Разбивка отверстия моста на пролеты

СОСТАВЛЕНИЕ ВАРИАНТОВ МОСТА

Общие положения

В курсовой работе необходимо разработать варианты железобетонного моста, дать их технико-экономическое сравнение, выбрать наиболее оптимальное решение.

Варианты моста должны отличаться между собой величинами пролетных строений, конструкциями опор и фундаментов. При составлении вариантов моста рекомендуется отдавать предпочтение современным типовым конструкциям, а также использовать прогрессивные технологии и индустриальные методы строительства.

При проектировании конструктивных элементов железобетонного моста следует выполнять требования по обеспечению надежности и долговечности, безопасности пропуска поездов, предусматривать бесперебойный пропуск паводков и ледохода, а также возможность широкой индустриализации строительства на базе современных средств комплексной механизации и автоматизации строительного производства, применения сборных конструкций, современных материалов, отвечающих техническим условиям [2].

Курсовая работа предусматривает проектирование среднего железобетонного моста, состоящего из следующих основных конструктивных элементов (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Схема моста: 1 – пролетное строение; 2 – промежуточная опора; 3 – подходная насыпь; 4 – береговая опора; 5 – рисберма; 6 – линия общего размыва; УМВ – уровень меженных вод; УВВ – уровень высокой воды; ПР – отметка подошвы рельса; БЗП – отметка бровки земляного полотна; НК – отметка низа конструкции; СНД – отметка струенаправляющей дамбы; ПФ – отметка подошвы фундамента; L_n – полная длина моста; l_n – полная длина пролетного строения; e – температурный зазор; B_y – размер береговой опоры вдоль оси моста;
H₀ – свободное пространство под мостом; H – высота моста

В соответствии с указаниями [2] разбивка моста на пролеты, назначение положения его в плане и профиле производится с учетом требований трассирования дороги или линии, принятых строительных и эксплуатационных показателей вариантов, русловых геологических, гидрологических, ландшафтных и других местных условий.

Конструкции и основные размеры пролетных строений и опор железнодорожных мостов, как правило, назначаются с учетом типовых решений, соблюдением принципов модульности и унификации в строительстве, а также возможности использования при монтаже и перевозке общестроительных и специализированных кранов и транспортных средств серийного производства [2].

При необходимости регулирования направления водного потока и предотвращения подмывов (размывов) следует предусматривать струенаправляющие дамбы и берегоукрепительные сооружения (рис. 2.1). При этом устройство струенаправляющих дамб производится с учетом требований [2, п. 1.12].

Конструкции должны удовлетворять требованиям соблюдения габаритов на железных дорогах по ГОСТ 9238-83 [2]. В соответствии с габаритом приближения строений С железных дорог колеи 1520 мм наибольшая ширина проезжей части составляет 4900 мм, которая определяет размеры типовых конструкций (ширина железобетонных пролетных строений для новых мостов на прямых участках пути принята 418 см).

Положение конструкции пролетного строения моста над уровнем воды и ледохода (свободное пространство под мостом Н_о, см. рис. 2.1) на несудоходных и несплавных водотоках следует определять в соответствии с требованиями строительных норм и правил [2, п. 1.23, табл. 2].

Воздействие водного потока при расчете мостов производится по гидрографам и водомерным графикам расчетных и наибольших паводков. При этом вероятности их превышения принимаются по [2, табл. 3]. В курсовой работе не предусматривается гидравлический расчет по определению размера отверстия моста L_o. Отверстие моста указывается в исходных данных (см. табл. 1.1) курсовой работы, размер которого дается с учетом возможных подпора, естественной деформации русла, устойчивого уширения подмостового русла (срезки), общего и местного размывов у опор, конусов и регуляционных сооружений [2].

Расчет общего размыва под мостом следует производить с учетом требований [2, пп. 1.29, 1.30], в зависимости от коэффициента общего размыва к_р.

Возвышение бровок земляных сооружений (подходной насыпи, струенаправляющих дамб, рисберм) следует принимать в соответствии с [2, п. 1.34].

Путь на железобетонных железнодорожных мостах укладывается на щебеночном балласте в соответствии с требованиями [5, п. 2, с. 4–10].

В местах примыкания насыпи к береговым опорам, как правило, в типовых решениях предусматриваются меры для удержания балластной призмы от осыпания.

При сопряжении конструкций мостов с подходными насыпями должны выполняться условия [2, пп. 1.70–1.73].

Кроме того, на железнодорожных мостах должны предусматриваться эксплуатационные обустройства и смотровые приспособления в соответствии с требованиями [2, с. 13–14].

