Кафедра строительных конструкций

Кафедра строительных конструкций

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

По выполнению курсового проекта

“Железобетонные мосты на автомобильных дорогах”

Часть 1 «Вариантное проектирование мостов»

Часть II «Расчет балок пролетных строений»

По дисциплине

“Мосты, транспортные тоннели и путепроводы”

Для специальности 270205

“Автомобильные дороги и аэродромы”

Форма обучения – очная

Утверждена на заседании кафедры

Строительных конструкций

“_____”_______________2008г.

Зав.кафедрой __________ (В.Ф.Бай)

 

 

Тюмень 2008

 

Данное методическое пособие разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования “Государственные требования к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальности 270205 – “Автомобильные дороги и аэродромы”.

 

 

Составил:

доцент кафедры

“Строительные конструкции”

канд.техн.наук _______________А.В. Дейнека

 

Рецензент:

доцент кафедры

“Строительные конструкции”

канд.техн.наук _______________М.Г. Денисов

 

УМК ТюмГАСУ

Протокол №___от “___”_____________2008 г.

Председатель УМК _______________________

 

 

Часть 1 «Вариантное проектирование мостов» - стр. 3

 

Часть II «Расчет балок пролетных строений» - стр. 20

 

 

Часть 1 «Вариантное проектирование мостов»

 

Содержание стр.

Введение............................................................................................................ 4

1. Состав курсового проекта.................................................................................................... 4

2. Последовательность выполнения курсового проекта....................................................... 5

3. Вариантное проектирование:................................................................................................ 5

3.1. Анализ местных условий и требований............................................................. 6

3.2. Практический процесс проектирования вариантов моста.............................. 12

3.3. Определение объемов работ................................................................................. 17

3.4. Сравнение вариантов............................................................................................ 17

4. Детальное конструирование и расчет пролетного строения............................................. 19

1. Исходные данные.................................................................................................................. 20

2. Усилия от постоянных нагрузок.......................................................................................... 24

3. Усилия от временных подвижных вертикальных нагрузок.............................................. 27

4. Суммарные нормативные и расчетные усилия.................................................................. 34

5. Расчет нормального сечения балки...................................................................................... 35

6. Определение мест отгиба стержней в ребре балки............................................................. 39

7. Расчет наклонных сечений балки на прочность по поперечной силе

и изгибающему моменту....................................................................................................... 40

8. Расчет и конструкция плиты балки...................................................................................... 44

9. Конструкция армирования балки......................................................................................... 47

10. Трещиностойкость бетона балки........................................................................................ 50

11. Жесткость балки................................................................................................................... 51

12. Графическая часть................................................................................................................. 51

Литература.................................................................................................................................. 52

...............................................................................................................................

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее методическое указание предназначено для выполнения курсового проекта “Железобетонные мосты на автомобильных дорогах” по дисциплине “Мосты, транспортные тоннели и путепроводы” для специальности 270205 “Автомобильные дороги и аэродромы” студентов очной формы обучения.

В указании приведены общие положения по проектированию железобетонных мостов и методика вариантного проектирования моста на мостовом переходе с характеристиками согласно заданию на курсовой проект.

Для рационального решения вопросов по проектированию и расчетов элементов моста приведены руководящие ссылки на рекомендованную литературу с указанием страниц.

При отсутствии всей необходимой для проектирования и приведенной в списке литературы можно использовать информацию из приложений 1…10.

 

СОСТАВ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект железобетонного моста должен состоять из 2-х листов чертежей формата А1 и пояснительной записки объемом 20-30 страниц.

Содержание чертежей:

1-й лист – 2 варианта конструкций моста с фасадами (с размерами пролетов указанных в задании), продольными и поперечными разрезами в масштабе 1:100, 1:200, 1:300, 1:400

Сравнение вариантов проводится путем сравнения стоимости каждого варианта по приближенным укрупненным стоимостным показателям.

2-й лист – компоновочный чертеж поперечника заданного железобетонного пролетного строения, опалубочный и арматурный чертежи балки пролетного строения с указанием характерных размеров балки и обозначениями арматурных элементов и закладных и строповочных деталей. Составление спецификация арматуры в виде таблицы заданной формы. Конструкция перил, ограждений, опорных частей, деформационных швов, водоотводных устройств. Масштаб 1:100, 1:75, 1:50, 1:40, 1:25, 1:20.

