Проектирование мостового перехода

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Мосты и транспортные тоннели»













КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: «Проектирование мостового перехода»

по дисциплине: «Устройство и содержание мостов, тоннелей и

водопропускных труб»





Выполнил: 

студент гр.264:

	Хайбраманова Я.Р.



Проверил: 

преподаватель:

Назаренко В.П.





САМАРА 2009


СОДЕРЖАНИЕ



Введение

1. Проектирование схемы мостового перехода

1.1 Определение числа пролетов мостового перехода

1.1.1 Определение отметки подошвы рельса ПР

1.1.2 Определение ширины промежуточной опоры и высоты опоры над УМВ

1.1.3 Определение требуемого количества пролетов моста

1.1.4 Определение глубины размыва для каждой точки перелома профиля

1.2 Определение геометрических размеров мостового перехода

1.2.1 Определение расстояний между шкафными стенками устоев

1.2.2 Определение положения середины реки

1.3 Проектирование промежуточной опоры

1.4 Определение числа свай в фундаменте опоры

1.5 Расчет железобетонного пролетного строения

1.6 Подбор устоев моста по типовому проекту.

2. Определение объемов работ и стоимости моста

2.1 Определение объемов работ по строительству моста

2.2 Определение стоимости моста

3. РасЧеты на ЭВМ

Литература


ВВЕДЕНИЕ



При проектировании моста рассматриваем следующие этапы: 

1. Технико-экономическое обоснование, в которой на основе анализа развития региона (технико-экономические изыскания района проектирования) показывают техническую возможность и экономическую целесообразность строительства мостового перехода определяется направление трассы, место перехода, габариты проезда, приближения строении и подмостовые габариты судоходства, нормативные нагрузки для проектируемого сооружения (исходные данные).

2. Технический проект, разрабатываемый на основании исходных данных, в которой важную роль играет вариантное проектирование. Для объективного обоснования принимаемой схемы и конструкций моста составляем варианты разных схем и конструкций с учетом уровня отечественного и зарубежного мостостроения. Чтобы сравнить разработанные варианты моста, необходимо определить их строительную стоимость. Для этого определяем объемы основных элементов, используя данные типовых проектов, проектов построенных мотов, аналогичных или близких рассматриваемым системам. Учитываем эксплуатационные расходы. Сравнение проводим по приведенной стоимости, оптимальный вариант принимаем для дальнейшей проработки; уточняем схему моста, разрабатываем конструкции элементов моста (опор, пролетных строений), проект организации строительства, составляют смету на строительство. Следующая стадия проектирования - составление рабочей документации, в том числе рабочих чертежей.

В данной работе мы должны познакомится с основными этапами проектирования моста и освоить необходимые для этого методы и приемы.


1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СХЕМЫ МОСТОВОГО ПЕРЕХОДА



1.1 Определение числа пролетов мостового перехода



1.1.1 Определяем отметку подошвы рельса ПР



ПР = УМВ + Н, м;



где УМВ - отметка уровня меженных вод, м;

Н - заданное возвышение подошвы рельса над УМВ, м.

ПР=13,4+9,2=22,6 (м)



1.1.2 Определяем ширину промежуточной опоры b по фасаду моста на УВВ

Определяем ширину промежуточной опоры b по фасаду моста на УВВ и высоту опоры H0 над УМВ:



b=(0,48-0,02H0) H0, м;



H0 =ПР-УМВ-hcо +1, м;

где hcо - строительная высота на опоре заданного пролетного строения, м.

В качестве расчетного принимаем двухблочное пролетное строение из обычного ж/б с пониженной строительной высотой с расчетным пролетом Lр=22,6 (м).

H0 =22,6-13,4-2,1+1=8,1 (м);

b=(0,48-0,02·8,1)8,1=2,58 (м)


1.1.3 Требуемое количество пролетов моста 

Требуемое количество пролетов моста определяют по формуле







где L0 - заданное отверстие моста, м; 

ПР - отметка подошвы рельса, м; 

УВВ - отметка уровня высоких вод, м; 

Кр - коэффициент размыва русла, м; 

hn - средняя глубина воды на поймах при УВВ, м;







Ln - полная длина заданного пролетного строения, н.





