Из истории отечественного мостостроения

ГРАФИКА

 

ВАРИАНТНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

 

МОСТА

 

 

Учебное пособие

 

 

Утверждено

в качестве учебного пособия

редсоветом МАДИ(ГТУ)

 

МОСКВА 2007

2

 

УДК 624.2*(083.94)

ББК 39.112:30.2

 

 

Наумов Г. Г., Андрианов Ю. А. Графика вариантного проектиро-

вания моста: Учебное пособие / МАДИ(ГТУ). - М., 2007. - 62 с.

 

 

Рецензенты: канд. техн. наук, профессор О. В. Георгиевский (МГСУ),

д-р. техн. наук, профессор, заслуженный деятель науки

РФ, академик Российской академии транспорта

Б. Ф. Перевозников (Союздорпроект).

 

 

В учебном пособии представлены основные сведения о

мостах и мостовых переходах, краткое описание основных конструктивных элементов железобетонных мостов, принципы компоновки схем вариантов балочных железобетонных мостов,

пример построения общего вида моста на стадии вариантного

проектирования.

Пособие предназначено для студентов второго курса

специальности «Мосты и транспортные тоннели», изучающих курс черчения, а также могут быть использованы при выполнении

курсового и дипломного проектирования.

Пособие составлено доцентом кафедры начертательной

геометрии и черчения, канд. техн. наук Наумовым Г. Г. (главы 1, 2, 4, приложения) и доцентом кафедры мостов и транспортных тоннелей,

канд. техн. наук Андриановым Ю. А. (глава 3).

 

© Московский автомобильно-дорожный институт

(государственный технический университет), 20*7

3

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

 

Настоящее учебное пособие ориентировано на получение студентами графических навыков, необходимых при курсовом и дипломном проектировании мостов. В качестве объекта изучения в пособии рассматриваются балочные железобетонные мосты как наиболее простые и удобные в постройке и нашедшие в России широкое применение в последние десятилетия. Что касается применяемых в строительстве мостов материалов, то, по данным Международной федерации по предварительно напряжённым железобетонным конструкциям (ФИП), до 60% мостов строят из предварительно напряжённого железобетона, 30% из обычного железобетона и только 10% из стали [9].

В связи с тем, что излагаемый в пособии материал предшествует изучению курса мостов на кафедре мостов и транспортных тоннелей, авторы сочли необходимым привести в данной работе краткие сведения о мостах и мостовых переходах. Основные конструктивные элементы балочных железобетонных мостов представлены в сокращённом изложении, достаточном для выполнения рассматриваемой графической работы.

Авторы выражают глубокую благодарность Полищуку В. В.,

Кайлю В. А. и Журавлёву Д. А. (МАДИ) за помощь в подготовке рукописи, а также Пономарёву В.И. (Гипродорнии) за полезные советы и любезно предоставленные материалы. Особая признательность выражается профессору кафедры мостов и транспортных тоннелей МАДИ, д. т. н. Саламахину П. М. за ценные замечания и предложения по улучшению рукописи пособия.

 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МОСТАХ И МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДАХ

Основные понятия и краткая классификация мостов

 

 

М о с т о в ы м п е р е х о д о м называется комплекс инженерных сооружений, состоящий из собственно моста, насыпей подходов к нему, ледорезов, регуляционных и берегоукрепительных сооружений.

М о с т о в ы е с о о р у ж е н и я строятся, когда трасса автомобильной дороги пересекает водоток (мост), другую дорогу (путепровод), долину, ущелье, овраг (виадук), городскую или заводскую территорию (эстакада).

Собственно м о с т о м называют сооружение для пропуска

дороги над водным препятствием [11].

Мосты классифицируют по следующим признакам: назначению, типу опор и пролётных строений, виду материала, расположению уровня проезда, статической системе, обеспеченности в отношении пропуска высоких вод, характеру пересечения препятствия и длине моста.

По назначению различают мосты: автодорожные, железно-

дорожные, городские, пешеходные, совмещённые (для авто- мобилей и железнодорожных поездов), специальные (для пропуска

трубопроводов, кабелей и т. п.).

По типу применяемых опор: на жёстких опорах, на плавучих

опорах (понтонах, баржах).

По типу пролётного строения: неподвижные, разводные

(в которых для пропуска судов устраивают специальный разводной

пролёт размерами, требуемыми для судоходства).

