Проект залізничного залізобетонного моста

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Строительство


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

МІНІСТЕРСТВО ТРАНСПОРТУ ТА ЗВ’ЯЗКУ УКРАЇНИ

ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ ім. акад. В.А. ЛАЗАРЯНА

Кафедра «Мости»

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

По дисципліні: Будова та експлуатація штучних споруд залізниць

На тему:

«ПРОЕКТ ЗАЛІЗНИЧНОГО ЗАЛІЗОБЕТОННОГО МОСТА»

Виконав:

Студент 4 курса

Групи 3БЗтв-1

Шифр — 317К

Зеленов Д.О.

Прийняв:

Артьомов В.Є.

Дніпропетровськ

2010

ЗМІСТ

Вступ

1. Вихідні дані

2. Ескізне проектування мостового переходу

2.1 Загальні положення

2.2 Профіль мостового переходу

2.3 Визначення кількості прогонів моста

2.4 Прогонові будови

2.4.1 Стадії напруженого стану залізобетонних елементів

2.4.2 Основне сполучення навантажень

2.4.3 Розрахункові зусилля в перерізах балки

2.4.4 Підбір перерізу головної балки

2.4.5 Перевірка балки на міцність за згинальним моментом

2.5 Стояни

2.6 Проміжні опори

2.7 Фундаменти

2.7.1 Розрахунок кількості паль у фундаменті опори

Література

ВСТУП

Сучасна техніка зведення масивних конструкцій із бетону та залізобетону базується на застосуванні штучно виготовленого портландцементу, відкриття якого припадає на 20-ті роки XIX століття.

До часу побудови перших конструкцій з армованого бетону властивості портландцементу як будівельного матеріалу були достатньо вивчені та перевірені на досвіді експлуатації різноманітних бетонних неармованих споруд.

Прагнення збільшити міцність бетонних елементів при роботі на згин стало причиною відкриття армованого бетону, в якому зусилля розтягу сприймаються залізною арматурою.

Перші будівельні конструкції із залізобетону були здійснені у Франції садоводом Мон'є у період з 1867 по 1873 роки. За проектами Мон'є будувалися, головним чином, перекриття будівель невеликих прогонів. Несуча конструкція складалася з плит, армованих сітками з прутків діаметром 5−10 мм. Не дивлячись на успіхи Мон'є, залізобетон спочатку не користувався довірою будівельників та не отримував розповсюдження внаслідок відсутностіекспериментальних і теоретичних досліджень його роботи під навантаженням.

Перші дослідження для визначення механічних властивостей залізобетону були проведені в 1884 р. інженером Вайсом та професором Баушингером над спеціально збудованими спорудами. На основі цих дослідів Кенен дав першу детальну теорію розрахунку залізобетонних елементів із арматурою системи Мон'є.

Першою мостовою спорудою, яка була збудована в Україні, став пішохідний міст, спроектований у 1894 р. професором Туль'є у Львові.

Особливе значення в розвитку конструкцій залізобетонних мостів мали роботи Генебика (1892 р., Франція) та Мелана (1892 р., Австрія). Генебик першим оцінив переваги монолітності залізобетонних споруд. У ребристих перекриттях будівель, пропонованих Генебиком, вперше був застосований принцип просторової роботи залізобетону.

У перші роки XX століття був остаточно розроблений метод розрахунку залізобетонних елементів із гнучкою та жорсткою арматурою, який зараз застосовується в більшості країн.

Залізобетон став широко застосовуватись при побудові мостів із початку XX століття. При цьому швидко удосконалювались типи мостів всіх систем -балочної, рамної та аркової - та збільшувались їх прогони. Характерною особливістю вітчизняного мостобудування є широке застосування попередньо напружених залізобетонних конструкцій, головним чином збірних. Важливими економічними перевагами залізобетонних мостів є значно менші витрати металу у порівнянні зі сталевими мостами та зменшення експлуатаційних витрат. Залізобетонним попередньо напруженим мостам можна надати різноманітні форми, які задовольняють комплексу конструктивних, технологічних та архітектурно-планувальних вимог. Спорудження мостів великих прогонів індустріальними методами з елементів повної заводської готовності є однією з найважливіших технологічних переваг збірних попередньо напружених прогонових будов залізобетонних мостів.

