Расчет железобетонного моста

Содержание

Введение 4

1.Составление вариантов 5

1.1.Составление первого варианта 5

1.1.1.Выбор основных высотных отметок и конструкций моста первого варианта 5

1.1.2.Подсчёт строительной стоимости моста первого варианта 6

1.2.Составление второго варианта 9

1.2.1.Выбор основных высотных отметок и конструкций моста второго варианта 9

1.2.2.Подсчёт строительной стоимости моста второго варианта 10

1.3.Составление третьего варианта 13

1.3.1.Выбор основных высотных отметок и конструкций моста третьего варианта 13

1.3.2.Подсчёт строительной стоимости моста третьего варианта 14

2 Статический расчет пролетного строения 17

2.1 Расчет плиты балластного корыта 17

2.1.1 Нормативные постоянные и временные нагрузки. 17

2.1.2 Расчетные усилия. 19

2.1.3 Назначение основных размеров 21

2. 1.4 Проверка расчетного сечения плиты по прочности 22

2. 1.5 Расчет на выносливость 23

2. 1.6 Проверка на трещиностойкость 26

3. Расчет главной балки 29

3.1 Линии влияния внутренних усилий. 29

3.2 Определение нормативных нагрузок 32

3.3 Определение расчетных усилий 33

3.4 Расчетное сечение балки и подбор рабочей арматуры в середине пролета 37

3.5 Проверочные расчеты 40

3.5.1 Проверочные расчеты нижней арматуры балки 40

3.5.2 Проверочные расчеты верхней арматуры балки 41

3.5.3 Проверочные расчеты нижней арматуры балки на выносливость: 42

3.5.3 Проверочные расчеты верхней арматуры балки на выносливость: 44

3.5.4 Проверочные расчеты нижней арматуры балки на трещиностойкость: 46

3.5.5 Проверочные расчеты верхней арматуры балки на трещиностойкость: 48

3.6. Построение эпюры материалов с определением мест отгибов рабочей арматуры 49

3.7. Расчет на прочность сечений наклонных к продольной оси балки 50

4.1. Расчет устоя по схеме загружения «в пролет» 53

4.2.Расчет по прочности 61

4.3.Проверка устойчивости формы 62

4.4.Расчет устоя против опрокидывания 63

4.5.Расчет устоя против сдвига 64

Литература 65

 

 

Введение

 

В данном курсовом проекте  проектируется железобетонный путепровод под железную дорогу I категории через автомобильную дорогу I категории габаритом 2(Г-15,25) и арык.

Проектируемое сооружение должно удовлетворять требованиям  СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы».

Исходные данные:

путепровод под железную дорогу I категории через автомобильную дорогу I категории габаритом 2(Г-15,25) и арык в городе «Т»;

уровень меженных вод 82.40;

средняя толщина льда 0.5м;

географическое месторасположение  путепровода: Красноярский край;

расчетная временная  нагрузка С-16;

профиль местности.

Для определения оптимальной  схемы моста составляются три  варианта. При сравнении этих вариантов  находятся объемы основных работ, и  определяется их стоимость, и затем, исходя из этого, производится выбор  оптимального варианта. При составлении  варианта считается, что мост располагается  на прямом горизонтальном участке железной дороги.

 

1.Составление  вариантов

В курсовом проекте железобетонного  моста составляется не менее трёх технически возможных и экономически выгодных вариантов железобетонного  моста, на основе сравнения которых  для дальнейшей разработки выбирается наилучшая конструкция для данных условий.

При составлении каждого  варианта моста необходимо последовательно  решить следующие вопросы:

найти основные высотные отметки моста;

запроектировать пролеты  моста из экономических соображений;

выбрать конструкцию  пролётных строений, а также тип  опор и их фундаментов;

подсчитать объёмы работ  и строительную стоимость моста.

1.1.Составление первого варианта

1.1.1.Выбор  основных высотных отметок и  конструкций моста первого варианта

 

В первом варианте назначение схемы моста делаем из экономических  соображений. Величина пролётов определяется из условия перекрытия автодороги I категории габарит 2(Г-15,25).

Пролетные строения из предварительно-напряженного железобетона (типовой проект Ленгипротрансмоста, инв. № 556), строительные показатели приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Длина ПС, м	Расчетный пролет, м	Высота балки, м	hСтр в пролете, м	hСтр над опорой, м
23,6	22,9	1,85	2,35	2,855
27,6	26,9	2,25	2,75	3,255

 

По заданию необходимо определить отметку бровки земляного  полотна БЗП, которую определим  по формуле:

БЗП=ПР-0.9м,

ПР=Н_г+Δ₁+h_стр;

Где Н_г – уровень верха габарита; Δ₁ - нормируемое номинальное возвышение низа конструкции над габаритом по требованию заказчика ( =0.2м); h_стр - строительная высота среднего пролётного строения в пролёте [табл.1.1].

