Часть 1. Разработка вариантов железобетонного моста под железную дорогу.
Вариант 1
По заданию требуется эскизный проект железобетонного моста под железную однопутную дорогу. Отметка подошвы рельса = РСУ + Нг + ∆ + hстр = 46,5 + 4,5 + 0,15 + 2,75 = 53,9м. Отметка бровки насыпи = ПР - 0,9 = 53,0 м. Имеется ледоход; толщина льда – 0,8 м. Предполагая применение устоев обсыпного типа и учитывая, что отверстие моста составляет 68 м, намечаем четырехпролетную схему моста с типовыми разрезными балками: 16,5+16,5+27,6+23,6. Уровень высоких вод составляет 48,00 м, меженных – 45,80 м. Тогда необходимая длина моста составит:
Lп = 68 + 3·2,6 + 3·6,1 + 2·1 = 93,5 м.
Устои приняты свайные. Длина крыла первого устоя составляет 3,75 м, второго 5,3 м. Фактическая длина моста при принятых конструкциях составит (с учетом расстояния между торцами балок по 0,05м):
Объем железобетона пролетного строения полной длиной 16,5 м – 36,39 м3.
Объем железобетона пролетного строения полной длиной 23,6 м – 64,33 м3.
Объем железобетона пролетного строения полной длиной 27,6 м – 83,00 м3.
Промежуточные опоры.
Имеются три опоры высотой до 7,6 м.
Объем железобетонных блоков составляет для одной опоры: Vб =38,3 м3
Бетон стыков и раствора заполнения опоры: Vз = 2,4+56,4 = 58,8 м3
Объем ростверка из монолитного железобетона
2·3,6·5,8 = 41,76 м3
Сваи.
Определяем необходимое количество полых свай диаметром 60 см, заполняемых после погружения бетонной смесью. Вертикальное давление на опору от временной нагрузки при загружении двух пролетов:
С = (lп2-lр2)/2+(lп1-lр1)/2+0,05 = (23,6-22,9)/2+(27,6+26,9)/2+0,05=0,75 м
При длине свай 30 м несущая способность каждой сваи по грунту Pg составит 110 тс. Тогда:
918,954
n = 1,75 · ——— = 14,62 шт.
Примем 15 свай диаметром 0,6 м длиной 30 м под каждую опору.
Объем полых свай при толщине стенки 8 см из расчета 15 штук на опору:
3,14·0,62 3,14·0,442
15·30· ( ——— - ——— ) = 58,8 м3
4 4
Объем бетона для заполнения полых свай – 68,2м3
Устои.
Объем железобетона оголовка устоя составляет: для первого - 61,4 м3, для второго – 68,9. Объем 9 полых свай диаметром 0,6 м и длиной 30 метров составляет:
3,14·(0,62-0,442)
2·30·9· ———————— = 35,27 м3
Объем бетона для заполнения свай устоя – 40,92 м3
Объемы работ и определение стоимостей конструктивных элементов приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Наименование работ
Единица измерения
Количество
Стоимость единицы измерения, руб.
Общая стоимость, тыс. руб.
Изготовление и монтаж:
пролетного строения из
обычного железобетона 1 м3 36,39 300 10,92
длиной 16,5 м
пролетного строения из
преднапряженного 1 м3 64,33 380 24,45
железобетона длиной 23,6 м
пролетного строения из
преднапряженного 1 м3 83,00 380 31,54
железобетона длиной 27,6 м
Сооружение промежуточ–ной опоры
Изготовление и погруже–
ние железобетонных по–
лых свай диаметром 0,6 1 шт/1м3 15/58,8 340 19,99
метров, длиной 30 м
Заполнение бетоном
свай 1 м3 68,2 70 4,77
Устройство ростверка из
монолитного железобе– ˝ 41,76 140 5,85
тона
Устройство тела опоры
из сборного железобе– ˝ 38,3 250 9,6
тона
Омоноличивание блоков
опоры бетоном и цемен– ˝ 58,8 70 4,1
тным раствором итого 44,31
Сооружение устоя
Изготовление и погру–
жение железобетонных
свай диаметром 60 см 1 шт/1м3 9/35,27 340 11,99
и длиной 30 м
Устройство оголовка
устоя из монолитного 1м3 61,4 140 8,6
железобетона
Заполнение бетоном
свай ˝ 40,92 70 2,86
итого 23,45
Определение общей стоимости моста приводится в таблице 2.
Таблица 2.
Наименование конструктивных элементов моста
Количество однотипных элементов
Стоимость, тыс. руб.
одного элемента
общая
Пролетное строение
из обычного
железобетона 2 10,92 21,84
lп = 16,5 м
Пролетное строение
из преднапряжен–
ного железобетона 1 24,45 24,45
lп = 23,6 м
Пролетное строение
из преднапряжен–
ного железобетона 1 31,54 31,54
lп = 27,6 м
Промежуточная опора 3 44,31 132,93
Устой 2 23,45 46,90
Полная стоимость моста 257,66 т.р.
