Железобетонный мост

П.З .doc

Варианты моста и их сравнение.
1 Вариант моста №1(балочно-разрезная система).
Мост запроектирован по схеме полной длинной =144 м под нагрузку А-11 и НК-80. Схема проезжей части не подразумевает наличие разделительной полосы габарит Г-10 м поперечный уклон ; глубина промерзания грунтов 15 м (т.к. район строительства Костромская область).
Пролетные строения № 0-1; 1-2; 2-3; 6-7; 7-8 выполнены из пустотных плит длиной 9 м со строительной высотой 045 м. Арматура плит предварительно напряженная.
Пролетные строения 3-4; 4-5; 5-6 выполнены из балок ребристой конструкции длиной 33 м со строительной высотой 15 м с натяжением арматуры на упоры.
Береговые опоры № 0; 9 представлены в виде монолитных устоев лежневого типа. В монолите со шкафной стекой выполнены открылки для сопряжения с насыпью.
Промежуточные опоры № 1; 2; 7 выполнены в виде облегченных свайных опор. Тело опор выполнено в виде одного ряда в шесть железобетонных свай квадратного сечения см.
Промежуточные опоры № 3; 4; 5; 6 выполнены облегченными из двух оболочек диаметром 15 м – нижние тело опоры и диаметром 12 м – верхнее тело опоры. Ригель опоры – сборный с предварительно напряженной пучковой арматурой. Ригель собирается из четырех блоков: двух крайних сплошного сечения и двух средних П-образного сечения.
Фундамент под опорами № 1; 2; 3; 4; 5 ; 6; 7; 8 использованы свайные опоры и опоры из оболочек тело которых само по себе передаёт нагрузку на основание (в качестве фундаментов).
Фундамент под опорами № 0; 9 представлен в виде щебеночной подушки толщиной 79 см.
Конструкция проезжей части.
Проезжая часть включает железобетонную плиту и покрытие. По плите проезжей части устраивается сточный треугольник из бетона В20 служащий для выравнивания поверхности плиты и придания поперечного уклона 2% дорожному покрытию для водотока.
По поверхности сточного треугольника устраивают гидроизоляцию чаще всего наклейкой битумосодержащих рулонных материалов (рубероид гидроизол изол металлоизол). Поверх гидроизоляции устраивают защитный слой бетона толщиной 3-4 см чтобы не допустить повреждения гидроизоляции при устройстве дорожного покрытия. Защитный слой армируется стандартными сварными сетками из проволоки диаметром 2-3 мм. Далее устраивается асфальтобетонное покрытие толщиной 12 см.
Конструкция тротуаров.
Тротуары выполняются сборными из железобетонных блоков укладываемых на плиту ПЧ. Сборные элементы тротуаров фиксируются от смещений постановкой упоров. Элементы крепятся сваркой по закладным деталям. Для повышения безопасности движения по мосту блоки выполняются в монолите с колесоотбоем увеличенной высоты.
Для опирания пролетных строений использованы резиновые опорные части. Толщина ОЧ под ПС ребристой – 15 см и плитной конструкции – 05 см.
12 Вариант моста №2(неразрезная система).
Мост запроектирован по схеме полной длинной =147 м под нагрузку А-11 и НК-80. Схема проезжей части не подразумевает наличие разделительной полосы габарит Г-10 м поперечный уклон ; глубина промерзания грунтов 15 м (т.к. район строительства Костромская область).
Пролетные строения № 0-1; 1-2; 2-3; выполнено из блоков плитно-ребристой конструкции длиной 293 м со строительной высотой 17 м. По длине блоки объединяются в неразрезную балку общей длиной 147 м.
Береговые опоры № 0; 3 представлены в виде монолитных устоев лежневого типа. В монолите со шкафной стекой выполнены открылки для сопряжения с насыпью.
Промежуточные опоры № 1; 2 выполнены облегченными из оболочек диаметром
м-верх 20 м –низ. Ригель опоры – сборный с предварительно напряженной пучковой арматурой. Ригель собирается из четырех блоков: двух крайних сплошного сечения и двух средних П-образного сечения.
Фундамент под опорами № 1; 2 использованы опоры из оболочек тело которых само по себе передаёт нагрузку на основание.
Фундамент под опорами № 0; 3 представлен в виде щебеночной подушки толщиной 79 см.
Для опирания пролетных строений использованы резиновые опорные части. Толщина ОЧ под ПС плитно-ребристой конструкции составляет 20 см
13 Вариант моста №3(разрезная система).
Мост запроектирован по схеме 21+33+42+33+21 полной длинной =150м под нагрузку А-11 и НК-80. Схема проезжей части не подразумевает наличие разделительной полосы габарит Г-10 м поперечный уклон ; глубина промерзания грунтов 15 м (т.к. район строительства Костромская область).
Пролетные строения № 0-1; 4-5; выполнены из балок ребристой конструкции капливидной формы длиной 21 м со строительной высотой 15 м с натяжением арматуры на упоры.
Пролетные строения № 1-2; 3-4; выполнены из балок ребристой конструкции капливидной формы длиной 33 м со строительной высотой 15 м с натяжением арматуры на упоры.
Пролетные строения № 2-3; выполнено из блоков плитно-ребристой конструкции длиной 293 м со строительной высотой 17 м. с натяжением арматуры на упоры.
Береговые опоры № 0; 5 представлены в виде монолитных устоев лежневого типа. В монолите со шкафной стекой выполнены открылки для сопряжения с насыпью.
Промежуточные опоры № 1; 2; 3; 4 выполнены облегченными из оболочек диаметром
м. Ригель опоры – сборный с предварительно напряженной пучковой арматурой. Ригель собирается из четырех блоков: двух крайних сплошного сечения и двух средних П-образного сечения.
Фундамент под опорами № 1; 2; 3; 4 отсутствует т.к. использованы опоры из оболочек тело которых само по себе передаёт нагрузку на основание.
Фундамент под опорами № 0; 5 представлен в виде щебеночной подушки толщиной 79 см.
Для опирания пролетных строений использованы резиновые опорные части. Толщина ОЧ под ПС плитно-ребристой конструкции составляет 20 см под ПС ребристой– 15 см.