По виду применяемых материалов: деревянные, метал-

лические, железобетонные, бетонные и каменные. Определяю-

щим при этом является материал пролетного строения.

По уровню расположения проезжей части различают мосты с

ездой: поверху, когда проезжая часть расположена по верху пролетного строения (рис. 1.1, а); понизу, когда проезжая часть

находится на уровне низа пролётного строения (рис. 1.1, б);

5

 

 

посередине, когда проезжая часть находится в средней по высоте

части пролётного строения (рис. 1.1, в).

 

 

а б

 

в

 

 

Рис. 1.1. Схемы мостов

в зависимости от расположения уровня проезжей части

 

По статической схеме главных несущих конструкций

пролётных строений различают мосты: балочные - рис. 1.2, рис. 1.3, а (разрезные - рис. *.2, а, неразрезные - рис. *.2, б и консольные - рис. *.*, в); распорных систем (арочные - рис. 1.3, б, рамные - рис. 1.3, в, висячие - рис. 1.3, г); комбинированные, в

которых сочетаются системы первых двух групп.

По обеспеченности в отношении пропуска высоких вод и

ледохода различают мосты: высоководные и низководные.

По характеру пересечения препятствия: прямые (ось моста

перпендикулярна берегам реки и направлению течения), косые

(пересекает их под углом, отличным от прямого), криволинейные

(ось моста - кривая линия).

6

 

 

а - разрезной балочный мост

 

 

б - неразрезной балочный мост

 

 

в - консольный балочный мост

 

Рис. 1.2. Балочные мосты

 

а б

 

 

в г

 

Рис. 1.3. Основные системы мостов

 

Мосты длиной, не превышающей 25 м, - малые; длиной 25 ¼

100 м - средние; длиной более 100 м - большие. Мосты длиной менее 100 м, но с одним из пролетов более 60 м относятся к большим мостам.

Мост состоит из пролётных строений, поддерживающих

проезжую часть, и опор, передающих давление пролётных строений

7

 

 

на грунт. Крайние опоры, расположенные в местах сопряжения

моста с насыпями подходов, называются устоями, а промежуточные

опоры - быками.

Конструктивное решение моста во многом зависит от

геометрических и гидравлических параметров речной долины (ширины, глубины, скорости течения водного потока), геологи- ческого строения русла и поймы, условий ледохода, требований речного судоходства, расчётного отверстия моста. Существенное

значение имеют и следующие расчётные уровни воды (рис. 1.*):

р а с ч ё т н ы й у р о в е н ь в ы с о к и х в о д (РУВВ) -

наивысший уровень воды заданной вероятности превышения в

створе мостового перехода;

р а с ч ё т н ы й с у д о х о д н ы й у р о в е н ь (РСУ) -

наивысший уровень воды в судоходный период, который обычно

несколько ниже РУВВ;

у р о в е н ь м е ж е н н ы х в о д (УМВ) - средний уровень

воды в период между паводками (уровень межени).

 

 

L

 

 

РУВВ

010203

 

УМВ РСУ

 

Рис. 1.*. Основные характеристики моста и расчётные уровни воды

 

В мостах применяют следующие основные определения и

обозначения:

8

 

 

д л и н а м о с т а Lм - расстояние по оси моста между

примыкающими к насыпям подходов гранями устоев;

о т в е р с т и е м о с т а Lо - горизонтальный размер между

внутренними гранями устоев или конусами насыпи, измеренный при расчётном уровне воды с исключением толщины промежуточных

опор;

в ы с о т а м о с т а Н - расстояние от поверхности проезжей

части до уровня меженных вод;

с в о б о д н а я в ы с о т а п о д м о с т о м Но - расстояние

между низом пролётных строений и расчётным уровнем высоких

вод или расчётным судоходным уровнем (если река судоходная);

в ы с о т а о п о р ы hоп - расстояние от её верха до грунта;

строительная высота пролётного строе-

н и я h* - расстояние от проезжей части до самых нижних частей

пролётного строения;

р а с ч ё т н ы й п р о л ё т ℓ - расстояние между осями

опирания пролётного строения на смежных опорах;

ш и р и н а м о с т а В - расстояние между перилами в

свету;

ш и р и н а п р о л ё т н о г о с т р о е н и я Во - расстояние

между осями крайних балок;

ш и р и н а п р о е з ж е й ч а с т и nb - расстояние между

внутренними гранями полос безопасности; b - ширина каждой

полосы движения; n - число полос движения;

ш и р и н а е з д о в о г о п о л о т н а Г - расстояние между

ограждениями.

