Разработать проект ж/д моста

ОГЛАВЛЕНИЕ
1 Разработка вариантов моста 4
1.1 Описание условий проектирования моста 4
1.2 Обработка продольного профиля 4
1.3 Разработка первого варианта моста 6
1.3.1 Обоснование условий применения конструкции опор 6
1.3.2 Определение минимально требуемых размеров промежуточных опор 7
1.3.3 Корректировка минимально требуемых геометрических параметров опоры 9
1.3.4 Определение глубины заложения русловой опоры 9
1.3.5 Определение глубины заложения пойменной опоры 11
1.3.6 Разработка конструкции береговых опор 12
1.3.7 Разработка регулятивных сооружений 14
1.3.8 Технико-экономическое обоснование элементов моста 15
1.4 Разработка второго варианта моста 16
1.4.1 Обоснование условий применения конструкции опор 16
1.4.2 Определение минимально требуемых размеров промежуточных опор 16
1.4.3 Корректировка минимально требуемых геометрических параметров опоры 16
1.4.4 Определение глубины заложения русловой опоры 17
1.4.5 Определение глубины заложения пойменной опоры 17
1.4.6 Разработка конструкции береговых опор 18
1.4.7 Разработка регулятивных сооружений 19
1.4.8 Технико-экономическое обоснование элементов моста 20
1.5 Технико-экономическое сравнение вариантов моста 21
1.5.1 Расчет технико-экономических параметров первого варианта моста 21
1.5.2 Расчет технико-экономических параметров второго варианта моста 23
2 Расчет и конструирование железобетонного пролетного строения 26
2.1 Расчёт главной балки 26
2.1.1 Расчётная схема и определение нагрузок 26
2.1.2 Определение внутренних усилий 28
2.1.3 Определение геометрических параметров расчётных сечений балки 31
2.1.4 Подбор арматуры и расчёт по прочности сечения, нормального к продольной оси балки 32
2.1.5 Расчёт по прочности сечения, наклонного к продольной оси балки 38
2.2 Конструирование элементов пролётного строения 45
2.2.1 Плита проезжей части 45
2.2.2 Главная балка 47
2.2.3 Детали 48
Заключение 49
Список литературы 50

Уточняем рабочую высоту сечения балки.Определяем значение относительной высоты сжатой зоны бетона по выражению, (2.20)где h0– фактическая рабочая высота сечения балки, определённая в зависимости от уточненной величины аs и учетом расстановки рабочих стержней арматуры.Значение определяется по формуле, (2.21)где, напряжение в арматуре принимается , напряжение является предельным напряжением в арматуре сжатой зоны и должно приниматься равным 500 МПа.Прочность сечения, нормального к продольной оси балки (посередине пролёта), определим из условия:для прямоугольного сечения при xhf и (2.22)Расчёт на ПК при помощи программы Most.exe2.1.5 Расчёт по прочности сечения, наклонного к продольной оси балкиПри преобладающем влиянии поперечной силы Q, действующей в конце наклонного сечения, необходимо, чтобы она могла быть воспринята внутренними усилиями, возникающими в продольной и поперечной арматуре, бетоне сжатой зоны. Таким образом, поперечная сила Q должна быть воспринята усилиями в отгибахQsi, хомутахQsw, бетоне сжатой зоныQb.В соответствии с [2] хомуты диаметром 8мм, выполненные из гладкой арматуры класса А – 1, следует устанавливать с шагом 10 см на концевых участках балки, 15 см‒ на приопорном участке в пределах от концевого сечения до четверти пролета, 20 см‒ на среднем участке балки. Хомуты должны охватывать ширину пояса не более 50 см и объединять не более 5 растянутых стержней продольной арматуры, расположенной в крайних горизонтальных стержнях. При определении высоты сжатой зоны бетона в программе заложены следующие допущения:Далее определяются места отгибов стержней продольной рабочей арматуры главной балки. Для этого используется огибающая эпюра максимальных изгибающих моментов , построенная по значения моментов и или подсчитанную по формуле, (2.23)где ‒ расстояние, м.