1 Проектирование и расчет жб плиты проезжей части.
11 Определение расчетных усилий в плите.
На плиту действуют следующие нагрузки:
- давление от собственного веса плиты :
где - средняя толщина жб плиты проезжей части (по условию = 017м)
- удельный вес жб плиты (по усл. =245 кН)
- давление от собственного веса дорожной одежды :
где - толщина дорожной одежды на мосту включая гидроизоляция и защитный слой бетона (по усл. =012м)
- средний удельный вес дорожной одежды (по усл. =226 кН)
От временной нагрузки А-11.
а) для балки на двух опорах:
- давление от полосы равномерно распределенной нормативной нагрузки АК на 1 м ширины плиты:
где - интенсивность полосовой нагрузки АК приним. в соответствии со СНиП 2.05.03-84* (по усл. К=11).
=098*К=098*11= 1078 кНм
- ширина площадки на жб плите на которую распространяется давление полосовой нагрузки и колеса р через слой ДО.
- давление от колеса тележки нормативной нагрузки АК на 1м ширины плиты:
где но и - длина участка жб плиты которая воспринимает давление колеса тележки АК
- нормативная длина соприкосновения колеса тележки нагрузки АК устанавливаемая СНиП 2.05.03-84*
Р=05*981*К=05*981*11=54 кН – давление одного колеса тележки нагрузки А-11
т.к. то она будет определяться по формуле
Исходя из этих условий получаем что
Динамический коэффициент при
Наибольший изгибающий момент в плите вычисляется по формуле:
где - площадь всей линии влияния
и - площадь участков линии влияния под колесами нагрузки А-11
и - ординаты л.в. под колесами нагрузки А-11
Наибольшая поперечная сила возникающая в опорном сечении плиты вычисляется по формуле :
Тогда максимальный изгибающий момент возникающий в корне консоли будет равен:
Максимальная поперечная сила в корне консоли будет равна :
От временной нагрузки НК-80.
для балки на двух опорах:
Наибольшая поперечная сила возникающая в опорном сечении плиты вычисляется по формуле:
Максимальная поперечная сила в корне консоли будет равна:
Сравнивая значения моментов и поперечных сил полученные от нагрузок А-11 и
НК-80 принимаем за расчетные: - для балки на двух опорах:
- для расчета надопорного сечения:
12 Конструирование плиты проезжей части.
Блоки пролетного строения выполнены из бетона класса В 30. Характеристики бетона: ; 22МПа. Армирование плиты ПЧ производится стержневой арматурой класса А- II с диаметром стержней 20 мм :; .
а) для балки на двух опорах в середине пролета в нижней зоне:
при толщине плиты рабочая высота сечения равна:
тогда плечо внутренней пары сил равно:
требуемая площадь поперечного сечения арматуры:
площадь сечения одного стержня:
принимаем 11 стержней с (такое большое количество стержней принято для обеспечения трещиностойкости плиты).
Проверка принятого армирования:
несущая способность сечения:
=1221кН*м> - условие выполняется
б) для консоли в нижней зоне:
при толщине плиты рабочая высота сечения равна :
принимаем 10 стержней с
=115кН*м> - условие выполняется
в) для надопорного сечения (в верхней зоне):
принимаем 12 стержней с
=1284кН*м> - условие выполняется
13 Проверка плиты проезжей части
по поперечной силе и на трещиностойкость.
Проверка наклонных сечений плиты проезжей части
на действие поперечной силы Q.
вначале проверяем обязательное условие:
Здесь принято как для бетона класса В 25 а не В 30 в соответствии
проверка несущей способности по Q:
Следовательно при толщине 17 см плита в состоянии воспринимать действующую поперечную силу без поперечного армирования.
проверяем обязательное условие:
Расчет плиты на трещиностойкость.
Пролетное строение армировано стержневой ненапрягаемой арматурой и относится к 3в категории трещиностойкости для которой допускается раскрытие трещин в пределах 002 см.
при диаметре арматуры 20 мм радиус армирования:
где: - количество стержней арматуры
коэффициент раскрытия трещин :
изгибающий момент для расчетов величины раскрытия трещин:
напряжения в рабочей арматуре:
ширина раскрытия поперечных трещин при армировании железобетонной плиты арматурой периодического профиля:
- условие выполняется
т.е. трещиностойкость плиты обеспечена.
2 Проектирование и расчет главных балок пролетного строения.
21 Определение коэффициентов поперечной установки
временной вертикальной нагрузки от подвижного состава (А-11 НК-80).
Нормативная нагрузка А-11 устанавливается так чтобы ее ось находилась на расстоянии 15 м от полосы безопасности. Кроме того толпой загружаются тротуары.
а. Определяем для полос нагрузки А-11 сдвинутой к границе полосы безопасности и для тележек АК:
б. Определяем для толпы на тротуарах:
равно части площади линии влияния показанной желтым цветом.
Вычисляем для нагрузки А-11 сдвигая полосы к колесоотбою (к барьеру безопасности):
Определяем для загружения пролетного строения подвижной нагрузкой НК-80:
22 Определение расчетных усилий.
Пролетное строение представляем в виде балки на двух опорах загруженной постоянными и временными вертикальными нагрузками от подвижного состава.
а) Постоянные нагрузки на пролетное строение включают собственный вес плиты ПРК длиной 63 м дорожной одежды тротуаров и перильных ограждений:
Коэффициент надежности по нагрузке
Расчетная нагрузка кНм
Асфальтобетон на проезжей части ( тротуарах(
2*10*23*10+002*1*23*10
Защитный слой из армированного бетона(
Перильное ограждение тротуаров
Барьерное ограждение проезжей части
Вес прибетонированной жб плиты тротуаров
В соответствии со СНиП 2.05.03-84* распределяем нагрузку (с учетом коэффициентов надежности по нагрузке) поровну между балками пролетного строения:
б) Временные вертикальные нагрузки А-11 и НК-80 от подвижного состава для загружения пролетного строения принимаются по схеме 1 ст.2.12 СНиП 2.05.03-84*:
- для нагрузки А-11 полосовая равномернораспределенная нагрузка на обе колеи:
- для нагрузки А-11 давление на ось тележки :
- давление на ось нагрузки НК-80:
Коэффициент надежности для вертикальной нагрузки от подвижного состава:
- для полосовой нагрузки
- для тележки А-11 при длине загружения
- для нагрузки НК-80
в) Временная вертикальная равномернораспределенная нагрузка от толпы на тротуарах:
Коэффициент надежности для нагрузки от толпы на тротуарах
г) Динамические коэффициенты:
- для нагрузки А-11:
- для нагрузки НК-80:
23 Определение изгибающего момента.
