Расчёт металлического, железнодорожного моста в Костанайской области
Задание на дипломное проектирование ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..2
Реферат ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
Введение ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
1. Анализ исходных данных ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9
2. Описание местных условий района строительства ... ... ... ... ... .10
2.1 Климатические характеристики района строительства ... ... ... .10
2.2 Инженерно.геологические условия района строительства ... ... .12
3. Вариантное проектирование ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
3.1 Описание варианта №1 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
3.2 Описание варианта №2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...15
4. Технико.экономическое сравнение вариантов ... ... ... ... ... ... ..16
4.1 Эксплуатационный показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .16
4.2 Технический показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
4.3 Производственный показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
4.4 Архитектурный показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .18
4.5 Экономический показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .18
5. Расчетная часть ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...20
5.1 Проектирование балочного пролетного строения ... ... ... ... ... ... ... ... ..20
5.1.1 Нагрузки и воздействия ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...20
5.1.2 Расчет продольной балки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...21
5.1.3 Расчет поперечной балки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .25
5.1.4 Подбор сечений балок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
5.1.5 Расчет балок на прочность и на выносливость ... ... ... ... ... ... ... ... .30
5.1.6 Расчет сварного соединения пояса балки со стенкой ... ... ... ... ... ... ..35
5.1.7 Расчет ребра жесткости ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..38
5.2 Расчёт промежуточной опоры ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .39
5.2.1 Горизонтальное давление грунта на промежуточные опоры от засыпки насыпью ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 40
Реферат ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
Введение ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
1. Анализ исходных данных ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9
2. Описание местных условий района строительства ... ... ... ... ... .10
2.1 Климатические характеристики района строительства ... ... ... .10
2.2 Инженерно.геологические условия района строительства ... ... .12
3. Вариантное проектирование ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
3.1 Описание варианта №1 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
3.2 Описание варианта №2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...15
4. Технико.экономическое сравнение вариантов ... ... ... ... ... ... ..16
4.1 Эксплуатационный показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .16
4.2 Технический показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
4.3 Производственный показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
4.4 Архитектурный показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .18
4.5 Экономический показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .18
5. Расчетная часть ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...20
5.1 Проектирование балочного пролетного строения ... ... ... ... ... ... ... ... ..20
5.1.1 Нагрузки и воздействия ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...20
5.1.2 Расчет продольной балки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...21
5.1.3 Расчет поперечной балки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .25
5.1.4 Подбор сечений балок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
5.1.5 Расчет балок на прочность и на выносливость ... ... ... ... ... ... ... ... .30
5.1.6 Расчет сварного соединения пояса балки со стенкой ... ... ... ... ... ... ..35
5.1.7 Расчет ребра жесткости ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..38
5.2 Расчёт промежуточной опоры ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .39
5.2.1 Горизонтальное давление грунта на промежуточные опоры от засыпки насыпью ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 40
Введение
Основными направлениями экономического и социального развития Казахстана предусмотрено дальнейшее развитие дорожного хозяйства, а следовательно, и значительный рост объемов мостостроительных работ при широком внедрении новых прогрессивных конструкций. Массовое строительство мостов, путепроводов, эстакад как на автомобильных так м железных дорогах будет идти по пути применения рациональных индустриальных железобетонных конструкций, прогрессивной технологии их изготовления и монтажа.
Мосты относятся к наиболее дорогим и ответственным сооружениям, рассчитываемым на длительные сроки эксплуатации в условиях воздействия неблагоприятных климатических и геологических факторов. Постройку моста всегда выполняют на основании проектов, в которых определяют и экономически обосновывают тип сооружения, конструкцию всех его частей, а также методы строительства, обеспечивающие ввод сооружения в эксплуатацию в предусмотренные планом сроки.
Мосты представляют собой инженерные сооружения, позволяющие проложить транспортную магистраль над встретившимися препятствиями.
Сооружение моста в Костанайской области так же способствует выполнению выше перечисленных факторов.
Увеличение пассажира и грузоперевозок на железной дороге в Казахстане стало необходимым увеличение количества железнодорожных путей на станции.
Увеличение количества железно дорожных путей будет способствовать большому пропуску пассажирских и грузовых железнодорожных составов, что в первую очередь положительно скажется на экономическом развитие области.
Металл – наиболее совершенный из материалов, применяемый для постройки современных мостов.
Металлические мосты обладают рядом важных особенностей и достоинств. Конструкции их допускают простое расчленение на отдельные блоки или элементы, которые изготавливаются на заводах индустриальными методами с большой точностью и степенью стандартизации.
Введение
Наивысшие достижения современной техники мостостроения связаны с проектированием и постройкой крупных металлических мостов, в несущих конструкциях которых находят эффективное применение высокопрочные стали.
Относительно невысокая стоимость, прочность, однородность, качество и возможность использования в конструктивных различных формах сделали металл самым распространенным материалом при строительстве мостов.
Благодаря высокой прочности современных строительных сталей, металлические мосты, не смотря на объемный вес стали, оказываются наиболее легкими, что позволяет использовать металл для перекрытия пролетов, значительно превосходящих пролеты мостов из других материалов.
В эксплуатационном отношении металлические мосты значительно лучше деревянных т.к. требуют меньше расходов по содержанию и ремонту, а также отличается более продолжительным сроком службы, однако уступают немного в этом отношении железобетонным мостам.
Большой недостаток металлических мостов – коррозия металла от действия влаги, сернистых газов и других вредных воздействий.
Цель расчёта с позиции указанных нормативных документов – не допустить ни одно из перечисленных предельных состояний в течение всего срока службы сооружения. При расчёте конструкций транспортных сооружений это обеспечивается введением системы коэффициентов как к нормативным нагрузкам и воздействиям, так и к прочностным и упругим характеристикам материалов.
Расчет конструкции пролетных строений мостовых сооружений, как правило, ведут по пространственным расчетным схемам. Применяются и приближенные методики, основанные на расчленении конструкции на плоские системы и учитывающие взаимосвязь элементов между собой. При выборе расчетных схем и методов расчета в современной практике проектирования ориентируются на эффективное использование ЭВМ.
При расчетах по предельным состояниям I и II групп усилия в сечениях элементов статически не определимых железобетонных мостовых конструкций, как правило, определяют с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры и наличия трещин.
Введение
Современные железобетонные конструкции мостов, путепроводов и эстакад отличаются большим разнообразием, сложностью форм и положением в пространстве. В связи с этим целесообразно использовать при их расчете векторный анализ. Векторная запись основных уравнений в сочетании с матричной формой записи позволяет упростить программирование и расчет конструкции на ЭВМ.
Усилие в элементах стальных мостовых конструкций определяют как правило, по недеформированным расчетным схемам в упругой стадии работы материала. Геометрическую нелинейность, вызванную перемещением элементов конструкций, требуется учитывать при расчете систем, в которых ее учет вызывает изменения усилий и перемещений более чем на 5%.
В соответствии со СНиП 2.05.03-84 к расчетным сопротивлениям материалов вводят коэффициент условий работы m, учитывающий отклонение действительной работы конструкции от принимаемых в проектах расчетных предположений. Кроме того, при расчете стальных конструкций и соединений мостов учитывают коэффициент надежности по назначению γн и коэффициент надежности по материалу γm.
Основными направлениями экономического и социального развития Казахстана предусмотрено дальнейшее развитие дорожного хозяйства, а следовательно, и значительный рост объемов мостостроительных работ при широком внедрении новых прогрессивных конструкций. Массовое строительство мостов, путепроводов, эстакад как на автомобильных так м железных дорогах будет идти по пути применения рациональных индустриальных железобетонных конструкций, прогрессивной технологии их изготовления и монтажа.
Мосты относятся к наиболее дорогим и ответственным сооружениям, рассчитываемым на длительные сроки эксплуатации в условиях воздействия неблагоприятных климатических и геологических факторов. Постройку моста всегда выполняют на основании проектов, в которых определяют и экономически обосновывают тип сооружения, конструкцию всех его частей, а также методы строительства, обеспечивающие ввод сооружения в эксплуатацию в предусмотренные планом сроки.
Мосты представляют собой инженерные сооружения, позволяющие проложить транспортную магистраль над встретившимися препятствиями.
Сооружение моста в Костанайской области так же способствует выполнению выше перечисленных факторов.
Увеличение пассажира и грузоперевозок на железной дороге в Казахстане стало необходимым увеличение количества железнодорожных путей на станции.
Увеличение количества железно дорожных путей будет способствовать большому пропуску пассажирских и грузовых железнодорожных составов, что в первую очередь положительно скажется на экономическом развитие области.
Металл – наиболее совершенный из материалов, применяемый для постройки современных мостов.
Металлические мосты обладают рядом важных особенностей и достоинств. Конструкции их допускают простое расчленение на отдельные блоки или элементы, которые изготавливаются на заводах индустриальными методами с большой точностью и степенью стандартизации.
Введение
Наивысшие достижения современной техники мостостроения связаны с проектированием и постройкой крупных металлических мостов, в несущих конструкциях которых находят эффективное применение высокопрочные стали.
Относительно невысокая стоимость, прочность, однородность, качество и возможность использования в конструктивных различных формах сделали металл самым распространенным материалом при строительстве мостов.
Благодаря высокой прочности современных строительных сталей, металлические мосты, не смотря на объемный вес стали, оказываются наиболее легкими, что позволяет использовать металл для перекрытия пролетов, значительно превосходящих пролеты мостов из других материалов.
В эксплуатационном отношении металлические мосты значительно лучше деревянных т.к. требуют меньше расходов по содержанию и ремонту, а также отличается более продолжительным сроком службы, однако уступают немного в этом отношении железобетонным мостам.
Большой недостаток металлических мостов – коррозия металла от действия влаги, сернистых газов и других вредных воздействий.
Цель расчёта с позиции указанных нормативных документов – не допустить ни одно из перечисленных предельных состояний в течение всего срока службы сооружения. При расчёте конструкций транспортных сооружений это обеспечивается введением системы коэффициентов как к нормативным нагрузкам и воздействиям, так и к прочностным и упругим характеристикам материалов.
Расчет конструкции пролетных строений мостовых сооружений, как правило, ведут по пространственным расчетным схемам. Применяются и приближенные методики, основанные на расчленении конструкции на плоские системы и учитывающие взаимосвязь элементов между собой. При выборе расчетных схем и методов расчета в современной практике проектирования ориентируются на эффективное использование ЭВМ.