 

 

МОСТОВ

 

Балочные пролётные строения

 

По состоянию на последнюю четверть ХХ века железо-

бетонные балочные мосты составляют более * общей протяжён-

ности всех автодорожных мостов [11].

Как правило, при проектировании мостовых сооружений

используют типовые конструкции пролётных строений с напря- гаемой и ненапрягаемой арматурой [9]. Основные размеры пролёт- ных строений для удобства их заводского изготовления назначают с учётом модульности и унификации. Расчетные пролёты, или полную длину пролётных строений (балок), принимают равными *2, 15, 18,

*1, *4, 33 и 42 м, а при больших пролётах - кратными 2* м.

В качестве конструктивных элементов в пролётных строениях

применяют пустотелые плиты длиной 6, 9, 12, 15 и 18 м, тавровые балки (Т-образное поперечное сечение) с каркасной (ненапря- гаемой) арматурой длиной 12, 15 и 18 м, ребристые предварительно напряжённые балки длиной 12, 1*, 18, *1, 24, 33, 42 м (см. рис. 4.2),

коробчатые балки длиной пролёта 42, 63, **, *05 и 126 м.

При подготовке компоновочной схемы пролётного строения из

ребристых железобетонных балок расстояния между осями сосед- них балок назначают в зависимости от ширины плиты типовой балки (см. прил. 4). При этом ширина продольного шва пролётного строе-

ния варьируется в интервале 0,3 ¼ *,6 м.

 

Опоры

 

Конструкция опор балочных мостов принимается в

зависимости от величины и системы пролётного строения, геологических и гидрологических условий, толщины льда, условий

судоходства, производственных, архитектурных и других

соображений.

16

В мостах через большие судоходные реки применяют, как

правило, русловые опоры массивного типа (рис. 2.1). Пойменные

опоры и устои проектируют преимущественно облегчённого типа.

 

Рис. 2.1. Сборно-монолитная промежуточная опора

массивного типа

 

 

При большой высоте опор и пролетах 18¼42 м в промежуточ-

ных опорах применяется облегчённая верхняя часть (рис. *.2). Ниж- няя часть опоры до отметки, превышающей РУВВ на 0,5 м, устраи- вается массивной - сборной, сборно-монолитной или моно-литной конструкции. Верхняя часть опоры сооружается в виде рамной

надстройки, состоящей из стоек диаметром 1,0; 1,2; 1,* м и ригеля.

На рис. 2.3 [17] представлен пример промежуточной опоры

массивного типа под пролетные строения длиной 24 м из шести ребристых цельноперевозимых железобетонных предварительно напряженных балок. Габарит моста Г-10 включает в себя две

полосы движения по 3,5 м и полосы безопасности по *,5 м. Ширина

17

тротуара -1 м. Расчетный пролет балок (расстояния между осями

опорных частей по длине балки) - 23,4 м. Расстояние между осями

соседних балок - 2,1 м. Полная ширина пролетного строения

 

В = 10,0 + 2х0,* + 2х1,* + 2х0,=13,2 м.

 

Рис. 2.2. Сборно-монолитная промежуточная опора

массивного типа с облегчённой верхней частью

 

 

В этом примере рассматривается промежуточная опора на

естественном основании.

Глубину заложения фундаментов на естественном основании

назначают в зависимости от инженерно-геологических условий и выбора несущего слоя грунта. При этом учитывают следующие требования к минимальным глубинам заложения подошвы

фундамента:

при грунтах, подверженных морозному пучению (т.е. во всех

случаях, кроме скальных, гравелистых и крупнопесчаных грунтов), -

на 0,25 м ниже глубины промерзания;

18

при грунтах, подверженных размыву, - на 2,* м ниже

поверхности грунта после размыва;

при скальных грунтах - на 0,25 м, считая от отметки, на

которой расчетное сопротивление не ниже величины давления

фундамента;

при любых грунтах, кроме скальных, при отсутствии размыва -

на 1,0 м ниже дневной поверхности или дна водотока.

 

 

Обрезы фундаментов мостовых опор, как правило, распола-

гают на 0,5 м ниже УМВ, а пойменных опор - на уровне поверхности

грунта после размыва.

 

 

Рис. 2.*. Промежуточная опора массивного типа

 

Определение размеров опоры начинается с уровня верха

ригеля (подферменной площадки) из условия размещения опорных

частей, передающих усилие от пролётного строения на опору.

