Принципы и последовательность компоновки

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,