Разработка вариантов моста через реку (балочный мост с одинаковыми пролетами и мост с пространственными рамно-свайными опорами и вертикальными сваями), страница 2

4) опасность повреждения однорядных опор при заклинке льдин между ними;

5) трудность применения   антисептированного лесоматериала.

2 Вариант

Поэтому во втором варианте решаем применить пространственные рамно-свайные опоры с вертикальными сваями. Это позволит изготовить рамные надстройки опор в заводских условиях из пиленого антисептированного леса без врубок, ускорит темп строительства. При устройстве пространственных опор существенно повышается продольная жесткость моста.

Для улучшения условий пропуска льда предлагается увеличить длину пролетов ориентировочно до l₁=6,0 м при ширине пространственных опор  l₂=2,5 м.   По формуле (2.7а) определим число пространственных опор, попадающих в отверстие моста:

n_п = (38 + 6)/(6 + 2,5 - 0,6 х 2,5) = 6,29.

Принимаем n_п = 6 шт.

Подсчитываем расстояние между крайними сваями, пользуясь формулой (2.3):

L=38 + 2,5 х 0,6 х 6 +18,3 +1,0 = 66,3 м.

Каждый устой моста формируем из трех рядов плоских рам с одноярусными прогонами пролетами по 2,5м и дополнительной рамой для опирания руслового пролетного строения.

Определяем окончательно расчетный пролет l₁ между пространственными опорами:

l₁ =(66,3 - (2,5х2+0,7)х2 - 2,5x6) /7 = 5,7 м.

Ориентируясь на длительный срок службы моста (15 лет), принимаем при условии заводского изготовления прогоны русловых пролетов из пакетов.

Используя график на рис. 4 прил. 1, устанавливаем, что при l=5,7 м и нагрузке С9,6 требуются прогоны с расходом лесоматериала 1 м³/м.Прогон под одну рельсовую нитку состоит из 9-ти бревен высотой d=28 см.

В качестве межпролётного заполнения на пространственных опорах используем одноярусные прогоны состоящие из 6-ти бревен. Момент сопротивления таких прогонов не должен быть меньше W=17 500 см³ (см. рис. 4 прил. 1). Прогон под одну рельсовую нитку состоит из 3-х бревен диаметром d=32 см.

Необходимая площадь поперечного сечения всех стоек одной полуопоры пространственной опоры А=2900 см² (см. рис. 3 прил. 1). Такую площадь можно получить, применив в одной раме шесть стоек сечением d=26 см (А=531x6=3186 см²). Сваи, как элементы, находящиеся в пределах переменного УМВ, должны иметь сечение на 10% больше, чем стойки. Исходя из этого условия, назначаем диаметр свай d=28 см.

Прогоны на устоях принимаем такими же как и над опорами. Под одной рельсовой ниткой размещаем 3 бревна диаметром d=32 см. Определим диаметр стоек устоев. По графику на рис. 2 прил. 1 методических указаний необходимая суммарная площадь стоек одной плоской опоры при заданных условиях А = 2500 см². Такую площадь обеспечивают (с запасом) четыре стойки диаметром d = 30 см (А = 706x4 = 2824 см²).

На схеме моста размещаем устои с двумя пролетами по 2,5 м и пространственные опоры из однотипных рам, составленных из шести стоек и объединенных горизонтальными и диагональными схватками сечением d=20/2 см. Убеждаемся, что в отверстие моста попали семь пространственных опоры. По аналогии с предыдущим вариантом производим подсчет объемов лесоматериалов и определяем стоимость моста.

К недостаткам следует отнести:

1) Сложность изготовления конструкции;

2) Загнивание древесины в гнездах для шпонок;

3) В гнёздах составные прогоны дают остаточные прогибы;

Предварительное сравнение вариантов:  

При тяжелой железнодорожной нагрузке пролёты моста в виде простых прогонов ограничены длиной до 2,5 м, что приводит к загромождению русла опорами.

В первом варианте опора приблизительно в 3,5 раза дороже пролёта, а во втором примерно в 2,3 раза.

Поэтому есть основание совершенствовать варианты в направлении сокращения числа промежуточных опор с одновременным увеличением пролётов между ними.