Изгибающий момент от постоянных и временной А-11 нагрузок в середине пролета:
При положении А-11 на расстоянии 025 м от полосы безопасности:
При положении А-11 на расстоянии 02 м от колесоотбоя :
Изгибающий момент в i-м сечении балки от постоянных и временной НК-80 нагрузок определяется по формуле:
Тогда момент посередине пролета будет равен:
Сравнивая значения моментов при различном загружении пролетного строения временными нагрузками приходим к выводу что максимальный момент будет возникать при положении временной нагрузки А-11 на расстоянии 02 м от колесоотбоя поэтому значения М для остальных сечений будут вычисляться для этого варианта загружения.
Значение изгибающего момента в четвертях пролета :
Таким образом в расчетах будет использовано следующее значение изгибающего момента:
24 Определение поперечной силы.
Поперечная сила от постоянных и временной А-11 нагрузок над опорой:
При положении А-11 на расстоянии 02 м от колесоотбоя:
Поперечная сила в i-м сечении балки от постоянных и временной НК-80 нагрузок определяется по формуле:
Тогда поперечная сила над опорой будет равна:
Сравнивая значения поперечных сил при различном загружении пролетного строения временными нагрузками приходим к выводу что максимальная поперечная сила будет возникать при положении временной нагрузки А-11 на расстоянии 02 м от колесоотбоя поэтому значения Q для остальных сечений будут вычисляться для этого варианта загружения.
Значение поперечной силы в четвертях пролета (и равны по абсолютной величине и противоположны по знаку):
Поперечная сила посередине пролета равна:
Таким образом в расчетах будут использованы следующие значения поперечной силы:
- при расчете на прочность:
- при расчетах на трещиностойкость:
25 Конструирование и проверка прочности главных балок пролетного строения по предельным состояниям и групп.
Исходные данные: расчетные сопротивления для бетона В-30 принимаем по СНиП 2.05.03-84*
- расчетное сопротивление бетона осевому сжатию по предельному
состоянию первой группы
- то же по осевому растяжению
- нормативное сопротивление бетона сжатию
- расчетное сопротивление осевому сжатию при расчетах по
предельному состоянию
- то же осевому растяжению
- то же скалыванию при изгибе
- расчетное сопротивление бетона осевому сжатию в расчетах на
образование трещин на стадии предварительного натяжения
арматуры при расчетах по предельным состояниям группы
- модуль упругости бетона
Продольная рабочая арматура предварительно напряженная проволочная класса В- диаметром 5 мм в пучках с :
Поперечная арматура класса А-II с
Поперечное сечение блока плитно-ребристой конструкции приводим к тавровому сечению с размерами показанными на рисунке:
Рабочая высота поперечного сечения плиты:
25.1 Подбор арматуры
и расчет по прочности по изгибающему моменту.
Определяем высоту сжатой зоны:
- момент в рассматриваемом сечении.
- условие выполняется.
Определяем требуемую площадь арматуры:
т.е. нейтральная ось проходит в ребре плиты.
- изгибающий момент воспринимаемый жб плитой ПЧ
Требуемая площадь арматуры:
Площадь одного каната состоящего из 80 проволок В- диаметром 5 мм :
Необходимое число канатов:
Принимаем 9 канатов с
Диаметр одного каната равен диаметр канала равен .
Над опорой для повышения трещиностойкости балки канаты верхнего ряда направляются в верхнюю зону.
Расстановка канатов в середине пролета и над опорой показана на рисунках:
Проверка принятого армирования по изгибающему моменту:
- условие выполняется прочность балки обеспечена.
25.2 Расчет на трещиностойкость в стадии эксплуатации.
Рассматриваются две стадии работы гл. балки:
балка работает только бетонным сечением.
балка работает объединенным сечением.
Расчет по первой стадии работы.
Поперечная площадь балки по первой стадии работы:
где - площади частей балки
- площадь канала под арматуру
Центр тяжести каналов относительно нижней грани:
Статический момент площади сечения балки относительно нижней грани:
Момент инерции площади сечения балки относительно нижней грани:
Напряжение по первой стадии работы:
где - момент от собственного веса балки
- то же от дорожной одежды
- то же от врем. вертикальной нагрузки
Расчет по второй стадии работы.
Поперечная площадь балки по второй стадии работы:
Суммарное напряжение по двум стадиям работы:
Усилие предварительного натяжения арматуры:
Установившееся напряжение в рабочей арматуре:
Условие трещиностойкости в стадии эксплуатации:
- условие соблюдено трещиностойкость обеспечена.
25.3 Расчет на трещиностойкость в стадии изготовления.
Проверка напряжений в нижней фибре бетонного сечения:
Проверка max растягивающих напряжений в верхней зоне:
Т.к. обе проверки удовлетворяются то трещиностойкость балки на стадии изготовления обеспечена.
25.4 Расчет по прочности по поперечной силе.
а) Проверка обязательного условия
Необходимость постановки поперечной арматуры определяем по условию
т.к. условие не выполняется следовательно необходима постановка поперечной арматуры.
Прочность балки обеспечена при выполнении следующего условия:
Предельная поперечная сила:
- при хомутах нормальных к продольной оси элемента
= 554 – отношение модулей упругости арматуры и бетона
площадь сечения ветвей хомутов расположенных в одной плоскости (ар-ра А-II 10мм)
- расстояние между хомутами по нормали к ним
б) Расчет на проверку постановки поперечной арматуры.