19

Размеры тела опоры непосредственно под ригелем умень-

шают на величину его свеса (рис. *.4); минимальная величина свеса

равна 10 см.

В современной практике проектирования широко распро-

странён вариант облегчённых опор с консольным ригелем (консоли

по 2,0 ¼ 2,5 м).

Для отвода воды, попадающей на ригель, его верхней

поверхности придают уклоны, называемые сливами; уклон слива - не положе *:*0. Высоту подферменников (площадок, на которых располагаются опорные части) принимают равной высоте слива плюс 3¼5 см. Поперечный уклон проезжей части моста достигается

устройством подферменников переменной высоты.

На стадии вариантного проектирования (в данной учебной

работе) опорные части и подферменники не показываются. Расстоя- ние между низом балки пролётного строения и верхом ригеля опоры

принимается ориентировочно равным 10 см.

Ширина ригеля по фасаду моста (см. рис. 2.*) равна

А = m + Sn + S*/2 + 2(c + t + k),

 

где m - зазор между торцами балок соседних пролетов, m = 5 см;

 

n - расстояние от торца балки до оси опорной части, для балок

длиной 1* ¼ 4* м * = 30 см;

b - размер опорной части, определяемый расчётом; для данной

графической работы принимаем b = 20 см;

с - расстояние от опорной части до края подферменника, с = 1*

¼ 20 см;

t - расстояние от края подферменника до грани опоры,

назначаемое в зависимости от длины пролётного строения:

при пролётах до 30 м - не менее 15 см;

 

при пролётах от 30 до 100 м - не менее 25 см;

 

при пролётах более *0* м - не менее 35 см;

 

k - свес ригеля над телом опоры, k = 10 ¼ 15 см.

*0

 

 

Рис. 2.4. Схема подферменной площадки

21

Длина закруглённого ригеля поперек моста (см. рис. 2.4)

 

В = Вкр+ b + 2с + А,

 

где Вкр- расстояние между осями крайних балок.

 

Для прямоугольного ригеля

 

В = Вкр+ b + *с + 2 х 0,5,

 

где 0,5 м - минимальное расстояние от края подферменника до

края ригеля поперёк моста.

 

 

Для примера, показанного на рис. 2.3 (опора с ригелем

прямоугольного очертания),

 

А = 0,10 + (0,30 + 0,1* + 0,15 + *,10) х 2 = 1,7 м,

 

В = 10,5 + 0,20 + * х 0,15 + * х 0,5 = *2,2 м.

 

При карнизных свесах размером 0,1 м ширина тела опоры по

фасаду - *,5 м. Принимаем ширину ступеней фундамента (или ступеней плиты ростверка, рис. 2.5) вдоль и поперёк моста по 0,5 м. Тогда ширина прямоугольных массивов по фасаду (см. рис. 2.3) - 2,* и 4,0 м, поперёк моста - *,2 и *0,2 м. По заданию отметка УМВ равна 0,00 м, отметка дна реки после размыва равна - 2,0 м. Следовательно, отметка подошвы фундамента (-2,*) - (2,5) = - 4,* м. Отметка верха опоры 7,6 м; полная высота опоры 7,6 - (-4,5) =

12,1 м.

В неразрезных пролётных строениях при расположении на

промежуточной опоре (по её центру) только одной опорной части

ширина ригеля может быть уменьшена до 1,2 м.

Фундаменты мелкого заложения на естественном основании

применяют при неглубоком залегании прочных грунтов от

поверхности земли.

Промежуточные опоры через большие судоходные реки,

которым свойственно, как правило, наличие мощного слоя руслового аллювия (пески), проектируют обычно на свайном

основании (см. рис. 2.*). При этом верх плиты свайного ростверка

22

 

 

(т. е. обрез фундамента) обычно назначается на 0,5 м ниже УМВ.

Ростверки всех промежуточных опор размещаются на одной и той же отметке, так как максимальная глубина воды может оказаться у любой промежуточной опоры под влиянием природных русловых

деформаций.