ПР=89,4+0,2+2,75=92,35м.

БЗП=92,35-0,9=91,45м.

 

Принимаем монолитные бетонные устои, основные характеристики которых зависят от длины пролётных строений /1/.

 Оба устоя проектируем необсыпными. Уклон устоя составляет 1:1,25, ширина шкафной части равна А=0,75м для обеспечения размещения на ней пролетного строения, ширина устоя В=3,8м. Обрез фундамента ОФ заглубляем на 0,5м ниже уровня земли из эстетических соображений. Фундамент устоя для первого варианта запроектируем, заглубив подошву фундамента на 0,5м в более прочный грунт - мергель. При таком расположении фундамента, граница промерзания грунта останется выше  подошвы. Обрез фундамента ОФ заглубляем на 0,5м ниже уровня земли из эстетических соображений.

1.1.2.Подсчёт  строительной стоимости моста  первого варианта

 

Запроектировав мост, следует составить ведомость  объёмов работ.

Для этого подсчитываем объёмы и стоимости:

Устройство котлованов под фундаменты с водоотливом. Стоимость 1м³ - 2,5 руб.

V=11,06*5,8*2,665+4,2*4,8*4,036+4,2*5,8*4,16+12,92*5,8*3,305=601м³

С=601*2,5=1503руб.

Шпунтовое ограждение корытного типа ШК-1. 1 п.м. = 50 кг. Стоимость 1т – 250 руб. Высота шпунтового ограждения для 1го фундамента H₁ определяется суммой глубины заложения 1го фундамента, возвышением над землей шпунтового ограждения, равно 0,7м и глубиной забивки шпунтового ограждения в грунт ниже уровня подошвы фундамента на 1м. Получаем высоту шпунтов для 1го фундамента:

H₁=3,1+0,7+1=4,8м. Для остальных фундаментов:

H₁=4,5+0,7+1=6,2м;

H₁=5,2+0,7+1=6,9м;

H₁=6+0,7+1=7,7м.

Массу шпунтового ограждения в тоннах получим по формуле:

,

Где P_i – периметр iго фундамента,

n – количество фундаментов,

0,4 – ширина шпунтового ряда.

M=0,05(3,1(2*11+2*5,8)/0,4+4,5(2*4,2+5,8*2)/0,4+5,2(2*4,2+2*5,8)/0,4+6(12,9*2+5,8*2)/0,4)=65,3т.

С=65,3*250=16330руб.

Бетонная кладка фундаментов. Стоимость 1м - 50 руб.

V=10,06*4,8*2,665+3,2*4,8*4,036+3,2*4,8*4,16+11,92*4,8*3,305=475,6м³

С=475,6*50=23780руб.

Сооружение монолитных опор и монолитных устоев. Стоимость 1м³ – 110руб.

V=2*248+2,2*3,8*5,965+2,2*3,8*7,145=606м³

С=606*110=66660руб.

Разрезные балочные пролетные строения на железных дорогах из преднапряженного железобетона. Стоимость 1м³ – 650руб.

V=2*83,01+64,33=230,35м³

С=230,35*650=149728руб.

Мостовое полотно  на балласте. Стоимость 1м – 98руб.

L=99,5м

С=99,5*98=9751руб.

Гидроизоляция балластного корыта железнодорожного моста с устройством водоотвода. Стоимость 1м² – 20руб.

S=99,5*5,32=529,34м².

С=529,34*20=10587руб.

Данные по расчетам объемов  и стоимостей сведены в таблицу 1.2.

Таблица 1.2- Ведомость объёмов работ по варианту 1.

Наименование  элементов	Единица измерения	Количество	Стоимость единицы,  руб.	Стоимость общая   руб.
Устройство  котлованов под фундаменты с водоотливом	м3	601	2,5	1503
Шпунтовое ограждение	т	65,3	250	16330
Бетонная  кладка фундаментов	м3	475,6	50	23780
Сооружение  сборно-монолитных опор и монолитных устоев	м3	606	110	66660
Разрезные балочные пролетные строения	м3	230,35	650	149728
Мостовое  полотно на балласте	м	99,5	98	9751
Гидроизоляция балластного корыта	м2	592,34	20	10587

По укрупненным расценкам  данных 1984г. Для региона Западной Сибири суммарная стоимость мосты  составила 278339*1,5=417509руб.

По данным 2004 года стоимость  составила С=393014*67=27973070 руб.