Принимаем поперечную арматуру класса А-II c диаметром стержней 12 мм и
Часть поперечной силы воспринимаемая отогнутыми стержнями:
- расчетное сопротивление арматуры на срез
- площадь поперечного сечения отогнутых канатов
Доля поперечной силы воспринимаемая сжатой зоной бетона:
- проекция на ось Х длины расчетной трещины
Поперечная сила воспринимаемая поперечными стержнями:
- сумма всей поперечной арматуры попавшей в
Прочность балки обеспечивается при соблюдении следующего условия:
Т.к. оба условия соблюдены то прочность балки по поперечной силе при принятом армировании обеспечена.
1 Расчет несущей способности и количества оболочек в опоре №4.
Исходные данные для расчета опоры моста:
Обозначения ед. измерения
Номер и название слоя
Угол внутреннего трения
Глубина размыва грунта = 2 м
Расчетный пролет lp = 33 м
Временная подвижная нагрузка Рк = 1271 кН
Нагрузка от веса пролетных строений Рп = 6513 кН
Вес ригеля РР = 65625 кН
Вес тела опоры Ро = 5675 кН
Горизонтальная нагрузка от торможения Т = 250 кН
Высота опоры ho = 22 м
11 Определение несущей способности.
Несущая способность сваи-оболочки определяется по формуле (согласно СНиП 2.02.03-85):
где =1 – коэффициент условий работы сваи
=1 – коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи
А – площадь опирания сваи
- периметр поперечного сечения ствола сваи
- коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи
- расчетное сопротивление -го слоя грунта на боковой поверхности ствола сваи
Свая-оболочка погружается в грунт на 10 м (с учетом размыва) с полным удалением грунтового ядра и заполнением полости бетоном поэтому согласно СНиП 2.02.03-85 расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи будет определяться по формуле:
где - безразмерные коэффициенты принимаемые в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта основания
- расчетное значение удельного веса грунта в основании сваи
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов расположенных выше нижнего конца сваи
d=12 м – диаметр сваи-оболочки
h=10 м – высота тела сваи находящегося в грунте
Площадь опирания сваи:
Периметр поперечного сечения ствола сваи:
Коэффициент : -песка =1
Несущая способность оболочки:
Расчетная нагрузка допускаемая на сваю (с учетом коэффициента надежности ):
12 Определение необходимого числа свай-оболочек.
Определяем полную вертикальную нагрузку на опору:
=11 - коэффициент перегрузки
Определяем число свай-оболочек:
Принимаем две оболочки.
2 Расчет тела опоры №4.
Расчет выполняется для промежуточной опоры № 4 тело которой состоит из двух железобетонных свай-оболочек диаметром d=12 м. На оболочки сверху опирается сборный ригель. На опору опираются ПС ПРК длиной 42 м и ПС ребристой конструкции длиной 33 м.
Внутренняя полость заполняется бетоном В 35.
Конструкция опоры уровни воды ледохода действующие нагрузки показаны на рис. 1 и 2.
Зимой река замерзает. Наиболее опасным является сечение опоры по уровню грунта которое и принято за расчетное.
В направлении вдоль моста
В направлении поперек моста:
21 Определение нагрузок на опору.
Определение нагрузок производится с учетом вероятного размыва 2м.
Все усилия определяются относительно ц.т. расчетного сечения.
а) собственный вес опоры:
кНм- удельный вес ригеля
кНм- удельный вес блоков опоры
высота тела опоры: без ригеля
Сечение опоры симметрично относительно ц.т. поэтому момент от собственного веса
б) опорное давление от веса ПС и мостового полотна:
Давление определяется по линиям влияния опорных реакций.
- площадь линии влияния:
- опорное давление:
в) опорное давление от временной вертикальной нагрузки на пролетном строении:
Определение давления от вр. вертикальной нагрузки производится когда нагрузка находится на расстоянии е от оси опоры. Из расчета установлено что расчетной нагрузкой для данного ПС является А-11 поэтому расчет на НК-80 не производится.
При положении А-11 у полосы безопасности:
Ординаты линии влияния под колесами А-11:
- от временной нагрузки слева:
(для левого пролетного строения)
- от временной нагрузки справа:
(для правого пролетного строения)
При положении А-11 у колесоотбоя:
В расчете будем использовать величину временной нагрузки при ее положении у колесоотбоя т.к. она больше.
Момент от временной подвижной нагрузки относительно вертикальной оси проходящей через ц.т. опоры.: при =:
г) продольная тормозная нагрузка от А-11:
Расчетная тормозная нагрузка определяется из условия:
Исходя из условия принимаем Т=250 кН
При определении момента нагрузку допускается прикладывать в центре опорных частей высота которых составляет 20см тогда .
Момент от силы торможения вдоль моста относительно точки пересечения уровня грунта с телом опоры (точка 2) будет равен:
д) горизонтальная поперечная нагрузка от боковых ударов А-11:
Согласно СНиП 2.05.03-84* поперечная нагрузка от боковых ударов равна 59К кН и приложена в уровне покрытия проезжей части. Тогда:
Момент возникающий от нагрузки от боковых ударов в направлении поперек моста относительно точки 1 при плече равен:
е) ветровая нагрузка в направлении поперек моста:
По СНиП 2.05.03-84* принимаем нормативную интенсивность поперечной ветровой нагрузки равной . Принимаем что ветровая нагрузка воспринимается опорой от половины длин примыкающих к ней пролетов. Значения ветровой нагрузки вычисляются для УМВ когда они будут максимальными. Расчетная ветровая нагрузка определяется по формуле:
где - рабочая ветровая площадь
Тогда ветровая нагрузка на пролетные строения и перила равна:
– коэффициент оплошности для перил.
