Технико-экономическое сравнение вариантов.
ФАЖТ
ФГБОУ ВО «Петербургский государственный университет путей сообщения»
Кафедра «Мосты»
Специальность СМЖД
Пояснительная записка к курсовому проекту на
тему: «Проект 3 вариантов железнодорожных мостов»
Разработал студен: Сааков Н.
Группа МТ-401в
Дата сдачи на проверку .
Преподаватель: Дьяченко
Л.К.
« » декабря 2017г.
СодержаниЕ
Введение…………………………………………………………………..
Исходные данные…………………………………………………………
2. Выбор системы моста……………………………………………….....
3. Разбивка моста на пролеты………………………………..…………..
4. Определение полной длины и отверстия моста……………………..
5. Назначение основных размеров пролетных строений и опор………
6. Технико-экономическое сравнение вариантов………………………
Заключение и выводы…………………………………………………….
Список использованных источников………………………………........
Введение.
Обычно, мост сооружают из строений с пролетами и опорами. Эти сооружения нужны для принятия нагрузки и передачи ее на опоры; на которых может размещаться проезжая часть, переход для пешеходов, трубопровод. Опоры передают нагрузку от пролетного строения к основанию моста.
|
|
|
Пролётные сооружения включают в себя следующие несущие конструкции: балки, фермы, диафрагмы (поперечных балок) и собственно плиты что принадлежат проезжей части или железнодорожное полотно. Статическая схема тех же пролётных строений вполне может быть арочной, балочной, рамной, а также вантовой или комбинированной; от нее зависит и тип моста по конструкции.
Чаще всего форма пролетного строения прямолинейна, однако в случае необходимости (например, при сооружении сложных эстакад, а также дорожных развязок) могут иметь и более сложную форму: спиралеобразную, криволинейную, кольцевую, и т. д.
Пролётные строения размещают на опорах, в свою очередь каждая из которых состоит из фундамента и опорной части. Опоры по форме также бывают различными. Промежуточные опоры называются «быками», береговые — «устоями». «Устои» предназначены для соединения моста с подходной насыпью.
Для сооружения мостов применяются такие материалы как металл (сталь или близкие по прочности алюминиевые сплавы), железобетон, бетон, природный камень, дерево и конструкции, верёвки.
Текстовая схема (шифр) моста это своего рода формула, в которой можно увидеть последовательно представленные размеры расчётных пролётов — это расстояния между центрами опорных частей пролётных строений. Тогда, когда несколько идущих вслед опорных частей имеют идентичный размер, необходимо указать их количество умноженное на размер каждого. Например (вымышленный «мост»), схема моста 5+3x10+4 м значит, что у первого пролётного строения моста расчётный пролёт — 5 метров, три следующих — по 10 метров каждый, а пятый — 4 метра.
|
|
|
Марки бетона для сооружения опор моста:
В20 - используют в бетонных конструкциях, а также в железобетонных конструкциях (с непапрягаемой арматурой) и в подземных частях конструкций, и также во внутренних пространствах сборно-монолитных опор [2];
В22,5 - в железобетонных сооружениях (с непапрягаемой арматурой) в надземных частях конструкций [2];
В45 и В35 – применяют в блоках для облицовки опор на реках с ледоходом при размещении мостов в районах со средней температурой наружного воздуха на их более холодной пятидневки соответственно: ниже -40°С и от -40°С и более, (более детальные указания - см. [2].
Исходные данные.
Таблица 2.1.
Задание на курсовой проект [1].
Таблица 2.2.
Отметки поверхности земли до оси мостового перехода.
|
|
|
Грунты: пески пылеватые.
2. Выбор системы моста.
Из мостов под железную дорогу самое широкое распространение приобрели мосты с балочными разрезными пролетными строениями. Их главное преимущество – простота в конструкции, ясность работы, низкая чувствительность к различной осадке опор, возможность широкой типизации, удобство заводского изготовления и перевозки целиком или в виде дубль-блока. Преимущественно эту систему моста мы выберем как вариант наиболее экономически выгодный.
В нашем случае наиболее востребованным будет свайный ростверк с наклонными сваями, сориентированный по направлению равнодействующей от постоянной и временной вертикальной нагрузок. Подошва плиты ростверка при этом устраивается наклонной и только у передней грани плиты проектируется горизонтальной, именно в этом месте два или три ряда свай погружаются вертикально или наклонно в сторону пролета, беря во внимание силы, что действуют со стороны берега.
