Металлический мост

  Шпунт  забивается в грунт на 2 м ниже дна котлована, и отметка верха шпунта на 0,7 м выше отметки УМВ при устройстве котлована в русле. Погонная масса шпунтины   ШП-1– 64 кг, ширина шпунтины – 400 мм.

На основании  принятой схемы и конструктивных решений определим стоимость  основных видов работ по сооружению первого варианта.

 

Таблица 2.2 – Расход основных материалов и стоимость первого  варианта

Наименование работ	Ед. изм.	Стоимость единицы, руб.	Полный объём	Стоимость общая, руб.
Забивка металлического шпунта с выдёргиванием	т	11520	363	4181760
Устройство котлована с водоотливом	м3	228	760	173280
Изготовление и забивка железобетонных свай - речных	м3	17760	286	5079360
Изготовление и забивка железобетонных свай - береговых	м3	5600	368	2060800
Сооружение монолитных опоры	м3	5560	2780	15456800
Сооружение монолитных бетонных ростверков	м3	4700	317	1489900
Металлические пролётные строения со сплошной стенкой  со сквозными главными фермами	т т	20700 22100	411 965	8507700 21326500
Устройство мостового полотна (с  железобетонными тротуарами)	м	5150	316	1627400
Итого:				59903500
С учётом коэффициента k = 1,5				89855250

Примечание: На общую сумму затрат, подсчитанную по укрупнённым расценкам, вводится коэффициент k=1,5, учитывающий все остальные расходы (зимние, временные сооружения, вахта и др.).

2. Второй вариант

Судоходную часть перекрываем  двумя разрезными пролетными строениями со сквозными главными фермами длиной 88м и 110м. Не судоходную часть разбиваем  на пролетные строения со сплошными  главными балками длиной 27,0 м, исходя из экономических соображений.

Таким образом, выбранная схема моста: 3Х27,0 + 88 + 110 + 4Х27,0м.

Фактическая величина отверстия равна 373 м. Погрешность в этом случае составляет +3,61%, что является допустимым.

Полная длина второго варианта моста 407,390м.

Указанные пролетные строения опираются  на массивные монолитные бетонные опоры. Промежуточные опоры имеют двухъярусную конструкцию. Устои приняты типовой  сборно-монолитной конструкции.

Фундаменты под опоры приняты  свайными, исходя из геологических  условий, кроме того, свайные фундаменты предпочтительны фундаментам мелкого  заложения с экономической точки  зрения.

Расчет  нагрузок на опоры  и количество свай определяется аналогично первому  варианту.

На основании  принятой схемы определим стоимость  основных видов работ по сооружению второго варианта.

 

Таблица 2.3 – Расход основных материалов и  стоимость второго варианта

Наименование работ	Ед. изм.	Стоимость единицы, руб.	Полный объём	Стоимость общая, руб.
Забивка металлического шпунта с выдёргиванием	т	11520	315	3628800
Устройство котлована с водоотливом	м3	228	760	173280
Изготовление и забивка железобетонных свай - речных	м3	17760	236	4191360
Изготовление и забивка железобетонных свай - береговых	м3	5600	331	1853600
Сооружение монолитных опоры	м3	5560	2540	14122400
Сооружение монолитных бетонных ростверков	м3	4700	302	1419400
Металлические пролётные строения со сплошной стенкой  со сквозными главными фермами	т т	20700 22100	333 965	6897200 21326500
Устройство мостового полотна (с  железобетонными тротуарами)	м	5150	302	1555300
Итого:				55167840
С учётом коэффициента k = 1,5				82751760

Примечание: На общую сумму затрат, подсчитанную по укрупнённым расценкам, вводится коэффициент k=1,5, учитывающий все остальные расходы (зимние, временные сооружения, вахта и др.).

3. Третий вариант

Судоходную часть перекрываем  неразрезным пролетным строением  со сквозными главными фермами полной длины 221,036м. Не судоходную часть разбиваем на пролетные строения со сплошными главными балками длиной 27,0 м, исходя из экономических соображений.

Таким образом, выбранная схема моста: 3Х27,0 + 220 + 3Х27,0 м.

Фактическая величина отверстия равна 367,12 м. Погрешность в этом случае составляет +1,98%, что является допустимым.

Полная длина третьего варианта моста 400,436 м.

Указанные пролетные строения опираются  на массивные монолитные бетонные опоры. Промежуточные опоры имеют двухъярусную конструкцию. Устои приняты типовой  сборно-монолитной конструкции.

Фундаменты под опоры приняты  свайными, исходя из геологических  условий, кроме того, свайные фундаменты предпочтительны фундаментам мелкого  заложения с экономической точки  зрения.

Расчет  нагрузок на опоры  и количество свай определяется аналогично первому  варианту.

На основании  принятой схемы определим стоимость  основных видов работ по сооружению второго варианта.

 

Таблица 2.4 – Расход основных материалов и стоимость третьего варианта

Наименование работ	Ед. изм.	Стоимость единицы, руб.	Полный объём	Стоимость общая, руб.
Забивка металлического шпунта с выдёргиванием	т	11520	256	2949120
Устройство котлована с водоотливом	м3	228	760	173280
Изготовление и забивка железобетонных свай - речных	м3	17760	151	2681760
Изготовление и забивка железобетонных свай - береговых	м3	5600	427	2391200
Сооружение монолитных опоры	м3	5560	2380	13232800
Сооружение монолитных бетонных ростверков	м3	4700	270	1269000
Металлические пролётные строения со сплошной стенкой  со сквозными главными фермами	т т	20700 22100	285,6 1040,6	5911920 22997260
Устройство мостового полотна (с  железобетонными тротуарами)	м	5150	258,6	1331790
Итого:				52938130
С учётом коэффициента k = 1,5				79407195

Примечание: На общую сумму затрат, подсчитанную по укрупнённым расценкам, вводится коэффициент k=1,5, учитывающий все остальные расходы (зимние, временные сооружения, вахта и др.).