Ветровая нагрузка на опору:
Полная поперечная ветровая нагрузка:
От ветровой нагрузки поперек оси моста возникает момент относительно точки 1:
- от ветровой нагрузки на ПС и перила:
- от ветровой нагрузки на опору:
ж) ветровая нагрузка в направлении вдоль моста:
Продольное давление ветровой нагрузки на ПС в соответствии со СНиП 2.05.03-84* принимается в размере 20% от поперечного:
Продольная ветровая нагрузка на опору:
рабочая ветровая поверхность опоры поперек моста
Полная продольная ветровая нагрузка:
От ветровой нагрузки вдоль оси моста возникает момент относительно точки 2:
з) ледовая нагрузка на опору:
Нагрузка на опору от ледовых полей определяется по формуле (СНиП 2.05.03-84*):
где - коэффициент принимаемый в зависимости от формы
- сопротивление льда раздроблению для района строительства (т.к район строительства Костромская область то Кn=125)
- ширина опоры на уровне действия льда
- толщина льда (06м при УНЛ и 04м при УВЛ)
Ледовая нагрузка на опору:
От действия на опору ледовой нагрузки относительно точки 1 возникает момент равный:
22 Проверка опоры по прочности.
Опора из свай-оболочек рассчитывается как защемленный стержень.
Прочность опоры будет обеспечена при выполнении условия:
– сумма всех вертикальных сил действующих на опору
=226- площадь сечения опоры
- расчетное сопротивление бетона сжатию В 35
- коэффициент продольного изгиба
Расчетная схема опоры представлена на рисунке и представляет собой стержень с полной заделкой внизу и плавающей заделкой по горизонтали вверху. При этом виде закрепления стержня .
Тогда расчетная длина будет равна высоте опоры h=8м.
По соотношению определяем коэффициент продольного изгиба по таблице 36 СНиП 2.05.03-84*
Определяем критическую силу:
Проверяем условие прочности:
Условие выполняется следовательно запроектированная опора удовлетворяет нагрузкам и воздействиям действующим на неё прочность обеспечена.
Иваненко Н.И. Восстановление и эксплуатация мостов на ВАД. Постоянные мосты на ВАД. Учебное пособие. –М.: Воениздат. 1987 г.
Иваненко Н.И. Сомов ВН. Проектирование и расчет пролетных строений балочных железобетонных мостов. Учебное пособие.–Балашиха: МВВДИУ. 1998г.
СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы. –М.: Госстрой. 1985 г.
Мордкович В.А. Основания и фундаменты. Проектирование фундаментов мостов. Пособие по курсовому и дипломному проектированию.
СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты. –М.: Госстрой. 1985 г.

экономическое обоснование.doc

Наименование элементов моста и работ
Объем одного элемента
Кол-во однотипных элементов
Стоимость ед. измерения руб.
Общая стоимость тыс. руб.
Призматические забивные жб сваи
Оболочки диаметром 09 – 240см
Тело опор с оголовками
Оголовки свайных опор
Жб пролетные строения
Балочные сборные ПС пролетами 33 м с напряженной арматурой
Балочные сборные ПС капливидной формы длиной 21 м
Проезжая часть и тротуары жб мостов
Дорожная одежда и покрытие ПЧ (смазка гидроизоляция выравнивающий слой стальная сетка аб покрытие)
Планирование подходов
Планирование откосов
Крепление откосов и конусов
Стоимость 1 м2 моста по проезжей части
Технико-экономическое сравнение вариантов мостов

тонели в-т 2.docx

Исходные данные и схема для расчета
Определение расчетных нагрузок на обделку тоннеля
Построение эпюр МQ и N в элементах обделки
от расчетных нагрузок.
Проектирование сечений железобетонных элементов обделки и разработка конструкции обделки.
Технология строительства тоннеля
Охрана окружающей среды
Схема обделки тоннеля
Расчетная схема и данные для расчета обделки
-Глубина заложения h3 = 1м
-Высота обделки H = 55м
-Ширина проезжей части В = 7м
-Грунты засыпки тоннеля – Песок мелко-зернистый
-Коэффициент нагрузки К = 8
Определение расчетных нагрузок на обделку тоннеля.
Расчетными нагрузками на обделку тоннеля является:
постоянные – активное давление грунта (в том числе от дорожной одежды в городских условиях) гидростатическое давление грунтовых вод и собственный вес конструкции;
временные – нагрузки от транспортных средств.
Постоянные нагрузки.
а) Активное девление грунта.
Вертикальное давление грунта.
Схема определения давления грунта при расположении
Интенсивность равномерно распределенной нагрузки на единицу длинны обделки (вдоль продольной оси тоннеля) от дорожной одежды и грунта составит:
где yn=226 удельный вес дорожной одежды кнм3 ;
y3 =20 удельный вес грунта кнм3 ;
n =0.14 толщина дорожной одежды м;
h3 =1 глубина заложения верха заложения м
yfn и yf3 =1.5 и 1.1 коэффициенты надежности по нагрузке соответственно для веса дорожной одежды и веса грунта.
Pн=1.5*226*0.14 +1.1*20(1-0.14)=236кНм
Горизонтальное давление грунта.
Горизонтальное давление грунта на единицу длины обделки принимают условно равномерно распределенными по высоте тоннеля
где φ =270 - угол внутреннего трения грунта;
qн=1.1(236+0.5*20*1)*tg2(45-272)=445кнм3
б) гидростатическое давление воды равно в нашем случае нулю так как по заданию грунтовые воды отсутствуют;
в) собственный вес обделки принимается по геометрическим объемам в соответствии с типовыми проектами.
Интенсивность равномерно распределенной вертикальной нагрузки на обделку тоннеля от собственного веса составит:
где =1.1- коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса;
=24 - удельный вес конструкции обделки кнм3
V=21м3- объем единицы длины перекрытия тоннеля (вдоль продольной оси тоннеля) м3.
Вертикальное давление от транспортного транспорта.
Эта нагрузка над тоннелем представляет собой ряд полос АК каждая из которых включает одну двухосную тележку с осевой нагрузкой Р равной 981 кН и равномерно распределенную нагрузку интенсивностью (на обе колеи) – 0.98 кНм. (п.2.12 СНиП 2.05.03-84 Мосты и трубы).
Точное определение на различные участки обделки от подвижной нагрузки является достаточно трудоемким процессом.