Пяты арок нужно поднять над уровнем ледохода или паводковых вод не менее чем на 0,25 м [1].
Рисунок 2.1. Схема мостов с разрезными балочными пролетными строениями.
Разбивка моста на пролеты.
|
|
|
Разделение моста на пролеты в первую очередь зависит от выбора системы и конструкции моста, а также зависит от исходных данных на проект.
В задании имеем размеры подмостового габарита, пролеты моста должны располагаться в пределах главного русла реки (меженного горизонта воды), на остальной части моста назначаем пролеты меньшей длины (произвольной). Но также следует учитывать возможное перемещение русла и назначить размеры пролета в этой зоне не менее требуемых по судоходным условиям. Размещение опоры в пределах основной части русла может привести к ослаблению конструкции моста, намыву острова около опоры или подмыву ямы под опорой, но такое случается реже. Так как глубины у нас небольшие и русло неширокое мы можем назначить центральный пролет шириной 27,6 метров, а остальные узкие, это делается возможным именно благодаря небольшим глубинам и следственно недорогому монтированию фундамента. Широкий центральный пролет даст возможность установить центральные опоры в меженный сезон почти посуху, а это значительно упростит монтаж моста. Хотя этого и нет в расчетах, но стоимость установки таких опор будет ниже чем установки опор в воде [1].
Рисунок 3.1. Рекомендации по выбору длины пролета мостов.
Монтируем 2 центральные опоры на наименьших глубинах русла на отметках х=110…134м, на отметках 123,5м, что составит в меженный период глубину 0,3м, а в паводок 1,6м. Для этого разобьем русло на уровни по 100мм на стадии компоновки и симметрично разместим главный пролет моста в наиболее выгодной позиции.
Конструкция пролетного строения и сечения элементов зависит от пролета и нагрузки, существуют стандартные секции по проекту Ленгипротрансмоста из металлоконструкций, состоящие из двух ведущих балок, которые соединены системой жестких связей. Изготавливаются они на заводе и целиком перевозятся и устанавливаются на опоры. В наличии пролеты: 18,2; 23,0; 27,0; 33,6 м.
Также изготавливаются железобетонные пролеты длинами 23,6 и 27,6 метров.
Исходя из этих размеров разбиваем всю длину моста (105,2 м) на пролеты: 23,6х2+27,6+23,6х2; что в сумме составит 122 м.
Это будет первый вариант проекта моста.
Первый и последний пролеты по сути лежат на земле и могут быть любыми, средний должен обеспечивать просвет 24 м. Остальные берем минимальными.
Далее приведем еще 2 варианта конструкции моста и сравним их цены.
Рисунок 3.2. Эскиз проектного моста.
4. Определение полной длины и отверстия моста.
Полная длина L п моста между наружными габаритами устоев определяется исходя из заданного отверстия с ведением учетом количества его пролетов и конструктивных параметров опор:
Где: 
- длина отверстия моста по заданию на курсовой проект; 
- сумма толщин промежуточных опор, что попадают в воду по расчетному горизонту, в качестве которого принимается горизонт, лежащий посредине между горизонтами высоких и меженных вод; 
- крутизна уклонов насыпей подходов, определяется при начальных этапах графической работы; 
- высота уклонов насыпей подходов над горизонтом принятым для расчетов – определяется аналогично; 
- величина заведения устоя в конус насыпи [1].
м.
Это есть теоретически необходимая длина моста, фактическая же находится по формуле:
Где: 
- сумма полных длин всех пролетных строений; 
- сумма длин деформационных швов на мосту; 
- длина устоя [1].
Далее вычисляем фактическое отверстие для моста [1]:
Отклонение фактического отверстия от заданного не должно превышать 5%. Имеем отклонение +3,9%, что допустимо.
5. Назначение основных размеров пролетных строений и опор.
Рисунок 5.1. Оголовки мостовых опор.