Балочні мости є найбільш розповсюдженими. Вони прості та зручні у зведені завдяки нескладним формам розрізних прогонових будов, малим розмірам опор та можливості застосування економічних типів фундаментів. Розрізна конструкція дозволяє найбільш повно задовольняти основним вимогам, які висуваються до збірних балок індустріального виготовлення. Прогонові будови такого типу зазвичай використовують при спорудженні автодорожніх мостів прогонами до 42 м. При будівництві залізничних мостів балочні залізобетонні розрізні прогонові будови мають переважне застосування при прогонах величиною до 33 м.

1. ВИХІДНІ ДАНІ

1. Характеристика водотоку:

— номер профілю 7;

— відмітки рівнів vРМВ, м 74,2;

— відмітки рівнів vРВВ, м 76,2;

— ширина русла при vРМВ, м 41;

— ширина лівої Bл заплави при vРВВ, м 17;

— ширина правої Bп заплави при vРВВ, м 25;

— відмітки рівнів високого льодоходу vРВЛ, м 76,2;

— відмітки рівнів низького льодоходу vРНЛ, м 74,2;

— товщину льоду Hл, м 0,5;

— коефіцієнт розмиву русла kр 1,2;

2. Геологічні умови:

— грунт верхнього шару — пісок середньої щільності, насичений водою, м 6,8;

— грунт нижнього шару супісок;

— розрахункова глибина промерзання ґрунту, м 1,2;

3. Залізнична ділянка:

— категорія залізниці І;

— кількість колій 1;

— відмітка підошви рейки vПР, м 80,5;

4. Характеристика моста:

— Отвір мосту L0, м 58;

— Розрахунковий прогін, м 8,7;

— Клас бетону прогонної будови В25;

— Клас арматурної сталі А-І;

Таблиця 1

Вихідні дані до профілю

Пор. №

Параметр

1

Відстані, м

L1

L2

L3

L4

L5

L6

L7

L8

L9

L10

10,0

6,0

11,0

5,0

10,0

5,0

13,5

7,5

17,5

7,5

2

Відмітки, м

H1

H2,

РВВ

H3

H4,

РВМ

H5

H6

H7

H8

H9

H10

H11

76,8

76,2

75,4

74,2

72,4

71,4

71,5

72,6

74,2

75,2

76,2

2. ЕСКІЗНЕ ПРОЕКТУВАННЯ МОСТОВОГО ПЕРЕХОДУ

2.1 Загальні положення

В даній курсовій роботі керуємося наступними загальними умовами:

— мостовий перехід знаходиться в районі з помірним континентальним кліматом;

— річка має повільну течію та стійке русло;

— перше зрушення льоду відбувається на рівні меженних вод;

— найвищий рівень льодоходу співпадає з рівнем високих вод;

— на річці нема судноплавства та лісосплаву;

— міст розташований на прямій ділянці одноколійної залізниці І категорії;

— траса перетинає річку під прямим кутом.

2.2 Профіль мостового переходу

На міліметровому папері у масштабі 1: 200 креслимо заданий профіль мостового переходу (найтовша лінія на кресленні) з позначенням всіх відміток, відстаней, ширини русла, заплав, рівнів води та геологічної структури (рис. 1).

На профілі відмічаємо також лінію підошви рейки (ПР), лінію дна річки після розмиву русла та лінію розрахункової глибини промерзання (пунктиром). Глибина розмиву для кожної точки перелому профілю визначається за формулою:

h=kр ?hв, м

де: kр — коефіцієнт розмиву русла;

hв — глибина води при РВВ.

Відмітка підошви рейки визначається за формулою:

ПР=РМВ+Hпр, м

де: Hпр — задане перевищення підошви рейки над РМВ.

ПР=74,2+6,3=80,5, м

У подальшому після виконання відповідних розрахунків на профілі мостового переходу розміщаємо міст з поділом на прогони та викреслюємо його схему.

2.3 Визначення кількості прогонів моста

Потрібну кількість прогонів моста визначають за формулою:

, шт.

де: L0 — заданий отвір мосту, м;

b — ширина проміжної опори по фасаду моста, м;

lп — повна довжина прогонової будови, м;

S = ПР? РВВ + 0,5?kр ?hзап ?hбв? 0,6, м.

де: kр — коефіцієнт розмиву русла;

hзап — середня глибина води на заплавах при РВВ, м;

hбв — будівельна висота на опорі заданої прогонової будови, м.

Ширина проміжної опори по фасаду моста визначається за формулою:

b=(0,48?0,02?H0)?H0, м

де: H0 — висота проміжної опори, м.