Чертежи выполняются четко, на стандартных листах, в карандаше (приветствуется компьютерная графика). В приложении 10 даны требования по составу и оформлению чертежей железобетонных конструкций. Образцами выполнения чертежей могут служить типовые проекты железобетонных мостов.

На листах должны быть даны необходимые названия, размеры, марки материалов, примечания.

Содержание пояснительной записки примерно следующее:

1. Задание на курсовой проект.

2.Оглавление.

3.Вариантное проектирование.

3.1.Анализ местных условий и требований.

3.2.Описание вариантов моста.

3.3.Сравнение вариантов.

4.Конструирование и расчет.

4.1.Плита проезжей части.

4.2.Главные балки.

4.3.Опорные части.

5.Краткие сведения по производству работ.

6.Список использованной литературы.

Пояснительная записка иллюстрируется схемами и чертежами, выполненными в масштабе, с проставленными на них размерами. С целью экономии бумаги записку можно писать на двух сторонах листа с нумерацией страниц. При этом необходимо стремиться к предельной лаконичности, емкости и широко использовать специальную терминологию. Текст записки может быть машинописным или рукописным. Приветствуется использование персонального компьютера, принтеров, плоттеров и соответствующих программ для черчения.

 

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА.

Работа по проектированию железобетонного моста состоит из двух основных этапов:

этап «А» – вариантного проектирование,

этап «Б» – детального расчета и конструирования заданного пролетного строения.

 

ЭТАП «А»- ВАРИАНТНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ.

Задача вариантного проектирования в общих случаях состоит в отыскании наиболее экономически выгодной и технически целесообразной схемы моста. Мы эту задачу ограничиваем, задавая иные характеристики и размеры пролетов в задании.

В самом начале проектирования железобетонного моста возникает вопрос – какую конструктивную схему, форму выбрать для него из огромного многообразия возможных конструктивных решений, известных из [2]. Для такого серьезного, ответственного инженерного сооружения, каким является железобетонный или металлический мост, этот вопрос решается методом сравнения вариантов. При проектировании больших мостов составляются иногда десятки вариантов и конструктивных схем моста, которые кажутся наиболее рациональными при заданных местных условиях. Пример разработки вариантов конструкции моста см. стр. 66-73 [3] или стр. 140-156 [6]. В нашем случае мы ограничиваем как количество вариантов, так и видов пролетных строений.

Перед непосредственной разработкой вариантов моста следует проанализировать местные условия и требования, так как условия мостового перехода предопределяют особенности проектируемого моста.

Одновременно на задание накладываются дополнительные ограничивающие условия по проектированию вариантов. Эти ограничивающие условия упрощают для студента проектирование вариантов, так как предполагают использовать только три вида балочных пролетных строений, а не всех возможных сотен видов пролетных строений и расчетных схем существующих мостов.

Студенту предлагается запроектировать:

- первый вариант - в виде балочного моста, где судоходная часть перекрыта металлическим пролетным строением, состоящим из двутавровых балок с железобетонной или стальной плитой проезжей части, а береговые пролеты перекрыты железобетонными пролетными строениями из сборных балок с каркасной арматурой, объединенных между собой монолитными стыками (рис 5, в);

- второй вариант - в виде балочного моста, где судоходная часть перекрыта стальным пролетным строением в виде сквозной фермы с ездой по низу, причем ферма может быть, как с гибкими поясами, так и с жестким нижним поясом, береговые пролеты могут перекрываться любыми другими пролетными строениями.

- В обоих вариантах количество судоходных пролетов (в зависимости от сочетания размеров пролетов и судоходных габаритов) может быть 1 или 2. Длина моста определяется отверстием моста, которое выбирается в зависимости от класса водного пути (данного в задании) и длины профиля мостового перехода (приложение 12).

3.1. Анализ местных условий и требований (рис 5, а, б).