Для наиболее полного удовлетворения правил и приемов проектирования железобетонного моста необходимо внимательно проанализировать исходные данные курсовой работы, изучить [1, главы 5, 6, 7, 9, 16], СНиП 2.05.03-84 [2, разд. 1]. Рекомендуется также ознакомиться с типовыми проектами сборных железобетонных пролетных строений под железную дорогу Ленгипротрансмоста из обычного железобетона инв. № 557 (серия 3.501.1–146) или предварительно напряженного железобетона инв. № 556, а также опор – инв. №№ 828, 708, 1222. Основные характеристики этих конструкций приведены в прил. 1, 2, 3.

Обработка продольного профиля. Вычерчивается заданный профиль русла мостового перехода в соответствующем масштабе [6], на котором указываются уровни воды и подошвы рельса (ПР), бровки земляного полотна (БЗП) и другие отметки. Отметки определяются по следующим выражениям:

, (2.1)

где отм. УВВ – отметка уровня высокой воды (определена заданием), м; Н₀ – возвышение элементов моста над уровнем высокой воды, м [2, табл. 2], (см. рис 2.1); h_стр – строительная высота пролетного строения, м (прил. 1);

; (2.2)

(2.3)

где отм. НК – отметка низа конструкции пролетного строения, м (см. рис. 2.1);

(2.4)

где отм. БПС – отметка бортика пролетного строения (см. рис. 2.1).

На вычерченный профиль мостового перехода наносится линия общего размыва, которая определяется по отметкам перелома профиля в зависимости от глубины воды, отсчитываемой от УВВ, и коэффициента размыва к_р по формуле

(2.5)

где h_p – глубина воды после размыва, отсчитываемая от отм. УВВ, м (рис. 2.2); h_др – глубина воды до размыва, отсчитываемая от отм. УВВ, м (рис. 2.2); к_р – коэффициент общего размыва (см. табл. 1.1).

Рис. 2.2. Схема профиля моста для определения линии общего размыва

Разбивка отверстия моста на пролеты

Отверстие L₀ является основной характеристикой, которой определяется длина моста. Оно равно сумме пролетов в свету (расстоянию между опорами по уровню высоких вод).

Проектирование малых и средних мостов ведется, как правило, по балочно-разрезной схеме, так как она дает возможность широко использовать типовые конструкции пролетных строений и опор, что позволяет повысить уровень сборности, обеспечить индустриальность строительства и снизить стоимость сооружения. Поэтому при разработке вариантов моста необходимо ориентироваться в основном на балочно-разрезную схему и применение типовых конструкций. При этом более экономичная конструкция моста определяется на основе варьирования длиной пролетного строения, конструкциями опор и фундаментов.

Разбивка отверстия моста на пролеты производится попытками в следующей последовательности.

Из числа типовых балочных пролетных строений выбирается пролет с полной длиной l_п (прил.1). Выбранное пролетное строение в многопролетной балочно-разрезной схеме должно обеспечить перекрытие отверстия моста, отличающегося от заданного, не более чем на 5–8 %. При этом при большой высоте моста (более 10–15 м) и слабых грунтах в основании более экономичным является применение пролетных строений большой длины (более 20 м). При высоте моста менее 10 м следует ориентироваться на пролетные строения длиной меньше 20 м (прил. 1) при выполнении условий беззаторного пропуска льда.

При правильно подобранной длине пролета должно выполняться условие:

(2.6)

где n – количество пролетных строений длиной l_n, перекрывающих заданное отверстие моста; L_n – полная длина всех пролетных строений, которая может быть ориентировочно подсчитана по выражению

(2.7)

если устои необсыпные (при высоте подходных насыпей менее 6 м), и

(2.8)

если устои обсыпные (при высоте подходных насыпей более 6 м), где А_oп – продольный размер опоры, определяемый в зависимости от длины пролетного строения l_n и высоты опоры Н_оп (прил. 2); отм. ОП – отметка опорной площадки, определяемая по выражению

, (2.9)

а высота опоры:

(2.10)

где отм. ОФ – отметка обреза фундамента.

Если пролетное строение подобрано верно, то должно выполняться условие (2.6), в противном случае следует перейти к пролетному строению другой длины.

Пролетные строения на чертеже следует распологать так, чтобы под мостом был обеспечен наиболее благоприятный пропуск меженних и высоких вод. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы одним пролетным строением можно было перекрыть глубокую часть русла водотока. Между пролетными строениями должен быть предусмотрен температурный зазор, величина которого составляет 5 см [2].