Проектирование металлического моста под железную дорогу

Министерство Путей Сообщения

Российской Федерации

Петербургский Государственный Университет

Путей Сообщения.

Кафедра: «Мосты»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ  МЕТАЛЛИЧЕСКОГО

МОСТА.

   Выполнил студент                                                     Пушкарев М.В.

  Группа МТ-901

  Руководитель:                                                            Барановский А. А. 

  Принял:                                                                                    Кондратов В. В.

Санкт-Петербург

2003

Содержание:

1	Разработка вариантов металлического моста под железную дорогу	3
1.1	Вариант №1	-
1.2	Вариант №2	4
1.3	Вариант №3	6
1.4	Сравнение вариантов	7
2	Расчет пролетного строения Lр=110.0 м	9
2.1	Расчет проезжей части	-
2.1.1	Определение усилий в продольных балках при расчете на прочность и выносливость	-
2.1.2	Определение усилий в поперечных балках при расчете на прочность и выносливость	19
2.1.3	Подбор сечений продольных и поперечных балок	21
2.1.4	Подбор сечения “рыбок”	24
2.1.5	Расчет прикреплений	-
2.1.6	Расчет связей между продольными балками	26
2.1.7	Подбор ребер жесткости	-
2.2	Расчет элементов главных ферм	27
2.2.1	Построение линий влияния усилий элементов ферм	-
2.2.2	Определение усилий	28
2.2.3	Подбор сечений элементов главных ферм	32
2.2.4	Расчет прикреплений элементов решетки ферм	35
2.2.5	Расчет стыков элементов поясов	36
2.2.6	Расчет продольных связей между фермами	38
	Список литературы	39

Исходные данные.

В соответствии с заданием требуется составить искизный проект моста с металлическими пролетными строениями под железную дорогу при следующих данных:

1. Место строительства – Краснодарский Край.

2. Отверстие моста 460 метров при коэффициенте размыва К=1,3.

3. Река по судоходным требованиям относится к 4 классу. Это означает необходимость обеспечить двух подмостовых габаритов – 120 и 80 метров и по высоте, считается от расчетного судоходного горизонта до низа конструкции, сплав леса производится.

В ходе выполнения курсового проекта выполняются следующие задачи:

- разработка 3-х вариантов моста;

- определение объемов работ;

- определение стоимости по каждому варианту;

- выбор наилучшего варианта на основании технико-экономического сравнения.

1.  Разработка вариантов металлического моста под железную дорогу.

Наиболее ответственной задачей при проектировании моста является выбор рациональной схемы. При этом рассматриваются следующие вопросы:

1) разбивка моста на пролеты, система пролетных строений, тип основания, принципиальные конструктивные особенности пролетных строений и опор, условия осуществления строительства.;

2) выбор принципиальной схемы определяет основные особенности сооружения, условия его работы и внешний вид;  

3) для выбора наиболее рационального решения составляется несколько вариантов моста, удовлетворяющих заданным условиям;

Задача состоит в следующем, чтобы найти решение, которое позволило бы при наименьших затратах построить рациональное для эксплуатации, надежное, долговечное сооружение.

1.1 Вариант №1

По заданию следует предусмотреть судоходные пролеты равные: основной – 120 метров и смежный – 80 метров. Отверстие моста составляет 460 метров. Исходя из этого назначаем 3-х пролетную схему с неразрезными металлическими сквозными фермами 132.0 м

и с 2-мя разрезными сплошностенчатыми балками по 55.0 метров.

ПР=hстр. + РСУ + H=4.91+35+11.5=51.41 м

БП=ПР-0.9=51.41-0.9=50.51 м 

Теоретическая длина моста составляет:

Lm =460 + 4*3.5 +3*15.51 +2*1 =522.53 м

Фактическая длина моста при принятых конструкциях составляет (с учетом расстояния между торцами балок по 0,1 м).

Lf=2х55.8 + 3х132 +5.3х2 + 4*0.1= 518.6 м

Разница между теоретической и фактической длиной составляет;

 ( Lm-Lf)/ Lf*100 = ((522.53 – 518.6)/518.6)х100% = 0.65%

Определение объемов работ.

Масса металла фермы длиной 3х132.0 м равна 2307.4 т;

Масса металла стальной балки длиной 55.0 м равна 131.0 т;

2. Промежуточные опоры в виде монолитных конструкций из железобетона, hоп.=15.43 м.

а) объем блоков;

Vб=13.43*15+17.99*10+11.22=392.57 м3

б) объем бетона и раствора заполнения;

Vз=3.06*15+3.75*10+32.47=115.87 м3

hоп.=10.76 м

а) объем блоков;

Vб=13.43*19+4.72=260 м3

б) объем бетона и раствора заполнения;

Vз=3.06*19+22.94=81.08 м3

Объем ростверка

Объем ростверка высотой 2.6 м из монолитного бетона с размерами в плане 5.5х13.3 м

Vрост.=2.6х5.5х13.3=190.19 м3;

Сваи.

Учитывая грунтовую обстановку принимаем сваи-оболочки диаметром 1.6 м.

Несущая способность такой одной сваи Рд=1500тс;

а) Максимальная нагрузка на свайный фундамент для схемы 132.0х132.0

 

- от временной нагрузки С10

Nвр.=1.13х10х(132+132)/2=1491.6 тс;

- от веса пролетного строения

Nпр.стр.=1.1х(1329.0х2)х0.5=1461.9 тс;

- от веса опоры

Nоп.=1.1х2.4х(392.57+115.87+190.19)=1844.4 тс;

∑N=Nвр..+Nпр.стр.+Nоп.=1491.6+1461.9+1844.4=4797.9 тс;

Количество свай-оболочек

n=Mх∑N/Рд=1.8х4797.9/1500=5.76 шт.

Принимаем 6 штук.

Объем свай-оболочек (d=1.6 м, толщина стенки 0.12 м, l=10 м)

Vсв.об.=6х3.14х10х((1.6х1.6)/4 – (1.36х1.36)/4)=33.45 м3;

Объем бетона заполнения

Vз=6х3.14х10х1.36х1.36/4=87.11 м3;

б) Максимальная нагрузка на свайный фундамент для схемы 132.0х55.0

- от временной нагрузки С10

Nвр.=1.13х10х(132+55.0)/2=1056.6 тс;

- от веса балласта

Nбал.=2.0х1.3х1.8х132.0=617.76 тс;

- от веса пролетного строения

Nпр.стр.=1.1х{(1329.0) + (45.0+82.9)х2.5}х0.5=906.8 тс;

- от веса опоры

Nоп.=1.1х2.4х(260+81.08+190.19)=1402.6 тс;

∑N=Nвр.+Nбал.+Nпр.стр.+Nоп.=1056.6+617.76+906.8+1402.6=3983.73 тс;

Количество свай-оболочек

n=Mх∑N/Рд=1.8х3983.7/1500=4.78 шт.

Принимаем 6 штук.

Объем свай-оболочек (d=1.6 м, толщина стенки 0.12 м, l=10 м)

Vсв.об.=6х3.14х10х((1.6х1.6)/4 – (1.36х1.36)/4)=33.45 м3;

Объем бетона заполнения

Vз=6х3.14х10х1.36х1.36/4=87.11 м3;

Сборно-монолитные массивные устои

Vуст. = 274.2 м3;

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

Таблица 1