Висота проміжної опори визначається за формулою:

H0 =v ПР? v РМВ? hбв +НЛ — 0,25, м

Будівельна висота на опорі заданої прогонової будови визначається за формулою:

hбв =hб +hоч, м

де: hб -будівельна висота заданої прогонової будови, м;

hоч — висота опорної частини, м.

hБВ = 0,9+0,2=1,1, м

Н0 = 80,5−74,2−1,1+1=6,2, м

b = (0,48−0,02?6,2)?6,2=2,23, м

Середня глибина води на заплавах при РВВ визначається за формулою:

hзап = РВВ? Hзап, м

де: НЗАП — середньоарифметична відмітка заплав, м.

Заплава (рос. — пойма) — це найнижча частина дна річної долини, яка вкрита рослинністю та повністю або частково затоплюється водою під час паводків. Визначення середньої глибини води на заплавах проводиться згідно даних профілю мостового переходу. Спочатку визначаємо, які відмітки профілю відносяться до заплавних частин, а які - до руслової.

Середньоарифметична відмітка заплав визначається за формулою:

, м

де: N — загальна кількість відміток лівої та правої заплав за профілем.

НЗАП=(76,2+75,4+74,2+74,2+75,2+76,2)/6=75,23, м

hзап=76,2−75,23=0,97, м

S=80,5−76,2+0,5?1,2?0,97−1,1−0,6=3,18, м

nТ=, шт

Визначають відстань між шафовими стінками стоянів за формулою:

, м

де: Д — зазор між торцями прогонових будов, який влаштовується для забезпечення вільного подовження конструкції від зміни температури, Д = 0,05 м.

L = 10?(9,3+0,05)+0,05=93,55, м

Положення середини мосту на профілі переходу визначають із умови пропорційності частин отвору мосту, розташованих у межах відповідно лівої та правої заплав.

Відстань від середини річки за РМВ до середини мосту визначається за формулою:

, м

де: — сума поздовжніх розмірів всіх проміжних опор, м;

ВМ — ширина річки за РМВ, м;

ВЛ і ВП — ширина відповідної лівої та правої заплави, м.

а=, м

На профілі переходу значення відстані a відкладаємо від середини річки за РМВ вправо так, як воно додатне. Від середини мосту відкладаємо в обидва боки по 0,5L, ділимо відстань між шафовими стінками стоянів на прогони lп + Д (повна довжина прогонової будови з деформаційним швом) і проводять осі опор.

2.4 Прогонові будови

Основним поздовжньо лінійним несучим елементом мосту є прогонова будова (рос. — пролетное строение). На прогонову будову через колію та баласт (або шари автодорожнього покриття на автодорожніх мостах) передається тимчасове навантаження від поїзду або автомобілів і пішоходів. Конструкція прогонової будови дозволяє сприйняти це навантаження та спрямувати його до опор моста.

До подальшого розрахунку приймаємо залізобетонну розрізну балку.

Конструкція прогонової будови є балкова. Це обумовлено, в основному, незначними витратами матеріалу на її виготовлення та нескладністю монтажу при зведенні мосту.

На профілі мостового переходу прогонова будова показана у вигляді прямокутника, горизонтальним розміром, рівним її повній довжині, та вертикальним розміром, рівним її будівельній висоті.

Балкові прогонові будови залізничного мосту складаються з двох блоків, кожен з яких має плиту баластового корита та головну балку. Плита баластового корита влаштовується для розміщення верхньої будови колії (рейкових ниток з контррейками, шпал, баласту), та кріплення тротуарних консолей. Головні балки забезпечують надійну роботу конструкції в умовах згину. Місце спряження плити та балки (вут) влаштовують округлим, радіусом 30 см, для зниження концентрації напружень. Блоки монолітно з'єднуються в опорних перерізах та посередині залізобетонними діафрагмами.

Водовідведення з прогонової будови організовано послідовним влаштуванням на ній водовідвідних трубок із поздовжнім кроком 1,5 м (крок зменшений по кінцях прогонової будови). Трубки розміщені на плитах обох блоків на відстані 45 см від грані зовнішнього бортика; ухил до кожної водовідвідної трубки повинен складати 0,033.

Крім цього, поверхня плити баластового корита покривається кількома шарами гідроізоляції.

Прогонові будови обпираються на тангенціальні опорні частини, які забезпечуються більш центровану передачу зусилля та надають можливість вільного повороту опорного перерізу.