 

Рис. 2.5. Свайный фундамент промежуточной опоры:

а - на пойме; б - в русле

 

 

При сооружении свайных фундаментов балочных железо-

бетонных мостов часто применяют железобетонные сваи сечением 35 х 35 см, длиной 6, 8, 9, 10, 12, 14 м. Необходимое количество свай на одну опору определяется расчётом. Минимальное

расстояние между осями таких свай по фасаду моста равно 1,05 м. Расстояния между осями свай в направлении поперёк

23

 

моста принимают равными 1,2 м. Для судоходных пролетов *3, 42 м

применяют трёхрядные свайные ростверки, при меньших пролётах -

двухрядные.

Отметка острия забивной сваи или ножа сваи-оболочки

должна быть ниже отметки предельного размыва не менее, чем на 4 м. По условиям несущей способности грунтов эта величина может

быть увеличена еще на несколько метров.

 

 

Существует множество видов устоев, применяемых в балоч-

ных мостах [9]. Выбор конструкции устоя зависит от конкретных инженерно - геологических условий и основных геометрических

параметров мостового сооружения.

Под пролётные строения длиной 18 ¼ 33 м и при возвышении

низа ригеля над естественным грунтом до 6 м в последние годы применяют безростверковые обсыпные устои козлового типа (рис.

4.8). Сваи забивают на глубину не менее 4 м [*].

.

 

 

2.*. Сопряжение моста с подходной насыпью

И укрепление конусов

 

Безопасный плавный проезд автомобилей на участке сопря-

жения моста с насыпью обеспечивается посредством применения переходных плит (рис. 2.*). Одним концом плиты опираются на выступ шкафной стенки устоя. Другой конец опирается на лежневую опору (обычно это свая сечением 3* х 35 см); расстояние от плиты

до отметки проезжей части в этом месте равно *5 см.

24

 

 

Дорожная одежда

 

 

Переходная плита

 

 

1:*

,5

Лежневая опора

 

Щебень фракционированный

 

 

Рис. 2.6. Сопряжение моста с подходами

с помощью переходной плиты

 

 

Длину переходных плит назначают в зависимости от высоты

насыпи перед мостом (табл. *.*).

 

Таблица 2.1

 

Размеры переходных плит

 

 

№ Высота насыпи, м Размеры плиты, мм

 

 

1 2 3000 х 1490 х 20*

 

 

2 * 3000 х *990 х 200

 

 

3 2¼6 *000 х 980 х 2**

 

 

4 *¼7 6000 х 980 х 300

 

 

5 8 8000 х 980 х *00

25

 

 

Для защиты грунта насыпи от размыва под воздействием

поверхностного стока и речного потока поверхность её конусов (под береговыми пролётами) укрепляется монолитным бетоном по слою

щебня.

Подошва конуса укрепляется специальной конструкцией.

Размеры конструктивных элементов укрепления подошвы конуса в каждом конкретном случае определяются расчётом. Для выпол- нения рассматриваемой графической работы можно восполь- зоваться размерами конструктивных элементов, показанными на

рис. 2.7.

 

 

1:1

,* Монолитный бетон

d = *2 см

 

Бетонный упор

 

 

Щебеночная или гравийная

подготовка d = *0 см

60*

 

Каменная

наброска

 

Рис.2.7. Укрепление поверхности и подошвы конуса

2*

СХЕМ ВАРИАНТОВ БАЛОЧНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО МОСТА

ЧЕРЕЗ СУДОХОДНУЮ РЕКУ

 

 

Мост через судоходную реку является сложным и дорого-

стоящим инженерным сооружением, и поэтому его проектирование обязательно должно быть вариантным. Обычно составляют не

менее двух вариантов пролётной схемы моста.

Компоновка схем вариантов моста выполняется при соблю-

дении следующих принципов.

1. Принцип модульности заключается в том, что пролётная

схема моста компонуется из стандартных типовых балок длиной 12, 15, 18, 2*, *4, 33 и 42 м, выпускаемых заводами МЖБК (мостовых железобетонных конструкций). Первые пять типоразмеров назна-

чены с шагом 3 м, что и является модулем.

Применение в мостах немодульных балок приводит к

необоснованному удорожанию строительной стоимости моста.

2. Принцип унификации состоит в том, что количество

типоразмеров длин мостовых балок, применяемых в любой схеме

моста, должно быть минимально возможным (* или 3).

Например, в разрезном варианте схемы моста на участках

рек, отнесенных к VII классу судоходства (см. табл.П2.1 прил. *), следует применить (чтобы соблюсти принцип унификации) только три типоразмера длин балок, а именно: 42 и 33 м для двух судоходных пролётов и еще один (экономичный!) типоразмер балки

для перекрытия несудоходной части отверстия моста.