При назначении конструктивных схем мостовых сооружений исходят из следующих местных условий, характеризующих место перехода:

-продольного профиля по оси сооружения;

-геологического разреза;

-гидрологических данных;

-отверстия моста, которое в общем случае определяют на основе гидравлических расчетов (в нашем случае оно является заданным в зависимости от класса водного пути);

-требуемых размеров подмостового габарита;

-габарита проезжей части моста и ширины тротуаров.

Оценка отдельных местных условий позволяет сделать общие выводы по конструированию.

3.1.1. Продольный профиль по оси мостового перехода показывает расположение наибольших глубин по ширине реки и в мостах через судоходные реки предопределяет расположение судоходных пролетов.

В зависимости от характера продольного профиля перехода могут оказаться рациональными следующие решения:

1. мост с однотипными и одинаковыми по величине пролетными строениями (см. рис. 2);

2. мост с разнотипными железобетонными пролетными строениями с различной величиной пролетов для руслового и пойменного участков (см. рис. 3);

3. мост с пролетными строениями из разных материалов - судоходные пролеты из стали, а береговые - из железобетона (см. рис.5).

Первое решение может быть рекомендовано при однородном строении грунтов, равномерном распределении глубин по ширине реки и если экономически выгодный пролет равен судоходному или более его. В этом случае, исходя из требований стандартизации и типизации, все отверстия моста перекрывают одинаковыми пролетными строениями, получая минимальную стоимость моста. В остальных случаях принимают решение 2 или 3 (см. рис.3,5).

Нами предложено именно это 3 решение для разработки вариантов в курсовом проекте с целью познакомить студентов с наиболее типичными вариантами устройства мостового перехода с использованием стальных и железобетонных пролетных строений с различной длиной пролетов и состоящих из сплошных балок и сквозных балочных ферм.

 

3.1.2. Геологический разрез по оси мостового перехода позволяет назначить типы фундаментов опор. На геологических разрезах кратко указываются типы пород и их характеристики по плотности сложения, прочности, крупности элементов, пластичности. Варианты геологических данных принимаются по приложению 13. Расчет фундаментов мелкого заложения и свайных проводится в соответствии с требованиями норм [10] и [9] по специальным компьютерным программам, например, FUNDAMENT.

При наличии скальных и крупнообломочных грунтов, а так же супесей, суглинков, глин и песков с расчетным сопротивлением грунта R _н > 300 кПа возможно устройство фундаментов мелкого заложения на естественном основании. К фундаментам мелкого заложения относят фундаменты, у которых глубина заложения не превосходит 4…6м. Обычно фундаменты мелкого заложения имеют ступенчато изменяющиеся по высоте ширину и длину. Бетонные фундаменты (жесткого типа) имеют ширину и длину уступов меньше их высоты. Железобетонные фундаменты (гибкого типа) имеют значительную ширину и длину уступов, что приводит к их изгибу и необходимости установки арматуры для восприятия растягивающих напряжений при изгибе. Железобетонные фундаменты при этом имеют меньший объем при той же площади по обрезу фундамента, чем бетонные. Расчетные сопротивления различных грунтов для определения размеров фундаментов мелкого заложения приведены в [10]. Размеры подошвы фундамента могут быть определены приближенно без учета горизонтальных сил и эксцентриситетов вертикальных реакций, действующих на опоры:

F= (V+G)/R, (1)

где F- площадь подошвы фундамента мелкого заложения;

V- расчетная вертикальная реакция пролетного строения (одной или сумма двух в зависимости от схемы закрепления на опоре) на рассматриваемой опоре, принимается на основании данных приложения путем умножения значений реакций с 1кв.м проезжей части на ширину габарита проезда и на длину пролетного строения;

G- расчетный вес опоры и фундамента (с учетом коэффициента надежности к=1,1);

R- расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента.

Длину и ширину подошвы фундамента принимают с большими значениями, чем соответствующие размеры длины и ширины тела опоры в ее нижней части.

Длину опоры (протяженность поперек оси моста) поверху можно принять по выражению:

В=D+d+2c, (2)

B- длина опоры поверху;

D- расстояние между осями крайних балок (ферм);

d- ширина подферменника поперек оси моста, которая принимается на 0,2…0,3м больше, чем ширина подушек опорных частей в этом направлении (см. приложение);

c- расстояние от подферменника до края опоры, которое принимается 0,4…0,5м для прямоугольных опор в плане и А/2 при закругленных торцах опоры радиусом равным А/2, где А-ширина опоры (протяженность вдоль оси моста) поверху.