При расчетах по предельным состояниям I и II групп усилия в сечениях элементов статически не определимых железобетонных мостовых конструкций, как правило, определяют с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры и наличия трещин.
Введение
Современные железобетонные конструкции мостов, путепроводов и эстакад отличаются большим разнообразием, сложностью форм и положением в пространстве. В связи с этим целесообразно использовать при их расчете векторный анализ. Векторная запись основных уравнений в сочетании с матричной формой записи позволяет упростить программирование и расчет конструкции на ЭВМ.
Усилие в элементах стальных мостовых конструкций определяют как правило, по недеформированным расчетным схемам в упругой стадии работы материала. Геометрическую нелинейность, вызванную перемещением элементов конструкций, требуется учитывать при расчете систем, в которых ее учет вызывает изменения усилий и перемещений более чем на 5%.
В соответствии со СНиП 2.05.03-84 к расчетным сопротивлениям материалов вводят коэффициент условий работы m, учитывающий отклонение действительной работы конструкции от принимаемых в проектах расчетных предположений. Кроме того, при расчете стальных конструкций и соединений мостов учитывают коэффициент надежности по назначению γн и коэффициент надежности по материалу γm.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ленахен М. Эффективная конструкция деформационных швов // Вестник мостостроения. 1997. № 3. - С. 53-56.
2. Розенфельд И.Л. Коррозия и защита металлов. - М.: Металлургия, 1970. - 580 с.
3. СНиП 2.05.03 – 84 «Мосты и трубы», М., ЦИТП Госстроя СССР, 1985г.;
4. Колоколов Н.М., Вейблат Б.М. «Строительство мостов», М., Транспорт, 1980г.;
5. Бобриков Б.В., Русаков И.М., Царьков А.А. «Строительство мостов», М., Транспорт, 1987г.;
6. Аксельрод И.С. «Организация строительства мостов», М., Транспорт, 1970 г.;
7. Типовой проект металлических пролетных строений для железнодорожных мостов пролетами от 16,5 до 27 м., ТП №3501-18, Лентпротрансмост, Инв. № 563/3;
8. Типовой проект 503-50, инв. № 636/2, М., Гипротрансмост, 1968г.
9. «Основания и фундаменты транспортных сооружений»,М., Транспорт, 1996 г.
10. «Методические указания к практическим занятиям по охране окружающей среды», Алма-Ата, 1991г.
11. Маслов Н.Н., Коробов Ю.И. «Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте», М., Транспорт, 1996 г.;
12. Силин И.Л., Левицкий А.А. «Безопасность труда на железнодорожном транспорте», М., Транспорт, 1980 г.
13. А.В. Дарков., Н.Н. Шапошников. Строительная механика. «Высшая школа»,1986.
14. Сборник сметных норм и расценок на строительные работы СН РК 8.02.-05-2002
Лист 89
Руководитель
- Листов
1. Ленахен М. Эффективная конструкция деформационных швов // Вестник мостостроения. 1997. № 3. - С. 53-56.
2. Розенфельд И.Л. Коррозия и защита металлов. - М.: Металлургия, 1970. - 580 с.
3. СНиП 2.05.03 – 84 «Мосты и трубы», М., ЦИТП Госстроя СССР, 1985г.;
4. Колоколов Н.М., Вейблат Б.М. «Строительство мостов», М., Транспорт, 1980г.;
5. Бобриков Б.В., Русаков И.М., Царьков А.А. «Строительство мостов», М., Транспорт, 1987г.;
6. Аксельрод И.С. «Организация строительства мостов», М., Транспорт, 1970 г.;
7. Типовой проект металлических пролетных строений для железнодорожных мостов пролетами от 16,5 до 27 м., ТП №3501-18, Лентпротрансмост, Инв. № 563/3;
8. Типовой проект 503-50, инв. № 636/2, М., Гипротрансмост, 1968г.
9. «Основания и фундаменты транспортных сооружений»,М., Транспорт, 1996 г.
10. «Методические указания к практическим занятиям по охране окружающей среды», Алма-Ата, 1991г.
11. Маслов Н.Н., Коробов Ю.И. «Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте», М., Транспорт, 1996 г.;
12. Силин И.Л., Левицкий А.А. «Безопасность труда на железнодорожном транспорте», М., Транспорт, 1980 г.
13. А.В. Дарков., Н.Н. Шапошников. Строительная механика. «Высшая школа»,1986.
14. Сборник сметных норм и расценок на строительные работы СН РК 8.02.-05-2002
Лист 89
Руководитель
- Листов
Дисциплина: Строительство
Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 84 страниц
В избранное:
Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 84 страниц
В избранное:
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
-
-
ФАКУЛЬТЕТ
СТРОИТЕЛЬСТВО
КАФЕДРА
ТРАНСПОРТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И СООРУЖЕНИЯ
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ МОСТЫ И ТРАНСПОРТНЫЕ ТОННЕЛИ
Допустить к защите:
Зав. кафедрой ТКиС
д.т.н. профессор
_______ ------------------
__________20--г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ:
Расчёт металлического, железнодорожного моста
в Костанайской области
Дипломник ________________
-------------
Консультанты:
Основная часть ________________
профессор --------------
Экономическая часть ________________ профессор
---------------
Информатика ________________
профессор -----------
БЖД и экология ________________ д.с-х.н.,
профессор ---
Нормоконтроль ________________ д.т.н.,
профессор -------------------
АЛМАТЫ
20--г.
Содержание
Задание на дипломное проектирование ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..2
Реферат ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ..5
Введение ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ...6
1. Анализ исходных данных ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9
2. Описание местных условий района строительства ... ... ... ... ... .10
2.1 Климатические характеристики района строительства ... ... ... .10
2.2 Инженерно-геологические условия района строительства ... ... .12
3. Вариантное проектирование ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
3.1 Описание варианта №1 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
3.2 Описание варианта №2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...15
4. Технико-экономическое сравнение вариантов ... ... ... ... ... ... ..16
4.1 Эксплуатационный показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .16
4.2 Технический показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
4.3 Производственный показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
4.4 Архитектурный показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .18
4.5 Экономический показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .18
5. Расчетная часть ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...20
5.1 Проектирование балочного пролетного строения ... ... ... ... ... ... ... ... ..20
5.1.1 Нагрузки и воздействия ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...2 0
5.1.2 Расчет продольной балки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...21
5.1.3 Расчет поперечной балки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..25
5.1.4 Подбор сечений балок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
5.1.5 Расчет балок на прочность и на выносливость ... ... ... ... ... ... ... ... .30
5.1.6 Расчет сварного соединения пояса балки со стенкой ... ... ... ... ... ... ..35
5.1.7 Расчет ребра жесткости ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..38
5.2 Расчёт промежуточной опоры ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .39
5.2.1 Горизонтальное давление грунта на промежуточные опоры от засыпки
насыпью ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ...40
Дипломник- Содержание Лист 3
Руководит- Листов
ель
5.2.2 Постоянные нагрузки на опору №2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...42
5.2.3 Определение положения равнодействующей от действия постоянных
нагрузок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 46
5.2.4 Определение напряжений по подошве фундамента ... ... ... ... ... ..47
5.2.5 Расчёт опоры поперёк моста ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..48
5.2.6 Определение арматуры подошвы фундамента ... ... ... ... ... ... ... 48
5.2.7 Расчёт фундаментной плиты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 52
6 Организация и экономика строительства ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..54
6.1 Организация работ по сооружению опоры ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..54
6.1.1 Геодезические изыскания ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ...54
6.1.2 Разбивка осей опор ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 55
6.1.3 Сооружение опор ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..58
6.2. Организация работ по сооружению пролетного строения ... ... ... ... ... ... .60
6.2.1. Перевозка балок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...6 0
6.2.2. Монтаж балок пролетного строения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .61
6.3 Устройство гидроизоляции и деформационных швов ... ... ... ... ... ... ... ..64
7 Безопасность труда и экологическая безопасность ... ... ... ... ... ... ... ..68
7.1 Анализ опасных производственных факторов ... ... ... ... ... ... ...68
7.1.1 Производственная санитария ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...68
7.1.2 Эргономика ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...70
7.1.3 Техника безопасности ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .71
7.1.4 Пожарная безопасность в строительстве ... ... ... ... ... ... ... ... .75
7.1.5 Прогнозирование возможных ЧС ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..77
7.2. Экологическое обоснование проекта ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...78
7.2.1 Влияние загрязняющих факторов на атмосферу ... ... ... ... ... ..79
7.2.2 Воздействие шума и вибрации на окружающую среду ... ... ... ..82
7.2.3 Воздействие на земельные ресурсы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...82
7.2.4 Соблюдение экологических требований на стройплощадке ... ... 84
7.2.5 Требования безопасности при эксплуатации погрузочно-разгрузочных машин,
механизмов и транспортных средств ... ... ... ..85
7.3 Определение схемы безопасной строповки жб плит ... ... ... ... ...85
Дипломник- Содержание Лист 4
Руководит- Листов
ель
Реферат
Пояснительная записка содержит ___ листов, ___ рисунков, ___ таблиц, ___
источников литературы.
Записка включает следующие ключевые слова: МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ МОСТ, ВАРИАНТНОЕ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ, ПРОЛЕТНОЕ СТРОЕНИЕ,
ПРОМЕЖУТОЧНАЯ ОПОРА, ЛИНИИ ВЛИЯНИЯ, ПРОДОЛЬНЫЕ И ПОПЕРЕЧНЫЕ БАЛКИ.
Объект проектирования - металлический мост на железной дороге через
автомобильную дорогу. Цель проектирования - разработать технический проект
металлического моста через автомобильную дорогу. Результаты - разработан проект
металлического моста через автомобильную дорогу. В проекте разработаны два
варианта металлического моста из стали марок 10 и 15ХСНД. Произведен
технико-экономический анализ вариантов. Для выбранного варианта разработаны
компоновка и разбивка на блоки пролетного строения, законструированы и
рассчитаныпродольные и поперечные балки, узлы, стыки, опоры и фундаменты,
разработана конструкция мостового полотна, а также произведен сметно-финансовый
расчет. В проекте рассмотрены вопросы охраны труда, безопасности
жизнедеятельности, чрезвычайных ситуаций и охраны окружающей среды.
