Главная / Образцы дипломных работ

Климатические условия

Внимание: Акция! Курсовая работа, Реферат или Отчет по практике за 10 рублей!
Только в текущем месяце у Вас есть шанс получить курсовую работу, реферат или отчет по практике за 10 рублей по вашим требованиям и методичке!
Все, что необходимо - это закрепить заявку (внести аванс) за консультацию по написанию предстоящей дипломной работе, ВКР или магистерской диссертации.
Нет ничего страшного, если дипломная работа, магистерская диссертация или диплом ВКР будет защищаться не в этом году.
Вы можете оформить заявку в рамках акции уже сегодня и как только получите задание на дипломную работу, сообщить нам об этом. Оплаченная сумма будет заморожена на необходимый вам период.
В бланке заказа в поле "Дополнительная информация" следует указать "Курсовая, реферат или отчет за 10 рублей"
Не упустите шанс сэкономить несколько тысяч рублей!
Подробности у специалистов нашей компании.

Код работы:	W005069
Тема:	Климатические условия

Содержание

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

В рамках дипломного проектирования требуется запроектировать русловой участок мостового перехода через реку Иртыш на дороге г. Ханты-Мансийск – г. Нягань. Исходные данные о продольном профиле, геологическом разрезе по оси мостового перехода заимствованы из проектной документации, разработанной ОАО «Трансмост». Прочие исходные данные, использованные при разработке дипломного проекта:

Расчетные временные нагрузки – автомобильная А14, четырехосная тележка Н14 с нагрузкой на ось 18К (кН), пешеходная – при учете совместно с нагрузкой АК – 2,0 кПа;

Категория дороги – II;

Габарит моста – Г11,5+2х1,5 м;

Класс реки по судоходству – II.

При разработке русловой части мостового перехода рассматривается несколько конкурентоспособных вариантов, проводится их сравнение по технико-экономическим показателям. Оценив все достоинства и недостатки каждого из вариантов, выбирается наиболее рациональный вариант мостового перехода.

Выбранный вариант мостового перехода подвергается более детальной разработке. Для данного варианта выполняются:

расчет конструкции пролетного строения на заданные нагрузки;

расчет промежуточной опоры на заданные нагрузки;

разработка проекта организации строительства моста;

оценка экологии и охраны окружающей среды;

сметно-финансовый расчет стоимости строительства.

2. ОПИСАНИЕ МЕСТНЫХ УСЛОВИЙ РАЙОНА СТРОИТЕЛЬСТВА

2.1. Климатические условия

Закрытость Уральским хребтом от теплого Атлантического океана и открытость ветрам с Северного Ледовитого, а также расположение в высоких широтах определяют природно-климатические условия г. Ханты-Мансийска. Климат резко континентальный. Зима суровая и продолжительная с устойчивым снежным покровом, лето короткое и сравнительно теплое, переходные сезоны (весна, осень) с поздними весенними и ранними осенними заморозками. Период с отрицательной температурой воздуха в округе продолжается 7 месяцев, с октября по апрель. Годовое количество осадков от 400 до 550 мм. Высота снежного покрова от 50 до 80 см. Устойчивый снежный покров образуется в последней декаде октября, сходит в середине мая. В июле выпадает максимум осадков, около 15% годового количества.

Средняя годовая температура составляет -1,20С. Абсолютный наблюденный максимум температуры +360С, абсолютный минимум -470С. Температура наиболее холодной пятидневки – -450С. Среднее число дней со снежным покровом – 192 дня.

Преобладающе направление ветра летом – северное, зимой чаще наблюдается южный ветер. Скорость ветра пятипроцентной обеспеченности – 12 м/с.

Район строительства находится во II дорожно-климатической зоне.

2.2. Гидрологические условия

Проектируемый мостовой переход через р. Иртыш в г. Ханты-Мансийске расположен в нижне течении, на расстоянии 16 км от устья.

Нижний Иртыш во многих местах разбивается на отдельные рукава с большими островами между ними. Берега этой части реки сложены из рыхлых пород и под влиянием потока сильно разрушаются. Особенно сильно эти процессы протекают на высоком правом берегу. Во время весеннего половодья Иртыш часто меняет свое русло, оставляя в пойме узкие и длинные старицы.

В районе проектируемого мостового перехода Иртыш представляет собой типичную равнинную реку с небольшим уклоном водной поверхности, с односторонней, сильно заболоченной и изрезанной протоками левобережной поймой. Русло реки прижато к правому коренному берегу. Ширина русла 600–1000 м, максимальная глубина доходит до 20–25 м. Средняя отметка дна составляет 15–16 м БС.