Ширину опоры поверху необходимо принимать по значению:

А=С+f+2g, (3)

C- расстояние между осями опирания пролетных строений (по длине моста);

f- ширина подферменника вдоль оси моста, которая принимается на 0,2…0,3м больше, чем ширина подушек опорных частей в этом направлении (см. приложение 7,8);

g- расстояние от подферменника до края опоры, которое принимается 0,4…0,5м.

Расстояние между осями опирания пролетных строений С принимается для случая промежуточной опоры одного неразрезного пролетного строения равное нулю, а для других случаев (промежуточной опоры двух любых пролетных строений) сумме расстояний от оси опирания каждого пролетного строения до его торца с зазором между торцами пролетных строений. Расстояние от оси опирания до торца пролетного строения определяется по данным приложения как разность между полной длиной пролетного строения и суммой длин расчетных пролетов для неразрезной системы (одного пролета для разрезной системы), деленной на два. Расстояние между торцами смежных пролетных строений определяется из условия обеспечения перемещений пролетных строений от постоянных нагрузок, временных нагрузок, температурных воздействий. Необходимая ширина зазора между торцами пролетных строений (или между торцом пролетного строения и шкафной стенки береговой опоры – устоя) может быть определена из условия:

S=y(a·T·L + H·Y+К), (4)

y- коэффициент надежности для температурных и вертикальных временных нагрузок (можно принять 1,2);

S- величина необходимого зазора;

a- коэффициент линейного расширения, который может быть принят 1,2· 10**(-5) 1/м·град;

T- разность между расчетными максимальными и расчетными минимальными температурами в районе строительства моста (можно принять 80 град);

L- сумма (по обоим пролетным строениям для промежуточных опор) длин от торцов пролетных строений до осей неподвижных опорных частей этих пролетных строений;

Y- углы поворота опорных сечений от постоянных и временных нагрузок (для стальных пролетных строений со стальной плитой проезжей части можно принять 0,007рад,

для железобетонных пролетных строений- 0,015рад, для сталежелезобетонных- 0,01рад);

Н- высоты крайних граней пролетных строений (от нейтральной оси до крайних нижних или верхних элементов, где возможно соприкосновение смежных элементов). Для учебных целей можно принять эти высоты равные строительным высотам пролетных строений (приложение 7,8). В этом случае условно считается, что поворот опорных сечений происходит относительно точки опирания низа пролетного строения на верхний балансир опорной части;

К- дополнительный зазор, необходимый для размещения конструкций швов перекрытого типа (учитывается для швов со смежными пролетами длиной более 80м или для неразрезных систем при таком же расстоянии до неподвижной опорной части).

Изменение ширины и длины опоры по высоте достигается наклоном ее граней или ступенчато уступами по 0,1…0,2м при вертикальных гранях опоры. Необходимость увеличения ширины и длины опоры снизу возникает при значении площади фундамента мелкого заложения (или свайного ростверка для фундамента глубокого заложения) F больше, чем площадь опоры поверху. Площадь плиты ростверка определяется условиями размещения необходимого по несущей способности количества свай и ограничением в виде произведения параметров длины и ширины тела опоры понизу. Длина и ширина плиты ростверка обычно больше соответствующих размеров тела опоры понизу (до 0,5 высоты плиты ростверка), причем расстояния от осей крайних свай до краев плиты принимают до значения толщины сваи.

Для фундамента опоры моста отметку плоскости обреза фундамента назначают обычно на 0,5м ниже ГМВ. При наличии значительного ледохода отметку обреза выбирают ниже РГНЛ с учетом толщины льда с тем, чтобы давление льда не передавалось непосредственно на фундамент, а воспринималось опорой. Обрез фундамента на местности, не покрытой водой, назначают на 0,1…0,2м ниже поверхности грунта.

Глубину заложения фундамента в зависимости от грунтовых и гидрологических условий можно принять согласно рекомендациям, приведенным в приложении 10.