Дипломник- Реферат Лист 5
Руководит- Листов
ель
Введение
Основными направлениями экономического и социального развития Казахстана
предусмотрено дальнейшее развитие дорожного хозяйства, а следовательно, и
значительный рост объемов мостостроительных работ при широком внедрении новых
прогрессивных конструкций. Массовое строительство мостов, путепроводов, эстакад
как на автомобильных так м железных дорогах будет идти по пути применения
рациональных индустриальных железобетонных конструкций, прогрессивной технологии
их изготовления и монтажа.
Мосты относятся к наиболее дорогим и ответственным сооружениям, рассчитываемым
на длительные сроки эксплуатации в условиях воздействия неблагоприятных
климатических и геологических факторов. Постройку моста всегда выполняют на
основании проектов, в которых определяют и экономически обосновывают тип
сооружения, конструкцию всех его частей, а также методы строительства,
обеспечивающие ввод сооружения в эксплуатацию в предусмотренные планом сроки.
Мосты представляют собой инженерные сооружения, позволяющие проложить
транспортную магистраль над встретившимися препятствиями.
Сооружение моста в Костанайской области так же способствует выполнению выше
перечисленных факторов.
Увеличение пассажира и грузоперевозок на железной дороге в Казахстане стало
необходимым увеличение количества железнодорожных путей на станции.
Увеличение количества железно дорожных путей будет способствовать большому
пропуску пассажирских и грузовых железнодорожных составов, что в первую очередь
положительно скажется на экономическом развитие области.
Металл – наиболее совершенный из материалов, применяемый для постройки
современных мостов.
Металлические мосты обладают рядом важных особенностей и достоинств.
Конструкции их допускают простое расчленение на отдельные блоки или
элементы, которые изготавливаются на заводах индустриальными методами с
большой точностью и степенью стандартизации.
Дипломник- Введение Лист 6
Руководит- Листов
ель
Наивысшие достижения современной техники мостостроения связаны с
проектированием и постройкой крупных металлических мостов, в несущих
конструкциях которых находят эффективное применение высокопрочные стали.
Относительно невысокая стоимость, прочность, однородность, качество и
возможность использования в конструктивных различных формах сделали металл
самым распространенным материалом при строительстве мостов.
Благодаря высокой прочности современных строительных сталей, металлические
мосты, не смотря на объемный вес стали, оказываются наиболее легкими,
что позволяет использовать металл для перекрытия пролетов, значительно
превосходящих пролеты мостов из других материалов.
В эксплуатационном отношении металлические мосты значительно лучше
деревянных т.к. требуют меньше расходов по содержанию и ремонту, а
также отличается более продолжительным сроком службы, однако уступают
немного в этом отношении железобетонным мостам.
Большой недостаток металлических мостов – коррозия металла от действия
влаги, сернистых газов и других вредных воздействий.
Цель расчёта с позиции указанных нормативных документов – не допустить ни одно
из перечисленных предельных состояний в течение всего срока службы сооружения.
При расчёте конструкций транспортных сооружений это обеспечивается введением
системы коэффициентов как к нормативным нагрузкам и воздействиям, так и к
прочностным и упругим характеристикам материалов.
Расчет конструкции пролетных строений мостовых сооружений, как правило, ведут по
пространственным расчетным схемам. Применяются и приближенные методики,
основанные на расчленении конструкции на плоские системы и учитывающие
взаимосвязь элементов между собой. При выборе расчетных схем и методов расчета в
современной практике проектирования ориентируются на эффективное использование
ЭВМ.
При расчетах по предельным состояниям I и II групп усилия в сечениях элементов
статически не определимых железобетонных мостовых конструкций, как правило,
определяют с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры и наличия трещин.
Дипломник- Введение Лист 7
Руководит- Листов
ель
Современные железобетонные конструкции мостов, путепроводов и эстакад отличаются
большим разнообразием, сложностью форм и положением в пространстве. В связи с
этим целесообразно использовать при их расчете векторный анализ. Векторная
запись основных уравнений в сочетании с матричной формой записи позволяет
упростить программирование и расчет конструкции на ЭВМ.
Усилие в элементах стальных мостовых конструкций определяют как правило, по
недеформированным расчетным схемам в упругой стадии работы материала.
Геометрическую нелинейность, вызванную перемещением элементов конструкций,
требуется учитывать при расчете систем, в которых ее учет вызывает изменения
усилий и перемещений более чем на 5%.
В соответствии со СНиП 2.05.03-84 к расчетным сопротивлениям материалов вводят
коэффициент условий работы m, учитывающий отклонение действительной работы
конструкции от принимаемых в проектах расчетных предположений. Кроме того, при
расчете стальных конструкций и соединений мостов учитывают коэффициент
надежности по назначению γн и коэффициент надежности по материалу γm.
Дипломник- Введение Лист 8
Руководит- Листов
ель
Анализ исходных данных
В данном дипломном проекте необходимо запроектировать варианты мостового
перехода на основе данных проектирования. Мост расположен над
автомобильной дорогой II технической категории, характеристики которой
сведены в таблице 1.
Таблица 1.1 Характеристики автомобильной дороги II технической категории
Категория автомоб. дороги
Общее число полос движения
Ширина расчет-ного автомоб.,м
Габарит
Ширина полос безопасности м
Ширина проезжей части, м
II
2
2,5
11,5
2,0
7,5
Габарит моста Г – 11,5+2×1,5
Класс железной дороги. Характеристики данного класса железнодорожного пути
сведены в таблице 1.2
Таблица 1.2 Характеристики железной дороги
Категория железной
дороги
Общее число путей
Ширина расчет-ного поезда.,м
Габарит
II
1
3,5
11,5
Сталь используемая при строительстве моста 15ХСНД и 10ХСНД
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ – 20---
---
Расчёт Литер
металличе
ского
железнодо
рожного
моста в
Костанайс
кой
области
Н.контр. - Анализ исходных данных Министерство
образования и науки
Республики Казахстан
------
Кафедра ТКиС
Зав. каф. -
Местные условия района строительства моста
2.1 Климатические характеристики района строительства
Характерными чертами климата района Костанайской области являются: значительное
колебание годовых температур воздуха, высокая испаряемость, равная годовой сумме
выпадающих осадков и частые ветры в летние месяцы, переходящие в суховеи. Зима –
суровая, лето – умеренно жаркое. Абсолютный максимум температуры – в июле
достигает + 31ОС; абсолютный минимум – в январе, феврале - 42ОС. среднегодовая
температура – положительная и равна +4,4ОС. Распределение среднемесячных
температур воздуха приведено в таблице 2.1.
Таблица 2.1. Распределение среднемесячных температур воздуха
Месяцы
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
-24,2
-23,8
-13,3
5,5
14,9
20,2
22,6
20,6
13,7
5,1
-13,6
-20,6
Продолжительность периода с отрицательными температурами 146 дней; средняя
продолжительность безморозного периода равна 222 дня. Отрицательные
среднесуточные температуры наступают в первой декаде ноября. Снегопад
наблюдается в период октябрь – апрель. Весенняя распутица начинается в конце
первой и начале второй половины апреля и продолжается 5 – 10 дней; осенняя
распутица характерна для первой половины октября и бывает обычно только при
большом выпадении осадков.
Средняя глубина промерзания грунта 1,6 м.
Осадки для района строительства характерны среднегодовые осадки представленные в
таблице 2.2.
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ – 20---
----
Расчёт Литер
металличе
ского
железнодо
рожного
моста в
Костанайс
кой
области
Н.контр. - Местные условия района Министерство
строительства моста образования и науки
Республики Казахстан
----
Кафедра ТКиС
Зав. каф. -
Таблица 2.2. Количество осадков
январь
февраль
март
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
октябрь
ноябрь
декабрь
17
10
16
16
41
60
63
61
43
23
21
17
Ветер
В таблице 2.3 представлено число случаев повторяемости ветра с различной
скоростью. По этим данным строится зимняя и летняя розы ветров, соответственно
за месяц январь и июль.
Таблица 2.3. Повторяемость направления ветра
С
СВ
В
ЮВ
Ю
ЮЗ
З
СЗ
январь
3
6
16
20
25
15
9
6
июль
19
9
11
13
6
8
13
21
Таблица 2.2. Количество осадков
январь
февраль
март
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
октябрь
ноябрь
декабрь
17
10
16
16
41
60
63
61
43
23
21
17
Дипломник- Описание местных условий Лист 11
Руководит- Листов
ель
Рисунок 2.1. Зимняя и летняя розы ветров
2.2 Инженерно-геологические условия места строительства
В районе г. Костанай можно выделить две основные геоморфологические единицы:
равнинную, являющуюся частью низменности, и долинную. На равнине следует
отметить остатки глинистых пород, возвышающихся в виде отдельных холмов и гряд.
Долинная часть проходит широкой полосой, до 10 км, по окружающей равнине.
Надпойменная терраса сложена хвалынскими отложениями, представленными сверху
суглинками и глинами, ниже – гравелистыми песками и плотными глинами с прослоями
супесей , песков и щебня .
Часть расположенная возле дороги составляют современные аллювиальные отложения,
среди которых преобладают пески, мелкий гравий в виде отдельных прослоек и линз.
В верхних горизонтальных слоях имеются самые разнообразные связные грунты:
глины, суглинки, супеси. Мощность аллювиальных отложений достигает 30 м.
Условное обозначение грунтов показано на рисунке 2.2.
Дипломник- Описание местных условий Лист 12
Руководит- Листов
ель
Рисунок 2.2 – Условное обозначение грунтов
Коренное дно долины сложено верхнемеловыми и юрскими отложениями. Грунтовые воды
в пределах долины распространены повсеместно. В грунтовых водах содержаться воды
аллювиальных отложений не агрессивны по отношению к бетону и пригодны для
технических нужд.
Дипломник - Описание местных условий Лист 13
Руководител- Листов
ь
3 Вариантное проектирование
Давно уже принятым критерием оценки экономичности сооружения является их
стоимость, которая складывается в основном из отпускной стоимости материалов,
заработной платы, стоимости эксплуатации строительных машин других затрат.
Однако, стоимостная оценка в настоящее время связана с серьезными трудностями,
так как экономические показатели сильно зависят от конъюктуры и ряда
субъективных факторов. Так, цены на материалы и конструкции периодически
меняются, а стоимость строительства зависит от уровня проектной и строительной
организации.
В связи с этим в мостостроении принята многофакторная оценка
конструктивно-технологических решений, включая систему количественных и
качественных показателей.
Количественные показатели включают сметную стоимость, расход материалов
(материалоемкость), трудозатраты на изготовление элементов и их монтаж,
продолжительность строительства, затраты металла и бетона на временные и
вспомогательные сооружения, эксплуатационные расходы, коэффициент сборности.