3. Принцип экономичного пролёта, применяемый для

несудоходной части отверстия моста, автоматически обеспечивает

минимальную стоимость варианта пролётной схемы моста.

Экономичным называется пролёт, стоимость которого пример-

но равна стоимости опоры, на которую он опирается. Из проектной практики известно, что для несудоходной части мостов экономич-

ными оказываются пролёты 18, 2*, 24 м.

27

 

Величина экономичного пролёта определяется графически,

точкой пересечения кривой зависимости стоимости пролётного строения от величины пролёта с прямой стоимости опоры. График строится исходя из определения экономичного пролёта (см. выше).

В данной учебной работе величина экономичного пролёта определяется упрощённо, минимальным отклонением фактической

длины моста от расчётной.

Компоновка схемы любого варианта моста начинается с

определения ряда геометрических характеристик проектируемого

сооружения.

На судоходных реках отметки низа конструкций пролётных

строений Н нки проезжей части * пчопределяются по формулам

 

 

Н нк= РСУ + h VIIи

H пч= Н нк+ h с,

 

где РСУ - отметка расчётного судоходного уровня;

h V*I- высота подмостового габарита над РСУ (для VII класса

судоходства h VI*= 5 м);

hс • строительная высота пролётного строения,

h с= h б+ 0,*5,

где h б • высота балки пролётного строения;

0,15 м - толщина дорожной одежды проезжей части моста.

Определив высотное положение судоходных пролётов,

размещают их на чертеже над наиболее глубокой частью русла, т. е.

над фарватером (судовым ходом).

Далее, по заданному отверстию моста Lовычисляют расчёт-

ную длину моста L мрпо формуле

 

 

L мр= *о+ *m (H пч- РУВВ),

где m • коэффициент заложения конусов моста, равный 1,5;

РУВВ - отметка расчётного уровня высоких вод в створе моста.

28

 

Из вышеприведенной формулы следует, что длина моста

всегда больше его отверстия.

Зная длину моста и величину экономичного пролёта, можно

определить (с округлением до целого числа в большую сторону)

число несудоходных пролётов N нспо формуле

 

* нс=

L мр- S ℓ суд,

ℓ эк

где ℓ суд- величина судоходного пролёта;

ℓ эк- величина экономичного пролёта.

Далее вычисляется фактическая длина моста L мф(без учёта

деформационных швов), которая может отличаться от расчётной

 

 

L мф= S ℓ суд+ N нсℓ эк.

 

 

Варьируя величиной экономичного пролёта ℓ эк, получим

окончательную пролётную схему моста с наименьшим значением

L мф- L мр.

 

Скомпонуем два варианта схемы балочного железобетонного

моста через реку VII класса судоходства. Для этого потребуются два судоходных пролёта: основной (40 м) - для движения судов вниз по течению и смежный (3* м) - для движения судов вверх по течению. Высота подмостового судоходного габарита - 5 м, минимальная

(гарантированная) глубина судового хода - 0,7 м.

 

 

Пример *

 

Требуется скомпоновать вариант схемы железобетонного

моста разрезной балочной системы через судоходную реку.

 

 

Исходные данные:

 

 

отметка уровня меженных вод УМВ, равная 0,*0 м;

отметка расчётного уровня высоких вод РУВВ, равная 7,00 м;

отметка расчётного судоходного уровня РСУ, равная 6,00 м;

29

 

 

класс судоходства - VII;

отверстие моста Lо, равное 185 м;

высота балок судоходных пролётов h б, равная *,7* м.

 

 

Решение

 

1. Отметка низа конструкции пролётного строения

 

 

Н нк= РСУ + h VII= 6,*0 + 5,00 = 11,** м.

 

2. Отметка проезжей части на мосту

 

 

H пч= Н нк+ h с= Н нк+ h б+ h до= *1,00 + 1,73 + 0,15 = 12,88 м,

 

где h до- толщина дорожной одежды.

 

3. Расчётная длина моста

 

 

L мр= Lо+ 2* (H пч- РУВВ) = 185 + 2х*,* (12,88 - 7,00) = 202,64 м.

 

4. Число несудоходных пролётов определяем для различных

величин экономичных пролётов.

 

 

При ℓ эк= 18 м

202,64 - (4*+33)

N нс= L мр- S ℓ суд = = 7,1» 7.