На миллиметровой бумаге вычерчиваем в масштабе 1:200 заданный профиль мостового перехода с обозначением всех отметок, расстояния, ширины русла пойм, уровнен воды в геологической структуры. На профиле отмечают также линии подошвы рельса, линию дна реки после размыва в пределах пойм и линию расчетной глубины промерзания.

В связи с последующей коррекцией отметки середины моста (на величину «α»),следует предусмотреть увеличение длины профиля перехода от точки 0 в 11 на 20 м соответственно.


1.1.4 Определяем глубину размыва для каждой точки перелома профиля



hi=Kp·hb,м;



где Kp - коэффициент размыва русла;

hb - глубина воды при УВВ.

h1=1,1·(15,2-14,6)=0,66 (м);

h2=1,1·(15,2-14)=1,32 (м);

h3=1,1·(15,2-13,4)=1,98 (м);

h4=1,1·(15,2-12)=3,52 (м);

h5=1,1·(15,2-10,6)=5,06 (м);

h6=1,1·(15,2-12,2)=3,3 (м);

h7=1,1·(15,2-13,4)=1,98 (м);

h8=1,1·(15,2-13,8)=1,54(м);

h9=1,1·(15,2-14,4)=0,88 (м);

	

1.2 Определение геометрических размеров мостового перехода



1.2.1 Определяем расстояние между шкафными стенками устоев



L = 0,05 + NТ(Ln + 0,05), м;



L = 0,05 + 5,92(16,5+ 0,05)=98,03 (м).

где 0,05м - зазор между торцами пролетных строений.



1.2.2 Положение середины реки 

Положение середины реки определяем как середину УМВ.

Положение середины моста на профиле перехода определяем из условия пропорциональности частей отверстия моста, расположенных в пределах левой и правой пойм, соответствующим ширинам пойм. Из этого условия расстояние от середины реки по УНВ до середины моста равно:







где Lo - заданное отверстие моста;

b(NT - 1) - сумма ширин всех промежуточных опор; 

Вм - ширина реки по УМВ;

Вл и Вп - ширина соответственно левой и правой пойм.

Вм = 34 (м);

Вл = 26,6(м);

Вп = 38,6(м).



На профиле перехода положительную величину “” откладываем вправо по УМВ от середины реки, отрицательную – влево. От середины моста откладываем в обе стороны по , разбиваем расстояние между шкафными стенками устоев на пролеты, равные м., и проводим оси опор.



1.3 Проектирование промежуточной опоры



К проектированию принимаем опору с прямоугольным (в плане и профиле) частями. Заострение верховой и низовой сторон ледорезной грани в плане принимаем в пределах 90 – 120 градусов.

Проектирование промежуточной опоры начинаем с размещения осей вертикальных проекций опоры и осей пролетных строений. На проекциях указываем уровни: ПР, УВВ, УМВ, поверхности грунта после размыва и уровни геологической структуры.

Определение геометрических характеристик подферменной плиты.

Наименьший размер подферменной плиты вдоль моста определяется по формуле:



Спф=Ln-Lp+α+Аоч+2(С1+С2) (1.8)



а размер подферменной плиты поперек моста:



, (1.9)



где - полная длина пролетного строения, м;

- расчетный пролет, м;

α- зазор между торцами пролетных строений, равный 0,05 м;

- размер нижней подушки опорной части вдоль моста;

- расстояние от нижней подушки опорной части до грани подферменной площадки, равное 0,15 – 0,20 м;

- расстояние от подферменной площадки до грани подферменной плиты, равное 0,15 м (при пролетах до 30 м ).

- расстояние между осями балок;

- размер нижней подушки опорной части поперек моста;

- расстояние от подферменной площадки до грани подферменной плиты, равное 0,3 м при длине пролетного строения до 16,5 м и 0,5 м при большей длине.

Толщину подферменной плиты принимают 0,8 – 1,2 м (берем 1м).

 м.

 м.

Определение геометрических характеристик части опоры выше УВВ.

Часть опоры выше УВВ принимают в виде прямоугольного в плане сплошного бетонного столба, наименьший размер которого в плане на 0,2 м меньше размера «Спф» подферменной плиты. Нижней гранью этой части опоры является отметка «УВВ+0,5 (м)». Размер части опоры поперек моста равен:  м.

Определение геометрических характеристик ледорезной части опоры

Ледорезную часть опоры принимают с заострениями в плане верховой и низовой сторон. Угол заострения ледорезной грани в плане принимаем 110 градусов. Верхней гранью ледорезной части является отметка  м, а нижней гранью ледорезной части - отметка:

 м.

где - толщина льда;

= 0,25 м.

На местности, не покрытой меженной водой нижняя грань ледорезной части опоры располагается на 0,25 м ниже поверхности грунта после размыва. Эту часть тела опоры принимаем бетонной, массивной. Ширину ледорезной части в плане принимают больше или равной .

где - расстояние от верха опоры до нижней грани ледорезной части опоры, м.

hоп=ПР-(УМВ-Тл-М)-hос=8,15 (м).

Определение геометрических характеристик ростверка.

Для промежуточных опор в заданных грунтовых условиях принимаем фундаменты с высоким ростверком на висячих забивных железобетонных сваях.

Принимаем прямоугольный в плане ростверк толщиной B=2м с размерами не менее чем на 0,5 м превышающими размеры ледорезной части опоры.

Во всех случаях необходимо, чтобы горизонтальный размер любого сечения бетонной опоры был не менее ;

где h - расстояние от верха опоры до рассматриваемого сечения, м.

Схему промежуточной опоры наибольшей высоты вычерчиванием, в масштабе 1:100(1:50) на миллиметровой бумаге. На схеме изображаем две вертикальные опоры (вдоль и поперек моста) и горизонтальное сечение по телу опоры на уровне УМВ



1.4 Определение числа свай в фундаменте опоры



К расчету принимаем опору наибольшей высоты на висячих, забивных, железобетонных сваях круглого сечения (d= 0,2 м) заданных размеров и толщиной стенки 8 - 10 см. (с расчетной несущей способностью 120 тс – 1200 кН).

Погружение свай в нижний слой грунта предусматривается на глубину не менее 5 - 6 м. Головы свай заделываем в ростверк.

Вертикальные нагрузки на свайный ростверк складываются из:

- собственного веса частей опоры;

- давления отвеса пролетных строений;

- давления от веса мостового полотна;

- веса временной вертикальной нагрузки от подвижного состава.

Для определения веса самой опоры, её разделяют на части простой геометрической формы. 

- подферменную плиту;

- тело опоры выше УВВ;

- ледорезную часть опоры;

- ростверк.

Определяют нормативную нагрузку от веса частей опоры.

Нормативную нагрузку от веса частей опоры определяют по формуле:



, (1.10)


где - вес опоры;

- вес подферменной плиты;

- вес части опоры выше УВВ;

- вес ледорезной части;

- вес ростверка.

Вес любой части опоры определяется как:



, (1.11)



где - объем соответствующей части опоры;

- нормативный удельный вес бетона.

	 тс;

	 тс;

	 тс;

	 тс;

	 тс.

	

1.5 Расчет железобетонного пролетного строения



Расчет железобетонного пролетного строения начинается с составления расчетной схемы простой балки пролетом, равным расстоянию между осями опорных частей.

Расчет железобетонного пролетного строения производится на ЭВМ, (см. распечатку)

К расчету принимаем:

- площадь сечения балластной призмы – 2 куб.м.;

- удельный вес железобетона – 24,5 кН/куб.м.;

- вес одного погонного метра двух тротуаров с консолями и перилами – 4,9 кН/м.;

- удельный вес балласта с частями пути – 19,4 кН/куб.м.;

- отношение длины балки к длине пролета – 0,1;

- класс бетона по прочности на сжатие – 30;

- класс арматурной стали – 3;

- диаметр арматурного стержня – 20 мм.

Размещение арматурных стержней в нижнем поясе балки производим следующим образом:

- арматурные стержни располагаются в нижней трети ребра расчетной балки; 

- арматурные стержни следует размещать симметрично относительно вертикальной оси балки;

- расстояние в свету между вертикальными рядами арматуры должно быть не 

 менее двух диаметров стержней и не менее 5 мм.;

- толщина защитного слоя бетона должна быть от 3 до 5 см.;

- в вертикальных рядах арматуру размещают пучками по 3 – 4 стержня без просветов;

- между пучками устраивают просветы, равные диаметру одного стержня;

- высота вертикальных рядов арматурных стержней в нижнем поясе должна быть не более 1/3 высоты балки.



1.6 Подбор устоев моста по типовому проекту



Принимаем свайный устой под железобетонное полетное строение, с ездой поверху. Типовой проект №828/1, ЛГТМ – 1971г.


2. Определение объемов работ и стоимости моста



2.1 Определение объемов работ по стоимости моста



Объем бетона и железобетона для пролетных строений и устоев принимаются по заданию и приложению.

Объемы промежуточных опор и фундаментов определяем по запроектированным размерам.

При определении объема работ по устройству шпунтового ограждения считаем, что размеры ограждения в плане превышают размеры ростверка не менее чем на 1 м.

Предполагаем, что мост строится при отметке воды на уровне УМВ.



2.2 Определение стоимости моста



Для определения стоимости, части моста объединяются по группам однородных конструкций:

- устои;

- промежуточные опоры;

- пролетные строения.

Суммирование стоимости производим по группам конструкций и по мосту в целом.

Ориентировочная стоимость работ по сооружению моста 



Таблица 1

Наименования работ

Единица измерения

Стоимость единицы измерения, руб.

Объем работ

Стоимость

Фундаменты С1=9931,8

Устройство шпунтового ограждения:

- стального.

кв. м. площади шпунтовой стенки

20 Определяем ширину промежуточной опоры b по фасаду моста на УВВ

94,6

1892

Разработка грунта в котлованах:

- без водоотлива;

- с водоотливом.

куб. м. грунта

2

3

122,6

367,8

Изготовление и забивка железобетонных свай:

- с земли;

- с воды.

куб. м. железобетонных свай

140

180

11,30

11,30

1582

2034,72

Устройство железобетонного ростверка.

куб. м. железобетона

150

40,6

6090

Опоры выше обреза фундамента С2=2590,24

Монолитная бетонная кладка

куб. м. железобетона

80

32,378

2590,24

 Железобетонные пролетные строения С1= 25773

Изготовление и установка на опоры пролетных строений:

- напряженных.

куб. м. железобетона



300

65,3

19590

Устройство мостового полотна на балласте.

м. пути

90

68,7

6183

 Устои С2= 5107,2

Изготовление устоев

куб. м. железобетона

240

15,78

3787,2

Изготовление и забивка железобетонных свай с земли

куб. м. железобетона

140

9,9

1386

Общая стоимость моста С3= 43402,24



Общая стоимость моста в пересчете на 2009 год:

С3*60=2604134,4 руб.


3. расчеты на эвм






ЛИТЕРАТУРА



1. Строительные нормы и правила. СНиП 2.05.03-85. Мосты и трубы / Госстрой СССР. – М.: ЦИТЛ Госстроя СССР, 1985. – 200 с.

2. Справочник по ремонту мостов и труб на железных дорогах. – М.: Транспорт, 1973. – 544 с.

3. Н.М. Колоколов, Л.Н. Копац, И.С. Файштейн Искусственные сооружения – М.: Транспорт, 1988. – 440 с.

4. Мосты и тоннели / Под ред. С.А. Попова. – М.: Транспорт, 1977.

5. Содержание и реконструкция мостов / Под ред. В.О. Осипова. – М.: Транспорт, 1986. - 327 с. 

6. Б.Г. Иванов. Программное обеспечение расчетов искусственных сооружений.