Качественные показатели охватывают комплекс эксплуатационных, экологических,
эстетических и других параметров, анализ с позиции обеспечения надежности,
прочности, устойчивости и жесткости всего сооружения в целом и его отдельных
частей. При этом оценивается работа различных элементов конструкции съезда,
согласно расчетной схеме, отмечается степень влияния осадок фундаментов,
температуры, деформаций усадки и ползучести на работу сооружения и распределение
усилий между отдельными его элементами.
В последние годы все больше внимания уделяется экологическим вопросам.
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ – 20--
----
Расчёт Литер
металличес
кого
железнодор
ожного
моста в
Костанайск
ой области
Н.контр. - Вариантное Министерство
проектирование образования и науки
Республики Казахстан
---
Кафедра ТКиС
Зав. каф. -
3.1. Описание варианта №1
Вариант 1 представляет собой балочный разрезной мост рамной системы со схемой
2х13,5+2х27,68 м.
Промежуточные опоры устроены в виде прямоугольных стоек с местами под опорные
части металлического пролётного строения. Низ опоры сконструирован с учетом
характеристик стаканного типа фундамента опоры.
Фундаменты на естественном основании
Данный вариант имеет особенность в плане трудозатрат и сложности производимых
монтажных работ.
Крайняя опора – сборно-монолитная с фундаментом того же типа.
Длина моста 88. м.
3.2. Описание варианта №2
Вариант 2 –пролётные строения выполнены из элементов коробчатого типа и
металлической балкой жесткости. Данное пролётное строение является не разрезным
и имеет большие пролёты 44,50+44,00 м.
Промежуточные опоры устроены в виде пилонов принимающие так же нагрузки от
пролёта по средствам передачи через троса.
Данный вариант характерен сложностью производимых работ, но это объясняется
типом конструкции, а так же возможностями перекрытия больших расстояний. Так же
не маловажным фактором является архетектурня выразительность.
Фундамент представляет собой ростверковый тип со сваями.
Дипломник - Вариантное проектирование Лист 15
Руководител- Листов
ь
4.Технико-экономическое сравнение вариантов
Технико-экономический анализ и сравнение рассмотренных вариантов проводится по
пяти наиболее важным показателям:
- эксплуатационный
- технический
- производственный
- эстетический архитектурный
- экономический
4.1. Эксплуатационный показатель.
Здесь варианты рассматриваются с точки зрения безопасности движения поездов и
другой путевой техники, обеспечения пропуска автотранспорта под мостом, а также
удобство ремонта и осмотра конструкции.
По пропуску автотранспорта наиболее благоприятен вариант № 2, имеющий
универсальный пролет – 27 м. Во втором варианте также обеспечен пропуск
автотранспорта, однако ширина пролета больше и существует вероятность риска
связанная с человеческим фактором.
Два варианта представлены как неразрезными , так и разрезными системами и имеют
минимальное количество деформационных швов, что обеспечивает комфортность
проезда по мосту, а тротуарная зона ограждена от части пути барьерным
ограждением вдоль моста. Однако по безопасности и удобству проезда поездов, и
автотранспорта, и прохода пешеходов вариант № 2 проигрывает, так как имеет
большую гибкость пролетных строений, но не имеет деформационные швы.
По удобству осмотра и эксплуатации также проигрывает вариант № 2 ввиду большой
высоты пилона и недоступности его элементов и креплений вант. Вариант № 1
удобенее для осмотра пролетного строения, состоящего из металла главных балок.
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ – 20--
---
Расчёт Литер
металличес
кого
железнодор
ожного
моста в
Костанайск
ой области
Н.контр. - Технико-экономическое Министерство
сравнение вариантов образования и науки
Республики Казахстан
--
---
Зав. каф. -
Вывод: По данному показателю преимущество имеет вариант № 1 ввиду удобства
прохода и доступности всех элементов пролетного строения.
4.2. Технический показатель
В данном показателе проводится анализ работы конструкций. Ввиду неразрезности
конструкций пролетного строения вариант №2 обладают жесткостью, однако варианты
№ 1 и № 2 имеют небольшие прогибы пролетного строения. . Также менее долговечны
сталежелезобетонные конструкции из-за совместной работы металла и бетона.
Вывод: по данному показателю предпочтение отдается варианту № 2.
4.3. Производственный показатель
В данном показателе анализируются способы сооружения моста и выявляется менее
трудоемкий.
Сооружение моста по варианту № 2 требует устройства дополнительных
приспособлений (сооружения временных опор, стапеля, устройства гидродомкратов,
большие краны) для сборки пролетных строений и безопасной надвижки на постоянные
опоры моста.
Сооружение сталежелезобетонного моста производится в две стадии:
1) монтаж главных балок пролетного строения
2) установка железобетонной плиты путевой части и включение ее в совместную
работу с главными балками.
Сам по себе метод сооружения сталежелезобетонного пролетного строения более
трудоемкий, чем продольная надвижка (вариант № 1) пролетов и требует больших
затрат времени.
Вариант № 2 несомненно самый сложный и трудоемкий и требующий долгих сроков
строительства.
Дипломник- Вариантное проектирование Лист 17
Руководит- Листов
ель
Этапы сооружения вантового моста:
1) сооружение тела опоры и пилона, устоев до границы открылков
2) монтаж блоков пролетного строения и продольная надвижка
3) монтаж вант к пилону и балке жесткости
4) натяжение вант до проектных усилий.
Вывод: Таким образом, предпочтение отдается варианту № 1.
4.4. Архитектурно-эстетический показатель
В данном показателе рассматривается архитектурная выразительность и целостность
сооружений с существующим ландшафтом местности. Так как центр масс расположен в
средней части, то вариант 1 обеспечивают симметричность конструкции, но
преобладание нечетного в количестве пролетных строений и опор приводит к
снижению зрительного восприятия моста как целостного сооружения. Большие
подмостовые пространства варианта 2 обеспечивают хорошую видимость навигационных
путей. К тому же, большие пролеты, перекрывающие местность легки для зрительного
восприятия и имеют большую архитектурную выразительность.
Вывод: Преимущество имеет вариант 2.
4.5. Экономический показатель
По данному показателю сравниваются материалоемкость и стоимость строительства
моста по вариантам. Данные для сравнения сведены в таблицу.
Таблица 4.1. Сводная таблица затрат по вариантам
Наименование показателя
Единица измерен.
Вариант I
Вариант III
Металл пролетных строений
т
Ванты
т
-
Монолитный железобетон
м3
Сборный железобетон
м3
Стоимость строительства моста в текущих ценах
тыс.
тен.
Вывод: Меньшую стоимость и затраты материалов имеет вариант 1.
Данные проведенного анализа по всем показателям заносятся в таблицу.
Дипломник - Вариантное проектирование Лист 18
Руководител- Листов
ь
Таблица 4.2. Сводная таблица технико-экономического анализа
Показатели
Варианты
Экспл.
показ.
Технич.
Производ.
Архитек.-
эстетич.
Экономич.
Итог
Вариант 1
+
-
+
-
+
3
Вариант 2
-
+
-
+
-
2
Вывод: По результатам технико-экономического анализа оптимальным является
вариант 1, который и принимается к расчету.
Дипломник - Вариантное проектирование Лист 19
Руководител- Листов
ь
5. Расчетная часть
5.1.Проектирование балочного пролетного строения
5.1.1. Нагрузки и воздействия Нагрузки и воздействия для расчета несущих
конструкций и оснований мостов и труб и их возможные сочетания приведены в п.2.1
[1].
Временную нагрузку от подвижного состава железных дорог в расчетах принимают в
виде равномерно распределенной эквивалентной нагрузки СК. Здесь К- класс
нагрузки, принимаемый: при расчете капитальных сооружений К-14 (нагрузка С14),.
Значения нагрузки определены с учетом перспективных нагрузок, в том числе
транспортеров, кранов и других, в зависимости от длины загружения λ и положения
вершины линии влияния α= α2, где а - проекция наименьшего расстояния от вершины
линии влияния до ближайшего конца участка загружения.
С увеличением длины загружения уменьшается вероятность возможной случайной
перегрузки всего подвижного состава, увеличивается надежность сооружения и его
частей под воздействием этой нагрузки, снижается коэффициент надежности по
нагрузке; - коэффициенты надежности по нагрузке от собственного веса
(обычно ), веса мостового полотна (для мостового полотна с ездой на
балласте ), временной вертикальной нагрузки (при длине загружения λ 50м,
; ; λ=0, ; λ=50, )
К горизонтальным нагрузкам (тормозным, от поперечных ударов подвижного состава
при λ =0; -1,2; λ 50м.-1,1 (см. прил.6.6)
К временным нагрузкам от подвижного состава вводят динамический коэффициент.
Значения динамического коэффициента 1 + μ определяют по эмпирическим формулам, в
зависимости от длины пролета, материала и конструкции строения (табл.2.1).
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ – 20--
---
Расчёт Литер
металличе
ского
железнодо
рожного
моста в
Костанайс
кой
области
Н.контр. - Расчетная часть Министерство
образования и науки
Республики Казахстан
---
Зав. каф. -
Таблица 2.1
Длина загружения λ, м
Коэффициент ε
λ =0 - 5
ε = 1,0
λ = 5-10
ε = 1,15-0,03 λ
λ =10-25
ε =0,85
λ =25-50
ε =0,70+0,006 λ
λ 50
ε = 1,0
При расчете на прочность 1 + μ = 1 +
При расчете на выносливость 1 + μ = 1 +
При расчете на выносливость, учитывающем усталостные явления при большом (2млн.
и более) числом загружений временной подвижной нагрузкой, исключается
возможность частого загружения сооружения особо тяжёлой нагрузкой
(транспортеров, кранов и др.) введением понижающего коэффициента
ε ≤1,0. Для промежуточных значений λ и ε принимается по интерполяции.
5.1.2. Расчет продольной балки
Продольную балку следует рассчитать по прочности и на выносливость основного
металла, по прочности соединения пояса со стенкой, на действие нормативных
постоянных q и временных подвижных эквивалентных нагрузок v. Кроме того
продольную балку рассчитываем как простую разрезную балку на 2-х опорах без
учета совместной работы с главными балками.
Пролёт балки равен расстоянию между осями поперечных балок. Для требуемого
задания принимаем lб=d=2.2м. Марка стали 10 ХСНД. Мостовое полотно состоит из
железобетонных безбалластных плиток. Класс нагрузки К=14.