Распределение отгибов рабочей арматуры осуществляется при сравнении огибающей эпюры моментов с эпюрой материалов для арматуры. Работа выполняется графически.Значение момента М0,5 необходимо разделить на число стержней рабочей арматуры балки ns, считая, что каждый стержень арматуры обеспечивает восприятие одинаковой доли момента :. (2.24)На эпюре моментов в принятом масштабе проводятся параллельные линии с интервалами М (по числу стержней ns в середине пролета). Точки пересечения этих линий с эпюрой М будут определять теоретически возможные места отгибов стержней.При сравнении эпюр М1и Мi определяют место первого отгиба рабочей арматуры. По мере удаления от этого сечения действующий момент имеет тенденцию к снижению и, соответственно, возможно уменьшать количество рабочей арматуры в нижней зоне главной балки. Освобождающиеся при этом стержни отгибаются под углом 450. Одновременно строится график отгиба арматуры, на котором фиксируется последовательность отгиба арматуры. Эпюра отгибов арматуры представлена в расчёте на ЭВМПроверка прочности наклонного сечения по поперечной силе выполняется в соответствии с [2]. Вычерчивается схема усилий в опорном сечении, наклонном к продольной оси балки.Определяется проекция длины невыгоднейшего наклонного сечения на продольную ось балки (с) посредством сравнительных расчетов из условия минимума поперечной силы, воспринимаемой бетоном и арматурой см. [2] по формуле: , (2.25)где Rbt – расчетное сопротивление бетона осевому растяжению, определяется по [2]; Qb – поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны над концом наклонного сечения, которое ограничивается: . (2.26)Расчет наклонного сечения на действие поперечной силы следует производить из условия:, (2.27)где Qi поперечная сила, возникающая в конце наклонного сечения; RsAsisin, RswAsw – суммы проекций усилий всех стержней пересекаемой арматуры (отогнутой и хомутов) при длине проекции сечения С; Rsi, Rsw – расчетные сопротивления арматуры, определенные с учетом коэффициента условий работы man;Asi, Asw – площади поперечных сечений наклонных стержней и хомутов, пересекаемых наклонным сечением балки; - угол наклона стержней к продольной оси балки (=45о).Если условие (2.27) не выполняется, то изменяют принятую ранее схему расстановки отгибов рабочей арматуры или увеличивают интенсивность армирования хомутами, изменив шаг армирования. При этом можно воспользоваться формулой, (2.28)где qsw – интенсивность армирования хомутами; Asw– требуемая площадь хомутов, пересекающих наклонное сечение балки; usw – шаг хомутов вдоль оси балки.Расчет по прочности сечения, наклонного к продольной оси балки, на действие изгибающего момента производится в соответствии с [2]. В основу расчета заложена модель, учитывающая, что при разрушении балки от действия изгибающего момента прочность обеспечивается несущей способностью арматуры (рабочей продольной, отогнутой, хомутами), пересекающей наклонное сечение.В наклонном сечении должно выполняться условие прочности, (2.29)где Zs,Zsw,Zsi – расстояние от усилий в рабочей, отогнутой арматуре и хомутах, пресекающих наклонное сечение, до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне бетона; Мi – момент от расчетных нагрузок в рассматриваемом сечении (вконце наклонного сечения).Если проверка условия (2.29) не выполняется, то необходимо увеличить площадь поперечного сечения отогнутой арматуры или ветвей хомутов , пересекающих наклонное сечение.