Проект вантового моста

      v^н=0.98К×k^v +v_т^н ×k^т       (2.7) 

     v=0,98×К ×k^v ×g_fv×(1+m)+ v_т^н ×k^т×g_fvт×(1+m),                            (2.8)

где v^н – нагрузка от полосы АК, кН/м; v^н = 0,98K;

v^н_т – эквивалентная нагрузка от тележки, принимаемая кН/м;

K – класс нагрузки АК;

g_fv, g_fvт – коэффициенты надежности по нагрузке соответственно для полос АК и тележки;

 

Для тяжелой нагрузки НК-80:

;     (2.9)

.    (2.10)

где  эквивалентная нагрузка от тележки, весом 19.62К, принимаемая по приближенной формуле из приложения 6[1], кН/м;

нагрузка от полосы АК, кН/м;

коэффициенты надежности по нагрузке для полосы АК и тележки [1, п. 2.23];

число загруженных полос;

эквивалентная нагрузка

Результаты расчетов сведены в  таб. 2.2.

Таб. 2.2

Определение нагрузок

 

Элемент	проверка	длина загружения  l	постоянная p	Коэфф.попер устан. kj	временная Vj
Балка жестк	прочность	336	721	2,8 /4	51,58
Ванты	прочн.  АК	25	721	1,64/2,178	62,58
	проч НК	25	721	1	93,05
Пилон	прочность	336	721	1,64/2,178	25,56

 

 

                    

2.3.5. Определение  размеров поперечных сечений  основных несущих элементов.

 

Допусткается для определения  усилий в вантах принимать нагрузку, действующую на двух прилегающих  к I-ой ванте полупанелях. Тогда:

     N_I=(p+v)*d_i/sinb_I,        (2.11)

Требуемая площадь сечения определится  из условия:

     A_i=N_i/R_k,         (2.12)

Результаты сведены в таблицу 2.6. Затем определяется усилие в пилоне как сумма проекций на аертикальную ось всех усилий в вантах:

    N_пл=SN_isinb_I,        (2.13)

Таблица 2.6.

Усилие в пилоне.

№ ванты	Li, м	Hi, м	Угол наклона	Длина ванты, м	Ni, кН	А, м2	d, мм	Ni*sinB	Ni*cosB
1	46	48	46,21	66,48	49931,6	0,099863	385	36044,2	34553,1
2	66	53	38,76	84,64	25032,1	0,050064	301	15671,5	19519,3
3	86	58	33,99	103,73	28032,6	0,056065	340	15675,3	23240
4	106	63	30,72	123,3	30677,9	0,061355	305	15800	26295,3
5	126	68	28,35	143,17	33002,8	0,066005	310	15493,5	29140
6 7 8 9 10	44,5 69,5 94,5 119,5 144,5	48 53 58 63 68	47,16 37,32 31,53 27,79 25,2	65,45 87,4 110,87 135,08 159,7	47554,1 32311,7 37459,9 42016,6 46008,5	0,095108 0,064623 0,074919 0,084033 0,092017	383 341 355 375 379	34778,7 19445,2 19293 19074,8 19443,8	32431,7 25804,7 32108,6 37436,5 41697,4
Среднее значение			34,7	107,98	37202,2	0,0742	347.4	21071	30222.3
Сумма				1079.8				210718	302223,4

 

     A_пл=210718/0,6/25000=10,53(м²).

Балка жесткости подбирается  из условия прочности:

     s_б=М_б/W_б+N_б/А_б£R_b,       (2.24)

где М_б=51,58×336^2/8=727896,9 кНм – изгибающий момент, действующий в балке, N_б=SN_I*cosb_I=248471,1 кН – сжимающая сила в балке.

     s_б=727896,9/22,1+248471,1/12,73=52,4 (мПа)£ 295(мПа)

Условие выполняется.

2.3.6. Определение  расхода материалов и стоимости  варианта 2.

 

Определение расхода материалов по найденным ранее размерам и площадям производится аналогично п.2.2.6 (Таблица 2.7).

Таблица 2.3.

Определение расхода материалов.

Наименование элемента	Единица измерения	Поперечное сечение элемента, м2	Длина элемента, м	Общий объем элемента
Ванты	Т	0,074	4319.28	2352.2
Пилон	м3	10,53	68	716.44
Балка жесткости:	м3	12,73	294	3742,62
Дорожное полотно	м2	27	984.6	26584

 

 

 

Таблица 2.7.

Определение стоимости варианта.