При наличии слабых песчаных, глинистых и суглинистых грунтов, залегающих достаточно мощным слоем, часто фундаменты устраивают на железобетонных призматических сваях или на сваях-оболочках (см. стр.8 [2]). Для определения требуемой несущей способности свайных фундаментов нужно сначала оценить нагрузку на сваю:

N=у(V+G+S)/n, (5)

Где N- расчетная вертикальная нагрузка на одну сваю; V- вертикальная реакция на опору от пролетных строений; G- расчетный вес тела опоры; S- расчетный вес свайного фундамента (ростверка и свай); n -количество свай в фундаменте опоры; у- коэффициент надежности, принимаемый:

1.75 для свай при их количестве в фундаменте опоры от 1 до 5,

1.65 –при количестве свай от 6 до 10,

1.55- при количестве свай от 11 до 20,

1.4 – при количестве свай более 21.

Hесущая способность призматических и цилиндрических свай в зависимости от их сечений, глубины погружения и грунтовых условий приведена в [9]. Данная несущая способность должна соответствовать расчетной нагрузке на сваю. Из этого условия подбирают тип свай, их количество. Глубину погружения свай принимают по инженерно-геологическим условиям с тем, чтобы низ свай опирался на достаточно прочные грунты. При этом необходимо учитывать рекомендуемые способы погружения свай в зависимости от грунтовых условий. Если призматические сваи (при максимальной длине 16м) могут погружаться только дизель-молотами, вибромолотами и вибропогружателями, то цилиндрические сваи (при любой их длине) кроме этих способов могут устраиваться в буровых скважинах. Такие сваи называются буровыми, набивными, камуфлетными (с устройством уширения в нижней части с использованием механических уширителей или взрывчатых веществ). Буровые сваи во всех грунтах (кроме водонасыщенных песчаных при отсутствии обсадной трубы), в том числе применяют в скальных, крупнообломочных, других грунтах с включениями валунов, затопленных предметов, что невозможно при других способах погружения свай.. Грунтовые условия в большой степени определяют тип конструкции пролетного строения и характер его статической схемы.

Выбор типа основания и его увязку с применяемой системой пролетных строений рекомендуется выполнять по таблице 1, стр. 11 [3].

3.1.3. Гидрологические данные. Горизонт межени (ГМВ) необходимо знать для размещения судоходных пролетов по ширине реки и заложения верхнего обреза плиты ростверка.

Расчетный судоходный горизонт (РСГ) указывает на каком самом высоком уровне воды возможно судоходство (на нем размещается низ судоходных подмостовых габаритов).

Расчетные горизонты низкого ледохода (РГНЛ) и высокого ледохода (РГВЛ) указывают, в каких отметках тело опоры должно быть массивным, чтобы воспринимать давление льда. Расчетный горизонт высоких вод (РГВВ) указывает на расположение низа пролетных строений и опорных частей – они не должны замачиваться этими водами, запас должен составлять не менее 0,75м. Для судоходных рек при назначении отметки низа пролетных строений это обычно не имеет значения, так как данная отметка определяется высотой подмостового судоходного габарита (в судоходных пролетах):

НП= РСГ+Н, (6)

где НП- отметка низа пролетного строения в судоходном пролете;

РСГ- отметка расчетного судоходного горизонта;

Н- высота подмостового судоходного габарита.

3.2.Практический процесс проектирования вариантов моста.

3.2.1. Возьмем лист ватмана с размерами листа 840х420 мм и сделаем рамку чертежа – по трем сторонам линии рамки отстоят от грани листа на 5 мм, а с левого торца на 20 мм. В правом нижнем углу начертим стандартный штамп общим размером 185х55 мм. Это есть заготовка будущего листа чертежа (рис.4а).

Рис.4а Схема подготовки и разбивки листа для чертежей

3.2.2. Затем условно разобьем рабочее поле на четыре части. Первой горизонтальной линией разобьем лист на две равные доли по высоте – это будет место для профилей (фасадов) двух вариантов (обозначены на рисунке буквами А и Б). Затем вертикальной линией отделим с правой стороны листа зону шириной 185…200 мм – в этой зоне будут размещаться поперечные разрезы моста.

