Автодорожный мост через р. Урал в районе г. Уральска

Содержание

Задание на дипломное проектирование

Реферат

Содержание

Введение

1. Анализ исходных данных

2. Описание местных условий района строительства

2.1 Климатические характеристики района строительства

2.2 Гидротехнические условия района строительства

2.3 Инженерно-геологические условия района строительства

3. Вариантное проектирование

3.1 Детальное описание варианта №

3.2 Детальное описание варианта №

3.3 Детальное описание варианта №

4. Технико-экономическое сравнение вариантов

4.1 Эксплуатационный показатель

4.2 Технический показатель

4.3 Производственный показатель

4.4 Архитектурный показатель

4.5 Экономический показатель

5. Расчетная часть

5.1 Расчет главной балки пролетного строения

5.1.1 Сбор постоянных нагрузок на балку жесткости

5.1.2 Определение коэффициентов поперечной установки

5.1.3 Определение нормативных и расчетных усилий от постоянных нагрузок

5.1.4 Определение нормативных и расчетных усилий от временных

нагрузок

5.2 Определение эффективной ширины поясов балки пролетного

строения

5.3 Определение геометрических характеристик приведенного сечения

5.3.1 Определение геометрических характеристик опорного сечения

5.3.2 Определение геометрических характеристик сечения в середине расчетного пролета

5.4 Проверка прочности главной балки

5.4.1 Проверка прочности по нормальным напряжениям

5.4.2 Проверка прочности стенок балки по приведенным напряжениям

5.4.3 Проверка прочности по касательным напряжениям

5.5 Проверка балки на местную устойчивость

5.5.1 Проверка сжатого отсека стенки балки на устойчивость

5.5.2 Проверка общей устойчивости главной балки

5.5.3 Определение прогиба главной балки

5.6 Расчет ортотропной плиты проезжей части

5.6.1 Расчет листа настила

5.6.2 Расчет продольного ребра

5.6.3 Расчет поперечной балки

5.7 Расчет монтажного стыка на высокопрочных болтах поперечной

балки

5.7.1 Расчет монтажного стыка поперечной балки

5.7.2 Расчет нижнего пояса монтажного стыка

6. Расчет промежуточной опоры

6.1 Определение собственного веса опоры

6.2 Определение гидростатического давления воды на опору

6.3 Определение опорного давления от веса пролетного

строения и мостового полотна

6.4 Определение опорной реакции от временной нагрузки на пролетном строении

6.5 Определение горизонтальной продольной нагрузки от

торможения А

6.6 Определение горизонтальной поперечной нагрузки от

боковых ударов нагрузки А

6.7 Определение величины давления ветра на пролётное

строение и опору в направлении поперёк моста

6.8 Определение величины давления ветра на пролётное

строение и опору в направлении вдоль моста

6.9 Определение давления льда на опору в направлении поперек моста

6.10 Определение давления льда на опору в направлении вдоль моста

6.11 Сбор нагрузок, действующих на опору

6.12 Расчёт сечения опоры

6.12.1 Расчёт по прочности приведенного сечения опоры

на действие усилий, направленных вдоль моста

6.12.2 Расчёт по прочности приведенного сечения опоры

на действие усилий, направленных поперёк моста

6.12.3 Расчёт сечения опоры на действие горизонтальных сил

7. Безопасность технологического процесса

7.1 Анализ опасных производственных факторов

7.1.1 Производственная санитария

7.1.2 Эргономика

7.1.3 Техника безопасности

7.1.4 Пожарная безопасность

7.1.5 Прогнозирование возможных ЧС

8. Экологическое обоснование проекта

8.1 Влияние загрязняющих факторов на атмосферу

8.2 Воздействие шума и вибрации на окружающую среду

8.3 Воздействие на земельные ресурсы

8.4 Соблюдение экологических требований на стройплощадке

9. Сметно-финансовый расчет

9.1 Технико-экономические показатели

9.2 Сводный сметный расчет

9.3 Объектный сметный расчет

9.4 Локальны й сметный расчет

10. Патентный раздел

Заключение ......139 Используемая литература

Приложение №

Введение

Основными направлениями экономического и социального развития Казахстана предусмотрено дальнейшее развитие дорожного хозяйства, а следовательно, и значительный рост объемов мостостроительных работ при широком внедрении новых прогрессивных конструкций. Массовое строительство мостов, путепроводов, эстакад на автомобильных и городских дорогах будет идти по пути применения рациональных индустриальных железобетонных конструкций, прогрессивной технологии их изготовления и монтажа.