ℓ эк *8

 

Фактическая длина моста L мф= S ℓ суд+ N нсℓ эк= (42+33)+7х18

= 201 м. Разность L мф- L мр= 201,00 - 2*2,64 =- 1,6* м.

При этом необходимо проверять условие: фактическая длина

моста отличается от расчётной не более, чем на +8 % или на -* % (по абсолютной величине) [9]. В данном случае фактическая длина

моста должна находиться в интервале 196,56 ¼ 21*,85 м.

При ℓ эк= 21 м

 

 

L мр- S ℓ суд 202,*4 - (42+*3)

* нс= = = 6,1» 6.

ℓ эк *1

30

 

 

Фактическая длина моста L мф= S ℓ суд+ N нсℓ эк= 75 + 6 х 21 =

= 2*1 м. L мф- L мр= 201,00 - 202,64 =- 1,64 м.

 

 

При ℓ эк= 24 м

 

 

* мр- S ℓ суд 202,64 - (42+3*)

N нс= = = 5,3» *.

ℓ эк 2*

 

Фактическая длина моста L мф= S ℓ суд+ N нсℓ эк= 75 + 6 х *4 =

= 219 м. L мф- L мр= 219,00 - 202,64 = 1*,36 м.

Предпочтение отдаем ℓ эк= 21 м, так как при этом получаем

наименьшее количество промежуточных опор по сравнению с вариантом ℓ эк= 18 м и меньшее отклонение фактической длины от

расчётной по сравнению с вариантом ℓ эк= 24 м.

5. Окончательная пролётная схема моста по варианту *

(разрезная балочная система)

 

 

3 х 2* + *2 + 33 + 3 х 21.

 

По варианту * схема моста может быть представлена

трёхпролётной неразрезной балочной системой в судоходной части отверстия моста и разрезными экономичными пролётами - в несудоходной. При этом величины пролётов в неразрезной системе принимаются (из условия равнопрочности) примерно в соотношении 0,75: 1,0. Например, из типовых блоков составных по длине балок можно смонтировать трёхпролётную неразрезную систему *3 + 42 +33, что обеспечивает соотношение величин пролетов *,7*5: 1,0:

0,*85.

С экономической точки зрения неразрезные балочные

системы более выгодны, так как высота балок принимается в диапазоне от 1/20 до 1/40 от величины центрального пролёта, что значительно меньше высоты балок разрезных пролётных строений той же длины, составляющей не менее 1/20 величины пролёта. Так,

например, высота балок в трёхпролётной неразрезной системе

31

 

 

33 + *2 + 33 может составлять */30 величины центрального

пролёта, т. е. 1,4 м. Тогда как в разрезной системе высота балки

того же пролёта равна 1,73 м.

 

 

Пример 2

 

Требуется скомпоновать вариант схемы железобетонного

моста через судоходную реку с трёхпролётной неразрезной балоч-

ной системой в судоходной части отверстия моста при тех же исходных данных, что и в примере 1. Высота неразрезного пролёт-

ного строения h б= 1,4 м.

 

 

Решение

 

1. Отметка проезжей части на мосту

 

 

* пч= РСУ + h VII+ h б+ h до= 6,00 + 5,00 + 1,4 + *,1* = *2,5* м,

 

2. Расчётная длина моста

 

 

L мр= Lо+ 2m (H пч- РУВВ) = 18*,00 + 2 х 1,5 (12,55 - 7,*0) =

= 20*,65 м.

3. Число несудоходных пролётов для различных величин

экономичных пролётов.

 

 

При ℓ эк= 18 м

 

 

L мр- S l суд = 201,*5 - (33 + 42 + 33)

N нс= = 5,*» 5.

ℓ эк 18

 

Фактическая длина моста L мф= S ℓ суд+ N нсℓ эк= (33 + 42 + 33)

+ 5 х 18 = 198 м. Разность L мф- L мр= 198,00 - *01,*5 =- 3,*5 м.

 

 

При ℓ эк= 21 м

 

 

L мр- S l суд = 201,65 - (33 + 42 + 33)

N нс= = 4,5» 5.

ℓ эк 21

32

 

 

Фактическая длина моста * мф= S ℓ суд+ N нсℓ эк = 108 + 5 х *1

= 21* м. L мф- L мр= 213,00 - 201,65 = 11,35 м.

 

 

При ℓ эк= 24 м

 

 

L мр- S l суд = 20*,65 - (33 + 42 + 33)

N нс= = *,9» 4.