3 вариант

В третьем варианте решаем применить пространственные рамно-свайные опоры с вертикальными сваями, как и в втором варианте.

Для улучшения условий пропуска льда предлагается увеличить длину пролетов ориентировочно до l₁=10,0 м при ширине пространственных опор  l₂=2,5 м.   По формуле (2.7а) определим число пространственных опор, попадающих в отверстие моста:

n_п = (38 + 10)/(10 + 2,5 - 0,6 х 2,5) = 4,36.

Принимаем n_п = 4 шт.

Подсчитываем расстояние между крайними сваями, пользуясь формулой (2.3):

L=38 + 2,5 х 0,6 х 4 +18,3 +1,0 = 63,3 м.

Каждый устой моста формируем из трех рядов плоских рам с одноярусными прогонами пролетами по 2,5м и дополнительной рамой для опирания руслового пролетного строения.

Определяем окончательно расчетный пролет l₁ между пространственными опорами:

l₁ =(63,3 - (2,5х2+0,6)х2 - 2,5x4) /5 = 8,4 м.

Ориентируясь на длительный срок службы моста (15 лет), принимаем при условии заводского изготовления прогоны русловых пролётов из клееных балок. Прогон под одну рельсовую нитку состоит из двух клееных балок высотой 90 см. Используя график на рис. 5 прил. 1, устанавливаем, что при /=8,4 м и нагрузке С9,6 требуются прогоны с требуются прогоны с расходом лесоматериала 1 м³/м. Принимаем сечение клееных балок прямоугольного сечения 90x56 см.

В качестве межпролётного заполнения на пространственных опорах используем две короткие клееные балки сечением 30x56 см.

Необходимая площадь поперечного сечения всех стоек одной полуопоры пространственной опоры А=4200 см² (см. рис. 3 прил. 1). Такую площадь можно получить, использовав сдвоенные  полуопоры, и, применив в одной раме четыре стойки сечением d=26 см (А=531x8=4248 см²). Сваи, как элементы, находящиеся в пределах переменного УМВ, должны иметь сечение на 10% больше, чем стойки. Исходя из этого условия, назначаем диаметр свай d=28 см.

Прогоны на устоях принимаем такими же как в первом и втором вариантах. Под одной рельсовой ниткой размещаем 3 бревна диаметром d=32 см. Определим диаметр стоек устоев. По графику на рис. 2 прил. 1 методических указаний необходимая суммарная площадь стоек одной плоской опоры при заданных условиях А = 2500 см². Такую площадь обеспечивают четыре стойки диаметром d = 30 см (А = 706x4 = 2824 см²).

На схеме моста размещаем устои с двумя пролетами по 2,5 м и пространственные опоры из однотипных рам, составленных из четырёх стоек и объединенных горизонтальными и диагональными схватками сечением d=20/2 см. Убеждаемся, что в отверстие моста попали четыре пространственных опоры. По аналогии с предыдущими вариантами производим подсчет объемов лесоматериалов и определяем стоимость моста.

К недостаткам следует отнести высокую стоимость клееных балок, однако, они лишены недостатков, присущих предыдущим двум вариантам

Стоимость опоры и пролётного строения примерно одинакова.

Технико-экономическое сравнение вариантов.

Основные показатели вариантов моста

Наименование показателей	Единицы измерения	Значения показателей по вариантам
		1	2	3
Полная длина моста	м	66	66,3	64,3
Объём лесоматериала	м3	249,327	154,048	199,968
Стоимость моста	тыс. руб.	31278	32288	32262
	тыс. руб. / %	31000	32000	32000

В таблице приведены основные показатели вариантов моста, из которых следует, что все три варианта примерно одинаковы по стоимости, но самым дешёвым является вариант 1.

Однако 2 и 3 варианты имеют преимущество, т.к. в них применены конструкции заводского изготовления. Также облегчается пропуск паводковых вод и ледохода, пространственные опоры улучшают работу моста на продольные горизонтальные силы. Варианты 2 и 3 имеют одинаковую стоимость. Сравнивая  их, и, исходя из продолжительного срока службы моста, можно сделать вывод о целесообразности применения клееных балок, используемых в 3 варианте. Они лишены недостатков, имеющихся у пакетных пролётных строений.

К разработке принят вариант 3.