Разработка вариантов моста, учитывая основные размеры и количество пролетов в схеме моста

Часть 1.

Разработка варианта 1.

Назначение основных размеров.

Полная длина моста определяется по заданному отверстию моста с учетом количества пролетов в схеме моста и конструктивных параметров опор (тип устоя, толщина промежуточной опоры и т.д.).

Необходимая длина моста при обсыпных устоях рассчитывается по формуле:

L_п=l₀+n*b+3*H+2*a, где

-L_п- необходимая длина моста между концами устоев, м;

-n-количество промежуточных опор, попадающих в воду, м;

-b-средняя толщина промежуточной опоры, м;

-H-высота от средней линии трапеции, образуемой горизонталями высоких и меженных вод (по которой измеряется отверстие моста), до отметки бровки полотна, м;

-l₀-отверстие моста, м;

-a-величина захода устоя в насыпь

(a=0,75 при <6м. и a=1 при высоте насыпи>6м).

Таким образом

L_п=110+2*3+3*7,6+2*1=140,8м.

Устои приняты свайные. Длина крыла устоя поверху при пролете примыкающих балок 36м составит 5,3м. Фактическая длина моста при принятых конструкциях составит (с учетом расстояния между торцами балок по 0,05):

L_ф=52+36*2+0,05*2+2*5,3=136,7м

Фактическая длина моста превышает полную расчетную

%, что допустимо нормами.

Определение объемов работ

Пролетные строения. Объем железобетона неразрезного пролетного строения со схемой разбивки на пролёты 36,0+52,0+36,0 м можно приближённо определить по экстраполяции величин объёмов разрезных пролётных строений длиной 23,6 и 27,6 м. Их погонный объём равен соответственно 63,33/23,6=2,7 и 83,0/27,6=3 м³ /м. Погонный объём железобетона для пролёта 52,0 составит  м³/м.

Допуская, что вследствие неразрезности балки расход железобетона может быть уменьшен на 15-20% получим погонный объём железобетона равным 4,83*0,8=3,9 м³/м.

Тогда объём железобетона пролётного строения составит 3,9*124=483,6 м³.

          Промежуточные опоры. Имеем две промежуточные опоры высотой по 6,0 м.

          Объем железобетонных блоков составляет для одной опоры:

V_бл =13,42*6+4,72=85,3 м³.

Объём бетона заполнения опоры:

V_зап=3,06*6+22,94=41,3 м³.

Объем ростверка :

V_роств.=10,87*4*1+11,90*5*1,5=132,73 м³

Для определения количества свай в свайном фундаменте промежуточной опоры балочного моста можно пользоваться приближенным способом расчета.

Количество свай определяется по формуле:

n=m, где

-m-коэффициент, учитывающий влияние изгибающего момента, действующего по подошве ростверка, равный 1,5-1,8;

SN - сумма расчетных вертикальных сил, действующих по подошве фундамента.

SN=N_вр+N_бал+N_пр.стр.+N_оп.

Здесь N_вр, N_бал, N_пр.стр., N_оп вертикальные давления, тс, соответственно от временной нагрузки при загружении двух прилегающих пролетов, от веса балласта на пролетных строениях железнодорожного моста, от веса железобетонных пролетных строений и от веса опоры с фундаментом.

Указанные величины определяются по формулам

N_вр=g*к_э;

N_бал=2,0*1,3*F_б*;

N_пр.стр =1,1*V_пр.стр.*2,5*0,5;

N_оп=1,1*V_оп*2,4, где

-l₁,l₂-полные длины пролетных строений, опирающихся на опоры, м;

-g-коэффициент надежности для временной нагрузки;

-к_э-эквивалентная нагрузка при l=l₁+l₂, тс/м;

-2,0-объемная масса балласта;

-1,3-коэффициент надежности для балласта;

-F_б- площадь поперечного сечения для балластного корыта, м²;

-1,1-коэффициент надежности для собственного веса конструкции;

-V_пр.стр- объем железобетона пролетных строений, опирающихся на опору;

- 2,5-объемная масса железобетона, т/м³

-V_оп- объем тела опоры и фундамента, м³;

-P_d-расчетная несущая способность одной сваи (сваи оболочки);

N_вр=1,15*11,8*=597,1 тс.

N_бал=2*1,3*1,8*=205,9 тс.

N_пр.стр=1,1*2,5*3,9*=471,9тс.

N_оп=1,1*2,4*(85,3+41,3+132,73)=684,6 тс.

åN=597,1+205,9+471,9+684,6=1959,5 тс.

При применении 10 свай-оболочек диаметром 1,0 м²  длинной 20м, несущая способность сваи по грунту составит: 

Pg=340 тс.

 шт

Примем 10 свай-оболочек диаметром 1,0 м и длиной 20м под опору.

Объем свай-оболочек диаметром 1,0м и длиной 20м:

V_об=12*10*(3,14*1²/4-3,14*0,84²/4)=46,2 м³.

Объём бетона заполнения свай-оболочек:

V_зап=3,14/4*0,84²*10*20=110,8 м³.

Ограждение котлована из металлического шпунта ларсен IV с длиной шпунтин 6м, при периметре ограждения 2*(7,2+14)=42,4м.

          Устой. Объем сборного железобетона оголовка устоя составляет 15,7 м³ . Объем монолитного железобетона оголовка устоя составляет 53,2 м³ .

Объем 9 свай-оболочек d=60 см при длине 16м  и толщине стенки 8см составит:

V_об=9*16*(3,14*0,6²/4-3,14*0,44²/4)=18,8 м³.

Объём бетона заполнения свай-оболочек:

V_зап=3,14/4*0,44²*9*16=21,9 м³.

Объемы работ и определение стоимостей конструктивных элементов моста приведены в таблице.                                                                        Табл.1

	Наименование       работ	Единица измерения	Количество	Стоимость единицы измерения, руб.	Общая стоимость, тыс.руб.
1.	Изготовление и монтаж неразрезного пролётного строения из предварительно напряжён­ного железобетона длиной 124 м.	1 м3	483,6	420	203,1
2.	Сооружение промежуточной опоры.
	- Устройство ограждения котлована из металлического шпунта длиной 6 м	1 т	47,1	280	13,2
	-Изготовление и погружение железобе­тонных свай-оболочек диаметром 100 см длиной 20 м	1 шт/1м3	10/46,2	340	15,7
	-заполнение свай-оболочек бетоном	1 м3	110,8	70	7,8
	-Устройство ростверка из монолитного железобетона	1 м3	132,7	140	18,6
	-Устройство тела опоры из монолитного железобетона	1 м3	41,3	70	2,9
	-Устройство тела опоры из сборного железобетона	1 м3	85,3	250	21,3
	Общая стоимость опоры				79,5
3.	Сооружение устоя
	-Изготовление и погружение железобе­тонных свай-оболочек d=60см  длиной 16 м	1 шт/1 м3	9/18,8	340	6,4
	-заполнение свай-оболочек бетоном	1 м3	21,9	70	1,5
	-Устройство оголовка устоя из монолит­ного железобетона	1 м3	53,2	140	7,4
	-Устройство оголовка устоя из сборного железобетона	1 м3	15,7	250	3,9
	Общая стоимость устоя				19,2