Схема нагрузок от подвижного состава
Учитывая что расстояния между осями смежных полос на нагрузки должны быть не менее 3 м и что распределение давления в грунте с достаточной для практических расчетов точностью можно принять под углом (450-φ2) интенсивность вертикальной распределенной по поверхности обделки нагрузки от городского транспорта составит:
- на любой глубине от нагрузки
где =1.2- коэффициент надежности по нагрузке от полос ;
К =11– коэффициент к нагрузке АК из задания;
qv=1.2*0.2*8=192 кнм2
- от нагрузки Р qp в соответствии с графиком зависимости значения qp от глубины заложения обделки тоннеля h3
Характер распределения давления в толще грунта от полос
подвижной нагрузки на поверхности грунта
График зависимости значения qp (без учета коэффициента надежности
по нагрузке о тележки )от глубины заложения
Таким образом обобщенная вертикальная нагрузка от городского транспорта на обделку тоннеля составит
qmp=192+1.5*112=1872 кнм2
Горизонтальное давление на обделку от городского транспорта.
Схема загружения призмы обрушения временной нагрузки АК при движении транспорта перпендикулярно оси тоннеля показана на рис.7. Как было показано выше вертикальное давление от нагрузки на любой глубине в пределах высоты обделки остается постоянное в пределах Следовательно горизонтальное давление от на боковую поверхность обделки будет представлять собой равномерно распределенную нагрузку интенсивностью
Эпюра давления от двухосной тележки (Р+Р) на боковую поверхность обделки будет повторять график на рис.6. Параболическое очертание эпюры в запас прочности обделки можно принять за треугольник с основанием h и высотой
где – коэффициент надежности по нагрузке от тележки.
Схема загружения призмы обрушения временной нагрузкой АК
при движении перпендикулярно оси тоннеля
Расчетная схема загружения обделки тоннеля
Окончательно имеем следующую схему загружения обделки тоннеля. Перекрытие обделки загружено равномерно распределенной нагрузкой
Боковые стены загружены равномерно распределенной нагрузкой
и распределенной нагрузкой по закону треугольника с максимальной ординатой вверху
- равномерно распределенная вертикальная нагрузка на единицу длинны обделки (вдоль продольной оси тоннеля) от дорожной одежды и грунта;
- равномерно распределенная вертикальная от собственного веса;
- равномерно распределенная вертикальная от транспорта;
- равномерно распределенное горизонтальное давление грунта;
- равномерно распределенное горизонтальное давление от нагрузки ;
- значение удельного горизонтального давления в верхней части обделки от тележки (Р+Р)
У нас симметричная система и следовательно z1= z2 а также линейные перемещения приравниваются к 0 из этого мы имеем одно неизвестное.
Последовательно вырезаем узлы:
Разработка конструкции обделки тоннеля.
Конструкция автотранспортного тоннеля из сборно-монолитного железобетона.
Монолитная жб плита 4. Гидроизоляция перекрытия
Монолитный жб пояс 5. Гидроизоляция стен
Перекрытие (жб ригель) 6. Водоотводные трубы
1 Расчет жб изгибаемых элементов Ригель и стена.
тогда плечо внутренней пары сил равно:
требуемая площадь поперечного сечения арматуры:
площадь сечения одного стержня:
принимаем 26 стержней AIII с (такое большое количество стержней принято для обеспечения трещиностойкости плиты).
Проверка принятого армирования:
несущая способность сечения:
641кН*м> - условие выполняется
Определяем несущую способность колоны:
Nk = N*c = 941*6=5646 кН
c – расстояние между колоннами
F =24349 ≥ Nk = 5646 - условие выполняется.
Принимаем колону сечением 300Х500 мм с ненапрягаемой арматурой АIII d= 2 мм
Проверка сечения ЖБ плиты на прочность на действие поперечной силы:
Данная конструкция не предусматривает поперечной арматуры т.к. толщина перекрытия мала и постановка хомутов приведет к неоправданному усложнению изготовления конструктивных элементов.
Для ЖБ элементов без поперечной арматуры должно выполняться следующие условие:
условие выполняется – прочность обеспечивается.
Проверка ЖБ плиты на трещиностойкость.
Проверкой определяется ширина раскрытия поперечных трещин и сравнение с предельным нормативным значением.
Ширина раскрытия поперечных и наклонных к оси трещин в плите определяется по формуле:
=113142618*10-4*925*10-2=39мПа
≤002 условие выполнено.
.Технология работ в строительстве тоннеля
Технологическая последовательность выполнения работ
Оборудование строительной площадки;
Разработка пионерных траншей под глинистым раствором экскаватором с двухчелюстным грейфером;
Погружение автокраном ограничителей захваток (трубы);
Установка автокраном арматурных каркасов;
Бетонирование траншеи под глинистым раствором методом вертикально перемещаемой трубы;
Планировка дна котлована механизированным способом;
Устройство бетонной подготовки;
Бетонирования лотка монтаж колоны;
Установка перекрытия (жб балки таврового сечения);
Устройство гидроизоляции перекрытия;
Устройство гидроизоляции стен;
Параллельная укладка защитного слоя;
Параллельная укладка дорожной одежды;
Восстановление проезжей части;
Ликвидация строительной площадки.
Сооружение тоннеля осуществляется по утвержденному проекту организации строительства и производства работ разработанным в соответствии с требованиями СНиП 3.01.01. Проект предусматривает механизацию основных наиболее трудоемких строительно-монтажных работ.
Раскрываемые в процессе сооружения выработки надежно закрепляться временной крепью. Крепь устанавливают в соответствии с паспортом утвержденным главным инженером строительства. Элементы временной деревянной крепи удаляются при укладке бетона или монтаже сборной обделки.
Работы по сооружению тоннелей в неустойчивых грунтах связанные с искусственным закреплением грунтов их замораживанием понижением уровня грунтовых вод и другими специальными способами работ должны выполняться в соответствии с правилами и требованиями изложенными в СНиП 3.02.01 и нормах транспортного строительства.
Результаты наблюдений должны заноситься в журнал производства работ. Об отклонениях инженерно-геологических условий от проектных данных ставятся в известность проектные организации и заказчик.
В процессе строительства тоннелей осуществляется наблюдение за осадками сохраняемых зданий сооружений коммуникаций и других объектов расположенных в зонах возможных деформаций земной поверхности.