Мосты относятся к наиболее дорогим и ответственным сооружениям, рассчитываемым на длительные сроки эксплуатации в условиях воздействия неблагоприятных климатических и геологических факторов. Постройку моста всегда выполняют на основании проектов, в которых определяют и экономически обосновывают тип сооружения, конструкцию всех его частей, а также методы строительства, обеспечивающие ввод сооружения в эксплуатацию в предусмотренные планом сроки.

Мосты представляют собой инженерные сооружения, позволяющие проложить транспортную магистраль над встретившимися препятствиями.

Сооружение моста в Костанайской области так же способствует выполнению выше перечисленных факторов.

Увеличение пассажира и грузоперевозок на железной дороге в южном Казахстане стало необходимым увеличение количества железнодорожных путей на станции.

Увеличение количества железно дорожных путей будет способствовать большому пропуску пассажирских и грузовых железнодорожных составов, что в первую очередь положительно скажется на экономической развитие области.

Металл – наиболее совершенный из материалов, применяемый для постройки современных мостов.

Металлические мосты обладают рядом важных особенностей и достоинств. Конструкции их допускают простое расчленение на отдельные блоки или элементы, которые изготавливаются на заводах индустриальными методами с большой точностью и степенью стандартизации.

Наивысшие достижения современной техники мостостроения связаны с проектированием и постройкой крупных металлических мостов, в несущих конструкциях которых находят эффективное применение высокопрочные стали.

Относительно невысокая стоимость, прочность, однородность, качество и возможность использования в конструктивных различных формах сделали металл самым распространенным материалом при строительстве мостов.

Благодаря высокой прочности современных строительных сталей, металлические мосты, не смотря на объемный вес стали, оказываются наиболее легкими, что позволяет использовать металл для перекрытия пролетов, значительно превосходящих пролеты мостов из других материалов.

В эксплуатационном отношении металлические мосты значительно лучше деревянных т.к. требуют меньше расходов по содержанию и ремонту, а также отличается более продолжительным сроком службы, однако уступают немного в этом отношении железобетонным мостам.

Большой недостаток металлических мостов – коррозия металла от действия влаги, сернистых газов и других вредных воздействий.

В соответствии с заданием требуется запроектировать мост для II технической категории дороги с габаритом Г – 11,5+2×1,0 м под нагрузки: А11, НК80 и пешеходная нагрузка на тротуарах. Также необходимо произвести технико-экономический анализ выбранных вариантов и выбрать наиболее оптимальный.

Для выбранного варианта необходимо произвести:

• Расчет главной балки;

• Расчет ортотропной плиты проезжей части;

• Расчет монтажного стыка поперечной балки.

Также необходимо: произвести сметнофинансовый расчет строительства моста. И наконец необходимо разработать положения по безопасности технологического процесса и положения по охране окружающей среды при строительстве моста.

4.1. Эксплуатационный показатель.

Здесь варианты рассматриваются с точки зрения безопасности движения автотранспорта и пешеходов, обеспечения судоходства, а также удобство ремонта и осмотра конструкции.

По пропуску ледохода, высокой воды и судов наиболее благоприятен вариант № 3, имеющий самый большой пролет – 300 м. В первом и втором вариантах также обеспечен пропуск судов, льда и высокой воды, однако ширина пролета много меньше и существует риск столкновения судов с опорой моста из-за их близкого расположения (возможен человеческий фактор).

Все три варианта представлены неразрезными системами и имеют минимальное количество деформационных швов, что обеспечивает комфортность проезда по мосту, а тротуарная зона ограждена от проезжей части барьерным ограждением вдоль моста. Однако по безопасности и удобству проезда автотранспорта и прохода пешеходов вариант № 3 проигрывает, так как имеет большую гибкость пролетных строений и большие перемещения в деформационных швах.

По удобству осмотра и эксплуатации также проигрывает вариант № 3 ввиду большой высоты пилона и недоступности его элементов и креплений вант. Вариант № 2 также не удобен для осмотра пролетного строения, состоящего из металла главных балок и железобетонной плиты проезжей части.

Вывод: По данному показателю преимущество имеет вариант № 1 ввиду удобства прохода и доступности всех элементов пролетного строения.

4.2. Технический показатель

В данном показателе проводится анализ работы конструкций. Ввиду неразрезности конструкций пролетного строения все варианты обладают жесткостью, однако варианты № 1 и № 2 имеют небольшие прогибы пролетного строения по сравнению с вариантом № 3. Ввиду гибкости пролетных строений варианта № 3 в них возникают большие прогибы и напряжения. Также менее долговечны сталежелезобетонные конструкции из-за совместной работы металла и бетона.

Вывод: по данному показателю предпочтение отдается варианту № 1.

4.3. Производственный показатель

В данном показателе анализируются способы сооружения моста и выявляется менее трудоемкий.