4. Сравнение вариантов

После составления  вариантов осуществляется их тщательный технико-экономический анализ по множеству  критериям. В рамках курсового проекта  сравнение вариантов будем производить  по таким  основным показателям как: общая строительная стоимость, расход основных материалов (железобетона и  металла), трудоёмкость изготовления (см. табл 2.2,2.3,2.4)

Основным  сравнительным показателем является стоимость сооружения моста, в этом плане наиболее предпочтительным оказывается  третий вариант.

Недостатком первого и второго варианта является большее количество опор по сравнению  с третьим вариантом, – отсюда возможно увеличение срока строительства  моста.

В третьем  варианте используются ферма одного размера, поэтому ее сооружение будет  наиболее удобным и быстрым по сравнению с другими предложенными  вариантами. Также в данном варианте увеличена ширина взводного пролёта, тем самым обеспечивается возможность  более безопасного и интенсивного судоходства.

Исходя  из всего вышесказанного, принимаем  к дальнейшей разработке 3-й вариант.

При составлении третьего варианта были проанализированы несколько вариантов. Конкурентоспособный вариант (с  двумя стальными 44м пролетными строениях  со сквозными главными фермами с  ездой поверху) схема которого: 2*34,2+44+88+110+44+2*34,2.

Однако  этот вариант дороже на 1,8% третьего варианта в первую очередь  из-за высокой металлоемкости, несмотря на то что количество п.с. со сплошными главными балками с ездой поверху меньше.

3. Расчёт проезжей части

Проезжая  часть металлических пролётных  строений со сквозными главными фермами  под железнодорожную нагрузку состоит  из продольных балок с продольными  и поперечными связями и поперечных балок. В курсовом проекте производится расчёт продольных и поперечных балок, их сечений и соединений.

1. Расчёт продольной балки

1. Определение расчётных усилий

В курсовом проекте принимаются продольные балки не включённые в совместную работу с главными фермами. В расчётах на прочность и выносливость расчётная схема принимается в виде разрезной балки на двух опорах с пролётом, равным длине панели главной фермы (см. рис.3.1).

 

Рисунок 3.1 - Линии влияния внутренних усилий в продольной балке

 

Продольные  балки загружаются нагрузкой  от собственного веса, от веса мостового  полотна и временной вертикальной нагрузкой. Так как сечение балок  по длине будет постоянным, для  их расчёта достаточно определить изгибающие моменты в сечении посередине пролёта и поперечную силу в опорном  сечении по формулам:

 

 

 

где M_0,5 – изгибающий момент в середине пролёта для расчёта на прочность;

M’_0,5 – изгибающий момент в середине пролёта для расчёта на выносливость;

Q₀ – поперечная сила в опорном сечении для расчёта на прочность;

g_i – постоянные нагрузки (g₁ = 5,5 кН/м, нагрузка от собственного веса продольных балок; g₂ = 22,6 кН/м, нагрузка от веса мостового полотна при железобетонных безбалластных плитах с двумя тротуарами );

υ^λ_α – интенсивность эквивалентной нагрузки, определяемая в зависимости от длины загружения λ и положения вершины линии влияния α по СП 35.13330.2011 Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84 прил.К [1]:

 

 

0,5 – коэффициент, учитывающий распределение усилий между двумя балками;

γ_fgi = 1,1 – коэффициент надёжности к постоянным нагрузкам;

γ_fυ – коэффициент надёжности к временной нагрузке, зависящий от длины загружения λ = 11 м, и определяемый по формуле:

 

 

(1+μ) – динамический коэффициент, определяемый по формуле:

 

 

(1+2μ/3) – динамический коэффициент для расчётов на выносливость, определяемый по формуле:

 

 

 и – соответственно площади линий влияния M_0,5 и Q₀;

ε = 0,85 – коэффициент, учитывающий отсутствие тяжелых транспортёров, определяется по [1 таблица 6.5].

 

 

 

2. Подбор размеров сечения и расчёт на прочность и выносливость по нормальным напряжениям

Размеры сечения продольных балок может  определяться из расчёта на прочность  или выносливость. Для этого необходимо вычислить коэффициент усталости материала γ_* по формуле:

 

где: ξ = 1 – для железнодорожных мостов;

α = 0,72 – коэффициент, учитывающий марку стали, принимаемый по таблице 8.33 [1];

δ = 0,24 – коэффициент, учитывающий нестационарность нагружения, принимаемый по таблице 8.33 [1];

β = 1,5 – эффективный коэффициент концентрации напряжений, принимаемый по таблице Ц1 приложения Ц [1]. (С 345 – класс прочности стали 15ХСНД);

 – коэффициент, зависящий от длины загружения λ линии влияния, и при   λ< 22 м определяется по формуле:

 

где: значения v и ξ следует принимать по таблице 8.34 [1]:

v = 1,87 ;  ξ = 0,0395;