Результаты расчёта на ПК для трёх сечений при a1=0,35 м, a2 =0,85 м, a3 = 1,45 м.Результаты расчёта при a1=0,35 м.Результаты расчёта при a2 =0,85 м.Результаты расчёта при a3 = 1,45 м.Рисунок 2.4 ‒ Эпюра моментовРисунок 2.5 ‒ Расположение арматурыв балке пролетного строенияРисунок 2.6 ‒ Расположение рабочейарматуры балки2.2 Конструирование элементов пролётного строения2.2.1 Плита проезжей частиГеометрические параметры контуров плиты проезжей части необходимо выбрать в соответствии с принятыми в типовом проектировании (типовой проект серии 3.501-46 инв. № 557).Армирование плиты проезжей части можно выполнить конструктивно, руководствуясь нормативными положениями [2].Армирование плиты выполняется арматурными сетками, представленными на рисунке 2.7. Оно состоит из верхней сетки СВ, двух нижних СН-1 и СН-2, сеток внешнего СБН и внутреннего СБВ бортиков, вутов СВТ.Верхняя сетка СВвключает в себя рабочую и распределительную арматуру. Рабочая арматура (поперечная) устанавливается с шагом 15 см (расстояние между осями) диаметром 10 – 12 мм из арматуры класса А-I[2]. Распределительная (продольная) арматура плиты устанавливается с шагом 25 см, диаметром 8 – 12 мм [2]. Длина верхней и других сеток должна составлять не более 250 – 300 см. Соединение сеток между собой может быть осуществлено на сварке или внахлест. Длина сварного шва должна быть не менее 10 диаметров стыкуемых стержней, а длина нахлеста – около 25-30 диаметров. Из этих условий вычерчиваются:‒схема раскладки арматурных сеток по всей длине пролетного строения (ватман лист 2);‒схемы сеток – верхней СВ, двух нижних плиты СН-1 и СН-2, наружного и внутреннего бортиков СБН и СБВ, вутов СВТ с указанием всех геометрических параметров.Нижние сетки СН-1 и СН-2 состоят из поперечной и распределительной арматуры. Арматура устанавливается с шагом 30 см, диаметром 8 – 12 мм из арматуры класса А-I.Сетки бортиков СБН и СБВ состоят из поперечной и распределительной арматуры. Арматура устанавливается с шагом 45 см и выполнена из такой же арматурной стали, как для нижних сеток плиты.Кроме того, распределительная арматура во всех указанных выше сетках устанавливается в местах стыковки этих сеток.Сетки вутов выполняются аналогично арматурным сеткам бортиков плиты.Рисунок 2.7 ‒ Схемы арматурных сеток плиты проезжей части: а – план раскладки сеток по длине пролетного строения; б – сетка СВ; в – сетка СН-1; г – сетка СН-2; д – сетка СБН; е – сетка СБВ, ж – расположение сеток в плите; bп – ширина блока пролетного строения; bс1, bс2, bс3, bc4, bc5 – ширина сеток соответственно СВ, СН-1, СН-2, СБН, СБВ; СВТ – сетка вута; b – ширина главной балки; d – диаметр арматуры.Рассчитаем количество и длину сеток СВКоличество стержней рабочей арматуры должно находиться в пределах Принимаю количество стержней рабочей арматуры, равное 10 штукам, с длиной сеток 2,75 м..Шаг стержней определится: .Сетки СН–1 и СН–2:,.Сетки СБН, СБВ и СВТ:,.2.2.2 Главная балкаГлавная балка пролетного строения армируется продольной и поперечной арматурой. Кроме рабочей арматуры, количество которой определено расчетами по прочности, выносливости и трещиностойкости, другие виды арматуры устанавливаются на основе нормативных требований конструктивно. Все виды арматуры образуют каркасы, количество которых определяется по количеству рядов рабочей арматуры. Арматурный каркас состоит из монтажной, отогнутой, рабочей, противоусадочной продольной арматуры, а также хомутов.