Сооружение моста по варианту № 1 требует устройства дополнительных приспособлений (сооружения временных опор, стапеля, устройства гидродомкратов, аванбека) для сборки пролетных строений и безопасной надвижки на постоянные опоры моста.

Сооружение сталежелезобетонного моста производится в две стадии:

1) монтаж главных балок пролетного строения

2) установка железобетонной плиты проезжей части и включение ее в совместную работу с главными балками.

Сам по себе метод сооружения сталежелезобетонного пролетного строения более трудоемкий, чем продольная надвижка (вариант № 1) пролетов и требует больших затрат времени.

Вариант № 3 несомненно самый сложный и трудоемкий и требующий долгих сроков строительства.

Этапы сооружения вантового моста:

1) сооружение тела опоры и пилона, устоев до границы открылков

2) монтаж блоков пролетного строения и продольная надвижка

3) монтаж вант к пилону и балке жесткости

4) натяжение вант до проектных усилий.

Вывод: Таким образом, предпочтение отдается варианту № 1.

4.4. Архитектурно-эстетический показатель

В данном показателе рассматривается архитектурная выразительность и целостность сооружений с существующим ландшафтом местности. Так как центр масс расположен в средней части русла, то варианты 1 и 2 обеспечивают симметричность конструкции, но преобладание нечетного в количестве пролетных строений и опор приводит к снижению зрительного восприятия моста как целостного сооружения. Большие подмостовые пространства варианта 3 обеспечивают хорошую видимость навигационных путей. К тому же, большие пролеты, перекрывающие зеркало реки легки для зрительного восприятия и имеют большую архитектурную выразительность.

Вывод: Преимущество имеет вариант 3.

8. Экологическое обоснование проекта

Юридической базой развития и совершенствования Российского природоохранного законодательства является Конституция России. Статья №42: "Каждый имеет право на благополучную среду, достоверную информацию о её состоянии и на возмещение ущерба, причинённого его здоровью или имуществу экологическим правонарушением".

Рациональное природопользование - одна из наиболее важных и сложных проблем, стоящих в наши дни перед человеком. Мы получаем всё больше доказательств тяжёлых экологических прогнозов при создании промышленных и сельскохозяйственных комплексов, планирование производственной деятельности с учётом отдалённых последствий, природоохранный подход к проведению работ в агробиоценозах. Иными словами, в настоящее время в условиях рыночной экономики и оптимального природопользования необходимо научиться управлять своей деятельностью в соответствии с требованиями "природы", считаясь с её законами, правилами и принципами.

При реконструкции и содержании мостового перехода следует на всех стадиях производства работ учитывать требования охраны окружающей среды путем предупреждения и ограничения их отрицательного воздействия на природную среду до установленных предельно допустимых уровней.

Воздействие процесса строительства моста считается прямым, если за время его жизненного цикла в регионе возникают новые источники воздействия (влияющие на экологическую ситуацию), непосредственно относящиеся к самому процессу строительства.

Воздействие процесса строительства моста следует считать косвенным, если оно проявляется в изменении условий работы и контроля воздействий других объектов, оказывающих прямое воздействие на окружающую среду и условия жизни населения.

На основе проведённых результатов поиска составляется заявление об экологических последствиях (ЗЭП). В нём должно быть отражено:

- условие осуществления проекта (цель и необходимость);

- описание предлагаемого проекта;

- описание состояния окружающей среды на данный момент;

- разумные альтернативы, включая альтернативу "не осуществлять проект”

- оценка воздействия на окружающую среду предлагаемого проекта

При строительстве моста могут возникать самые разные вредные воздействия на окружающую среду. Выделим основные воздействия:

- запылённость и загазованность места строительства, в основном в зоне строительной площадки;

- загрязнение отходами строительства при сооружении промежуточных опор, устоев и монтаже пролётного строения.

8.1 Влияние загрязняющих факторов на атмосферу

На стадии строительства такого объекта как мост, вредные вещества попадают в атмосферу и что более опасно в водоём. Учитывая, что вода потребляемая нами для хозяйственно-бытовых нужд из речных водоёмов уже давно не отвечает, даже при хорошей очистке, нормам воды, пригодной к употреблению – каждый новый случай загрязнения приводит к ещё большему ухудшению её качества, что в свою очередь ведёт к дальнейшему ухудшению здоровья человека.

Дорожные машины и оборудования должны находится на объекте только на протяжении периода производства соответствующих работ. Параметры применяемых машин и оборудование в части отработанных газов, шума, вибрации должны соответствовать установленным стандартам и техническим условиям предприятия-изготовителя.