Точность геометрических измерений проводимых в процессе строительствасоответствовует ГОСТ 23616. Применяемые средства методы измерений аттестованы Государственной или отраслевой метрологической службой. Погрешность и методы проверки точности измерений определелены проектом.
Суммарные величины отклонений внутренних размеров обделок от их проектного положения не нарушают габарита приближения строений.
При строительстве тоннелей выполнен производственный контроль предусмотренный СНиП 3.01.01 и выдержаны основные требования операционного контроля качества СМР. приведенные в приложении В.
На строительстве надлежит ведётся общий журнал работ по форме предусмотренной СНиП 3.01.01а также журналы распоряжений авторского надзора или группы сопровождения проекта маркшейдерского контроля маркшейдерских замеров выполненных работ контроля по технике безопасности а также по отдельным видам работ и работе отдельных механизмов.
Указания и предписания руководства строительной организации начальникам участков и сменному персоналу од остановке или возобновлении горных и других видов работ исправлении некачественно выполненных работ указания и предписания Госгортехнадзор и Госкомсанэпиднадзора и заказчика заносятся в общий журнал работ.
Тоннель в период строительства должны обслуживаться профессиональными военизированными горно-спасательными частями.
Производимые при строительстве тоннеля работы выполняются с соблюдением правил техники безопасности изложенных в СНиП III-4 противопожарных норм - в СНиП 21-01-97 требований пожарной безопасности - в ГОСТ 121.006. электробезопасности - в ГОСТ 12.1.013 нормативных документов органов надзора по приложению Б и других норм утвержденных в установленном порядке.
ПОСТОЯННЫЕ УСТРОЙСТВА
Верхнее строение пути проезжая часть
В тоннеле необходимо устанавлены реперы заделанные в обделку стен через каждые 20 м на прямых и через каждые" 10 м на кривых участках пути а также путевые сигнальные знаки и указатели прохода к нишам и камерам пультам заградительной сигнализации и средствам связи.
К стене тоннеля у каждого репера должна прикреплена марка на которой следует указан номер репера расстояние от него до внутренней грани проезжей части.
На каждом портале тоннелля имеется репер для нивелирования III класса.
В тоннеле материалы и конструкции дорожной одежды соответствуют требованиям СНиП 2.05.02 для открытых участков автомобильных дорог установленным для опасных условий движения. Дорожная одежда имеет деформационные швы в местах деформационных швов обделки тоннеля и на выходах у порталов.
Водоотводные и дренажные устройства
В тоннеле сервисных штольнях и штольнях безопасности отвод воды от дренажных устройств случайных протечек через обделку а также от промывки тоннелей и пожаротушения осуществляется по закрытым лоткам.
При расположении тоннеля в грунтовой среде подверженной суффозии дренирование подземных вод не допускается.
Водоотводные лотки в тоннелях не проходят под проезжей частью.
Уклон дна лотков или коллекторов не менее 3+.
Лотки или коллекторы имеют смотровые колодцы с отстойной частью (отстойниками) объемом не менее 006 куб.м располагаемые через 60 м. Отстойники доступны для периодической очистки.
Для исключения распространения горящих нефтепродуктов по тоннелю смотровые колодцы не реже чем через 280 м имеют гидрозатворы (перепуски сифонного типа) с отстойниками объемом не менее 02 куб.м. Подобные затворы необходимо имеются и в местах сброса воды в сервисную штольню или штольню безопасности.
Обеспечиватся отвод воды в сторону от тоннеля из припортальной выемки расположенной с верховой стороны.
Расчетный уровень воды в лотке тоннеля ниже основания верхнего строения пути или дорожного покрытия а в лотке сервисной штольни - не выше подошвы лотка тоннеля.
Для отвода поверхностных вод с лобового откоса за парапетом имеется водоотводный лоток.
Для предотвращения замерзание воды в водоотводных устройствах напорных трубопроводах дренажных устройствах и водосборниках предусматривают их утепление и обогрев.
Вентиляция обеспечивает эксплуатацию автодорожного тоннеля в следующих режимах:
А - нормальный - осуществляется безостановочное движение транспорта с максимальной разрешенной скоростью при интенсивности соответствующей часу "пик
Б - замедленный - осуществляется безостановочное движение транспорта со скоростью менее 20кмч
В - транспортная пробка - имеет место остановка транспорта с работающими двигателями длительностью до 15 мин.
Для нормального режима эксплуатации тоннеля (режим А) предельно допустимая концентрация (ПДК) оксида углерода как индикатора всего набора выхлопных газов в воздухе транспортной зоны тоннеля обеспечивается не выше приведенной в таблице 4 а для режимов Б и В - не выше следующих значений ПДК согласно ГОСТ 12.1.005 мгкуб.м-
оксид азота (в пересчете на NO2 .. ..5
Расчетная температура воздуха в тоннеле не превышает максимальную температуру наружного воздуха принятую в соответствии со СНиП2.04-05 по параметрам "Б".
В помещениях для обогрева обслуживающего персонала в зимнее время температура воздуха поддерживается не ниже +18 °С.
Средняя по сечению скорость движения воздуха в транспортной зоне тоннеля при эксплуатационных режимах вентиляции без учета влияния транспортных средств составляет не выше 6 мс в зоне воздуховыпускных сооружений местное.
Система вентиляции в тоннеле обеспечена необходимую по условиям видимости в тоннеле прозрачность воздуха при которой показатель ослабления света не превышает 000751м.
В случае пожара система вентиляции с искусственным побуждением реверсивна и обеспечиват:
а) устойчивость заданного направления движения вентиляционного потока;
б) незадымленность путей эвакуации до ее завершения путем создания подпора воздуха не менее 20 Па;
в) бремя переключения системы при реверсировании вентиляционного потока – не более 5 мин.
Двигатели вентиляторов предназначенных для отсоса при пожаре продуктов горения имеют систему принудительного охлаждения.
Управление установками тоннельной вентиляции включает в себя комплекс технических средств обеспечивающих постоянный контроль физических и химических параметров воздушной среды в тоннеле включая припортальные его участки.
Уровень шума в тоннеле создаваемого работой вентиляционного оборудования в тоннелях не превышает значенийа в технологических вспомогательных и служебных помещениях - установленных ГОСТ 12.1.003.