Река Иртыш в районе г. Ханты-Мансийска относится по условиям водного режима к типу с резко выраженным преобладанием стока в весенне-летний период. Водный режим формируется талыми снеговыми водами с высоким и растянутым до поздней осени половодьем и низким стоком зимой. Весенний подъем уровня воды начинается еще при ледоставе в середине апреля и характеризуется быстрым подъемом уровня до июня. В среднем продолжительность подъема уровня составляет 72 дня. После прохода максимума на Иртыше начинается подпор от Оби и половодье продолжается. Наибольший весенний максимум в подпоре от р. Обь соответствовал отметке 27,01 м БС (июль 1979 г.). Расчетный горизонт высокой воды весеннего половодья 1% ВВП в створе мостового перехода составляет 27,20 м Балтийской системы высот.

Ледостав на Иртыше устанавливается в середине ноября. Средняя продолжительность ледостава – 170 дней. Наибольшей толщины ледяной покров достигает в конце марта – начале апреля. Максимальная толщина льда за период наблюдений составила 113 см (1967 г.).

Начало весеннего ледохода в среднем приходится на начало мая. Началу ледохода, как правило, предшествуют 1 – 2 подвижки льда, при этом первая происходит при подъеме уровня воды на 2 – 3 м выше зимнего.

В створе мостового перехода река Иртыш является судоходной и относится ко второму классу водного пути.

2.3. Инженерно-геологические условия

Район строительства моста через р. Иртыш с лево– и правобережными подходами расположен в северо-западной части Ханты-Мансийского автономного округа Тюменской области на территории Ханты-Мансийского района вблизи города Ханты-Мансийска.

Приуроченность участка долины реки Иртыш к отрицательной новейшей геоструктуре – Ханты-Мансийской впадине и гидролого-климатической зоне избыточного увлажнения обусловило его геологическое и морфологическое строение.

Площадка мостового перехода с участками подходов к мосту расположены в долине р. Иртыша на левобережной и правобережной поймах с абсолютными отметками 22-27 м.

Особенностью геологического строения является повышенная мощность аллювия (констративный аллювий) от нижечетвертичного до современного возрастов, представленный переслаивающимися глинистыми и песчаными отложениями (с преобладанием последних), редко с прослоями гравийных и галечниковых отложений небольшой мощности. Отложения не выдержаны по мощности и пестры по составу. Мощность аллювиальных отложений изменяется от 35 до 70 метров, ниже залегают глинистые озерно-аллювиальные отложения верхнего палеогена туртасской свиты с прослоями песков различной крупности.

В гидрогеологическом отношении территория расположена в пределах Западно-Сибирской гидрогеологической области. Наибольшее распространение на обследуемом участке получил водоносный горизонт аллювиальных четвертичных отложений. Воды этого горизонта гидравлически связаны с рекой. Ввиду этого положение уровня подземных вод зависит от колебания уровня воды в реке.

Питание водоносного горизонта осуществляется за счет фильтрации из реки и в меньшей степени за счет инфильтрации атмосферных осадков. Водовмещающими породами являются пески и реже гравийно-галечниковые отложения. Из-за наличия в разрезе линз и прослоев глинистых грунтов воды обладают местным напором.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов: песчаных – 2,8 м, глинистых – 2,4 м.

По совокупности геологических, гидрогеологических и литологических факторов инженерно-геологические условия площадки мостового перехода и участки лево- и правобережных подходов относятся к III категории сложности.

На площадке мостового перехода через р. Иртыш выделено 2 геоморфологических элемента: русло реки и заливная пойма, отсыпанная на правом берегу с поверхности насыпными грунтами.

Геологический разрез площадки в месте мостового перехода типичен для рыхлой толщи Западно-Сибирской плиты и представлен тремя геолого-генетическими толщами осадков (сверху вниз):

Аллювиальными отложениями современного возраста (а QIV) вскрытой мощностью до 15 м (по данным бурения);

Аллювиальными песчано-глинистыми отложениями верхнечетвертичного возраста (а QIII) мощностью до 25 м;

Аллювиальными отложениями нижне-среднечетвертичного возраста тобольской свиты (а QI-II tb).

