПС									1360,5
5.  ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ОПОРЫ
4	Тело опоры. Монолитный железобетон.	1	М3				140			361,8	50,7
5	Ростверк опоры	1	М3				140			130,5	18,3
6	Изготовление и погружение железобетонных свай-оболочек диаметром 1,5 м. Глубина погружения 25 м	12 шт	М3				420			614,4	258,1
		Общая стоимость 1 опоры									326,97
		Общая стоимость опор (4 шт)									1307,9
6.  МЕХАНИЗМ РАЗВОДКИ
7	Башни разводного пролета, механизм разводки										122
		Общая стоимость моста по варианту 2									2789

1.3 Третий вариант.

Для придания лучших архитектурных качеств применим металлическую жесткую арку с ездой понизу пролетом 85 м.

Конструкцию опор принимаем из монолитного железобетона. Фундаменты опор – сваи-оболочки d=1,5 м.

Определим необходимое количество свай-оболочек.

Нагрузка приведенная к низу ростверка опоры:

N=Gпр+Gмп+Gоп+Nвр.

Полная масса металла пролетного строения lр=66 м  - 247,35 т

Полная масса металла пролетного строения lр=88 м  - 387,58 т.

Нагрузка от веса конструкций пролетных строений равна:

Gпр =0,55*(247,35+387,58)=3425,75 кН.

Gмп = 0 кН.

Объём опоры:

Vоп = Vог+Vвс+Vнс+Vр=3,2*9,7*0,85+9,5*3*6,61+10,5*4*3,5+14,5*4,5*2=492,3 м3

Вес опоры:  Gоп = 26,6*474,3 =12996,7 кН.

Временная нагрузка равна:

Nвр = γ_f*(1+μ)*ν*λ*0,5=1,1*1,15*274,68*154*0,5=26755,2 кН

19,62*K=274,62 кН/м, λ=66+88=154 м

Суммарная нагрузка на опору:

N=12996,7+3425,75+26755,2=43177,7 кН

Размещаем в ростверке 12 свай-оболочек d = 1,5 м, глубиной погружения 25 м.

Gс = (π*1,5²/4)*(2,2+25)*2,4 =115,3 кН.

Pg = (1,5*43177,7)/12+115,3 =5412 кН.

Hс = 25 м.

Fd = 5500 кН

Принятое число и длина свай-оболочек удовлетворяет условию:

Pg = 5412 тс < Fd = 5500 кН

Определение объемов работ и стоимости по конструктивным элементам моста приведены в таблице 3.

Таблица 3.

№	Наименование работ и затрат	Количество элементов			Единица измерения			Единичная расценка, руб		Количество	Стоимость, тыс. руб.
7.  ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ
1	Металлическая арка, Lр=85 м	2	т				900			442	795,6
2	Мет. ПС с ездой понизу 33м	4	т				900			151	544,9
3	Металлическая сквозная ферма, Lр=33 м	1	т				900			109,11	98,2
4	Мостовое полотно ж/д мостов на безбалластных плитах		п.м				120			361	43,3
		Общая стоимость ПС									1482
8.  ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ОПОРЫ
5	Тело опоры. Монолитный железобетон.	1	М3				140			361,8	50,7
6	Ростверк опоры	1	М3				140			130,5	18,3
7	Изготовление и погружение железобетонных свай-оболочек диаметром 1,5 м. Глубина погружения 25 м	12 шт	М3				420			614,4	258,1
		Общая стоимость 1 опоры									326,97
		Общая стоимость опор (6 шт)									1956
9.  МЕХАНИЗМ РАЗВОДКИ
8	Башни разводного пролета, механизм разводки										122
		Общая стоимость моста по варианту 3									3438

1.4 Четвертый вариант.

Для уменьшения количества промежуточных опор увеличим пролет арки до 115,5 м.

Конструкцию опор принимаем из монолитного железобетона. Фундаменты опор – сваи-оболочки d=1,5 м.

Определим необходимое количество свай-оболочек.

Нагрузка приведенная к низу ростверка опоры:

N=Gпр+Gмп+Gоп+Nвр.

Полная масса металла пролетного строения lр=66 м  - 247,35 т

Полная масса металла пролетного строения lр=88 м  - 387,58 т.

Нагрузка от веса конструкций пролетных строений равна:

Gпр =0,55*(247,35+387,58)=3425,75 кН.

Gмп = 0 кН.

Объём опоры:

Vоп== Vог+Vвс+Vнс+Vр=

=3,2*9,7*0,85+9,5*3*6,61+10,5*4*3,5+14,5*4,5*2=492,3 м3

Вес опоры:  Gоп = 26,6*474,3 =12996,7 кН.

Временная нагрузка равна:

Nвр = γ_f*(1+μ)*ν*λ*0,5=1,1*1,15*274,68*154*0,5=26755,2 кН

19,62*K=274,62 кН/м, λ=66+88=154 м

Суммарная нагрузка на опору:

N=12996,7+3425,75+26755,2=43177,7 кН

Размещаем в ростверке 12 свай-оболочек d = 1,5 м, глубиной погружения 25 м.

Gс = (π*1,5²/4)*(2,2+25)*2,4 =115,3 кН.

Pg = (1,5*43177,7)/12+115,3 =5412 кН.

Hс = 25 м.

Fd = 5500 кН

Принятое число и длина свай-оболочек удовлетворяет условию:

Pg = 5412 тс < Fd = 5500 кН

Определение объемов работ и стоимости по конструктивным элементам моста приведены в таблице 4.

Таблица 4.

№	Наименование работ и затрат	Количество элементов			Единица измерения			Единичная расценка, руб		Количество	Стоимость, тыс. руб.
10.  ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ
1	Металлическая арка, Lр=85 м	2	т				900			877	1580
2	Мет. ПС с ездой понизу 33м	2	т				900			151	272,5
3	Металлическая сквозная ферма, Lр=33 м	1	т				900			109,11	98,2
4	Мостовое полотно ж/д мостов на безбалластных плитах		п.м				120			361	43,3
		Общая стоимость ПС									1994
11.  ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ОПОРЫ
5	Тело опоры. Монолитный железобетон.	1	М3				140			361,8	50,7
6	Ростверк опоры	1	М3				140			130,5	18,3
7	Изготовление и погружение железобетонных свай-оболочек диаметром 1,5 м. Глубина погружения 25 м	12 шт	М3				420			614,4	258,1
		Общая стоимость 1 опоры									326,97
		Общая стоимость опор (4 шт)									1307,9
12.  МЕХАНИЗМ РАЗВОДКИ
8	Башни разводного пролета, механизм разводки										122
		Общая стоимость моста по варианту 4									3298

1.5 Сравнение вариантов

Показатели по вариантам сведены в таблицу

К дальнейшему расчету принят 4 вариант.

2. Проектирование основных элементов

2.1. Определение мощности привода механизма разводки.

Мощность привода механизма разводки, установленного на одной башне:

, кВт где Х – тяговое усилие, развиваемое приводом, кГ;

n₀ – установившаяся скорость движения пролетного строения, м/с

h=0,8..0,85 – КПД привода.

Тяговое усилие определяется из уравнения равновесия сил, действующих на систему «пролетное строение – противовес». В общем виде выражение для определения тягового усилия:

Вес ветвей несущих тросов, расположенных снаружи (1) и внутри (2) башни в начале разводки:

   

Резвультаты для других этапов разводки и наводки приве5дены