 

1.2.Составление второго варианта

1.2.1.Выбор  основных высотных отметок и  конструкций моста второго варианта

 

Во втором варианте назначение схемы моста делаем из экономических  соображений. Величина пролётов определяется из условия перекрытия автодороги I категории габарит 2(Г-15,25). Конструкция представлена неразрезной балкой с двумя пролетами длиной 48,85 м каждый с переменным сечением и переменной высотой. Высота балки в месте, где будет наибольший момент, будет равна 48,85/182.5м. Уменьшим высоту балки в середине пролета до 2 метров, для экономии материалов. В опорном сечении высота балки будет равна 2 метра.

По заданию необходимо определить отметку бровки земляного  полотна БЗП, которую определим  по формуле:

БЗП=ПР-0.9м,

ПР=Н_г+Δ₁+h_стр;

Где Н_г – уровень верха габарита; Δ₁ - нормируемое номинальное возвышение низа конструкции над габаритом по требованию заказчика ( =0.2м); h_стр - строительная высота среднего пролётного строения в пролёте [табл.1.1].

ПР=89,4+0,2+3=92,6м.

БЗП=92,6-0,9=91,7м.

Принимаем левый устой  монолитным необсыпным, вследствие того, что при принятии сборного устоя, длина пролета возрастает, и стоимость  увеличения длины пролета значительно  больше, чем разница между разными  видами устоев. Уклон устоя составляет 1:1,25, ширина шкафной части равна А=0,75м для обеспечения размещения на ней пролетного строения, ширина устоя В=3,8м. Фундамент устоя для первого варианта запроектируем, заглубив подошву фундамента на 0,5м в более прочный грунт - мергель. Обрез фундамента ОФ заглубляем на 0,5м ниже уровня земли из эстетических соображений.

Правый устой принимаем  монолитным, обсыпным, с уклоном 1:1,25. Ширина шкафной части А=1,00м.

Опору принимаем монолитную. Размеры промежуточной опоры определяем из условия размещения на ней опорной части. Сваи для монолитных устоя и опоры принимаем 40см*40см.

  1.2.2.Подсчёт строительной стоимости моста второго варианта

Составим ведомость объёмов работ.Подсчитаем объёмы и стоимости:

Устройство котлованов под фундаменты с водоотливом. Стоимость 1м³ - 2,5 руб.

V=11,78*5,8*3,48+1,8*5,1*2,7=263м³

С=263*2,5=658руб.

Шпунтовое ограждение. 1 п.м. = 50 кг. Стоимость 1т – 250 руб.

V=0,05(3,5(2*12+2*5,8)/0,4)=15,6т.

С=15,6*250=3900руб.

Бетонная кладка фундаментов. Стоимость 1м - 50 руб.

V=10,78*4,8*2,98=154м³

С=154*50=7710руб.

Изготовление и забивка  железобетонных свай. Стоимость 1м³ – 345 руб.

V=12*0,4*0,4*9+9*0,4*0,4*5=24,3м³

С=24,3*345=8446руб.

Устройство монолитных бетонных ростверков. Стоимость 1м³ – 89руб.

V=2,7*5,1*1,3+5,1*8*2=100м³

С=100*89=8900руб.

Сооружение сборно-монолитных опор и монолитных устоев. Стоимость 1м³ – 110руб.

V=15,7+248+1,2*3,8*5,71=290м³

С=290*110=31900руб.

Неразрезные балочные пролетные строения на железных дорогах из обычного железобетона. Стоимость 1м³ – 650руб.

V=(1,275*2*48,85*2+3,66)*1,1=256м³

С=256*650=16600руб.

Мостовое полотно  на балласте. Стоимость 1м – 98руб.

L=104,55м

С=104,55*98=10246руб.

Гидроизоляция балластного корыта железнодорожного моста с устройством водоотвода. Стоимость 1м² – 20руб.

S=104,55*5,9=617м².

С=617*20=12340руб.

Данные по расчетам объемов  и стоимостей сведены в таблицу 1.3.

Таблица 1.3- Ведомость  объёмов работ по варианту 2.

Наименование  элементов	Единица измерения	Количество	Стоимость единицы,  руб.	Стоимость общая   руб.
Устройство  котлованов под фундаменты с водоотливом	м3	263	2,5	658
Шпунтовое ограждение	т	15,6	250	3900
Бетонная  кладка фундаментов	м3	154	50	7710
Изготовление  и забивка железобетонных свай	м3	24,3	345	8446
Устройство  монолитных бетонных ростверков	м3	100	89	8900
Сооружение  сборно-монолитных опор и монолитных устоев	м3	290	110	31900
Неразрезные балочные пролетные строения	м3	256	650	166000
Мостовое  полотно на балласте	м	104,55	98	10246
Гидроизоляция балластного корыта	м2	617	20	12340

По укрупненным расценкам  данных 1984г. Для региона Западной Сибири суммарная стоимость мосты составила 250100*1,5=375150руб.