Аллювиальные современные отложения (а QIV) слагают оба берега и русло реки Иртыш, представлены супесями пластичными (ИГЭ-3б) и текучими (ИГЭ-3в), суглинками текучими и текучепластичными (ИГЭ-2в), глинами текучепластичными (ИГЭ-4в), подстилаемыми песками пылеватыми (ИГЭ-5) водонасыщенными средней плотности. В верхней части разреза руслового участка моста пески пылеватые (ИГЭ-5а) и мелкие (ИГЭ-6а) рыхлые. В составе глинистых грунтов наблюдаются тонкие прослои песков пылеватых водонасыщенных. Отличительная особенность современных глинистых отложений – повышенная пористость грунтов (е – 0,75-1,05) и повышенный показатель текучести (грунты от мягкопластичных до текучих). По данным компрессионных испытаний глинистые грунты сильносжимаемые (коэффициент сжимаемости а > 0,01 см2/кг).

Под современными отложениями на протяжении всего моста залегает толща верхнечетвертичных аллювиальных отложений (а QIII) мощностью от 13 до 32 м. Основу толщи составляют пески пылеватые и мелкие средней плотности (ИГЭ-14а, ИГЭ-15а) и плотные (ИГЭ-14б, ИГЭ-15б) водонасыщенные с редким включением гравия и растительных остатков. Коэффициент пористости песков средней плотности е – 0,70, плотных варьирует в пределах – 0,53-0,59 в зависимости от крупности песка.

Кроме того в толще верхнечетвертичных отложений вскрыты прослои гравелистых песков средней плотности (ИГЭ-18а) и плотных (ИГЭ-18б), гравийных (ИГЭ-17а) и галечниковых (ИГЭ-17) грунтов небольшой мощности. Русловыми скважинами в толще верхнечетвертичных отложений вскрыты суглинки твердые (ИГЭ-11а) с тонкими прослоями песка пылеватого водонасыщенного и супеси пластичные с прослоями твердых (ИГЭ-13а). Мощность глинистых отложений от 5,5 до 13,6 м. По данным компрессионных испытаний глинистые грунты среднесжимаемые (коэффициент сжимаемости а-0,008 см2/кг).

Геологический разрез площадки моста завершает толща аллювиальных отложений тобольской свиты нижне-среднечетвертичного возраста (а QI-II tb), представленных песками пылеватыми (ИГЭ-23) и мелкими (ИГЭ-24) с прослоями глин (ИГЭ-20) и суглинков полутвердых (ИГЭ-21 и ИГЭ-21а), предположительно относимых к чембакчинским слоям (а QI-II chm) этой свиты. Вскрытая мощность глинистых отложений от 7 до 15 м, песчаных от 5 (ИГЭ-23) до 13,2 (ИГЭ-24). По данным компрессионных испытаний суглинки ИГЭ-21а – сильносжимаемые (коэффициент сжимаемости а > 0,01 см2/кг), глины ИГЭ-20 и суглинки ИГЭ-21 среднесжимаемые (коэффициент сжимаемости а – 0,006-0,009 см2/кг).

Водопроницаемость песчаной толщи довольно большая – коэффициент фильтрации колеблется в пределах 1-3 м/сутки, за исключением гравийных и галечниковых грунтов, коэффициент фильтрации которых достигает 5-10 м/сутки.

Грунтовые воды обладают слабой углекислой и слабой общекислотной, а воды из реки Иртыш слабой углекислой агрессивностью по отношению к бетону нормальной проницаемости (марки W4). Колебания уровня грунтовых вод +1,5-2,5м.

Неблагоприятными инженерно-геологическими факторами, распространенными в районе мостового перехода, являются: морозное пучение грунтов, наличие в разрезе слабых грунтов, заболачивание поверхности левобережной поймы, подмыв берегов реки.

2.4. Выводы

По совокупности геологических, литологических и гидрогеологических факторов инженерно-геологические условия площадки мостового перехода относятся к III категории сложности.

Геологический разрез мостового перехода представлен песчано-глинистыми аллювиальными отложениями различного возраста.

Основанием опор моста могут служить пески пылеватые и мелкие, а также глинистые грунты полутвердой-тугопластичной консистенции.

Земляное полотно подходов проектируется по поверхности подтопляемой поймы. Основание земляного полотна на участках подходов к мосту с поверхности сложено слабыми глинистыми грунтами на всю вскрытую мощность.

Грунтовые воды площадки моста обладают слабой углекислой и слабой общекислотной, а воды из р. Иртыш слабой углекислой агрессивностью по отношению к бетону нормальной проницаемости (марки W4).

Из физико-геологических процессов на участке мостового перехода зафиксированы: подтопление и заболачивание левобережной поймы, морозное пучение грунтов, наличие в разрезе слабых грунтов, подмыв берегов реки.

