Составление схемы железобетонного моста под однопутную железную дорогу через несудоходную реку

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения

Кафедра « Мосты »

Железобетонный Мост

Пояснительная записка

                                                                         Принял:______________________

                                                                          __________________

Санкт – Петербург

2010г.

Задание № 1

     Составить схему железобетонного моста под однопутную железную дорогу через несудоходную реку. Выбор схемы моста, системы пролётных строений и опор и назначение основных размеров – задача, имеющая множество правильных решений. Это задача творческая, которую нужно решать так, чтобы в результате получить сооружение, в наибольшей степени удовлетворяющее предъявляемым к нему требованиям.  

Исходные данные:

№ профиля - 4;

отверстие моста - 52 м;

коэффициент общего размыва русла реки - 1,3;

грунт верхнего слоя - песок средней плотности насыщенный водой, пылеватый, толщина = 3 – 6 м;

возвышение подошвы рельса над уровнем меженных вод – 7,2 м;

толщина льда - 0,8 м;

грунт нижнего слоя - глина;

глубина промерзания грунта - 1,3 м;

полная длина пролётного строения – 11,5 м.

Ж.д. 1 кат., угол прямой, УР ледохода = УВВ, первая подвижка льда на УМВ.

Левая пойма = 25 м, правая пойма = 17,5 м;

Устой обсыпной, инв.№ 828.

Река имеет спокойное течение и устойчивое русло. На реке нет судоходства и лесосплава.

    1.1 Определение числа пролётов моста.

, где в- ширина промежуточной опоры по фасаду моста (м)

Н_О - высота опоры:

УВВ = 48,0 м,

УМВ = 45,8 м,

H_р – средняя глубина воды на поймах при УВВ = 1 м,

H_со = 2,43 м, строительная высота на опоре.

Полученное значение nт округляют до ближайшего целого числа.

Принимаем 12 пролётов.

Глубина размыва для каждой точки

, где

- глубина воды при УВВ.

– коэффициент размыва

; ;

; ;

; ;

Расстояние между осями опорных частей:

где 5 см. – температурный зазор, расстояние между концами пролётных строений для ж.б. строений до 42 м.

Расстояние между шкафными стенками:

где - 0,05 м температурный зазор между пролётными строениями.

Полная длина моста:

, где

Σ_ℓ- сумма длин пролётных строений,

Σ_з – сумма зазоров,

L_у – длина устоя,

b - длина части устоя, находящегося в насыпи, равная 0,75–1 м.

Наименьший размер подферменной плиты вдоль моста:

Наименьший размер подферменной плиты поперёк моста:

Значения: С₁, С₂, С₃, а, z, В_ф – стандартные из методического пособия

Толщину подферменной плиты принимаем – 1 м

Верхняя поверхность подферменной плиты (оголовка), кроме площадок  под опорные части, должна иметь уклоны не менее 1:10 для отвода воды.

      1.2. Определение числа свай в фундаменте опоры

Нормативная нагрузка от веса частей опоры

Подферменная плита:

G₁ = 1,9 · 4 · 1 · 2,5 = 19 тс/м³ или 186 кН/м³, где - 1,9 · 4 · 1 = объём опоры (м³); 2,5 или 24,5 кН/м³ – уд. вес ж.б. тс/м³.

Часть опоры выше УВВ:

G₂ = 15,5 • 24,5= 380 кН/м³ или 38,7 тс/м³

где 1,7 ∙ 3,8 ∙ 2,4 = 15,5 – объём опоры (м ³)

Тело опоры в пределах переменного уровня воды

G₃ = 2,5 ∙ 4,2 ∙ 4,2 ∙ 2,5 = 110 тс/м³ или 1078 кН/м³.

Фундамент:

G₄ = 3,2 · 5,2 · 1,5 · 2,5 = 62 тс/м³ = 610 кН/м³, где 3,2 м - вдоль моста,

5,2 м – поперёк моста,

1,5 м – высота,

2,5 тс/м³ - вес бетона.

G =ΣG = 2254 кН/м³.

Нормативная нагрузка на опору от веса двух одинаковых пролётных строений

N1 = 60,9 ∙ 2 + 0,5 ∙ 18,7 = 131,15 тс/м³ или 1285 кН/м³

60,9 – масса одной балки (т)

0,5 – вес одного пог. метра двух тротуаров с консолями и перилами (тс/м³).

Нормативное давление на опору от веса мостового полотна

N₂ = 19,4 · 2 · 18,7 = 725 кН/м где 19,4 – удельный вес балласта с частями ВСП (кН/м³)

2 – площадь сечения балластной призмы (м²).

Нормативное давление на опору от временной подвижной нагрузки,  расположенной на двух пролётах

N₃ = Y · A = 152 · 18,75 = 2850 кН

где Y – интенсивность эквивалентной временной нагрузки от подвижного состава в зависимости от длины загружения λ = 2(l + 0,5с), и коэффициенте J = 0,5,

λ = 2(18 + 0,5 · 0,75) = 36,75 м,

Y- определяют по табл. Y = 152.

А – площадь линии вл. опорной реакции

с– расстояние. между осями опирания соседних пролётных строений,с=0,75 м.

Суммарная расчётная вертикальная нагрузка на сваи

N = ƒ(G + N₁ ) + ƒ · N₂ + ƒ · N₃

N = 1,1(2254 +1285) + 1,3 • 725 +1,2 • 2850 = 8250 кН/м³ или 842 тс/м³.

Требуемое количество свай в опоре:

Ф - расчётная несущая способность, для сваи 0,40 м, Ф = 1000 – 1200 кН

Принимаем 12 свай на опоре, длиной 8 - 10 м, полая круглая по ГОСТ 19804.5-83.

Задание № 2

 Составить схему ж.д. железобетонного пролётного строения и подобрать арматуру его главной балки посередине пролёта.  Железнодорожное железобетонное пролётное строение состоит из двух Т-образных блоков, соединённых с помощью диафрагм, включающих плиту и ребро, состоящее из стенки и нижнего пояса. Плиты двух блоков с наружными бортиками высотой по 0,35 м, образуют балластное корыто, на котором помещено мостовое полотно.

Исходные данные:

Отношение высоты балки к её пролёту – 1:11 (170 см)

Высота плиты – 0,26 м, Класс бетона по прочности – Б30

Арматура напрягаемая.

2.1.Нормативная нагрузка на балку

От собственного веса пролётного строения (2 балки):

Р₁ = 2,52 · 2,5 + 0,5 = 7 тс/м² или 68,7 кН/м²

где – 2,52 м² площадь сечения пролёта определяемая по поперечному сечению, суммарную ширину ребер принимаем – 1 м

0,5 тс/м – вес одного погонного метра двух тротуаров с консолями и перилами.

От веса мостового полотна:

Р₂ = 19,6 · 2 = 39,2 кН/м или 4 тс/м где 19,6 – вес балласта с частями пути (кН/м³),( шпалы деревянные