Длина стержней монтажной арматуры определяется длиной главной балки пролетного строения и величиной стыковки с другими видами арматуры. При этом длина нахлеста составляет (25-30)d[2], а для сварного стыка – (10-15)d. Монтажная арматура выполняется диаметром 12-16 мм из арматурной стали класса А-1. Перегиб арматуры выполняется по дуге круга радиусом 3d.Отогнутая арматура устанавливается в соответствии с расчетом балки на прочность по наклонному сечению. Стыковка ее с монтажной арматурой осуществляется с помощью сварного шва, длина которого составляет (20-30)da. Перегиб отогнутой арматуры производят по дуге круга радиусом 10da.Продольная противоусадочная арматура устанавливается диаметром 8-12 мм в пределах трети высоты стенки, считая от растянутой грани балки, - с шагом не более 12d, в пределах остальной высоты – не более 20d [2].Хомуты устанавливаются с шагом, принятым при расчете наклонного сечения балки на прочность.2.2.3 ДеталиК деталям железобетонного пролетного строения относятся водоотводные трубки, тротуарные консоли, мостовое полотно, стыки диафрагм, устраиваемых по концам пролетных строений, гидроизоляция плиты проезжей части.Съемные тротуары на железобетонных пролетных строениях индустриального изготовления применяют в виде металлических или железобетонных консолей, на которых укладываются железобетонные плиты. Ширина тротуарной консоли составляет 57 см.Мостовое полотно на железобетонных пролетных строениях устраивают, как правило, с ездой на балласте. Все конструктивные детали представлены на ватмане лист 2.Стыки диафрагм блоков пролетных строений осуществляют путем сварки закладных деталей. Продольные стыки плит проезжей части выполняют сваркой в нахлестку выпусков арматуры с последующим омоноличиванием шва, с поперечным обжатием шва, с помощью шпоночного стыка и другими способами.ЗАКЛЮЧЕНИЕОкончательно в курсовом проекте на основании всех произведенных расчетов принимаю железобетонный железнодорожный мост со следующими параметрами:‒схема моста 6х17,8;‒ опоры безростверкового типа;‒глубина заложения 9,2 м;‒диаметр оболочек d=1,6 м;‒полная длина моста равна 107,75 м;‒по технико-экономическому сравнению вариантов принимаем наименьшую строительную стоимость моста, равную 178402,21 руб.;‒коэффициент индустриализации - 0,89;‒рабочая арматура главной балки (всего 15 стержней) – стержневая горячекатаная периодического профиля класса А-װו диаметром 40 мм, удовлетворяющая условиям прочности и выносливости;‒бетон класса В-40, удовлетворяющий условиям прочности и выносливости.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. СНиП 2.01.01 – 82 Строительная климатология /Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССр, 1983. – 210 с.2. СП 35.13330.2011 Мосты и трубы /Госстрой СССР. – М.: ОАО «ЦНИИС», 2011. – 346 с.3. Указания по устройству и конструкции мостового полотна на железнодорожных мостах / ЦП МПС. – М.: Транспорт, 1989. – 120 с.4. Мосты и тоннели на железных дорогах: Учебник для вузов/ В.О. Осипов, В.Г. Храпов, Б.В. Бобриков и др.: Под. Ред В.О. Осипова. – М.: Транспорт, 1988. – 367 с.5. Боровик Г. М. Искусственные сооружения на железных дорогах: сб. лекций. В 2 ч. Ч. 1. Конструкции и проектирование мостов и труб в условиях сурового климата / Г.М. Боровик. – Хабаровск: Мостострой, 2006. – 174 с.: ил.6. Боровик Г. М. Проектирование железобетонного железнодорожного моста: Методическоепособие. – 2-е изд., перераб. - Хабаровск:Мостострой, 2002. – 78 с.: ил.7.Смышляев Б.Н. Особенности проектирования искусственных сооружений в суровых условиях Дальневосточного региона : учеб.пособие / Б.Н. Смышляев, Г.М. Боровик. – Хабаровск :Мостострой, 2008. – 93 с. : ил.