Нормативная глубина сезонного промерзания песков – 2,8 м, глинистых грунтов – 2,4 м.

3. РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ МОСТА

3.1. Вариант 1

Неразрезная металлическая пятипролетная сквозная ферма с треугольной решеткой с ездой понизу.

С учетом особенности района проектировки – необходимости обеспечения судоходного габарита, была принята следующая схема:

75,0+105,0+150,0+105,0+75,0 м.

Полная длина руслового пролетного строения 511,2 м.

Пролетное строение по первому варианту представлено на рис. 3.1.1.

Рис. 3.1.1. Пролетное строение по варианту 1

Пролетное строение.

Пролетное строение представляет собой неразрезную пятипролетную автодорожную ферму с треугольной решеткой высотой в пролете 15 м с увеличением высоты на надопорных участках, примыкающих к пролету 150 м, до 23 м. Панель фермы равна 15 м. В поперечном сечении пролетное строение имеет 2 плоскости ферм, расстояние между которыми 16,25 м.

Балочная клетка проезжей части состоит из болтовых поперечных и сварных продольных балок. Расстояние между осями продольных балок 3,25 м. Высота поперечных балок 1050 мм, продольных 860 мм. Прикрепление продольных балок к поперечным осуществлено с помощью вертикальных уголков. Продольные балки поддерживают сборную железобетонную плиту постоянной толщины.

Опоры.

Промежуточные опоры моста железобетонные монолитные. Стойки опор прямоугольного сечения.

Фундамент промежуточных опор на свайном основании, объединенном монолитным железобетонным ростверком. Сваи буронабивные диаметром 1,5 м.

Определение стоимости по варианту 1 сведено в таблицу 3.1.1.

Таблица 3.1.1.

3.2. Вариант 2

Рассмотренное в первом варианте пролетное строение в виде сквозной фермы имеет большой расход металла на пролетное строение. Для уменьшения веса пролетного строения и уменьшения его стоимости рассмотрим неразрезное цельнометаллическое пролетное строение с коробчатыми главными балками и ортотропной плитой.

63,0+105,0+147,0+105,0+63,0 м.

Полная длина руслового пролетного строения 483,6 м.

Пролетное строение по второму варианту представлено на рис. 3.2.1.

Рис. 3.2.1. Пролетное строение по варианту 2

Пролетное строение.

Пролетное строение – цельнометаллическое с главными балками коробчатого сечения и ортотропной плитой проезжей части. Строительная высота главных балок пролетного строения постоянна и равна 3,77 м.

Опоры.

Промежуточные опоры моста железобетонные монолитные. Стойки опор прямоугольного сечения.

Определение стоимости по варианту 2 сведено в таблицу 3.2.1.

Таблица 3.2.1.

3.3. Вариант 3

В третьем варианте рассмотрим вантовую систему, что позволит улучшить условия судоходства и пропуска льда за счет увеличения пролетов. Вантовый мост однопилонный с малым числом вант.

70+120+180+70+70 м.

Полная длина руслового пролетного строения 510,6 м.

Пролетное строение по третьему варианту представлено на рис. 3.3.1.

Рис. 3.3.1. Пролетное строение по варианту 3

Пролетное строение.

Балка жесткости вантового моста состоит из двух коробчатых балок с наклонными стенками и ортотропной плиты проезжей части. Высота балки жесткости равна 3,33 м.

Опоры.

Промежуточные опоры моста железобетонные монолитные. Стойки опор прямоугольного сечения.

Пилон железобетонный, в поперечном сечении двухстоечный. По фасаду стойки коробчатого сечения имеют ширину от 3,0 м внизу до 2,2 м наверху, в поперечном сечении ширина уменьшается от 5,0 до 3,0 м.

Фундамент промежуточных опор и пилона на свайном основании, объединенном монолитным железобетонным ростверком. Сваи буронабивные диаметром 1,5 м.

Определение стоимости по варианту 3 сведено в таблицу 3.3.1.

Таблица 3.3.1.

3.4. Вариант 4

Рассмотрим схожую по величине центрального проолета систему – трехпролетную разрезную арку. В данном случае уменьшается количество русловых опор, что позволит снизить стоимость их возведения.

3х160 м.

Полная длина руслового пролетного строения 485,0 м.

Пролетное строение по четвертому варианту представлено на рис. 3.4.1.

Рис. 3.4.1. Пролетное строение по варианту 4

Пролетное строение

Пролетное строение представляет собой комбинированную систему арка с затяжкой с высотой балок жесткости 2,5 м.