Оскільки прогони головної балки невеликі армування виконуємо ненапруженою арматурою, яка розташовується в нижньому поясі. У безпечних перерізах влаштовуємо конструктивну арматуру.

Для забезпечення проектних характеристик прогонової будови, як і всі інші несучі елементи моста, розраховуються за обома граничними станами.

2.4.1 Стадії напруженого стану залізобетонних елементів

Із багаторазових дослідів по вивченню роботи залізобетонних елементів відомо, що у процесі збільшення навантаження напружений стан перерізу елементу проходить через кілька якісно різних стадій.

На початку завантаження, як це виходить із залежності між напруженнями та деформаціями бетону при одноосному напруженому стані (курс опору матеріалів), залізобетонний елемент працює практично у пружній стадії.

Обидва матеріали (арматура та бетон) сприймають зусилля в розтягнутій зоні. Закон розподілу нормальних напружень в бетоні за висотою перерізу дуже близький до лінійного. Такий напружений стан перерізу відповідає стадії 1.

Зі збільшенням навантаження залежність між напруженнями та деформаціями все більш відрізняється від лінійної, а значить і епюра напружень в перерізі приймає криволінійну форму. Наступає момент, коли напруження у крайніх волокнах розтягнутої зони досягають значень, які відповідають граничній розтягненості бетону. Цей напружений стан називають стадією 1a.

Подальше зростання навантаження пов’язане з появою та розвитком тріщин у розтягнутій зоні, в результаті чого значна частина бетону цієї зони з

роботи перерізу виключається. Наступає стадія 2.

Остання стадія напруженого стану — стадія 3 — наступає, коли напруження в арматурі досягають границі текучості або руйнується стиснута зона бетону. При досягненні границі текучості арматура, а значить й залізобетонний елемент в цілому отримує значні пластичні деформації, які виключають можливість подальшої експлуатації конструкції. Тому третю стадію напруженого стану можна розглядати як стадію руйнування елемента.

2.4.2 Основне сполучення навантажень

Спрощений розрахунок головної балки складається з наступних етапів:

— вибір розрахункової схеми;

— збір нормативних навантажень;

— визначення розрахункових зусиль;

— підбір перерізу;

— складання схеми армування (конструювання);

— розрахунок балки за згинальним моментом на міцність.

Розрахункова схема балочної розрізної прогонової будови — проста балка на двох опорах (рухомій та нерухомій) прогоном l. Згідно умови статичної рівноваги такої конструкції нерухома опора влаштовується для сприйняття горизонтального зусилля, якщо таке виникає від горизонтально спрямованого навантаження. Рухома опора забезпечує лінійні переміщення кінця балки від температурного розширення чи звуження матеріалу. До розрахунку приймаємо деформаційний зазор рівний 5 см.

До складу навантажень, діючих на головну балку, входять:

— власна вага залізобетонної конструкції;

— власна вага баласту з елементами колії;

— власна вага тротуарів з перилами;

— тимчасове вертикальне навантаження від рухомого складу.

Такий розподіл навантажень зумовлений введенням у розрахунки коефіцієнту надійності, який для різних типів навантаження має різні значення.

Власна вага блоку залізобетонної конструкції прогонової будови підраховується шляхом розділення поперечного перерізу на елементарні фігури з визначенням площі кожної окремої фігури.

Рис. 2. Розділення перерізу блок на прості фігури

Ці значення потім додаємо, і отримана сума являє собою загальну площу поперечного перерізу конструкції:

Aп. п=УAi=A1+A2+2A3+A4, м2

Aп.п = 0,105+0,376+0,09+0,36=0,931 м²

Погонну власну вагу конструкції визначаємо за формулою:

P0 =Aп.п? гз. б, (кН/м)

де: гз. б = 24,5 — питома вага залізобетону, кН/м.

Р0 = 0,931?24,5=22,8, (кН/м)

Власна вага баласту визначається таким же чином:

Pбал =Aбал? гбал, (кН/м)

де: Aбал — площа поперечного перерізу баластної призми, м2;

гбал =19,4 — питома вага баласту з частинами колії, кН/м3.

Aбал = 0,5?1,79=0,9, м2

Pбал = 0,9?19,4=17,46, (кН/м)

Погонна власна вага тротуару приймається рівною Pт = 2,45 кН/м.