ℓ эк 2*

 

Фактическая длина моста L мф= S ℓ суд+ N нсℓ эк = 108 + 4 х 24

= *04 м. L мф- L мр= 204,00 - 201,65 = 2,35 м.

 

 

Принимаем ℓ эк= 24 м, так как при этом разница L мф -L мр •

наименьшая по абсолютной величине.

 

 

4. Пролётная схема по варианту 2 (с неразрезной балочной

системой в судоходной части отверстия моста):

 

 

2 х 2* + 33 + 42 + 33 + 2 х 2*.

 

 

следует заметить, что соблюдение указанных принципов и

рекомендаций по компоновке вариантов схем мостов позволяет обеспечить минимум материалоемкости и стоимости строительства

по каждому из вариантов. При этом очевидно, что вариант 2 по сравнению с вариантом 1 оказывается более выгодным по указанным параметрам, но менее выгодным по трудозатратам, так

как технология его монтажа сложнее.

Что касается мостовых опор, то они в обоих вариантах, как

правило, не имеют принципиальных различий, так как инженерно- геологические условия идентичные. В частности, устои, т. е. береговые опоры моста, в обоих вариантах одинаковые. Тем не

менее промежуточные опоры в каждом из вариантов имеют существенные различия. Так, например, в варианте 1 должны быть предусмотрены более мощные опоры под большие, т. е. судоходные пролеты. А в варианте 2 средний пролёт (42 м) в

трёхпролётной неразрезной системе имеет центральное опирание,

33

 

 

что позволяет существенно облегчить опоры, на которые он

опирается, и дополнительно снизить материалоемкость и стоимость

варианта 2.

Все опоры моста, как правило, имеют свайные фундаменты.

Устои моста - козлового типа (см. рис. 4.8). Промежуточные опоры моста обычно состоят из ригеля с подферменниками, облегченной

части тела опоры, массивной части и свайного ростверка,

состоящего в свою очередь из свай и плиты, которая их объединяет.

В мостостроении применяются, в основном, два типа свай:

забивные (призматические или цилиндрические) и буровые (буронабивные, бурообсадные, сваи-оболочки, буровые столбы), отличающиеся как по своей конструкции, так и по способу погружения в грунт. В любом случае острия (ножи) свай должны

располагаться в грунте на глубине не менее, чем на 4 м ниже расчётной отметки предельного размыва под мостом. Число свай в ростверке и глубина их погружения определяются расчётом.

Однако, при составлении

вариантов схем моста их число (по фасаду и на поперечниках) определяется экспертно, исходя из инженерно-геологических

условий, несущей способности грунтов в основании мостовых опор.

Расстояние между осями свай соседних рядов в ростверке

(вдоль и поперек моста) должно быть равно не менее трех

диаметров свай.

34

 

 

ПОСТРОЕНИЕ ОБЩЕГО ВИДА,

Промежуточные опоры

 

Определим размеры подферменной площадки опоры с

ригелем прямоугольного (в плане) очертания.

Ширина ригеля по фасаду моста (см. рис. 2.4) равна

 

А = m + Sn + S(b/2) + 2(c + t + k),

42

где * - зазор между торцами балок соседних пролётов;

n - расстояние от торца балки до оси опорной части;

b - размер квадратной плиты опорной части;

с - расстояние от грани плиты опорной части до края

подферменника;

t - расстояние от края подферменника до грани опоры (для

пролетов 33 и 4* м t = 0,2* м, для пролётов 21 и 24 м t = 0,15 м);

k - свес подферменной площадки над телом опоры.

 

 

А = m + Sn + Sb/2 + 2(c + t + k) =

 

= 0,0* + 0,60 + 0,20 + *(0,15 + 0,25 + 0,10) = *,85 м для пролётов 33 и

42 м. А = 1,65 м для пролётов *1 и 24 м.

Длина прямоугольного ригеля поперёк моста (см. рис. 2.*)

 

В = Вкр+ b + 2с + 2 х 0,*,

 

где Вкр • расстояние между осями крайних балок.

0,5 м - минимальное расстояние от края подферменника до

края ригеля поперёк моста.

В = 10,5 + *,20 + 2 х 0,15 + 2 х 0,5 = 12,0 м.

 

Высота ригеля принимается равной 1,2 м (рис. 4.4).

 

 

200* 2000

 

 

 

Рис. 4.4. Ригель промежуточной опоры судоходного пролёта