Следующим этапом вычерчивания варианта моста есть выбор масштаба будущего изображения фасада моста. Для этого необходимо определить общую длину профиля мостового перехода.

Рассмотрим данный в задании профиль мостового перехода и просуммируем все расстояния между пикетами профиля (пикет – точка где изменяется уклон профиля).

Исходя из общей длины профиля перехода мы можем выбрать наиболее крупный масштаб, который позволит полностью заполнить, по горизонтали, вариантом моста зону А или Б на листе. Длина зоны А или Б обычно бывает около 615…630 мм, если наш профиль перехода имеет длину 240…300 м, попробуем масштаб 1:500, тогда 300м = 300000/500 =600 мм. Для длины профиля 240м можно принять масштаб 1:400, тогда 240000/400=600мм. Приступим к вычерчиванию профиля мостового перехода.

Сначала необходимо вычертить рамку с пикетами и отметки пикетов. Размещаем рамку внизу зоны А и Б со следующими размерами:

 

 

Рис. 4б Рамка с пикетами и отметками пикетов

Рамку вычерчиваем в принятом масштабе, а весь чертеж профиля перехода и моста на нем делаем в таком же масштабе, причем горизонтальный и вертикальный масштабы обязательно одинаковые принятые ранее.

Вычерчиваем профиль перехода на созданной рамке, для этого с каждого пикета тонкой линией выставляем вертикаль. Рассмотрев отметки профиля, выбираем самую нижнюю (малую отметку). Предположим, что это отметка 102,5м, над верхом рамки, отмеряем вверх 80мм, проводим горизонтальную пунктирную линию (и обозначаем её условно, отметкой 100,00). От этой условной отметки будем строить пикетные точки профиля перехода.

Так пикет №1 имеет отметку 106,50м, превышение этого пикета над условной линией 100,00м составляет 106,50 – 100,00 = 6,5м. В принятом масштабе (1:500) это составит 6,5м = 6500мм/500 = 13,0мм, и вот этот размер откладываем на ранее вычерченной вертикали над пикетом от условной линии с отметками 100,00 и делаем засечку. Точно таким же образом восстанавливаем отметки всех остальных пикетов, и если мы соединим все засечки по пикетам прямыми линиями, то получим профиль дна мостового перехода.

Если от условной горизонтали 100,00 отложить в масштабе горизонты воды ГМВ, РГВВ, РСГ, РГВЛ, РГНЛ и провести через них горизонтальные линии (а на берегах они пересекаются с линиями дна перехода), то получим поперечный разрез мостового перехода, который можно проектировать для обоих вариантов мостов.

Но чтобы запроектировать мост необходимо предложить конструкцию опор с фундаментами под ними, на которые будут опираться пролетные строения, а эта задача связана с имеющимися инженерно-геологическими условиями в месте мостового перехода. Для информации о геологических данных грунтов необходимо нанести глубины залегания слоев грунта и характеристики этих грунтов в виде инженерно-геологического профиля, совмещенного с построенным ранее профилем мостового перехода.

Это мы можем сделать, если расположить соответствующим образом три скважины из задания, определяющие характеристики инженерно-геологических элементов (слоев грунтов) на разной глубине. Скв. №1 и №3 поставим на первом и последнем пикете профиля, а Скв. №2 в самой нижней точке профиля.

В задании даны геологические разрезы трех скважин, а отметка залегания слоя грунта принимается от поверхности грунта. На чертеже эти отметки так же откладываются в принятом при вычерчивании вариантов моста масштабе.

Например, первый слой имеет отметку нижней границы 2,5м, переводим этот размер в принятый масштаб: 2,5м = 2500мм/500 = 5мм. Тогда от поверхности грунта откладываем в скважине 5мм и делам засечку. Второй слой заканчивается на отметке 8,0м, переводим в принятый масштаб 8,0м = 8000мм/500 = 16,0мм. Этот размер мы снова отмеряем от поверхности грунта на скважине и делаем засечку. Аналогичным образом отмечаем все остальные слои отраженные в разрезе скважины.