Заправка автомобилей, тракторов и других самоходных машин и механизмов топливом, маслами должна производится на стационарных и передвижных заправочных пунктах в специально отведенных местах. Заправка стационарных машин и механизмов с ограниченной подвижностью производится автозаправщиками.

Заправка во всех случаях должна производится только с помощью шлангов, имеющих затвор у выпускного отверстия. Применение ведер и других видов открытой посуды для заправки не допускается. На каждом пункте должен быть организован сбор отработанных масел с последующей отправкой их на регенерацию. Слив масел на растительный, почвенный покров запрещается.

На стадии эксплуатации моста возникает вопрос об угрозе здоровью человека от газов, выбрасываемых в атмосферу автотранспортом. Токсичность отработавших газов карбюраторов двигателей обуславливается главным образом содержанием окиси углерода СО и окислов азота NO и сажей.

Окись углерода (угарный газ) соединяясь с гемоглобином крови человека или теплокровных животных, препятствует усвоению кислорода, тем самым ослабляя организм, его сопротивляемость различным заболеваниям. Хроническое отравление этим газом вызывает быструю утомляемость, головную боль, сердцебиение, отдышку и т. д.

Необходимо контролировать выброс СО автомобилями и не допускать простоя транспорта на строительной площадке.

Значительным источником загрязнения атмосферы при устройстве мостового полотна являются органические вяжущие материалы.

Для устройства покрытия мостового полотна в данном варианте сооружения моста используется асфальтобетонная смесь на основе нефтяных битумов, которые содержат концентрированные вещества. В обычных условиях, при устройстве мостового полотна с соблюдением норм и правил производства работ концентрация бензопилена в атмосфере не превышает нормативов предельно допустимой концентрации (ПДК).

При массовых работах по устройству мостового полотна и дорожного покрытия подходов к мосту из асфальтобетона в атмосферу выбрасываются другие токсичные углеводороды, причём количество выбросов прямо пропорционально температуре укладки смеси. Необходимо отметить, что эффективное снижение выбросов токсичных углеводородов достигается заменой битумов асфальтобитумными эмульсиями.

При устройстве мостового полотна, таких его слоёв как: антикоррозионный слой из эпоксидной смолы, слой сцепления из компонентов на битумной основе, асфальтобетонное покрытие также на основе битумных компонентов – необходимо тщательно следить за технологическим процессом работ и ни в коем случае не допускать попадания вышеупомянутых компонентов с моста в водоём реки. Это ведёт к загрязнению воды, что в свою очередь сказывается на здоровье человека.

Значительное количество технологических процессов, связанных с сооружением мостового перехода, вызывает выделение пыли (грунтовой, песчаной, цементной, смешанной), загрязняющей атмосферный воздух. Образование пыли обуславливается недостаточной влажностью грунтов и других материалов, наличием в грунтах пылеватых и глинистых частиц.

В частности к так называемым "пыльным работам" при сооружении мостового перехода можно отнести:

- производство бетонной смеси из цемента на бетонном заводе на строительной площадке;

- пескоструйная обработка металлических деталей пролётного строения на стапеле;

- разработка грунта для насыпи подходов в карьерах;

- отсыпка насыпи и устройство песчаного и щебёночного слоёв дорожной одежды на мосту и подходных насыпях.

Максимальная концентрация пыли возникает при работе в карьерах. Технологические процессы должны предусматривать увлажнение грунтов до оптимальной влажности:1012% - для суглинков, 1,52,0% - от количества пылевой фракции в песчаных грунтах и песчано-гравийных смесях.

И необходимо помнить, что превышение ПДК пыли на рабочем месте пагубно сказывается на здоровье людей.

8.2 Воздействие шума и вибрации на окружающую среду

Технологические процессы строительства моста также являются источниками интенсивного шума и вибрации, которые отрицательно воздействуют на здоровье людей, флору и фауну. Мероприятия по снижению уровня шума сводятся к снижению шума в его источнике, т.е. снижение шума применением звукоотражающих и звукопоглощающих экранов на пути распространения звука или шумозащитных мероприятий на самом защищаемом объекте. В соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.00383 уровни звука и эквивалентные уровни звука не должны превышать 85 дБ.

При сооружении моста основные источники шумового и вибрационного загрязнения окружающей среды находятся:

- на строительной площадке (слесарная, токарная, механические мастерские для подготовки болтов и т.д.);

- на стапеле (технологические процессы, связанные со сборкой пролётного строения; особенно шумовое воздействие на организм человека проявляется в замкнутом коробчатом пространстве пролётного строения);

- в местах сооружения промежуточных опор и устоев (процессы укладки и вибрирования бетонных смесей, процессы погружения шпунтового ограждения и защитных металлических труб);