Вариант 2
В первом варианте стоимость пролетных строений получилась меньше стоимости опор, поэтому во втором варианте рассматриваем схему с уменьшением числа опор, тем самым увеличим длину и стоимость пролетных строений. Отметка подошвы рельса = РСУ + Нг + ∆ + hстр = 46,5 + 4,5 + 0,15 + 2,95 = 54,1м. Отметка бровки насыпи = ПР - 0,9 = 53,2 м. Имеется ледоход; толщина льда – 0,8 м. Предполагая применение устоев обсыпного типа и учитывая, что отверстие моста составляет 68 м, намечаем трехпролетную схему моста с типовыми разрезными балками: 23,6+34,2+23,6. Уровень высоких вод составляет 48,00 м, меженных – 45,80 м. Тогда необходимая длина моста составит:
Lп = 68 + 2·2,6 + 3·6,3 + 2·1 = 94,1 м.
Устои приняты свайные. Длина крыла устоя составляет 5,3 м. Фактическая длина моста при принятых конструкциях составит (с учетом расстояния между торцами балок по 0,05м):
Объем железобетона пролетного строения полной длиной 23,6 м – 64,33 м3.
Объем железобетона пролетного строения полной длиной 34,2 м – 93,20 м3.
Промежуточные опоры.
Имеются две опоры высотой до 7,6 м.
Объем железобетонных блоков составляет для одной опоры: Vб =38,3 м3
Бетон стыков и раствора заполнения опоры: Vз = 2,4+56,4 = 58,8 м3
Объем ростверка из монолитного железобетона
2·3,6·5,8 = 41,76 м3
Сваи.
Определяем необходимое количество полых свай диаметром 60 см, заполняемых после погружения бетонной смесью. Вертикальное давление на опору от временной нагрузки при загружении двух пролетов:
С = (lп2-lр2)/2+(lп1-lр1)/2+0,05 = (23,6-22,9)/2+(34,2+33,5)/2+0,05=0,75 м
При длине свай 30 м несущая способность каждой сваи по грунту Pg составит 110 тс. Тогда:
997,495
n = 1,65 · ——— = 14,96 шт.
Примем 15 свай диаметром 0,6 м длиной 30 м под каждую опору.
Объем полых свай при толщине стенки 8 см из расчета 15 штук на опору:
3,14·0,62 3,14·0,442
15·30· ( ——— - ——— ) = 58,8 м3
4 4
Объем бетона для заполнения полых свай – 68,2м3
Устои.
Объем железобетона оголовка устоя составляет – 68,9. Объем 9 полых свай диаметром 0,6 м и длиной 30 метров составляет:
3,14·(0,62-0,442)
2·30·9· ———————— = 35,27 м3
Объем бетона для заполнения свай устоя – 40,92 м3
Объемы работ и определение стоимостей конструктивных элементов приведены в таблице 3.
Таблица 3.
Наименование работ
Единица измерения
Количество
Стоимость единицы измерения, руб.
Общая стоимость, тыс. руб.
Изготовление и монтаж:
пролетного строения из
преднапряженного 1 м3 64,33 380 24,45
железобетона длиной 23,6 м
пролетного строения из
преднапряженного 1 м3 93,20 380 35,42
железобетона длиной 34,2 м
Сооружение промежуточ–ной опоры
Изготовление и погруже–
ние железобетонных по–
лых свай диаметром 0,6 1 шт/1м3 15/58,8 340 19,99
метров, длиной 30 м
Заполнение бетоном
свай 1 м3 68,2 70 4,77
Устройство ростверка из
монолитного железобе– ˝ 41,76 140 5,85
тона
Устройство тела опоры
из сборного железобе– ˝ 38,3 250 9,6
тона
Омоноличивание блоков
опоры бетоном и цемен– ˝ 58,8 70 4,1
тным раствором итого 44,31
Сооружение устоя
Изготовление и погру–
жение железобетонных
свай диаметром 60 см 1 шт/1м3 9/35,27 340 11,99
и длиной 30 м
Устройство оголовка
устоя из монолитного 1м3 68,9 140 9,65
железобетона
Заполнение бетоном
свай ˝ 40,92 70 2,86
итого 24,50
Определение общей стоимости моста приводится в таблице 4.
Таблица 4.
Наименование конструктивных элементов моста
Количество однотипных элементов
Стоимость, тыс. руб.
одного элемента
общая
Пролетное строение
из преднапряжен–
ного железобетона 2 24,45 48,90
lп = 23,6 м
Пролетное строение
из преднапряжен–
ного железобетона 1 35,42 35,42
lп = 34,2 м
Промежуточная опора 2 44,31 88,62
Устой 2 24,50 46,90
Полная стоимость моста 219,84 т.р.
Сравнение вариантов
Сравнение вариантов приведено в таблице 5
Таблица 5.
№ варианта
Строительная стоимость моста, тыс. руб.
Сравнение вариантов производится по нескольким параметрам: по стоимости, по технологичности, по условиям эксплуатации.Меньшей стоимостью обладает второй вариант с предварительно напряженными пролетными строениями. Предварительно напряженные пролетные строения, принятые во втором варианте, требуют больших затрат на сооружение и эксплуатацию. Во втором вариант использовано пролетное строение опытной проектировки не используемое в жизни. Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод о том, что предпочтительнее является первый вариант. Для дальнейшей разработки принимается первый вариант, а для расчета балка из обычного железобетона расчетным пролетом Lр=16,5 м.
Часть 2. Расчёт балочных пролётных строений моста.