Проделав выше перечисленную разбивку слоев по геологическим разрезам скважин, мы имеем возможность построить геологический профиль мостового перехода, а для этого соединим прямыми линиями засечки по всем скважинам для соответствующих слоев грунта. В образовавшиеся слои грунтов на чертеже переносятся наименования этих грунтов с геологических разрезов скважин.

3.2.3. В зависимости от класса реки по судоходству реки табл. 2 стр.15 [3] и заданного класса в задании принимаются размеры двух судоходных (подмостовых) габаритов: более крупный - для низового направления судоходства и меньший – для взводного, а также минимально необходимая для судоходства глубина.

3.2.4. На уровне ГМВ (горизонтальных меженных вод) подсчитывается судоходная ширина реки, причем исходя из того, что в задании дается класс реки по судоходству по ГОСТ 26775-97. По этому документу подмостовые судоходные габариты имеют размеры согласно табл.1.

 

Таблица 1

Подмостовые габариты

 

Класс внутреннего водного пути	Глубина судового хода водного пути,м	Высота подмостового габарита,м	Ширина подмостового габарита,м
гарантированная	средненавигационная	Для неразводного пролета	Для разводного пролета
основного	смежного
I	Свыше 3,2	Свыше 3,4	16,0
II	2,5…3,2	2,9…3,4	14,5
III	1,9…2,5	2,3…2,9	13,0
IV	1,5…1,9	1,7…2,3	11,5
V	1,1…1,5	1,3…1,7	10,0
VI	1,7…1,1	0,9…1,3	9,0			-
VII	0,5…0,7	0,6…0,9	7,5			-

 

Примечания:1.Для водных путей I, II и III классов протяженность повышенной части габарита равна 2/3 ширины подмостового габарита, если колебания навигационных уровней воды не превышает 4м. При колебаниях навигационных уровней воды свыше 4м, а также для водных путей IV, V, VI и VII классов протяженность повышенной части габарита равна ½ ширины подмостового габарита.

2.Высота подмостовых габаритов у опор может быть принята 35% от значений подмостовых габаритов в средней части пролетов.

 

3.2.5. На уровне РСГ (расчетного судоходного горизонта) в пределах судоходной ширины реки вычерчиваются схемы двух судоходных габаритов. Если ширина или глубина реки не допускает расположения двух судоходных габаритов, то следует ограничиться устройством одного габарита (большего из двух по размерам) – для обоих направлений судоходства. Размещение двух судоходных габаритов имеет два случая:

по первому случаю - если заданные в задании длины пролетов невелики и в этом случае судоходные габариты размещаются в разных пролетах;

по второму случаю - если центральный пролет позволяет разместить оба судоходных габарита рядом в одном пролете, то судоходные габариты совмещаются в одном пролете.

Имеется возможность при вычерчивании варианта выбрать, тот или иной случай размещения судоходных габаритов, в зависимости от величины заданных пролетов.

3.2.6. Очертание продольного профиля моста.

Проезжая часть моста может иметь продольный профиль:

· горизонтальный (рис. 5 “а”) нежелательно из-за необеспеченности поверхностного водоотвода вдоль моста;

· с уклонами от среднего пролета к берегам (рис. 5 “б”);

· с односторонним продольным уклоном (рис. 5 “в”);

· криволинейный (рис.5 “г”).

Выбор того или иного очертания продольного профиля моста зависит от отметки берегов и от продольного профиля дороги на участке расположения моста (см. п.9.2 стр.93 [7]).

Возвышение низа пролетных строений над уровнями воды и ледохода в несудоходных пролетах моста должно быть не менее величин, указанных в табл.2, стр.10 [2].

3.2.7. Выбирается система моста и назначаются размеры судоходных и пойменных пролетов с учетом:

· архитектурных соображений,

· необходимости размещения под мостом судоходных габаритов,

· требований наибольшей экономичности,

· достижения возможно большей стандартизации элементов конструкции моста

Каждая система моста имеет рациональный диапазон перекрываемых пролетов. К примеру:

а) сплошные балочные разрезные - L = 15 – 40 м

б) сплошные балочные неразрезные - L = 40 – 80 м

в) разрезные балочные со сквозными фермами- L = 60 – 110 м

г) неразрезные балочные со сквозными фермами- L = 110 – 160 м

В приложении приведены данные об основных размерах этих пролетных строений,

указаны расходы (на кв.м.) стали и железобетона для основных конструкций этих пролетных строений, и расчетные опорные реакции на одной опоре от общего воздействия постоянных и временных нагрузок (на кв.м ездового полотна). Полной длиной пролетных строений считается расстояние между крайними торцевыми гранями пролетных строений в их начале и конце. Некоторые рекомендации по выбору конструкций пролетных строений, а также данные об их основных размерах приводятся на стр. 20-29 [3].