Нормативне тимчасове вертикальне навантаження від рухомого складу приймаємо у вигляді еквівалентного рівномірно розподіленого навантаження інтенсивністю н=219,4 (кН/м), значення якого визначають за додатком 1 [1] (або обов’язковим додатком 5 СНиП 2. 05. 03−84*) в залежності від довжини завантаження лінії впливу л та коефіцієнту б, враховуючи, що розрахунок ведеться для одного блоку прогонової будови. Тому для визначення кожного окремого зусилля необхідно спочатку будуємо його лінію впливу, а вже потім завантажуємо її тимчасовим навантаженням. Для прогонових будов із їздою на баласті при довжині завантаження л ?25 м еквівалентне навантаження визначаємо при б =0,5 незалежно від положення вершини лінії впливу: н=219,4 (кН/м).

2.4.3. Розрахункові зусилля в перерізах балки

За визначеними навантаженнями розраховуємо зусилля, які виникатимуть в перерізах головної балки прогонової будови. В умовах згину увагу привертають згинальний момент посередині прогону та поперечна сила в опорному перерізі.

Лінія впливу згинального моменту посередині балки має наступну трикутну форму:

Рис. 3. Лінія впливу згинального моменту всередині прольоту балки

Тут q — загальна розрахункова інтенсивність постійного і тимчасового

навантаження, кН/м, яка визначається за формулою:

, кН/м

де: г f1 =1,1 — коефіцієнт надійності для постійного навантаження;

гf2 =1,3 — коефіцієнт надійності для баласту;

гfv =1,3?0,003?л — коефіцієнт надійності для тимчасового навантаження, л = l;

— динамічний коефіцієнт (для врахування динамічного

впливу рухомого складу);

l — розрахунковий прогін балки, м.

гfv = 1,3−0,003?8,7=1,273

(1+µ) = 1+

q = 22,8?1,1+2,45?1,1+17,46?1,3+?1,273?1,348=238,98, (кН/м)

Згинальний момент всередині прогону визначаємо за формулою:

M=, кН/м

де: площа лінії впливу згинального моменту посередині балки, м2.

Площа лінії впливу згинального моменту посередині балки визначаємо за формулою:

, м2

, м2

М = 238,98? 9,46=2260,75 кН/м = 2,260 МПа

Лінія впливу поперечної сили на опорі має наступну форму:

Рис. 4. Лінія впливу поперечної сили на опорі

Поперечна сила на опорі визначається за формулою:

, кН

де: площа лінії впливу поперечної сили в опорному перерізі, м.

Площа лінії впливу поперечної сили в опорному перерізі визначаємо за формулою:

, м2

, м2

Q = 238,98?4,35=1039,53 кН/м = 1,039 МПа

2.4.4 Підбір перерізу головної балки

Основною несучою конструкцією ребристої прогонової будови є головна балка. В загальному випадку кількість арматури та характер розташування стержнів у перерізі визначають згідно епюри матеріалів, яка характеризує несучу здатність конструкції, і відповідає діючим навантаженням. У курсовому проекті виконуємо спрощений розрахунок в якому:

— визначаємо висоту головної балки;

— задаємось робочою висотою перерізу;

— визначаємо ширину ребра балки;

— знаходимо необхідну площу арматури в нижньому поясі;

— визначаємо діаметр і кількість стержнів;

— складаємо схему розміщення арматурних стержнів;

— уточнюємо робочу висоту перерізу.

Висоту головної балки визначаємо за формулою:

h=hб ?hп, м

де: hб, hп — відповідно будівельна висота прогонової будови та товщина плити, м.

h= 0,9 — 0,18 = 0,72, м

Робочою висотою перерізу задаються із конструктивних міркувань, тобто:

h0=0,85?h, м

h0 = 0,85?0,72=0,612, м

Ширина ребра балки визначається із умови роботи бетону на стиснення, тобто Q?0,35?Rb?(b?h0), звідки і знаходять необхідний розмір:

, м

де: Q — розрахункова поперечна сила в опорному перерізі, кН;

Rb — розрахунковий опір бетону осьовому стисненню, МПа (1 МПа = 1000 кН/м2), для заданого класу бетону Rb = 14,3, мПа = 14 300кН/м2;

h0 — робоча висота головної балки, м.

b?, м

Із умови міцності та припущення, що висота стиснутої зони бетону дорівнює розрахунковій товщині плити, визначаємо потрібну площу арматури в нижньому поясі балки за формулою:

, м2

де: M — розрахунковий згинальний момент посередині балки, кНм;

Rs — розрахунковий опір арматури осьовому розтягу, МПа, для заданого класу арматури RS = 190, мПа = 190 000 кН/м2;

h0 — робоча висота головної балки, м;

hп — товщина плити, м.