Принимаем 2 средних опоры закругленные, остальные – квадратные – как более простые в изготовлении, круглые же должны быть обтекаемыми для воды. Для большего пролета принимаем: с1=0,72 м, с2=0,81м, к1=0,25 м, к2=0,3 м. Для меньших пролетов принимаем для опор: с1=0,4 м, с2=0,5 м, к1=0,55 м, к2=0,3 м. Остальные размеры определяем при выполнении графической работы [1].
Радиус закругления берем 0,5м. Габариты опоры на сечении сверху 8600х3800 мм. Высота опор по вертикали 1600м.
Опоры монтируются на сваях. Примем трубчатые сваи длиной 10 метров, которые после погружения в грунт заполняются бетоном. Диаметр свай возьмем 1 м, их количество на 1 опору будет рассчитано ниже.
Рисунок 5.2. Свайные опоры (а - устой ж/д моста, б – автодорожного, опора ж/д моста, г - автодорожного)
Количество опор по обрезу фундамента [1]:
где: 
- сумма расчетных вертикальных сил, что действуют на подошву фундамента.
- коэффициент, который учитывает влияние горизонтальных сил и изгибающего момента, действующих по подошве ростверка;
- расчетная несущая способность каждой сваи;
- вертикальные давления соответственно: от временной нагрузки при загруженных двух соседних к опоре пролетов, от веса балласта, от веса пролетных сооружений и опоры с фундаментом, определяются по формулам:
где: 
- коэффициент надежности для временной нагрузки; 
- временная эквивалентная нагрузка, т/п.м; 
- длины пролетных строений, опирающихся на опору, м [1].
где: 
=1,3 – коэффициент надежности для балласта; 
=2,0т/м3 – удельный вес балласта с частями пути.
где: 
=1,1 – коэффициент надежности для собственного веса конструкций; 
=2,5т/м3 – удельный вес железобетона; 
- объем железобетона соответственно левого и правого пролетных строений [1]
где: 
=2,4т/м3 – удельный вес бетона; 
- объем бетона опоры [1].
Определение объемов работ по сооружению конструкции моста:
Пролетные строения:
объем железобетона для пролетного строения длиной в 16.5 м с ездой поверху будет 83,0 м3. Объем железобетона для пролетного строения длиной в 23,6 м с ездой поверху составляет 64,33 м3 [1].
Промежуточные опоры: 4 опоры принимаем в виде сборно-монолитных конструкций, объем блоков одной опоры составит 32 м3. Бетон омоноличивания и заполнения опоры – 49,1 м3 [1].
Объем ростверка высотой 1,6 м из монолитного железобетона примем размерами 8,6х3,6 м скругленным для лучшего обтекания.
Определяем количество свай диаметром 1 м, заполняемых после погружения бетонной смесью. Вертикальное давление на опору:
Давление на опору от собственного веса жб строений:
Вертикальное давление от веса опоры и ростверка:
Суммарное давление на сваи:
Необходимое количество свай:
Примем 12 свай диаметром 1 м и длиной 10 м. под каждую опору.
Полный объем свай при толщине стенки 8 см из расчета 12 шт на опору:
Объем бетона для заполнения полых свай:
Ограждение для котлована из деревянного брусчатого шпунта, при периметре ограждения 2∙(5,6+10,6)=32,4 м и площадью вертикальных стенок будет равна 6∙32,4=194,4 м2.
Устой:
Объем железобетона оголовка устоя составляет 68,9 м3 [1].
Объем полых свай диаметром 1 и длиной 15 м составляет:
Объем бетона для заполнения полых свай:
Технико-экономическое сравнение вариантов.
Таблица 6.1.
Объем работ и определение стоимостей конструктивных элементов [1].
Таблица 6.2.
Определение общей стоимости моста [1].
| Наименование конструктивного элемента моста | Количество | Стоимость, млн. руб | |
| Одного элемента | Общая | ||
          Пролетное строение из преднапряженного жб длиной 23.6 м.
| 4 | 1,96 | 7,84 |
| Пролетное строение из преднапряженного жб длиной 27,6 м. | 1 | 2,52 | 2,52 |
| Промежуточная опора | 4 | 2,82 | 11,28 |
| Устой | 2 | 2,81 | 5,62 |
| Полная стоимость моста: | 27,26 | ||
Проектом предусмотрено привести расчет трех различных вариантов конструкции моста с их последующим сравнением по цене, конструкции, внешнему виду, простоте монтажа и долговечности.
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 470; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!