Тоннели имеет искусственное стационарное освещение.
Помимо общего освещения тоннель имеет аварийное освещение.
В тоннеле режимы освещения и величина средней горизонтальной освещенности создаваемой осветительной установкой должны соответствовать таблицам 6 и 7 СНиП 32-04-97
В тоннеле отношение максимальной освещенности к средней на каждом участке с определенной нормой средней горизонтальной освещенности не выше 3:1.
Управление режимом общего освещения автодорожных тоннелей предусмотренно автоматическим а также дистанционным - из помещения дежурного.
Включение вечернего и ночного режима освещения производиться при снижении естественной освещенности до 100 лк.
Питание переносных светильников местного освещения следует предусматривать от трансформаторов на напряжение 22012 В.
Электроснабжение электрооборудование автоматика сигнализация связь.
Питание электрической энергией силовых осветительных и технологических потребителей на переменном токе промышленной частоты на напряжение 380220 В от собственных трансформаторных подстанций с общими трансформаторами для питания силовых и осветительных нагрузок.
Трансформаторные подстанции тоннеля получают электрическую энергию по кабельным или воздушным линиям напряжением 6 10 или 275 кВ от энергетических систем.
Каждая трансформаторная подстанция или распределительный пункт имеет питание электроэнергией от двух независимых взаимно резервируемых источников и рассчитана на полную рабочую мощность всех одновременно работающих потребителей.
Силовые и осветительные кабели проложены по одной стороне тоннеля кабели слабого тока - по другой.
Высота прокладки силовых кабелей в тоннеле выше свода ниши на 760 мм а осветительных - 2800 мм от уровня головки рельса или служебного прохода.
Для защиты людей от поражения электрической энергией при повреждении изоляции сетей и электроустановок должно быть применено заземление и установлены реле от утечек тока.
Для подключения ремонтных и других механизмов к электрической сети напряжением 380220 В имеются шкафы установленые через 120 м по длине тоннеля и на высоте 500-700 мм от покрытия проезжей части по одной стороне тоннеля.
Устройства предусмотренные пунктами 7Л7-7.53 7.55-7.56 выполнены в соответствии с "Правилами устройства электроустановок (ПУЗ)".
У порталов автодорожных тоннелей для регулирования движения необходимо иметь световые сигналы (светофоры). управляемые дистанционно.
Следует предусматривать параллельное автоматическое Включение запрещающих сигналов от датчиков пожарной сигнализации.
Для обеспечения поездной радиосвязи тоннели должны имеете двухпроводную направляющую.
Устройства теленаблюдения в автодорожных тоннелях - мониторы промышленного телевидения - установлены в пределах видимости.
Портальные и рамповые участки имеют телекамеры для передачи в диспетчерский пункт видеоинформации из зон въезда и выезда.
ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА
Пожарные посты в тоннелях располагаются через 60 м тоннеле.
Пожарные посты размещаться также у обоих порталов охраняемых тоннелей.
Минимальный запас и расход огнетушащих средств определён исходя из расчетного Времени тушения одного пожара в тоннеле в течение 3 ч.
Сухой противопожарный трубопровод тоннеля разделен на участки (зоны) с учетом необходимого напора у пожарного крана по СНиП 2.04.01 и времени добегания воды в сухой трубе до наиболее удаленного пожарного крана 5 мин.
Места установки пожарных кранов кнопок сигнализации кнопок пуска систем пожаротушения пути эвакуации обозначены световыми указателями с дублированием электропитания от системы аварийного освещения. Условия безопасной эвакуации людей при пожаре соответствовает ГОСТ 12.1.004.
При пожаре необходимо в первую очередь удалить из тоннеля горящий состав автотранспорт или находящийся на них источник пожара затем тушить источник пожар за пределами тоннеля. При невозможности удаления - пожар локализовать и тушить в месте его возникновения используя необходимые мероприятия по пожаротушению.
Строительство тоннеля и последующая его эксплуатация не вызывают загрязнения в недопустимых пределах атмосферы водоемов водотоков подземных вод истощение источников водопользования возникновение и развитие эрозионных процессов карстообразование и другие неблагоприятные явлений.
Отвод территорий под строительство и охрану недр следует выполнен в соответствии с действующим законодательством.
В процессе строительства обеспечивается пожарная безопасность прилегающих лесных массивов заторфованных участков территории ограничивают и регулировать вредные криогенные процессы.
После окончания строительства тоннеля необходимо восстановить почвенный и растительный покров закрепить и одерновают образовавшиеся откосы выработанные карьеры и отвалы.
Мероприятия и технические решения направленные на охрану окружающей среды и осуществляемые в процессе строительства согласованы в установленном порядке с территориальными органами Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов а также с территориальными центрами Госкомсанэпиднадзора.
Производственные хозяйственно-бытовые и поверхностные сточные воды образующиеся на строительной площадке и в тоннеле подлежат очистке степень которой определяется в соответствии с санитарными нормами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения.
Система отведения и очистки производственных поверхностных и хозяйственно-бытовых сточных вод в процессе строительства и эксплуатации тоннеля соответствует требованиям СНиП 2.04.03 и СН 496-77.
Проекты очистных устройств разработана в увязке с видом водопользования водных объектов в которые намечается осуществлять сбросы из тоннелей и припортальных помещений.
Обеспечена защита тоннелей от проникания в них опасных для здоровья людей вредных веществ от производств находящихся вблизи тоннеля.
Восстановление и эксплуатация мостов на военно-автомобильных дорогах. Под редакцией Н.И. Иваненко.
Маковский Л.В. Проектирование автодорожных и городских тоннелей.
СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги.
СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы.
Мосты и сооружения на дорогах. Часть 2. Под редакцией П.М. Саламахина.
Справочник инженера-тоннельщика.
СНиП 3.01.01 организация строительства и производства работ.

Варианты 1,2,3.dwg

Курсовой проект: "железобетонный мост
Вариант №1 (балочно-разрезная система)
Вариант №2 (неразрезная система)
Вариант №3 (балочно-разрезная система)