AS?м2=227 см2

Кількість арматурних стержнів, розташовуваних у балці, визначається за формулою:

де: A1 — площа одного арматурного стержня, см2, для визначення якої задаємось діаметром стержня d = 40 мм, а потім підрахуємо її за формулою:

мм2=10,17см2=0,101 м²

мостовий перехід балка міцність

nS =, шт

Враховуючи те, що стержні повинні бути розташовані симетрично відносно осі балки кількість стержнів приймаємо 24.

Наступним кроком складаємо схему розміщення арматурних стержнів в нижньому поясі балки. Армування головної балки виконуємо ненапруженою арматурою з багаторядним розташуванням стержнів. Арматурні стержні розташовуємо симметрично відносно вертикальної осі балки.

Відстань між вертикальними рядами арматури e повинна бути не менше двох діаметрів стержнів, але не менше 5 см. Звідси: кількість вертикальних рядів арматури визначаємо за формулою, (однак не менше 2 і не більш 6):

nр =b/3d=40/3?3,6=3. 7

Враховуючи те, що повна висота вертикальних рядів стержнів перевищує 1/3 балки, то приймаємо 5 рядів арматурних стержнів.

Товщина захисного шару бетону приймаємо z = 3 см.

Знайдені вище ширина поясу балки b та площа арматури As уточнюємо:

b=nр?d+(nр?1)?e+2?z =5?3,6+(5−1)?7,2+2?3=52,8, см

As=nS?A1 = 24?10,1=242,4, см2

При цьому повна висота вертикальних рядів арматурних стержнів в нижньому поясі не повинна перевищувати 1/3 висоти балки.

Відстань від центру ваги розтягнутої арматури до нижньої грані балки розраховується за формулою:

де: ni — кількість стержнів в і-му горизонтальному ряді;

ai — відстань від центральної осі і-го горизонтального ряду до нижньої грані балки.

а =, см

Рис. 5. До визначення характеристик перерізу балки: а — нейтральна вісь у плиті, б — нейтральна вісь у ребрі.

Після цього уточнюють робочу висоту перерізу

h0 =hб ?a=0,9−0,155=0,745, м.

Прогонова будова та схема армування головної балки наведені на рис. 6.

2.4.5 Перевірка балки на міцність за згинальним моментом

Міцність балки за згинальним моментом перевіряємо в найнебезпечнішому перерізі - посередині балки.

Якщо виконується умова Rb? bп??hп?Rs?As, то нейтральна вісь проходить у межах висоти плити, а стиснута зона перерізу балки має прямокутну форму.

У цьому випадку висота стиснутої зони перерізу м, і міцність перевіряють за умовою:

M ?Rb?bп? ?x?(h0 ?0,5?x)

Якщо Rb? bп? ?hп ?Rs?As, то нейтральна вісь проходить у межах ребра головної балки. Висота стиснутої зони в такому випадку визначаємо за формулою:

При цьому необхідно, щоб виконувалась умова

де: щ = 0,85? 0,008? Rb, МПа;

Якщо відповідна умова міцності не виконується, необхідно підсилювати розрахунковий переріз шляхом додавання арматурних стержнів до нижнього поясу балки та робити перерахунки.

У цьому випадку умова міцності має вигляд:

M ?Rb?b?x?(h0 ?0,5?x)+Rb?(bп? ?b)?hп?(h0 ?0,5?hп)

14,3?2,9?0,18?190?0,2 424

5,379?4,605

х =, м

2,260?14,3?2,09?0,154?(0,612−0,5?0,154)

2,260?2,462

Умова на міцність виконана.

2.5 Стояни

Стояни (рос. — устои), або берегові опори, являються кінцевими елементами обпирання прогонових будов мостового переходу. За характером спорудження стояни бувають монолітними, збірними, збірно-монолітними тощо. За статичною схемою стояни в основному діляться на масивні, стійкові, рамні.

Берегові опори споруджуються на суходолі або на віддалених ділянках заплав водотоку. Після збирання тіла стояна він практично повністю засипається частиною штучного насипу, який у просторі має вигляд урізаного конуса. Звідси назва — конус насипу. Передня грань насипу має ухил 1: 1,5. Насип створюється з дрібнозернистого ґрунту, тому обов’язковою умовою його розташування на профілі є максимальна віддаленість від межені водотоку. Передня грань насипу укріплена спеціальними плитами і може перебувати під дією тільки високої паводкової води.