Опоры.

Промежуточные опоры моста железобетонные монолитные. Стойки опор прямоугольного сечения.

Определение стоимости по варианту 4 сведено в таблицу 3.4.1.

Таблица 3.4.1.

3.5. Вариант 5

В пятом варианте рассмотрим вантовую систему, центральный пролет которой позволит пропустить в одном пролете верховой и низовой судовые ходы, что улучшит условия судоходства и пропуска льда по реке. Трехпролетный вантовый мост с большим числом вант.

120+280+120 м.

Полная длина руслового пролетного строения 520 м.

Пролетное строение по пятому варианту представлено на рис. 3.5.1.

Рис. 3.5.1. Пролетное строение по варианту 5

Пролетное строение.

Балка жесткости вантового моста состоит из двух коробчатых балок и ортотропной плиты проезжей части. Высота балки жесткости равна 2,8 м.

Опоры.

Промежуточные опоры моста железобетонные монолитные. Стойки опор прямоугольного сечения.

Определение стоимости по варианту 5 сведено в таблицу 4.5.1.

Таблица 3.5.1.

3.6. Вариант 6

Такой же центральный пролет, как в 5 варианте, можно перекрыть висячей системой. Рассмотрим трехпролетный висячий мост внешне безраспорной системы.

112+280+112 м.

Полная длина руслового пролетного строения 504 м.

Пролетное строение по шестому варианту представлено на рис. 3.6.1.

Рис. 3.6.1. Пролетное строение по варианту 6

Пролетное строение.

Балка жесткости висячего моста состоит из коробчатой балки и ортотропной плиты проезжей части. Высота балки жесткости равна 2,8 м.

Опоры.

Промежуточные опоры моста железобетонные монолитные. Стойки опор прямоугольного сечения.

Пилон железобетонный, в поперечном сечении рамный П-образный. По фасаду стойки коробчатого сечения имеют ширину от 4,0 м внизу до 2,2 м наверху, в поперечном сечении ширина стоек 3,0 м.

Определение стоимости по варианту 5 сведено в таблицу 3.6.1.

Таблица 3.6.1.

4. РАСЧЕТ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ

4.1. Описание конструкции

К дальнейшей разработке принят вариант руслового пролетного строения автодорожного моста под номером 5. Он представляет собой вантовую неразрезную систему по схеме 120,0+280,0+120,0 м. Расчетная длина пролетного строения 520,0 м, полная ширина – 16,7 м.

Балка жесткости вантового моста состоит из двух раздельных коробок и ортотропной плиты проезжей части. Расстояние между коробками в осях составляет 10,5 м. Высота коробки равна 2,8 м, стенки расположены вертикально, расстояние между стенками 1,96 м. Стенки и нижний пояс коробки подкреплены продольными ребрами жесткости высотой 180 мм и толщиной 12 мм.

Ортотропная плита проезжей части состоит из покрывающего листа толщиной 16 мм, продольных ребер (стрингеров) и поперечных балок. Стрингеры полосовые высотой 180 мм, толщиной 16 мм расположены с шагом 300 мм. Поперечные балки таврового сечения состоят из стенки высотой 770 мм, толщиной 12 мм и нижнего пояса 340х14 мм. Шаг поперечных балок равен 3 м. Размер консолей поперечных балок составляет 1620 мм, высота балки на конце консоли 400 мм. В местах крепления вант балка жесткости усилена поперечными диафрагмами.

Пилон железобетонный, в поперечном сечении жесткий ромбовидный. По фасаду стойки коробчатого сечения имеют ширину от 3,0 м внизу до 2,2 м наверху, в поперечном сечении ширина уменьшается от 5,0 до 3,0 м в уровне ригеля пилона. Толщина стенок по фасаду 0,4 м, в поперечнике 0,8 м. Ригель пилона – стальной, имеет коробчатое сечение 2х2 м с толщиной стенок 20 мм.

С каждой стороны к каждой стойке пилона подходит по 8 вант. Ванты крепятся к коробчатой главной балке, крайние ванты (оттяжки) заделаны в анкерную опору. Ванты представляют собой гибкие элементы, изготовленные по монострендной технологии. Ванты состоят из отдельных прядей – стрендов, каждая из которых включает семь гальванизированных высокопрочных проволок, заключенных в оболочку из полиэтилена высокой плотности, заполненную специальной смазкой.