Наименование	Единицы измерения	Единичная расценка, руб.	Общий объем	Общая стоимость, руб.
Канаты закрытого типа	т	1800	2352.2	4233913.7
Сталь низколегированная	т	850	4610.1	3918585
Железобетон (B40¼B50)	м3	550	21123,1	11617705
Бетон опор (B20¼B30)	м3	100	18478.3	1847830
Сваи-оболочки	м3	450	1512.83	680773.5
Дорожное покрытие	м2	60	26584	1595040
Общая стоимость варианта				27893847.2

2.4. Проектирование 3-го варианта( 1 висячий ).

 

Проектирование 3-го варианта проводим аналогично проектированию 1-го варианта, по тем же формулам и методикам  расчета.

2.4.1. Выбор балки  жесткости.

 

Принимая во внимание величину главного пролета l = 508 м в качестве балки жесткости применим стальную коробчатую конструкцию с ортотропной плитой проезжей части. Поперечное сечение балки жесткости представлено на рис. 2.5.

Рис. 2.8. Конструктивная схема балки жесткости.

Ориенторовочно принимаем t_плит=0.25 м.

2.4.2. Выбор типа  пилона.

 

Учитывая большую величину пролета, принимаем стальной П-образный пилон, конструкция которого приведена  на рис. 2.6.

 

 

 

Рис. 2.9. Схема конструкции пилона.

2.4.3. Назначение генеральных размеров.

 

Руководствуясь указаниями [1] принимаем:

высота пилона H_пл = 51 м, ширина стойки пилона по фасаду моста b_пл = 3 м; высота балки жесткости h = 3 м; длина панели d =  10,5 м.

2.4.4. Эскизное  проектирование проезжей части.

 

Эскизное проектирование проезжей части завершается определением интенсивности постоянной (p):

 p = 562 кН/м;

 

 

 

 

 

Схема загружения линии влияни давления полосовой нагрузкой для балки  жесткости

Для нахождения наиболее опасного, для  главной балки,  положения временной нагрузи, строим линию влияния давления для балки жесткости. Находим коэффициент k – для трех загружений (от полосовой нагрузки, тележек и НК – 80)

k = SS_i × y_i, где

S_i – коэффициент полостности;

y_i – ордината линии влияния

рис. 2.3

 

 

 

k^v_бж = 1×1+0,6×(1+1+1)=2,8    (3.1)

k^т_бж = 1+1+1+1=4     (3.2)

k^нк_ж = 1×1=1      (3.3)

 

Схема загружения линии влияни давления полосовой нагрузкой для вант и пилона

 

k^v_к = 1×0,807+0,6×(0,698+0,352+0,244)=1,64    (3.4)

k^т_к= 0,807+0,698+0,352+0,24=2,178     (3.5)

k^нк= 1×0,860=0,860        (3.6)

 

Определение интенсивности временной  вертикальной нормативной v^н и расчетной v нагрузок производится по формулам:

Для автомобильной нагрузки АК:                 

      v^н=0.98К×k^v +v_т^н ×k^т       (3.7) 

     v=0,98×К ×k^v ×g_fv×(1+m)+ v_т^н ×k^т×g_fvт×(1+m),                            (3.8)

где v^н – нагрузка от полосы АК, кН/м; v^н = 0,98K;

v^н_т – эквивалентная нагрузка от тележки, принимаемая кН/м;

K – класс нагрузки АК;

g_fv, g_fvт – коэффициенты надежности по нагрузке соответственно для полос АК и тележки;

динамический коэффициент, определяемый по формуле (1.20).

                      .

Для нагрузки АК:

(кН/м);

(кН/м)

Для тяжелой нагрузки НК-80:

;     ( 3.9 )

.    ( 3.10 )

где  эквивалентная нагрузка от тележки, весом 19.62К, принимаемая по приближенной формуле из приложения 6[1], кН/м;

нагрузка от полосы АК, кН/м;

коэффициенты надежности по нагрузке для полосы АК и тележки [1, п. 2.23];

число загруженных полос;

эквивалентная нагрузка

Результаты расчетов сведены в  таб. 2.2.

Таб. 2.2

Определение нагрузок

 

Элемент	проверка	длина загружения  l	постоянная p	Коэфф.попер устан. kv/ kт	временная Vj
Кабель	прочность	508	562	1,64/2,178	20,04
	жесткость	508	- // -	1,64/2,178	18,05
Пилон	прочность	508	562	1,64/2,178	20,04
Подвеска	прочн.  АК	21	562	1,64/2,178	62,58
	проч НК	21	562	0,86	93,1
Балка жестк	жесткость	254	562	1,21/1,497	17,038

 

2.2.5. Определение  размеров поперечных сечений  основных несущих элементов.

 

Площадь поперечного сечения кабеля A_к определяют исходя из условий прочности и жесткости.