Конструкція влаштування прогонової будови на стояні практично повністю аналогічна конструкції на проміжній опорі.

Фундаменти стояна за умови мінімізації розхідних матеріалів робимо однотипними з фундаментами інших опор. Для даного мостового переходу це пальовий фундамент.

Основні розміри запроектованих стоянів зображенні на загальній схемі мостового переходу (рис. 1).

2.6 Проміжні опори

Схема проміжної опори в масштабі 1: 100 накреслена на форматі міліметрового паперу (рис. 7). З усіх опор моста для креслення обрана опора максимальної висоти.

На схемі зображено дві вертикальні проекції опори (вздовж та поперек мосту) і горизонтальний переріз по тілу опори.

Складання схеми починали із розміщення осей вертикальних проекцій опори та осей прогонових будов. На проекціях вказані рівні: ПР, НК (відмітка низу конструкції - найнижчої точки прогонової будови), РВВ, РМВ, відмітка обрізу ґрунту ОГ, відмітка поверхні ґрунту після розмиву та поверхні шарів ґрунту. Найменший розмір підферменної плити (оголовка) уздовж мосту розраховуємо наступним чином:

Спф =lп ?l+Д+aоч +2?(c1+c2)

де: lп — повна довжина прогонової будови, м;

l — розрахунковий прогін прогонової будови, м;

Д = 0,05 — зазор між торцями сусідніх прогонових будов (деформаційний шов), м;

aоч — розмір опорної частини вздовж мосту, м;

c1 = 0,2- відстань від нижньої подушки опорної частини до грані підферменної площадки, м;

c2 — відстань від підферменної площадки до грані підферменної плити, яка при прогонах до 30 м дорівнює 0,15 м.

Спф = 9,3−8,7+0,05+0,45+2?(0,20+0,15)=1,8, м

Головні балки прогонової будови обпираються на тангенціальні опорні частини, і через опорні частини навантаження передається до підферменних площадок і далі на підферменну пліту, яка монолітно з'єднана з тілом опори. Через тіло опори сприйняте навантаження передається на ростверк пальового фундаменту, а потім через палі розповсюджується у ґрунті.

Найменший розмір підферменної плити (оголовку) поперек моста розраховується за формулою:

Bпф =Bф +bоч +2?(c1+c3)

де: Bф = 1,8 м- відстань між осями балок прогонової будови;

bоч — розмір опорної частини поперек мосту, м;

c1 = 0,2м- відстань від нижньої подушки опорної частини до грані підферменної площадки, м;

c3 — відстань від підферменної площадки до грані підферменної плити, яка при прогонах до 16,5 м дорівнює 0,3 м, а при більших прогонах — 0,5 м.

Bпф = 1,8+0,56+2?(0,2+0,3)=3,4, м

Для округленої або багатокутної в плані підферменної плити найменшу відстань від вузла підферменної пощадки до найближчої грані приймають такою ж, як і розмір c2 вздовж моста. Центр півкола R, яке описує контур верхньої чи нижньої частин плити (в опорах з округленою формою плити), розташовують на краю підферменної площадки. Товщину підферменної плити приймають 0,5 м.

Частина опори від низу підферменної плити до відмітки, яка відповідає рівню високого льодоходу (РВЛ) плюс 0,5 м, може бути у вигляді прямокутного із вертикальними гранями, розміри якого в плані на 20 см менше розмірів підферменної плити. Таке зменшення обумовлено розміром так званих сльозників (рос. — слёзник) — спеціально влаштованих звисів підферменної плити по 10 см із кожного боку.

Льодорізна частина опори, яка розташована до відмітки рівня низького льодоходу (РНЛ) мінус товщина льоду Hл та 0,25 м (на заплавах — на 0,25 м нижче поверхні ґрунту після розмиву), має вертикальні грані та загострення в плані.

Кут загострення льодорізної грані в плані приймаємо 90?. Ця частина тіла опори виконується бетонною масивною. У всіх випадних необхідно, щоб горизонтальний розмір будь-якого перерізу бетонної опори був не менше (0,48 — 0,02?h)?h

де h — відстань від перерізу до верху опори, м.

На загальній схемі мостового переходу всі проміжні та берегові опори нумеруються, починаючи з 0.