Поперечное сечение включает в себя:

– два тротуара вдоль каждого направления шириной 1,5 м;

– проезжая часть на две полосы движения (2хЗ,75 м) с устройством полос безопасности в каждом направлении шириной 2,0 м вдоль тротуаров;

– барьерное ограждение шириной 0,4 м с двух сторон от проезжей части;

– места для крепления вант с каждой стороны по 0,6 м.

Основные размеры конструкции и принятые сечения представлены на чертежах.

4.2. Нагрузки и их сочетания

Расчет конструкций выполнен на следующие нагрузки:

Постоянные нагрузки приведены в таблице 4.2.1.

Таблица 4.2.1.

№

Наименование нагрузки

Единица измерения

Коэффициент надежности

Значение

Нормативное

Расчетное

Собственный вес конструкций

1,1

Вес дорожного покрытия

т/м2

1,5

0,253

0,380

Барьерное ограждение

т/м

1,1

0,100

0,110

Перильное ограждение

т/м

1,1

0,015

0,017

Примечание: в расчете учтен вес элементов конструкций, которые нельзя напрямую смоделировать в расчетной конечно-элементной схеме – ребра жесткости, болты, накладки, сварные швы и т.д., таким образом, объемный вес стали принят на 15% больше нормативного и равен 1,15х7,85 т/м? ? 9,000 т/м?.

Временные подвижные нагрузки представляют собой две полосы нагрузки класса А14 и нагрузку от одиночной тяжёлой четырёхосной машины Н14. Значения распределенных нагрузок, нагрузок от осей тележки, коэффициентов динамичности и коэффициентов надежности по нагрузке принимаются в соответствии с п. 6.12, п. 6.14, п. 6.22, п. 6.23 [1]. Принятые в расчете значения приведены в таблице 4.2.2.

Таблица 4.2.2.

№

Наименование нагрузки

Ед. изм.

Коэффи-циент надежности

Коэффи-циент динамики

Значение

Нормативное

Расчетное

Равномерно распределенная нагрузка А14

т/м

1,15

1,0

1,40

1,61

Двухосная тележка А14, нагрузка на ось

1,5

1,4

14,00

29,40

Четырехосная тележка Н14, нагрузка на ось

1,1

1,0

25,20

27,72

Нагрузка от пешеходов

т/м2

1,4

1,0

0,20

0,28

Поперечная нагрузка от ударов подвижного состава

т/м

1,15

1,0

0,56

0,64

Продольная нагрузка от торможения

т/м

1,15

1,0

0,66

0,76

Прочие временные нагрузки и воздействия включают ветровую нагрузку и температурное климатическое воздействие.

Ветровое воздействие задано в соответствии с п. 6.24 [1].

Нормативное значение ветровой нагрузки определено как сумма нормативных значений средней и пульсационной составляющих по формуле:

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью воды определяется по формуле:

где нормативное значение ветрового давления, принимается по приложению Ж [2];

коэффициент, учитывающий для открытой местности изменение ветрового давления по высоте z, принимается в соответствии с п. 11.1.6 [2];

аэродинамический коэффициент лобового сопротивления конструкций мостов, принимается по приложению Н [1].

Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки на высоте z определяем по формуле:

где коэффициент динамичности;

коэффициент пульсации давления ветра на уровне z;

коэффициент пространственной корреляции пульсации давления для расчетной поверхности сооружения.

При определении пульсационной составляющей ветровой нагрузки допускается:

- произведение коэффициентов принимать равным:

но не менее 0,30, где длина пролета или высота опоры, м;

- коэффициент принимается по графику, приведенному в [2], для низшей частоты поперечных собственных колебаний моста в зависимости от параметра и логарифмического декремента затухания

Параметр определяется по формуле:

где коэффициент надежности по нагрузке.

Нормативную интенсивность полной ветровой поперечной горизонтальной нагрузки при проектировании индивидуальных (нетиповых) конструкций пролетных строений и опор следует принимать не менее 0,59 кПа — при загружении конструкций временной вертикальной нагрузкой и 0,98 кПа — при отсутствии загружения этой нагрузкой.

Расчет ветровой нагрузки для составляющих мостового сооружения сведен в таблицу 4.2.3.

Таблица 4.2.3.

№

Часть мостового сооружения

кПа

z, м

кПа

С врем. нагр.

Без врем. нагр.