Следует в первую очередь применять типовые конструкции пролетных строений. Сведения о применяемых в настоящее время типовых проектах и рабочих чертежах пролетных строений автодорожных и городских мостов приведены в приложении 7,8.

3.2.8. Анализируя геологические условия и учитывая принятую систему пролетных строений выбирается тип устоев и промежуточных опор для пролетных строений судоходных и пойменных пролетов. При этом рекомендуется воспользоваться табл.1 стр.11[3] и стр.25¸35 [5], а также приложениями 5 и 6.

3.2.9. Назначается тип, размеры и глубина заложения фундаментов всех опор (см. [9],[10]).

В качестве примера см. стр. 69-72 [3].

3.2.10. Подсчитывается длина моста:

L₀= L + S в + l _{К (ЛЕ В)} + l_{К (ПРАВ)} + 2 ·t, (7)

где: L – требуемое отверстие в свету;

S в - сумма толщин промежуточных опор на уровне РГВВ.;

l _{К (ЛЕ В)}, l_{К (ПРАВ)} - длины заложения конусов насыпей над РГВВ.;

t – заглубление конструкций в конусы насыпи подходов.

Разработанные 2 варианта моста должны иметь примерно одинаковую (разброс не более 5%) длину моста для корректного сравнения показателей вариантов.

Определение объемов работ.

К основным работам по сооружению моста относятся работы по устройству пролетных строений и опор. Работы по устройству ездового полотна проезжей части, тротуаров, сопряжений с насыпями подходов, перил, ограждений и водоотводных приспособлений, как правило, не учитывают или учитывают упрощенно, так как эти элементы входят во все сравниваемые варианты в одинаковой мере.

Объемы работ при сооружении типовых конструкций пролетных строений принимаются по данным приложений 7,8 (с учетом фактического габарита проезжей части и длины пролетных строений), а объемы работ по сооружению опор определяются по графикам, приведенным на стр. 46-57 [3], или по расчету с учетом фактических размеров элементов опор с использованием приложении 5,6.

В случае применения нетиповых конструкций пролетных строений и опор объемы работ могут быть определены по геометрическим размерам, назначенным в результате эскизных расчетов отдельных элементов.

3.4. Сравнение вариантов конструкции моста.

Два детально разработанных варианта сравниваются по показателям, изложенным ниже в п.п. 3.4.1.,3.4.2.,3.4.3. Основным показателем для выбора предпочтительного варианта является стоимость строительства моста, остальные показатели нужно проанализировать и оценить (с указанием причин и возможных последствий).

3.4.1. По стоимости строительства.

Стоимость варианта подсчитывается путем умножения объемов работ на укрупненные единичные расценки, приведенные в приложении 9. Определение стоимости рекомендуется приводить в форме таблицы 2. В данной таблице, в качестве примера, приведены объемы и стоимости отдельных видов работ и общие стоимости по двум вариантам.

Первый вариант моста принят с перекрытием русловых судоходных пролетов разрезными металлическими комбинированными фермами с полигональными верхними поясами, а пойменная часть моста перекрыта разрезными балочными пролетными строениями из обычного и предварительно напряженного железобетона. Опоры моста по первому варианту приняты монолитные с навесной облицовкой, фундаменты на призматических железобетонных сваях, объединенных монолитными железобетонными ростверками.

Второй вариант моста принят с перекрытием русловых судоходных пролетов неразрезным балочным (со сплошными стенками) металлическим пролетным строением с железобетонной плитой проезжей части, включенной в совместную работу с металлическими балками. Пойменная часть моста перекрыта балочными разрезными пролетным