Нормативные нагрузки:
а) нормативная постоянная нагрузка:
кНм пути,
Где q1 - масса мостового полотна; (q1=22,55 кНм на железобетонных плитах)
q2 – масса продольных балок со связями принимается по табл. 2.2. Таблица 2.2.
Дипломник - Расчётная часть Лист 21
Руководител- Листов
ь
Масса балок проезжей части.
Наименование балок
Масса балок проезжей части
Марка стали
Пролет продольной балки
5.5
8.25
11,0
Масса прод. балок со связями, кНм
16Д
15ХСНД 10ХСНД
4,41
3,92
3,92
4.90
4.41
4.41
5.88
5,39
5,39
Масса попереч. балок со связями, кНм
16Д
15ХСНД
ЮХСНД
3,43
2,94
2,94
3.92
3,43
3.43
4,90
3,92
3,92
Для d=2.2 м, q1=22.55кНм
q2=1.57 кНм
Тогда q=22.55+1.57=24.12 кНм пути.
б) Нормативная временная нагрузка:
от подвижного состава принимается в виде эквивалентной равномерно распределенной
нагрузки интенсивностью ν кНм пути, значения которой определяется по прил. 6.7.
в зависимости от длины загружения линии влияния [I].
Линии влияния изгибающего момента в сечении посредине пролета и поперечной силы
на опоре продольной балки приведены на рис.2.1, где указаны их длины загружения
α и площади А.
Дипломник - Расчётная часть Лист 22
Руководител- Листов
ь
Линии влияния и схемы загружения продольной балки Рисунок 2.1
а) 1
3
2
4
ν
q=q1+q2
б)
l=d=2.2м
ν0.5
в) л.в.М0.5 l4
ν0.25
л.в.
316l
М0.25
a
λ
ν0
г)
л.в. Qo
1
ν0.25
л.в.Q0.5
0.5
0.5
Дипломник- Расчётная часть Лист 23
Руководит- Листов
ель
а- эскиз конструкции балки; б- расчетная схема продольной балки;
в - линий влияния изгибающего момента; г - л.в поперечной силы .
1 - мостовое полотно; 2 - продольная балка; 3 - поперечная балка; 4 - ребра
жесткости.
- для изгибающего момента М0.5 (рис 2.1 в) λ =d=2.2 м ,α=0,5 методом
интерполяции для класса нагрузки К=1, υ=25.61;
- для поперечной силы Q0 (рис 2.1 г.) λ =d=2.2 м α =0 методом интерполяции
υ =29.27.
Если класс нагрузки отличен от К=14, эквивалентная нагрузка определяется по
значениям столбца К=1 и умножается на величину класса заданной нагрузки по
варианту.
Расчетные усилия
Расчетные изгибающие моменты в сечениях балки вычисляют по следующим формулам:
а) максимальный изгибающий момент для расчета на прочность
кНм;
кНм;
б) максимальный изгибающий момент для расчета на выносливость
кНм;
кНм ;
Минимальный изгибающий момент для того же расчета
кНм;
кНм;
В сечении у опоры поперечная сила:
Дипломник- Расчётная часть Лист 24
Руководит- Листов
ель
кН;
кН;
В этих формулах: 0,5- коэффициент учитывающий количество продольных балок; γf и
γν - коэффициенты надежности по постоянной и временной нагрузкам, принимаемые по
прил.6.6.
γf =1.1 -при постоянной нагрузке;
γfν = 1.2;
при временной нагрузке, когда λ 50м;
и -динамические коэффициенты на прочность;
;
на выносливость
, что не менее 1.1
ε- коэффициент к временной нагрузке при λ =2.2 м по табл.2.1.
ε =1.15-0.03 λ = 1.15-0.03*2.2=1.08
и -интенсивность нормативных эквивалентных временных вертикальных
железнодорожных нагрузок, кНм пути, принимаемые по прил.6.7 или по ([1] прил
5); К- класс нагрузки (по заданию К=14).
5.1.3. Расчет поперечной балки
Поперечную балку рассчитывают на собственный вес и давление продольных балок от
постоянной и временной подвижной нагрузок.
Нормативная нагрузка от собственного веса поперечной балки q3 определяется по
табл.2.2. (При В=5.6 м, q3=2.94 кНм по интерполяции)
Давление от продольных балок приложено к поперечной балке в местах их
прикрепления. Линия влияния этого давления и ее характеристики λ,α и А приведены
на рис. 2.2б.
Дипломник- Расчётная часть Лист 25
Руководит- Листов
ель
Расчетные схемы поперечной балки Рисунок 2.2
A
a) B в)
1 А – А
1 3
4 3
2 2 lm=d d
а b c ν
g
A а
б) Дν Дν
1 л.в.Д
Дg Дg
λ=2d
II
I l=B
R R
эп. М
Ra
Эп. Q
R + Дν + Дg
R
а- эскиз конструкции поперечной балки; б- расчетная схема поперечной балки и
эпюры изгибающих моментов и поперечных сил; в- схемы и линия влияния для
определения давления продольных балок;
1-мостовое полотно; 2-продольная балка; 3- поперечная балка; 4-главная балка.
Ввиду незначительной относительной величины собственный вес поперечных балок
можно приближенно включить в давление от продольных балок.
Давление от постоянных нагрузок:
кН.
Давление от временной подвижной нагрузки:
где А=12*2d*1=2.2 - площадь линии влияния давления;
v- интенсивность нормативной эквивалентной временной вертикальной
железнодорожной нагрузки, кН.м пути, принимаемая по прил.6.7:
λ=2d=4.4 и α=0.5; d- пролет продольной балки.
Дипломник- Расчётная часть Лист 26
Руководит- Листов
ель
Расчетные изгибающие моменты в сечении I посередине пролета поперечной балки
вычисляют по формулам:
а) для расчета на прочность
кНм;
б) для расчета на выносливость:
Расчетная поперечная сила в сечении II на опоре для расчета на прочность.
кН
В этих формулах коэффициент надежности по временной нагрузке , динамические
коэффициенты (1+μ) и коэффициенты временной нагрузки
ε вычисляют для длины загружения λ=2d;
(при λ≤50 м;)
но не менее 1.15
a - расстояние от оси главной балки до оси продольной балки
м. ε=1. по табл. 2.1.
5.1.4. Подбор сечений балок.
Продольную и поперечную балки принимают двутаврового сечения, состоящего из
одинаковых верхнего и нижнего горизонтальных листов (поясов) и вертикального
листа (стенки) толщиной не менее 10 мм, соединенных угловыми сварными швами
(рис.2.3).
Дипломник- Расчётная часть Лист 27
Руководит- Листов
ель
Размеры сечения продольной балки: высота стенки hω- в пределах
или 1.1-0.688 (м), принимаем hw =43.8 см , где d- панель; толщина
стенки tω - в пределах (1100- 1150) hω *tmin =16мм, tmax= 50(углерод), tmax
=40 (низкол); принимаем tω =16 мм ширина пояса полки: минимальная bf=300;
максимальная b=20tf;
Составная продольная балка
a) bf
б)
бmax
tf
τ
I бi
y
τmax
hω tω
tf
а- поперечное сечение; б- эпюры нормальных и касательных напряжений.
Рисунок 2.3
Необходимая площадь сечения одного пояса из условия прочности:
где- М=210.98 кНм= 21098 кНсм- изгибающий момент по формуле (2.1) Ry=350
МПа=35.0 кНсм2 расчетное ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
-
-
ФАКУЛЬТЕТ
СТРОИТЕЛЬСТВО
КАФЕДРА
ТРАНСПОРТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И СООРУЖЕНИЯ
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ МОСТЫ И ТРАНСПОРТНЫЕ ТОННЕЛИ
Допустить к защите:
Зав. кафедрой ТКиС
д.т.н. профессор
_______ ------------------
__________20--г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ:
Расчёт металлического, железнодорожного моста
в Костанайской области
Дипломник ________________
-------------
Консультанты:
Основная часть ________________
профессор --------------
Экономическая часть ________________ профессор
---------------
Информатика ________________
профессор -----------
БЖД и экология ________________ д.с-х.н.,
профессор ---
Нормоконтроль ________________ д.т.н.,
профессор -------------------
АЛМАТЫ
20--г.
Содержание
Задание на дипломное проектирование ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..2
Реферат ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ..5
Введение ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ...6
1. Анализ исходных данных ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9
2. Описание местных условий района строительства ... ... ... ... ... .10
2.1 Климатические характеристики района строительства ... ... ... .10
2.2 Инженерно-геологические условия района строительства ... ... .12
3. Вариантное проектирование ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
3.1 Описание варианта №1 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
3.2 Описание варианта №2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...15
4. Технико-экономическое сравнение вариантов ... ... ... ... ... ... ..16
4.1 Эксплуатационный показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .16
4.2 Технический показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
4.3 Производственный показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
4.4 Архитектурный показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .18
4.5 Экономический показатель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .18
5. Расчетная часть ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...20
5.1 Проектирование балочного пролетного строения ... ... ... ... ... ... ... ... ..20
5.1.1 Нагрузки и воздействия ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...2 0
5.1.2 Расчет продольной балки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...21
5.1.3 Расчет поперечной балки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..25
5.1.4 Подбор сечений балок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
5.1.5 Расчет балок на прочность и на выносливость ... ... ... ... ... ... ... ... .30
5.1.6 Расчет сварного соединения пояса балки со стенкой ... ... ... ... ... ... ..35
5.1.7 Расчет ребра жесткости ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..38
5.2 Расчёт промежуточной опоры ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .39
5.2.1 Горизонтальное давление грунта на промежуточные опоры от засыпки
насыпью ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ...40
Дипломник- Содержание Лист 3
Руководит- Листов
ель
5.2.2 Постоянные нагрузки на опору №2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...42
5.2.3 Определение положения равнодействующей от действия постоянных
нагрузок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 46
5.2.4 Определение напряжений по подошве фундамента ... ... ... ... ... ..47
5.2.5 Расчёт опоры поперёк моста ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..48
5.2.6 Определение арматуры подошвы фундамента ... ... ... ... ... ... ... 48
5.2.7 Расчёт фундаментной плиты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 52
6 Организация и экономика строительства ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..54
6.1 Организация работ по сооружению опоры ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..54
6.1.1 Геодезические изыскания ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ...54
6.1.2 Разбивка осей опор ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 55
6.1.3 Сооружение опор ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..58
6.2. Организация работ по сооружению пролетного строения ... ... ... ... ... ... .60
6.2.1. Перевозка балок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...6 0
6.2.2. Монтаж балок пролетного строения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .61
6.3 Устройство гидроизоляции и деформационных швов ... ... ... ... ... ... ... ..64
7 Безопасность труда и экологическая безопасность ... ... ... ... ... ... ... ..68
7.1 Анализ опасных производственных факторов ... ... ... ... ... ... ...68
7.1.1 Производственная санитария ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...68
7.1.2 Эргономика ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...70
7.1.3 Техника безопасности ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .71
7.1.4 Пожарная безопасность в строительстве ... ... ... ... ... ... ... ... .75
7.1.5 Прогнозирование возможных ЧС ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..77
7.2. Экологическое обоснование проекта ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...78
7.2.1 Влияние загрязняющих факторов на атмосферу ... ... ... ... ... ..79
7.2.2 Воздействие шума и вибрации на окружающую среду ... ... ... ..82
7.2.3 Воздействие на земельные ресурсы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...82
7.2.4 Соблюдение экологических требований на стройплощадке ... ... 84
7.2.5 Требования безопасности при эксплуатации погрузочно-разгрузочных машин,
механизмов и транспортных средств ... ... ... ..85
7.3 Определение схемы безопасной строповки жб плит ... ... ... ... ...85
Дипломник- Содержание Лист 4
Руководит- Листов
ель
Реферат
Пояснительная записка содержит ___ листов, ___ рисунков, ___ таблиц, ___
источников литературы.