2.7 Фундаменти

Фундаменти проміжних та берегових опор відрізняються за матеріалом, конструкцією та характером роботи у ґрунті. Найпоширенішим типом для мостів практично всіх конструкцій та прогонів (за винятком висячих позакласних систем) можна вважати пальовий фундамент.

Пальові фундаменти складаються з двох основних частин — ростверку та пальового поля. Після розчищення площадки на місці спорудження опори (а на воді - заглиблення шпунту та відкачки води) проводять послідовне заглиблення паль у відповідності до їх проектного розміщення. Палі мають квадратний переріз. Палі занурені до другого шару основи на глибину 5?6 м. Оголовки паль замонолічують з ростверком, який являє собою залізобетонну плиту товщиною 1,5 м, розміри в плані якої перевищують розміри тіла опори в межах 0,5 м.

Найчастіше палі крайніх рядів ростверку роблять похилими для забезпечення стійкості опори. Ухил крайніх паль 5:1 або 7:1. Це стосується здебільш масивних опор під прогонові будови довжиною більше 30 м. У загальному випадку стійкість опори повинна перевірятися розрахунком, а в даному курсовому проекті палі розташовані строго вертикально за довжиною.

2.7.1 Розрахунок кількості паль у фундаменті опори

Вертикальні навантаження на пальовий ростверк складаються із власної ваги опори, тиску від ваги прогонових будов та мостового полотна, а також тимчасового вертикального навантаження від рухомого складу.

Розрахункове навантаження від власної ваги опори:

де: Vi — об'єм відповідної частини опори, м3;

гз.б =24,5 — питома вага залізобетону, кН/м3;

гf1 =1,1 — коефіцієнт надійності для постійного навантаження.

Vi = (3,2?2,60+, м3

48,91?24,5?1,1=1318,12, кН

Розрахункове навантаження на опору від власної ваги двох прогонових будов із мостовим полотном і тротуарами визначається за формулою:

де: 2Ч2 — кількість блоків двох прогонів.

2Ч2(22,8?1,1+2,45?1,1+17,46?1,3)=201,81, кН/м

Розрахунковий тиск на опору від тимчасового рухомого навантаження,

розташованого у двох прогонах, визначається за формулою:

де: н — інтенсивність еквівалентного тимчасового навантаження від залізничного рухомого складу, яке визначається в залежності від довжини завантаження лінії впливу л=2(l+0,5?c) та коефіцієнта б =0,5;

щ — сумарна площа двох ліній впливу опорних реакцій сусідніх прогонових будов, м

де: l — розрахунковий прогін прогонової будови, м;

c=lп ?l+Д — відстань між осями обпирання сусідніх прогонових будов;

гf н =1,3?0,003?л — коефіцієнт надійності для тимчасового навантаження.

с = 9,3−8,7+0,05=0,65, м

л = 2(8,7+0,5?0,65)=18,5, м

щ =, м

гfv = 1,3−0,03?18,5=12,73

219,4?8,95?1,273=2499,7, кН/м

Сумарне розрахункове навантаження на пальовий ростверк визначається за формулою:

1318,12+201,81+2499,7=4019,53, кН/м

Потрібна кількість паль у фундаменті опори:

де: kг = 1,4 — коефіцієнт урахування впливу горизонтальних навантажень;

г fп — коефіцієнт надійності, який приймається рівним: при кількості паль 21 та більше — 1,4, від 11 до 20 — 1,6, від 6 до 10 — 1,65, 5 та менше — 1,75;

F — розрахункова несуча здатність однієї палі, кН.

Палі приймаються квадратного перерізу 40 Ч 40 см.

nc =, шт

Отриману кількість паль розміщуємо у плані ростверку (рис. 8). Найменші відстані між вертикальними осями забивних паль приймають рівними 3d, де d -товщина квадратної палі. Найменшу відстань від краю плити ростверку до грані палі приймають не менше 25 см.

/

Рис. 8. Пальове поле

ЛІТЕРАТУРА

1. Державні будівельні норми. ДБН В.2. 3−14. 2006 «Споруди транспорту». — К., 2006

2. Методичні вказівки до курсового проектування мостів. «Проект залізничного залізобетонного моста». Укл: О. С. Распопов, О. Л. Закора, В.Є. Артьомов: ДІІТ, 2007

3. Попов С. А. Мосты и тоннели: учеб. для вузов ж. -д. трансп. — М.: Транспорт, 1977

4. Строительные нормы и правила. Мосты и трубы. СНиП 2. 05. 03−84*. — М.: Госстрой СССР, 1985

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой