Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

СИ 16.01.01 ПЗ

Разраб.

Варшавский

Провер.

Хамидуллина

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Пояснительная записка

Лит.

Листов

31

РГУПС каф. ИПиС гр.С-IV-148

Содержание

Введение 5 1 Анализ местных условий строительства 7

1.1 Характеристика водотока 7

1.2 Инженерно-геологические условия 8

1.3 Железнодорожный участок 8

1.4 Обоснование типа фундаментов опор 8

1.5 Выбор конструкций промежуточных опор и устоев 9

1.6 Выбор типа пролетного строения 10

2 Разработка варианта моста №1 10

2.1 Составление профиля мостового перехода 10

2.2Эскизное проектирование промежуточной опоры 12

2.3 Разбивка отверстия моста на пролеты 15

2.4 Эскизное проектирование устоя 16

2.5 Составление чертежа моста 17

2.6 Определение объемов работ и стоимости моста 18

3 Разработка варианта моста №2 19

3.1 Эскизное проектирование промежуточной опоры 20 3.2Разбивка отверстия моста на пролеты 21

3.3 Эскизное проектирование устоя 23

3.4 Определение объемов работ и стоимости моста 25

4 Разработка варианта моста №3 26

5 Выбор оптимального варианта моста 29

Заключение 30

Список использованных источников 31

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

СИ 16.01.01 ПЗ

Введение

В курсовой работе на тему «Мост балочный железобетонный» составили 3 технически возможных и экономически выгодных варианта. Сравнивая технико-экономические показатели вариантов, выбираем для дальнейшей разработки наилучшую для данных условий конструкцию моста.

В качестве первого варианта рассматривается балочный двухпролетный мост с типовыми пролетными строениями из предварительно напряженного

железобетона и фундаментами опор на естественном основании.

Второй вариант представлен балочным мостом с типовыми двухблочными пролетными строениями и свайными фундаментами опор.

В третьем варианте делается попытка устранить недостатки предыдущих вариантов, изменяя величину пролетов, тип конструкции пролетных строений и опор и т.д.

При составлении вариантов моста следует ориентироваться на современные типовые проекты, применяя в основном сборные конструкции пролетных строений и опор и отдавая преимущество свайным фундаментам вместо массивных фундаментов глубокого заложения.

После составления всех вариантов необходим тщательный сравнительный технико-экономический анализ по таким показателям:

- строительная стоимость моста;

- расход основных материалов (прежде всего бетона и железобетона);

- возможность индустриализации процессов строительства;

- общий срок строительства моста, определяемый, прежде всего,

количеством опор;

- трудоемкость изготовления, транспортирования и монтажа.

В курсовой работе можно выразить количественно только первые два показателя. Однако это не означает, что только они определяют окончательный выбор наилучшего варианта. При близких строительных стоимостях определяющими могут быть другие показатели.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

СИ 16.01.01 ПЗ

Анализ местных условий строительства

1. 1.1 Характеристика водотока

1. Номер профиля мостового перехода – 1

2. УМВ – 13,4

3. УВВ – 15,2

4. Ширина русла на уровне УМВ – 37,5

5. Ширина русла на уровне УВВ – 80

6. Глубина при УВВ – 4,6

7. Глубина при УМВ – 2,8

8. Уровень высокого ледохода – 15,2

9. Уровень низкого ледохода – 13,4

10. Толщина льда – 0,2

11. Отверстие моста – 50

12. Коэффициент размыва русла – 1,1

Вычисляем глубину реки после размыва по формуле:

(1.1)

где h – бытовая глубина при УВВ.

(1.2)

где УВВ – уровень высокой воды;

ОД – отметка дна.

3. 1.2 Инженерно – геологические условия

Верхний слой – песок пылеватый, мощностью от 8,0 до 2,6 м.

Нижний слой – глина неограниченной мощности.

Глубина промерзания грунта – 1,2м.

1.3 Железнодорожный участок

Мостовой переход находится с умеренным континентальным климатом. Река имеет спокойное течение и устойчивое русло. Первая подвижка льда происходит на уровне меженных вод. Наивысший уровень ледохода совпадает с уровнем высоких вод. Мост расположен на прямом и горизонтальном участке однопутной железной дороги 1 категории. Дорога пересекает реку под прямым углом. Класс временной подвижной нагрузки

К-10.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

СИ 16.01.01 ПЗ

Отметку подошвы рельса определяем по формуле:

(1.3)

где Н- возвышение подошвы рельса над УМВ

6. 1.4 Обоснование типов фундаментов опор

При наличии в верхнем слое грунтов мало сжимаемых (твердые и полутвердые глины и суглинки, крупные пески) и средней сжимаемости (тугопластичные глины и суглинки, пески средней плотности) принимаются фундаменты на естественном основании мелкого заложения. При этом подошва фундаментов промежуточных опор заглубляется не менее 2,5 м от наинизшего уровня дна водотока после размыва, фундаменты устоев заглубляются в крупные и средние пески не менее 1 м от поверхности, а в глинистые и мелкие песчаные грунты – не менее чем на 0,25 м ниже глубины промерзания.

При наличии в верхнем слое грунта мелких и пылеватых песков, насыщенных водой, а также супесей фундаменты опор заглубляются в нижней (несущий) слой грунта минимум 0,5 м. При заглублении более 5 м Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

СИ 16.01.01 ПЗ

фундаменты считаются глубокого заложения и возводить его целесообразно из опускных колодцев.

В грунтах позволяющих забивку свай на расчетную глубину без устройства лидерных скважин, рассматривается конструкция фундаментов с высоким свайным ростверком из монолитного железобетона. При этом низ свайных элементов промежуточных опор заглубляется ниже линии расчетного размыва не менее 4 м.

1.5 Выбор конструкции промежуточных опор и устоев

При наличии ледохода принимаются массивные промежуточные опоры сборно-монолитной конструкции обтекаемой формы (для уменьшения местного размыва).

Конструкция устоев зависит от высоты насыпи на подходах к мосту и длины береговых пролетных строений.

Высота насыпи определяется по формуле:

(1.4)

где БН – отметка бровки насыпи, назначаемая на 0,9 м ниже отметки

подошвы рельса;

ОД – отметка дна у концов моста.

(1.5)

где ПР – проектная отметка подошвы рельса.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

СИ 16.01.01 ПЗ

При высотах насыпей до 6 м устои на естественном основании принимаются не обсыпными массивными из монолитного бетона, а если больше 6 м принимаются более экономичные по расходу бетона обсыпные.

7. 1.6 Выбор типа пролетного строения

Выбирая тип пролетного строения и назначая его длину, контролируется соблюдение требований о возвышении низа пролетного строения над УВВ.

При заданной отметки ПР максимально допустимая строительная высота пролетного строения будет:

(1.6)

где 1,5 – возвышение низа конструкции над УВВ при наличии карчехода.

Ориентируясь на величину , принимаются типовые ребристые пролетные строения из железобетона, из предварительно напряженного железобетона, со следующими данными:

полная длина l_п=27,6 м,

расчетная длина l_р=26,9м,

строительная высота h_стр=2,75м,

объем железобетона V_ж.б.=83,01м³.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

СИ 16.01.01 ПЗ

Разработка варианта моста №1

2.1 Составление профиля мостового перехода

Заданный для курсового проектирования профиль мостового перехода вычерчивается в масштабе 1:200 на листе миллиметровой бумаги. На профиле показываются геологическое строение, уровни воды, линию дна реки после размыва, линию подошвы рельса (ПР), линию промерзания грунта. Середина моста устанавливается с таким расчетом, чтобы заданное отверстие моста обеспечило наиболее благоприятный пропуск как меженных, так и высоких вод. Для учета стеснения русла реки опорами вводится коэффициент 1.2.

2.2 Эскизное проектирование промежуточной опоры

Выбрав в первом приближении типовое ребристое пролетное строение полной длиной , имеющее строительную высоту (не превышающую

максимально допускаемую), определяется отметка верха опорной площадки (ОП):

(2.1)

где - высота опорных частей пролетного строения

При заданной толщине льда определяется отметка обреза фундамента (ОФ):

(2.2)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

СИ 16.01.01 ПЗ

Рисунок 2.1- Эскиз промежуточной опоры с фундаментом на опускном колодце

Ориентировочные размеры поперечного сечения тела опоры принимаются из таблицы 2.1

Таблица 2.1 – Рекомендации к назначению размеров тела опоры

Полная длина пролетного строения , м.

11.5-13.5

16.5-18.7

23.6-27.6

Ширина тела опоры b, см.

180-200

200-220

240-260

Длина тела опоры с, см.

b +300

b +400

b +400

Минимальные значения толщины опорной площадки и оголовка (подферменной плиты) принимаются:

(2.3)

где - ширина подферменника по фасаду опоры, принимается на 20 см

шире толщины опоры.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

12

СИ 16.01.01 ПЗ

Высота тела опоры определяется по формуле:

(2.4)

Рисунок 2.1- Оголовок промежуточной опоры

В опорах сборно–монолитной конструкции размер должен быть кратным высоте контурного блока заводского изготовления (70 см).

Приняв ближайшее кратное 70 см значение , вносятся поправки в ранее назначенную высоту обреза фундамента.

Приняв тогда:

Отметка подошвы фундамента определяется по формуле:

(2.5)

где ОГ – отметка глины, м

Найдя отметку подошвы фундамента (ПФ), определяется высота фундамента:

(2.6)

Объём подферменной плиты (V_пп) находи по формуле:

(2.7)

Объём тела промежуточной опоры (V_т) определяется по формуле:

(2.8)

Размеры подошвы В и С опускного колодца назначаются, задаваясь величиной уступов и от 0,5 до1,8 м:

(2.9)

где b и с – размеры тела опоры.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13

СИ 16.01.01 ПЗ

Объем фундамента определяется по формуле:

(2.10)

где В и С – размеры фундамента;

h_ф – высота фундамента.

2.3 Разбивка отверстия моста на пролеты

Объем оптимального пролетного строения из условия равенства стоимостей промежуточной опоры (С_о) и пролетного строения (С_п.с.) определяется по формуле:

(2.11)

где - укрупненная единичная расценка, принимаемая 240 руб/м³ для балок

из обычного и 300 руб/м³ из предварительно напряженного

железобетона;

С_о – стоимость промежуточной опоры, складывающаяся из стоимости

отсыпки островка (С_ост), фундамента (С_ф), сборно-монолитного тела

опоры (С_т).

Выражая стоимость перечисленных работ через объемы (V) и расценки () получаем

(2.12)

где - единичные расценки, принимаемые соответственно 3; 45 и

120руб/м³

Размеры островка для изготовления опускного колодца

(2.13)

(2.14)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14

СИ 16.01.01 ПЗ

Объем островка определяется по формуле:

(2.15)

где h – глубина воды при УМВ;

0,7 – возвышение островка над УМВ

По полученной величине V_п.с принимаем пролетное строение ранее выбранной длины l_п=27,6м.

Определение числа пролетов моста:

(2.16)

где - коэффициент стеснения русла опорами (1,2)

2.4 Эскизное проектирование устоя

Размеры устоя по фасаду определяются геометрически в зависимости от высоты насыпи. Подошва фундамента заглублена в несущий слой на 0,5 м.

Определение длины фундамента:

(2.17)

Определение длины устоя:

(2.18)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

15

СИ 16.01.01 ПЗ

Определение объема тела устоя:

(2.19)

Определение объема фундамента:

(2.20)

где - высота фундамента, м

Определение высоты фундамента:

(2.21)

Определение полной длины моста:

(2.22)

где l_уст – длина устоя, м;

l_п – длина пролетного строения, м.

Рисунок 2.3 – Эскизное проектирование устоя, вид со стороны пролета

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

СИ 16.01.01 ПЗ

2.5 Определение объемов работ и стоимости моста

Подсчет объемов работ и стоимости моста ведется в табличной форме

Таблица 2.1 –Подсчет объемов работ и стоимости моста по варианту №1

Наименование работ и подсчет объемов

Единица

измерения

Объем работ

Стоимость, руб.

единичная

общая

1

2

3

4

5

Устройство островка на реке под опускной колодец

Изготовление, опускание и заполнение бетоном опускных колодцев промежуточных опор и устоев

Бетонная кладка тела устоя

Сборно-монолитная кладка тела промежуточной опоры

Устройство железобетонного подферменника

Изготовление и установка на опоры балочных пролетных строений из предварительно напряженного железобетона

Устройство мостового полотна на балласте

Стоимость моста

Объем бетонной и железобетонной кладки

В том числе объем только сборной кладки

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м

руб.

м³

м³

256

865

300

65

15,33

166,02

70

-

1411,32

198,52

5

45

80

120

160

300

90

-

-

-

1280

38925

24000

7800

2448

49806

6300

130559

-

-

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

17

СИ 16.01.01 ПЗ

Коэффициент сборности:

(2.23)

где V_сбр – объем сборной кладки, м³;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18

СИ 16.01.01 ПЗ

V_общ – общий объем кладки, м³.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19

СИ 16.01.01 ПЗ

Разработка варианта моста №2

3.1 Эскизное проектирование промежуточной опоры

Сохранив размеры тела промежуточной опоры по варианту №1, принимается свайный фундамент с высоким ростверком. Сваи принимаются сечением 35 35 см и длиной 11 м, при условии заглубления их концов в плотные слои грунта на 5- 6 м (но не менее 4 м ниже линии расчетного размыва).

Толщина ростверка принимается равным

Требуемое число свай в фундаменте промежуточной опоры определяется по формуле:

(3.1)

где - коэффициент учета влияния горизонтальных нагрузок (1,3);

- коэффициент надежности (1,55);

- несущая способность одной сваи ;

- суммарная расчетная вертикальная нагрузка, действующая в уровень

подошвы ростверка.

Нормативная нагрузка на свайный фундамент складывается из веса частей промежуточной опоры , веса опирающихся на опору двух пролетных строений с тротуарами и перилами , веса мостового полотна на балласте и веса подвижного состава, расположенного на двух полетах .

Определение веса промежуточной опоры:

(3.2)

где - нормативный удельный вес железобетона ростверка и

подферменника ();

- нормативный удельный вес бетона тела ();

V_п.п – объем подферменника, м³;

V_Т – объем тела опоры, м³;

V_ф – объем фундамента, м³.

ОпределИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

20

СИ 16.01.01 ПЗ

ение веса опирающихся на опору двух пролетных строений с тротуарами и перилами:

(3.3)

где - объем типового пролетного строения полной длины;

- полная длина пролетного строения;

- вес погонного метра перил и тротуаров.

Определение веса мостового полотна на балласте:

(3.4)

где - усредненный удельный вес балласта с частями пути (19,4 кН/м³);

- площадь сечения балластной призмы на мосту (1,8 м²).

Определение веса подвижного состава, расположенного на двух пролетах:

(3.5)

где - заданный класс подвижной нагрузки;

- интенсивность эквивалентной временной нагрузки, при К=14 длине

загружения линии влияния и положении вершины линии

влияния

- площадь линии влияния опорной реакции (0,5l_п).

Определение расчетного значения вертикальной нагрузки:

(3.6)

где - коэффициент надежности по нагрузке от веса конструкций (1,1);

- коэффициент надежности отвеса балласта;

- коэффициент надежности по временной нагрузке.

ОпреИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

21

СИ 16.01.01 ПЗ

деление коэффициента надежности по временной нагрузке :

Полученное число свай размешают в плане по ростверку, соблюдая конструктивные требования норм. При этом вдоль моста (по фасаду опоры) сваи размещают на минимальных расстояниях 3d.

При высоких свайных ростверках для повышения горизонтальной жесткости фундамента часть свай погружают в грунт с наклоном не более 3:1.

3.2 Разбивка отверстия моста на пролеты

Объем промежуточной опоры принимают по варианту №1.

Объем плиты ростверка равен:

(3.7)

Объем свай:

(3.8)

Определение объема шпунта из досок толщиной 50 мм и длиной 6.5 м:

(3.9)

Определение стоимости промежуточной опоры:

(3.10)

где 100, 180, 150, 120 – единичные расценки;

V_ш, V_св, V_ф, V_о – объемы шпунта, свай, фундамента и промежуточной

опоры.

Определение объема промежуточной опоры:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

22

СИ 16.01.01 ПЗ

(3.11)

Определение объема оптимального пролетного строения:

(3.12)

где - единичная расценка для пролетного строения.

По объему подбирается соответствующее пролетное строение

Число пролетов определяется по формуле:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

23

СИ 16.01.01 ПЗ

(3.13)

где L₀ – размер отверстия моста, м;

l_п – длина пролетного строения, м.

После выбранного пролетного строения корректируются размеры промежуточной опоры:

Рисунок 3.1 – Размещение свай в ростверке

3.3 Эскизное проектирование устоя

Принимается типовой обсыпной свайный устой на высоком ростверке со сваями сечением 4040 см и длиной от 12 до 16 м. Эскиз устоя приведен на рисунке 3.2

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

24

СИ 16.01.01 ПЗ

Рисунок 3.2 – Эскиз устоя моста

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

25

СИ 16.01.01 ПЗ

3.4 Определение объемов работ и стоимости моста

Убедившись, что разбивка моста на пролеты обеспечивает заданное отверстие, приступают к подсчету объемов работ и стоимости моста. Подсчет ведется в табличной форме.

Таблица 3.1 – Подсчет объемов работ и стоимости моста

Наименование работ и подсчет

объемов

Единица измерения

Объем работ

Стоимость, руб.

единичная

общая

1

2

3

4

5

Устройство и разработка деревянного шпунтового ограждения

Изготовление и забивка свай

-с земли

- с плавсредств

Устройство железобетонных ростверков промежуточных опор и устоев

Кладка устоев из сборных блоков

Сборно – монолитная кладка тела промежуточных опор

Устройство монолитных железобетонных подферменников

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

17,16

57,6

34,3

188,48

31,2

144,2

20,7

100

140

180

150

200

120

160

1716

8064

6174

28272

6240

17304

3312

Продолжение таблицы 3.1

1

2

3

4

5

Изготовление и установка на опоры балочных пролетных строений из предварительно напряженного железобетона

Устройство мостового полотна на балласте

м³

м

192,99

81,6

300

90

57897

7344

Стоимость моста - 136323руб.

Общий объем кладки - 669,46

В том числе сборной кладки - 388,19

Коэффициент сборности

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

26

СИ 16.01.01 ПЗ

4 РазИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

27

СИ 16.01.01 ПЗ

работка варианта моста №3

По сравнению с вариантом №2 увеличивается число пролетов(n), определяется необходимая длина пролетного строения

(4.1)

и принимаются типовые пролетные строения из обычного железобетона.

Принимаем типовое пролетное строение длиной 16,5 м

Расчет ведется потому же принципу, как и в варианте моста №2:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

28

СИ 16.01.01 ПЗ

Подсчет объемов работ и стоимости моста по варианту №3 также выполняется в табличной форме.

Таблица 4.1 – Подсчет объемов работ и стоимости моста

Наименование работ и подсчет

объемов

Единица измерения

Объем работ

Стоимость, руб.

единичная

общая

Устройство и разработка деревянного шпунтового ограждения

Изготовление и забивка свай

-с земли

- с плавсредств

Устройство железобетонных ростверков промежуточных опор и устоев

Кладка устоев из сборных блоков

Сборно – монолитная кладка тела промежуточных опор

Устройство монолитных железобетонных подферменников

Изготовление и установка на опоры балочных пролетных строений из ребристо ненапряженного железобетона

Устройство мостового полотна на балласте

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м

23,4

46,08

36,39

297

23,8

176,4

19,5

147,84

73,75

100

140

180

150

200

120

160

300

90

2340

6451

6550

44550

4760

21168

3120

44352

6638

Стоимость моста - 139921 руб.

Общий объем кладки - 747

В том числе сборной кладки – 342,31

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

29

СИ 16.01.01 ПЗ

Коэффициент сборности

ЗаключениеИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

30

СИ 16.01.01 ПЗ

Основные технико – экономические показатели вариантов моста №1, №2 и №3 выписываются в таблицу. Рекомендуемый к строительству оптимальный вариант моста должен иметь минимальную строительную стоимость, трудоемкость и продолжительность постройки при высоких эксплуатационных качествах. Кроме стоимости важными технико – экономическими показателями является расход бетона и железобетона и коэффициент сборности, получаемый делением объема только сборного (заводского изготовления) бетона и железобетона на общий объем бетона и железобетона.

Таблица – Основные технико – экономические показатели вариантов моста

Наименование показателей

Единица измерения

Количество по вариантам

№1

№2

№3

Строительная стоимость

Общий объем бетона и железобетона

В том числе объем сборного бетона и железобетона

Коэффициент сборности

руб.

м³

м³

130559

1411,32

198,52

0,14

136323

669,46

388,19

0,58

139921

747

342,31

0,46

По итогам выполненных расчетов по вариантам моста, получаем, что вариант моста №3 является наиболее выгодным для строительства, так как его стоимость меньше, чем стоимость остальных вариантов. Уменьшается объем сборного железобетона, но увеличивается общий объем бетона и железобетона, что приводит к сокращению трудоемкости и продолжительности постройки.

СИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

31

СИ 16.01.01 ПЗ

писок использованных источников

1 Мосты и тоннели на железных дорогах / Под редакцией В.О. Осипова.

М.: Транспорт, 1987. – 367 с.

2 СНиП 2.05.03 – 84. Мосты и трубы / Госстрой СССр. М. ЦИТП

Госстроя СССР, 1985. – 200 с.

3 Проектирование деревянных и железобетонных мостов / Под

редакцией А.А. Петропавловского. М.: Транспорт, 1987. – 352 с.

4 Справочные материалы к курсовой работе по дисциплине “Сооружение

и эксплуатация мостов, тоннелей и труб”. Ростов – на – Дону; РИИЖТ.

1992. – 10 с.

5 Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Сооружение и эксплуатация мостов, тоннелей и труб». Часть 1. Составление вариантов железобетонного моста./В.В.Гудима: РГУПС. Ростов-на-Дону , 1993. 18с.