Записка включает следующие ключевые слова: МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ МОСТ, ВАРИАНТНОЕ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ, ПРОЛЕТНОЕ СТРОЕНИЕ,
ПРОМЕЖУТОЧНАЯ ОПОРА, ЛИНИИ ВЛИЯНИЯ, ПРОДОЛЬНЫЕ И ПОПЕРЕЧНЫЕ БАЛКИ.
Объект проектирования - металлический мост на железной дороге через
автомобильную дорогу. Цель проектирования - разработать технический проект
металлического моста через автомобильную дорогу. Результаты - разработан проект
металлического моста через автомобильную дорогу. В проекте разработаны два
варианта металлического моста из стали марок 10 и 15ХСНД. Произведен
технико-экономический анализ вариантов. Для выбранного варианта разработаны
компоновка и разбивка на блоки пролетного строения, законструированы и
рассчитаныпродольные и поперечные балки, узлы, стыки, опоры и фундаменты,
разработана конструкция мостового полотна, а также произведен сметно-финансовый
расчет. В проекте рассмотрены вопросы охраны труда, безопасности
жизнедеятельности, чрезвычайных ситуаций и охраны окружающей среды.
Дипломник- Реферат Лист 5
Руководит- Листов
ель
Введение
Основными направлениями экономического и социального развития Казахстана
предусмотрено дальнейшее развитие дорожного хозяйства, а следовательно, и
значительный рост объемов мостостроительных работ при широком внедрении новых
прогрессивных конструкций. Массовое строительство мостов, путепроводов, эстакад
как на автомобильных так м железных дорогах будет идти по пути применения
рациональных индустриальных железобетонных конструкций, прогрессивной технологии
их изготовления и монтажа.
Мосты относятся к наиболее дорогим и ответственным сооружениям, рассчитываемым
на длительные сроки эксплуатации в условиях воздействия неблагоприятных
климатических и геологических факторов. Постройку моста всегда выполняют на
основании проектов, в которых определяют и экономически обосновывают тип
сооружения, конструкцию всех его частей, а также методы строительства,
обеспечивающие ввод сооружения в эксплуатацию в предусмотренные планом сроки.
Мосты представляют собой инженерные сооружения, позволяющие проложить
транспортную магистраль над встретившимися препятствиями.
Сооружение моста в Костанайской области так же способствует выполнению выше
перечисленных факторов.
Увеличение пассажира и грузоперевозок на железной дороге в Казахстане стало
необходимым увеличение количества железнодорожных путей на станции.
Увеличение количества железно дорожных путей будет способствовать большому
пропуску пассажирских и грузовых железнодорожных составов, что в первую очередь
положительно скажется на экономическом развитие области.
Металл – наиболее совершенный из материалов, применяемый для постройки
современных мостов.
Металлические мосты обладают рядом важных особенностей и достоинств.
Конструкции их допускают простое расчленение на отдельные блоки или
элементы, которые изготавливаются на заводах индустриальными методами с
большой точностью и степенью стандартизации.
Дипломник- Введение Лист 6
Руководит- Листов
ель
Наивысшие достижения современной техники мостостроения связаны с
проектированием и постройкой крупных металлических мостов, в несущих
конструкциях которых находят эффективное применение высокопрочные стали.
Относительно невысокая стоимость, прочность, однородность, качество и
возможность использования в конструктивных различных формах сделали металл
самым распространенным материалом при строительстве мостов.
Благодаря высокой прочности современных строительных сталей, металлические
мосты, не смотря на объемный вес стали, оказываются наиболее легкими,
что позволяет использовать металл для перекрытия пролетов, значительно
превосходящих пролеты мостов из других материалов.
В эксплуатационном отношении металлические мосты значительно лучше
деревянных т.к. требуют меньше расходов по содержанию и ремонту, а
также отличается более продолжительным сроком службы, однако уступают
немного в этом отношении железобетонным мостам.
Большой недостаток металлических мостов – коррозия металла от действия
влаги, сернистых газов и других вредных воздействий.
Цель расчёта с позиции указанных нормативных документов – не допустить ни одно
из перечисленных предельных состояний в течение всего срока службы сооружения.
При расчёте конструкций транспортных сооружений это обеспечивается введением
системы коэффициентов как к нормативным нагрузкам и воздействиям, так и к
прочностным и упругим характеристикам материалов.
Расчет конструкции пролетных строений мостовых сооружений, как правило, ведут по
пространственным расчетным схемам. Применяются и приближенные методики,
основанные на расчленении конструкции на плоские системы и учитывающие
взаимосвязь элементов между собой. При выборе расчетных схем и методов расчета в
современной практике проектирования ориентируются на эффективное использование
ЭВМ.
При расчетах по предельным состояниям I и II групп усилия в сечениях элементов
статически не определимых железобетонных мостовых конструкций, как правило,
определяют с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры и наличия трещин.
Дипломник- Введение Лист 7
Руководит- Листов
ель
Современные железобетонные конструкции мостов, путепроводов и эстакад отличаются
большим разнообразием, сложностью форм и положением в пространстве. В связи с
этим целесообразно использовать при их расчете векторный анализ. Векторная
запись основных уравнений в сочетании с матричной формой записи позволяет
упростить программирование и расчет конструкции на ЭВМ.
Усилие в элементах стальных мостовых конструкций определяют как правило, по
недеформированным расчетным схемам в упругой стадии работы материала.
Геометрическую нелинейность, вызванную перемещением элементов конструкций,
требуется учитывать при расчете систем, в которых ее учет вызывает изменения
усилий и перемещений более чем на 5%.
В соответствии со СНиП 2.05.03-84 к расчетным сопротивлениям материалов вводят
коэффициент условий работы m, учитывающий отклонение действительной работы
конструкции от принимаемых в проектах расчетных предположений. Кроме того, при
расчете стальных конструкций и соединений мостов учитывают коэффициент
надежности по назначению γн и коэффициент надежности по материалу γm.
Дипломник- Введение Лист 8
Руководит- Листов
ель
Анализ исходных данных
В данном дипломном проекте необходимо запроектировать варианты мостового
перехода на основе данных проектирования. Мост расположен над
автомобильной дорогой II технической категории, характеристики которой
сведены в таблице 1.
Таблица 1.1 Характеристики автомобильной дороги II технической категории
Категория автомоб. дороги
Общее число полос движения
Ширина расчет-ного автомоб.,м
Габарит
Ширина полос безопасности м
Ширина проезжей части, м
II
2
2,5
11,5
2,0
7,5
Габарит моста Г – 11,5+2×1,5
Класс железной дороги. Характеристики данного класса железнодорожного пути
сведены в таблице 1.2
Таблица 1.2 Характеристики железной дороги
Категория железной
дороги
Общее число путей
Ширина расчет-ного поезда.,м
Габарит
II
1
3,5
11,5
Сталь используемая при строительстве моста 15ХСНД и 10ХСНД
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ – 20---
---
Расчёт Литер
металличе
ского
железнодо
рожного
моста в
Костанайс
кой
области
Н.контр. - Анализ исходных данных Министерство
образования и науки
Республики Казахстан
------
Кафедра ТКиС
Зав. каф. -
Местные условия района строительства моста
2.1 Климатические характеристики района строительства
Характерными чертами климата района Костанайской области являются: значительное
колебание годовых температур воздуха, высокая испаряемость, равная годовой сумме
выпадающих осадков и частые ветры в летние месяцы, переходящие в суховеи. Зима –
суровая, лето – умеренно жаркое. Абсолютный максимум температуры – в июле
достигает + 31ОС; абсолютный минимум – в январе, феврале - 42ОС. среднегодовая
температура – положительная и равна +4,4ОС. Распределение среднемесячных
температур воздуха приведено в таблице 2.1.
Таблица 2.1. Распределение среднемесячных температур воздуха
Месяцы
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
-24,2
-23,8
-13,3
5,5
14,9
20,2
22,6
20,6
13,7
5,1
-13,6
-20,6
Продолжительность периода с отрицательными температурами 146 дней; средняя
продолжительность безморозного периода равна 222 дня. Отрицательные
среднесуточные температуры наступают в первой декаде ноября. Снегопад
наблюдается в период октябрь – апрель. Весенняя распутица начинается в конце
первой и начале второй половины апреля и продолжается 5 – 10 дней; осенняя
распутица характерна для первой половины октября и бывает обычно только при
большом выпадении осадков.
Средняя глубина промерзания грунта 1,6 м.
Осадки для района строительства характерны среднегодовые осадки представленные в
таблице 2.2.
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ – 20---
----
Расчёт Литер
металличе
ского
железнодо
рожного
моста в
Костанайс
кой
области
Н.контр. - Местные условия района Министерство
строительства моста образования и науки
Республики Казахстан
----
Кафедра ТКиС
Зав. каф. -
Таблица 2.2. Количество осадков
январь
февраль
март
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
октябрь
ноябрь
декабрь
17
10
16
16
41
60
63
61
43
23
21
17
Ветер
В таблице 2.3 представлено число случаев повторяемости ветра с различной
скоростью. По этим данным строится зимняя и летняя розы ветров, соответственно
за месяц январь и июль.
Таблица 2.3. Повторяемость направления ветра
С
СВ
В
ЮВ
Ю
ЮЗ
З
СЗ
январь
3
6
16
20
25
15
9
6
июль
19
9
11
13
6
8
13
21
Таблица 2.2. Количество осадков
январь
февраль
март
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
октябрь
ноябрь
декабрь
17
10
16
16
41
60
63
61
43
23
21
17
Дипломник- Описание местных условий Лист 11
Руководит- Листов
ель
Рисунок 2.1. Зимняя и летняя розы ветров
2.2 Инженерно-геологические условия места строительства
В районе г. Костанай можно выделить две основные геоморфологические единицы:
равнинную, являющуюся частью низменности, и долинную. На равнине следует
отметить остатки глинистых пород, возвышающихся в виде отдельных холмов и гряд.
Долинная часть проходит широкой полосой, до 10 км, по окружающей равнине.
Надпойменная терраса сложена хвалынскими отложениями, представленными сверху
суглинками и глинами, ниже – гравелистыми песками и плотными глинами с прослоями
супесей , песков и щебня .
Часть расположенная возле дороги составляют современные аллювиальные отложения,
среди которых преобладают пески, мелкий гравий в виде отдельных прослоек и линз.
В верхних горизонтальных слоях имеются самые разнообразные связные грунты:
глины, суглинки, супеси. Мощность аллювиальных отложений достигает 30 м.
Условное обозначение грунтов показано на рисунке 2.2.
Дипломник- Описание местных условий Лист 12
Руководит- Листов
ель
Рисунок 2.2 – Условное обозначение грунтов
Коренное дно долины сложено верхнемеловыми и юрскими отложениями. Грунтовые воды
в пределах долины распространены повсеместно. В грунтовых водах содержаться воды
аллювиальных отложений не агрессивны по отношению к бетону и пригодны для
технических нужд.
Дипломник - Описание местных условий Лист 13
Руководител- Листов
ь
3 Вариантное проектирование
Давно уже принятым критерием оценки экономичности сооружения является их
стоимость, которая складывается в основном из отпускной стоимости материалов,
заработной платы, стоимости эксплуатации строительных машин других затрат.
Однако, стоимостная оценка в настоящее время связана с серьезными трудностями,
так как экономические показатели сильно зависят от конъюктуры и ряда
субъективных факторов. Так, цены на материалы и конструкции периодически
меняются, а стоимость строительства зависит от уровня проектной и строительной
организации.
В связи с этим в мостостроении принята многофакторная оценка
конструктивно-технологических решений, включая систему количественных и
качественных показателей.
Количественные показатели включают сметную стоимость, расход материалов
(материалоемкость), трудозатраты на изготовление элементов и их монтаж,
продолжительность строительства, затраты металла и бетона на временные и
вспомогательные сооружения, эксплуатационные расходы, коэффициент сборности.
Качественные показатели охватывают комплекс эксплуатационных, экологических,
эстетических и других параметров, анализ с позиции обеспечения надежности,
прочности, устойчивости и жесткости всего сооружения в целом и его отдельных
частей. При этом оценивается работа различных элементов конструкции съезда,
согласно расчетной схеме, отмечается степень влияния осадок фундаментов,
температуры, деформаций усадки и ползучести на работу сооружения и распределение
усилий между отдельными его элементами.
В последние годы все больше внимания уделяется экологическим вопросам.
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ – 20--
----
Расчёт Литер
металличес
кого
железнодор
ожного
моста в
Костанайск
ой области
Н.контр. - Вариантное Министерство
проектирование образования и науки
Республики Казахстан
---
Кафедра ТКиС
Зав. каф. -
3.1. Описание варианта №1
Вариант 1 представляет собой балочный разрезной мост рамной системы со схемой
2х13,5+2х27,68 м.
Промежуточные опоры устроены в виде прямоугольных стоек с местами под опорные
части металлического пролётного строения. Низ опоры сконструирован с учетом
характеристик стаканного типа фундамента опоры.
Фундаменты на естественном основании
Данный вариант имеет особенность в плане трудозатрат и сложности производимых
монтажных работ.
Крайняя опора – сборно-монолитная с фундаментом того же типа.
Длина моста 88. м.
3.2. Описание варианта №2
Вариант 2 –пролётные строения выполнены из элементов коробчатого типа и
металлической балкой жесткости. Данное пролётное строение является не разрезным
и имеет большие пролёты 44,50+44,00 м.
Промежуточные опоры устроены в виде пилонов принимающие так же нагрузки от
пролёта по средствам передачи через троса.
Данный вариант характерен сложностью производимых работ, но это объясняется
типом конструкции, а так же возможностями перекрытия больших расстояний. Так же
не маловажным фактором является архетектурня выразительность.
Фундамент представляет собой ростверковый тип со сваями.
Дипломник - Вариантное проектирование Лист 15
Руководител- Листов
ь
4.Технико-экономическое сравнение вариантов
Технико-экономический анализ и сравнение рассмотренных вариантов проводится по
пяти наиболее важным показателям:
- эксплуатационный
- технический
- производственный
- эстетический архитектурный
- экономический
4.1. Эксплуатационный показатель.
Здесь варианты рассматриваются с точки зрения безопасности движения поездов и
другой путевой техники, обеспечения пропуска автотранспорта под мостом, а также
удобство ремонта и осмотра конструкции.
По пропуску автотранспорта наиболее благоприятен вариант № 2, имеющий
универсальный пролет – 27 м. Во втором варианте также обеспечен пропуск
автотранспорта, однако ширина пролета больше и существует вероятность риска
связанная с человеческим фактором.
Два варианта представлены как неразрезными , так и разрезными системами и имеют
минимальное количество деформационных швов, что обеспечивает комфортность
проезда по мосту, а тротуарная зона ограждена от части пути барьерным
ограждением вдоль моста. Однако по безопасности и удобству проезда поездов, и
автотранспорта, и прохода пешеходов вариант № 2 проигрывает, так как имеет
большую гибкость пролетных строений, но не имеет деформационные швы.
По удобству осмотра и эксплуатации также проигрывает вариант № 2 ввиду большой
высоты пилона и недоступности его элементов и креплений вант. Вариант № 1
удобенее для осмотра пролетного строения, состоящего из металла главных балок.
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ – 20--
---
Расчёт Литер
металличес
кого
железнодор
ожного
моста в
Костанайск
ой области
Н.контр. - Технико-экономическое Министерство
сравнение вариантов образования и науки
Республики Казахстан
--
---
Зав. каф. -
Вывод: По данному показателю преимущество имеет вариант № 1 ввиду удобства
прохода и доступности всех элементов пролетного строения.
4.2. Технический показатель
В данном показателе проводится анализ работы конструкций. Ввиду неразрезности
конструкций пролетного строения вариант №2 обладают жесткостью, однако варианты
№ 1 и № 2 имеют небольшие прогибы пролетного строения. . Также менее долговечны
сталежелезобетонные конструкции из-за совместной работы металла и бетона.
Вывод: по данному показателю предпочтение отдается варианту № 2.
4.3. Производственный показатель
В данном показателе анализируются способы сооружения моста и выявляется менее
трудоемкий.
Сооружение моста по варианту № 2 требует устройства дополнительных
приспособлений (сооружения временных опор, стапеля, устройства гидродомкратов,
большие краны) для сборки пролетных строений и безопасной надвижки на постоянные
опоры моста.
Сооружение сталежелезобетонного моста производится в две стадии:
1) монтаж главных балок пролетного строения
2) установка железобетонной плиты путевой части и включение ее в совместную
работу с главными балками.
Сам по себе метод сооружения сталежелезобетонного пролетного строения более
трудоемкий, чем продольная надвижка (вариант № 1) пролетов и требует больших
затрат времени.
Вариант № 2 несомненно самый сложный и трудоемкий и требующий долгих сроков
строительства.
Дипломник- Вариантное проектирование Лист 17
Руководит- Листов
ель
Этапы сооружения вантового моста:
1) сооружение тела опоры и пилона, устоев до границы открылков
2) монтаж блоков пролетного строения и продольная надвижка
3) монтаж вант к пилону и балке жесткости
4) натяжение вант до проектных усилий.
Вывод: Таким образом, предпочтение отдается варианту № 1.
4.4. Архитектурно-эстетический показатель
В данном показателе рассматривается архитектурная выразительность и целостность
сооружений с существующим ландшафтом местности. Так как центр масс расположен в
средней части, то вариант 1 обеспечивают симметричность конструкции, но
преобладание нечетного в количестве пролетных строений и опор приводит к
снижению зрительного восприятия моста как целостного сооружения. Большие
подмостовые пространства варианта 2 обеспечивают хорошую видимость навигационных
путей. К тому же, большие пролеты, перекрывающие местность легки для зрительного
восприятия и имеют большую архитектурную выразительность.
Вывод: Преимущество имеет вариант 2.
4.5. Экономический показатель
По данному показателю сравниваются материалоемкость и стоимость строительства
моста по вариантам. Данные для сравнения сведены в таблицу.
Таблица 4.1. Сводная таблица затрат по вариантам
Наименование показателя
Единица измерен.
Вариант I
Вариант III
Металл пролетных строений
т
Ванты
т
-
Монолитный железобетон
м3
Сборный железобетон
м3
Стоимость строительства моста в текущих ценах
тыс.
тен.
Вывод: Меньшую стоимость и затраты материалов имеет вариант 1.
Данные проведенного анализа по всем показателям заносятся в таблицу.
Дипломник - Вариантное проектирование Лист 18
Руководител- Листов
ь
Таблица 4.2. Сводная таблица технико-экономического анализа
Показатели
Варианты
Экспл.
показ.
Технич.
Производ.
Архитек.-
эстетич.
Экономич.
Итог
Вариант 1
+
-
+
-
+
3
Вариант 2
-
+
-
+
-
2
Вывод: По результатам технико-экономического анализа оптимальным является
вариант 1, который и принимается к расчету.
Дипломник - Вариантное проектирование Лист 19
Руководител- Листов
ь
5. Расчетная часть
5.1.Проектирование балочного пролетного строения
5.1.1. Нагрузки и воздействия Нагрузки и воздействия для расчета несущих
конструкций и оснований мостов и труб и их возможные сочетания приведены в п.2.1
[1].
Временную нагрузку от подвижного состава железных дорог в расчетах принимают в
виде равномерно распределенной эквивалентной нагрузки СК. Здесь К- класс
нагрузки, принимаемый: при расчете капитальных сооружений К-14 (нагрузка С14),.
Значения нагрузки определены с учетом перспективных нагрузок, в том числе
транспортеров, кранов и других, в зависимости от длины загружения λ и положения
вершины линии влияния α= α2, где а - проекция наименьшего расстояния от вершины
линии влияния до ближайшего конца участка загружения.
С увеличением длины загружения уменьшается вероятность возможной случайной
перегрузки всего подвижного состава, увеличивается надежность сооружения и его
частей под воздействием этой нагрузки, снижается коэффициент надежности по
нагрузке; - коэффициенты надежности по нагрузке от собственного веса
(обычно ), веса мостового полотна (для мостового полотна с ездой на
балласте ), временной вертикальной нагрузки (при длине загружения λ 50м,
; ; λ=0, ; λ=50, )
К горизонтальным нагрузкам (тормозным, от поперечных ударов подвижного состава
при λ =0; -1,2; λ 50м.-1,1 (см. прил.6.6)
К временным нагрузкам от подвижного состава вводят динамический коэффициент.
Значения динамического коэффициента 1 + μ определяют по эмпирическим формулам, в
зависимости от длины пролета, материала и конструкции строения (табл.2.1).
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ – 20--
---
Расчёт Литер
металличе
ского
железнодо
рожного
моста в
Костанайс
кой
области
Н.контр. - Расчетная часть Министерство
образования и науки
Республики Казахстан
---
Зав. каф. -
Таблица 2.1
Длина загружения λ, м
Коэффициент ε
λ =0 - 5
ε = 1,0
λ = 5-10
ε = 1,15-0,03 λ
λ =10-25
ε =0,85
λ =25-50
ε =0,70+0,006 λ
λ 50
ε = 1,0
При расчете на прочность 1 + μ = 1 +
При расчете на выносливость 1 + μ = 1 +
При расчете на выносливость, учитывающем усталостные явления при большом (2млн.
и более) числом загружений временной подвижной нагрузкой, исключается
возможность частого загружения сооружения особо тяжёлой нагрузкой
(транспортеров, кранов и др.) введением понижающего коэффициента
ε ≤1,0. Для промежуточных значений λ и ε принимается по интерполяции.
5.1.2. Расчет продольной балки
Продольную балку следует рассчитать по прочности и на выносливость основного
металла, по прочности соединения пояса со стенкой, на действие нормативных
постоянных q и временных подвижных эквивалентных нагрузок v. Кроме того
продольную балку рассчитываем как простую разрезную балку на 2-х опорах без
учета совместной работы с главными балками.
Пролёт балки равен расстоянию между осями поперечных балок. Для требуемого
задания принимаем lб=d=2.2м. Марка стали 10 ХСНД. Мостовое полотно состоит из
железобетонных безбалластных плиток. Класс нагрузки К=14.
Нормативные нагрузки:
а) нормативная постоянная нагрузка:
кНм пути,
Где q1 - масса мостового полотна; (q1=22,55 кНм на железобетонных плитах)
q2 – масса продольных балок со связями принимается по табл. 2.2. Таблица 2.2.
Дипломник - Расчётная часть Лист 21
Руководител- Листов
ь
Масса балок проезжей части.
Наименование балок
Масса балок проезжей части
Марка стали
Пролет продольной балки
5.5
8.25
11,0
Масса прод. балок со связями, кНм
16Д
15ХСНД 10ХСНД
4,41
3,92
3,92
4.90
4.41
4.41
5.88
5,39
5,39
Масса попереч. балок со связями, кНм
16Д
15ХСНД
ЮХСНД
3,43
2,94
2,94
3.92
3,43
3.43
4,90
3,92
3,92
Для d=2.2 м, q1=22.55кНм
q2=1.57 кНм
Тогда q=22.55+1.57=24.12 кНм пути.
б) Нормативная временная нагрузка:
от подвижного состава принимается в виде эквивалентной равномерно распределенной
нагрузки интенсивностью ν кНм пути, значения которой определяется по прил. 6.7.
в зависимости от длины загружения линии влияния [I].
Линии влияния изгибающего момента в сечении посредине пролета и поперечной силы
на опоре продольной балки приведены на рис.2.1, где указаны их длины загружения
α и площади А.
Дипломник - Расчётная часть Лист 22
Руководител- Листов
ь
Линии влияния и схемы загружения продольной балки Рисунок 2.1
а) 1
3
2
4
ν
q=q1+q2
б)
l=d=2.2м
ν0.5
в) л.в.М0.5 l4
ν0.25
л.в.
316l
М0.25
a
λ
ν0
г)
л.в. Qo
1
ν0.25
л.в.Q0.5
0.5
0.5
Дипломник- Расчётная часть Лист 23
Руководит- Листов
ель
а- эскиз конструкции балки; б- расчетная схема продольной балки;
в - линий влияния изгибающего момента; г - л.в поперечной силы .
1 - мостовое полотно; 2 - продольная балка; 3 - поперечная балка; 4 - ребра
жесткости.
- для изгибающего момента М0.5 (рис 2.1 в) λ =d=2.2 м ,α=0,5 методом
интерполяции для класса нагрузки К=1, υ=25.61;
- для поперечной силы Q0 (рис 2.1 г.) λ =d=2.2 м α =0 методом интерполяции
υ =29.27.
Если класс нагрузки отличен от К=14, эквивалентная нагрузка определяется по
значениям столбца К=1 и умножается на величину класса заданной нагрузки по
варианту.
Расчетные усилия
Расчетные изгибающие моменты в сечениях балки вычисляют по следующим формулам:
а) максимальный изгибающий момент для расчета на прочность
кНм;
кНм;
б) максимальный изгибающий момент для расчета на выносливость
кНм;
кНм ;
Минимальный изгибающий момент для того же расчета
кНм;
кНм;
В сечении у опоры поперечная сила:
Дипломник- Расчётная часть Лист 24
Руководит- Листов
ель
кН;
кН;
В этих формулах: 0,5- коэффициент учитывающий количество продольных балок; γf и
γν - коэффициенты надежности по постоянной и временной нагрузкам, принимаемые по
прил.6.6.
γf =1.1 -при постоянной нагрузке;
γfν = 1.2;
при временной нагрузке, когда λ 50м;
и -динамические коэффициенты на прочность;
;
на выносливость
, что не менее 1.1
ε- коэффициент к временной нагрузке при λ =2.2 м по табл.2.1.
ε =1.15-0.03 λ = 1.15-0.03*2.2=1.08
и -интенсивность нормативных эквивалентных временных вертикальных
железнодорожных нагрузок, кНм пути, принимаемые по прил.6.7 или по ([1] прил
5); К- класс нагрузки (по заданию К=14).
5.1.3. Расчет поперечной балки
Поперечную балку рассчитывают на собственный вес и давление продольных балок от
постоянной и временной подвижной нагрузок.
Нормативная нагрузка от собственного веса поперечной балки q3 определяется по
табл.2.2. (При В=5.6 м, q3=2.94 кНм по интерполяции)
Давление от продольных балок приложено к поперечной балке в местах их
прикрепления. Линия влияния этого давления и ее характеристики λ,α и А приведены
на рис. 2.2б.
Дипломник- Расчётная часть Лист 25
Руководит- Листов
ель
Расчетные схемы поперечной балки Рисунок 2.2
A
a) B в)
1 А – А
1 3
4 3
2 2 lm=d d
а b c ν
g
A а
б) Дν Дν
1 л.в.Д
Дg Дg
λ=2d
II
I l=B
R R
эп. М
Ra
Эп. Q
R + Дν + Дg
R
а- эскиз конструкции поперечной балки; б- расчетная схема поперечной балки и
эпюры изгибающих моментов и поперечных сил; в- схемы и линия влияния для
определения давления продольных балок;
1-мостовое полотно; 2-продольная балка; 3- поперечная балка; 4-главная балка.
Ввиду незначительной относительной величины собственный вес поперечных балок
можно приближенно включить в давление от продольных балок.
Давление от постоянных нагрузок:
кН.
Давление от временной подвижной нагрузки:
где А=12*2d*1=2.2 - площадь линии влияния давления;
v- интенсивность нормативной эквивалентной временной вертикальной
железнодорожной нагрузки, кН.м пути, принимаемая по прил.6.7:
λ=2d=4.4 и α=0.5; d- пролет продольной балки.
Дипломник- Расчётная часть Лист 26
Руководит- Листов
ель
Расчетные изгибающие моменты в сечении I посередине пролета поперечной балки
вычисляют по формулам:
а) для расчета на прочность
кНм;
б) для расчета на выносливость:
Расчетная поперечная сила в сечении II на опоре для расчета на прочность.
кН
В этих формулах коэффициент надежности по временной нагрузке , динамические
коэффициенты (1+μ) и коэффициенты временной нагрузки
ε вычисляют для длины загружения λ=2d;
(при λ≤50 м;)
но не менее 1.15
a - расстояние от оси главной балки до оси продольной балки
м. ε=1. по табл. 2.1.
5.1.4. Подбор сечений балок.
Продольную и поперечную балки принимают двутаврового сечения, состоящего из
одинаковых верхнего и нижнего горизонтальных листов (поясов) и вертикального
листа (стенки) толщиной не менее 10 мм, соединенных угловыми сварными швами
(рис.2.3).
Дипломник- Расчётная часть Лист 27
Руководит- Листов
ель
Размеры сечения продольной балки: высота стенки hω- в пределах
или 1.1-0.688 (м), принимаем hw =43.8 см , где d- панель; толщина
стенки tω - в пределах (1100- 1150) hω *tmin =16мм, tmax= 50(углерод), tmax
=40 (низкол); принимаем tω =16 мм ширина пояса полки: минимальная bf=300;
максимальная b=20tf;
Составная продольная балка
a) bf
б)
бmax
tf
τ
I бi
y
τmax
hω tω
tf
а- поперечное сечение; б- эпюры нормальных и касательных напряжений.
Рисунок 2.3
Необходимая площадь сечения одного пояса из условия прочности:
где- М=210.98 кНм= 21098 кНсм- изгибающий момент по формуле (2.1) Ry=350
МПа=35.0 кНсм2 расчетное ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