Главная балка

0,23

1,33

1,75

0,535

0,3

0,04

0,15

1,9

0,305

0,840

0,980

Пилон на высоте балки

0,23

1,33

2,10

0,642

0,44

0,04

0,3

1,55

0,438

1,080

Верх пилона

0,23

1,80

2,10

0,869

0,44

0,05

0,3

1,6

0,612

1,481

Ванты

0,23

1,62

2,80

1,044

0,47

0,04

0,15

1,95

0,956

2,000

Температурное климатическое воздействие задано в соответствии с п. 6.27 [1].

Нормативная температура воздуха в теплое время года:

где средняя температура воздуха самого жаркого месяца, принимаемая в соответствии с [3];

средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее теплого месяца, принимаемая в соответствии с [3].

Нормативную температуру принимают равной расчетной минимальной температуре воздуха в районе строительства в соответствии с 5.39 [1].

Температуры замыкания конструкций принимаем равными:

Температурное климатическое воздействие сведено в таблицу 4.2.4.

Таблица 4.2.4.

22,6

9,2

31,8

-45,0

16,8

-30,0

Расчет производился на 3 случая воздействия временной подвижной нагрузки:

Предусматривающий невыгодное размещение на проезжей части (в которую не входят полосы безопасности) двух полос нагрузки и временную нагрузку на тротуарах;

Предусматривающий при незагруженных тротуарах невыгодное размещение на всей ширине ездового полотна (в которое входят полосы безопасности) двух полос нагрузки;

Предусматривающий невыгодное размещение на проезжей части сдвоенной нагрузки Н14, установленной на расстоянии 12 м (между последней осью первой и передней осью второй нагрузки), с учетом понижающего коэффициента 0,75.

В соответствии с п. 6.14 [1] для второй полосы принимается коэффициент полосности равный 0,6 для равномерно распределенной нагрузки и для тележки.

Основные расчетные сочетания нагрузок и воздействий приняты в соответствии с приложением Д [1]. Коэффициенты сочетаний приведены в таблице 4.2.5.

Таблица 4.2.5.

№

Нагрузки и воздействия

Номера сочетаний нагрузок

Постоянные

1,0

Подвижные

1,0

0,8

Поперечные удары

1,0

0,7

Торможение

0,7

Ветровая нагрузка

0,25

Температурное воздействие

0,7

1,0

4.3. Описание расчетной модели

Расчёты конструкции моста выполнены с помощью программного комплекса MIDAS/CIVIL 2011. Применительно к данному программному комплексу разработана пространственная конечноэлементная расчётная модель. Модель представлена на рисунке 4.3.1. На рисунке 4.3.2 приведён фрагмент модели (вид снизу).

Рис. 4.3.1. Конечноэлементная расчетная модель моста

Рис. 4.3.2. Конечноэлементная расчетная модель моста (фрагмент, вид снизу)

Модель включает 2104 узла и 4128 конечных элементов, в том числе 64 двухузловых элемента стержней (тип TRUSS), работающих только на осевую деформацию, 2334 двухузловых элемента балок (тип BEAM) и 1730 четырехузловых элементов пластин (тип PLATE).

Главные и поперечные балки, диафрагмы, а также стойки и ригели пилонов схематизированы двухузловыми балочными конечными элементами. Ортотропная плита моделируется четырехузловыми элементами пластин, подкрепленных ребрами жесткости. Ванты представлены двухузловыми элементами стержней, работающими на осевую деформацию.

Стойки пилонов жестко защемлены в основании. Крайние опорные части смоделированы неподвижными в поперечном направлении и подвижными в продольном. Сопряжение главных балок с опорными ригелями пилонов выполнено с помощью двухузловых связей (тип ELASTIC LINK). Пролетное строение на левом пилоне жестко закреплено, на правом пилоне допускается проскальзывание в продольном направлении.

4.4. Подбор усилий предварительного натяжения вант

Для выполнения подбора натяжения вант, произведен подбор необходимого сечения вант по наиболее нагруженному ванту.

Определим усилия в вантах по формуле:

где интенсивность постоянной нагрузки;

интенсивность временной нагрузки;

расстояние между точками прикрепления вант на балке жесткости (панель);

угол наклона вант к горизонту.

Определим необходимое количество стрендов по формуле:

где

усилие в стрендах.

Принимаем количество стрендов в ванте 61 шт.

Площадь вант определим по формуле:

Определим диаметр ванта для модели:

Подбор усилий предварительного натяжения вант выполняется, исходя из двух условий:

- прогибы пролётного строения под действием постоянных нормативных нагрузок и усилий предварительного натяжения вант должны быть минимальны (близки к нулевым);

- горизонтальные продольные перемещения верхних точек пилонов должны быть минимальны (близки к нулевым).

Для подбора оптимальных усилий предварительного натяжения вант выполнена серия пробных расчётов. В результате этих расчётов подобраны усилия натяжения вант, значения которых составили от 179 до 383 тс. Полученные величины усилий предварительного натяжения вант показаны на рисунке 4.4.1.

Рис. 4.4.1. Усилия предварительного натяжения вант (тс)

На рисунке 4.4.2 представлены прогибы пролётного строения от постоянных нормативных нагрузок и усилий предварительного натяжения вант. Максимальный прогиб пролётного строения составляет 2,77 см.

Рис. 4.4.2. Прогибы под действием постоянных нормативных нагрузок и предварительного натяжения вант (см)

На рисунке 4.4.3 даны горизонтальные продольные перемещения конструкции моста. Максимальное перемещение в верхней точке правого пилона составляет 0,57 см.

Рис. 4.4.3. Горизонтальные продольные перемещения под действием постоянных нормативных нагрузок и предварительного натяжения вант (см)

4.5. Определение прогибов конструкции

В соответствии с п. 5.43 [1] вертикальные упругие прогибы пролетных строений, вычисленные при действии подвижной временной вертикальной нагрузки, не должны превышать для автодорожных мостов 1/400l, где l – расчетная длина пролета, м.

На рисунках 4.5.1-4.5.3 показаны прогибы пролетного строения для нормативных временных нагрузок по трем случаям воздействия временной подвижной нагрузки.

Рис. 4.5.1. Прогибы под действием нормативной временной подвижной нагрузки А14 (1 случай загружения)

Рис. 4.5.1. Прогибы под действием нормативной временной подвижной нагрузки А14 (2 случай загружения)

Рис. 4.5.1. Прогибы под действием нормативной временной подвижной нагрузки Н14 (3 случай загружения)

Максимальные прогибы:

- для первого случая загружения – 39,73 см;

- для второго случая загружения – 37,11 см;

- для третьего случая загружения – 19,74 см.

Прогибы не превышают максимально допустимого значения.

4.6. Определение максимальных перемещений пролетного строения

На рис. 4.6.1 – 4.6.2 показаны максимальные перемещения вдоль и поперек моста от рассмотренных сочетаний нагрузок.

Максимальное перемещение пролетного строения вдоль моста составляет 19,01 см, поперек моста – 4,61 см.

Рис. 4.6.1. Максимальные перемещения вдоль моста (см)

Рис. 4.6.1. Максимальные перемещения поперек моста (см)

4.7. Определение опорных реакций

На рис. 4.7.1 – 4.7.3 показаны максимальные опорные реакции, возникающие от рассмотренных сочетаний нагрузок.

Максимальная вертикальная опорная реакция на правом пилоне составляет 3823 тс, горизонтальная продольная – 242 тс, горизонтальная поперечная – 750 тс.

Рис. 4.7.1. Максимальные вертикальные опорные реакции (тс)

Рис. 4.7.1. Максимальные горизонтальные продольные опорные реакции (тс)

Рис. 4.7.1. Максимальные горизонтальные поперечные опорные реакции (тс)

4.8. Определение усилий в главных балках

Рис. 4.8.1. Эпюра максимальных изгибающих моментов в главных балках под действием расчетных нагрузок (тс*м)

Рис. 4.8.2. Эпюра максимальных поперечных усилий в главных балках под действием расчетных нагрузок (тс)

Рис. 4.8.3. Эпюра максимальных продольных усилий в главных балках под действием расчетных нагрузок (тс)

4.9. Определение усилий в пилонах

Рис. 4.9.1. Эпюра максимальных поперечных изгибающих моментов под действием расчетных нагрузок (тс*м)

Рис. 4.9.2. Эпюра максимальных продольных изгибающих моментов под действием расчетных нагрузок (тс*м)

Рис. 4.9.3. Эпюра максимальных продольных усилий под действием расчетных нагрузок (тс)

4.10. Определение усилий в вантах

На рис. 4.10.1 – 4.10.2 показаны максимальные усилия в вантах, возникающие от рассмотренных сочетаний нагрузок.

Рис. 4.10.1. Усилия в вантах на левом пилоне (тс)

Рис. 4.10.1. Усилия в вантах на правом пилоне (тс)

4.11. Определение напряжений в элементах пролетного строения

На рис. 4.11.1 – 4.11.4 приведены максимальные напряжения, возникающие от .......................

Для получения полной версии работы нажмите на кнопку "Узнать цену"

Узнать цену

Каталог работ

Похожие работы: