Путепровод через ж.д. пути Витебского направления на ПК6753 скоростной автомобильной дороги Москва – Санкт-Петербург

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА



Федеральноегосударственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I»

 (ФГБОУ ВО ПГУПС)



Факультет                               Транспортное строительство

КафедраМосты



ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА



к дипломному проекту



Явтушенко Петра Михайловича





на тему: 

Путепровод через ж.д. пути Витебского направления на ПК6753 скоростной автомобильной дороги Москва – Санкт-Петербург



Обучающийся

__________________

подпись, дата

__________________________

И.О.Фамилия

Заведующий кафедрой –

главный руководитель 



__________________

подпись, дата



__________________________

учёное звание, И.О.Фамилия

Основной руководитель

__________________

подпись, дата

__________________________

учёное звание, И.О.Фамилия

Консультанты

__________________

подпись, дата

__________________________

учёное звание, И.О.Фамилия



__________________

подпись, дата

__________________________

учёное звание, И.О.Фамилия



__________________

подпись, дата

__________________________

учёное звание, И.О.Фамилия



__________________

подпись, дата

__________________________

учёное звание, И.О.Фамилия

Нормоконтролер

__________________

подпись, дата

__________________________

учёное звание, И.О.Фамилия







Санкт-Петербург 

2017

Аннотация

Тема проекта – «Путепровод через ж.д. пути Витебского направления на ПК6753 скоростной автомобильной дороги Москва – Сантк-Петербург».

Исходные данный для проектирования получены…

В проекте рассмотрены вопросы:

Разработки вариантов моста;

Выбор рациональной конструкции пролетного строения, который пересекает железнодорожные пути.

К разработке принят путепровод с неразрезным металлическим пролетным строением индивидуальной проектировки и подходами.

Для выбранного варианта:

Разработана конструкция пролетного строения;

Выполнены расчеты конструкции пролетного строения, опоры, свайный фундамент на буронабивных сваях с уширением.

Разработаны разделы:

Варианты путепровода;

Расчет пролетного строения;

Расчет промежуточной опоры;

Организация строительства путепровода;

Сметный расчет на I кв. 2017 года;

Охрана труда;

Все расчеты выполнены с помощью ЭВМ.

Расчет пролетного строения выполнен в программном комплексе MidasCIVIL 2017.

Расчет тела опоры выполнен в программном комплексе АО «Института «СтройПроект» Бетон.

Расчет тела опоры выполнен в программном комплексе Опора Х.

Расчет рабочей арматуры в буронабивных сваях выполнен в NormCAD.






	Содержание

Аннотация	2

Глава 1. Исходные данные	5

1.1Данные для проектирования.	6

1.2 Климатические условия.	7

1.3 Геологические условия	13

Глава 2. Разработка вариантов.	14

2.1 Вариант №1	15

2.2 Вариант №2	16

2.3 Вариант №3	17

2.4 Вариант №4	18

2.5 Вариант №5	19

2.6 Вариант №6	20

2.7 Сравнение вариантов и выбор оптимального	22

Глава 3. Расчет конструкции пролетного строения	23

Глава 4.	25

Расчет промежуточной опоры	25

4.1 Сбор нагрузок	26

4.2 Сбор нагрузок поперек моста	28

4.3 Сочетания и сводная таблица нагрузок	29

4.4 Расчет сечения 1–1 железобетонной опоры	31

4.4.1 Исходные данные	31

4.4.2 Определение характеристик материалов	33

4.4.3Проверка гибкости и процента армирования	33

4.4.4 Загружение № 8	34

Расчет по 1 группе предельных состояний	34

Глава 5. Расчет фундамента промежуточной опоры	42

5.1 Расчет свайного фундамента	43

5.2 Результаты расчета свайного фундамента	44

5.3 Подбор армирования сваи в программном комплексе «NormCAD»	49

Глава 6. Проект организации строительства	57

6.1 Технология строительства.	58

6.2 Расчет потребности в рабочей силе и материально - технических ресурсах.	60

6.3 Проектирование бетонного завода.	62

6.4 Проектирование производственной базы строительства.	63

6.5 Проектирование строительной площадки.	69

6.6 Расчет пролетного строения на монтажные нагрузки.	71

Глава 7. Охрана труда	72

7.1 Введение.	73

7.2 Вредные и/или опасные производственные факторы.	74

7.3 Анализ вредных и/или опасных производственных факторов	75

7.4 Мероприятия по достижению безопасных условий труда при производстве строительных работ	76

7.5 Расчет потенциальных рисков до проведения мероприятий по снижению рисков	79

7.5.1Разработка мероприятий по снижению рисков	82

7.6 Выводы	85

Глава 8. Сметный расчет	86

8.1 Локальные сметы.	89

8.2 Сводный сметный расчет	98

Список литературы	99

Приложение	101

			

			

Глава 1.Исходные данные



1.1Данные для проектирования.

В соответствии с заданием необходимо запроектировать путепровод через железнодорожные пути Витебского направления скоростной автомобильной дороги Москва –Санкт-Петербург. Продольный профиль мостового перехода и грунтовые условия представлены в приложении.

Расчетная временная нагрузка: А-14, Н-14;

Габарит проезжей части: 2.5+3х3.75+1.0;

Район строительства –Ленинградская область;

Железнодорожные габариты –Габарит-С;

Отметка УВ=17.06 м;

Отметка УВВ1% =18.80 м;

Пролетные строения под каждое направление.




1.2 Климатические условия.

Основные климатические характеристики приведены по данным метеостанций (далее МС) Санкт-Петербурга и Новгорода.

Климатическая характеристика составлена по рядам метеорологических наблюдений Основные климатические параметры по многолетним данным наблюдений МС Санкт-Петербург и Новгород приведены в нижеследующей сводной таблице 1.2.1.

Таблица 1.2.1

Характеристика

МС Санкт-Петербург

МСНовгород

Климатическая зона

II В

Среднегодовая температура воздуха, °С

+4.4

+4.9

Абсолютный максимум температуры воздуха, °С

+37 (2010)

+36 (2010)

Абсолютный минимум температуры воздуха, °С

-36 (1940)

-45 (1940)

Расчетная температура самых холодных суток, °С 92% об.

-30

-31

Расчетная температура самых холодных суток, °С 98% об.

-33

-38

Расчетная температура самой холодной пятидневки, °С 92% об.

-26

-27

Расчетная температура самой холодной пятидневки, °С 98% об

-30

-33

Температура воздуха холодного периода, °С, обеспеч. 0,94

-11

-12

Продолжительность безморозного периода в воздухе, дни

156

129

Относительная влажность воздуха - летом/зимой/год, %

72/86/79

76/86/81

Среднее количество осадков за год, мм

620

600

Количество осадков в холодный период года, мм

200

176

Количество осадков в теплый период года, мм

420

424

Число дней с осадками за год (?10 мм)

12

11

Суточный максимум осадков, мм 1% обеспеченности

80

81

Средняя дата образования устойчивого снежного покрова

07.12

05.12

Средняя дата окончательного схода снега

16.04

15.04

Средняя из наибольших декадных высот снежного покрова, см

33

41

Наибольшая высота снежного покрова (открытое место)

64

100

Количество дней со снежным покровом

132

135

Расчетная высота снежного покрова вероятностью прев. 5%, см

70

Расчетное значение снеговой нагрузки, кгс/м2

80

Глубина промерзания грунтов,  глины и суглинки, см

120 (140)

Нормативная толщина стенки гололеда, мм

15

Преобладающее годовое направление ветра

3

Преобладающее направление ветра за декабрь - февраль

ЮЗ

Средняя годовая скорость ветра, м/с

2.7

3.9

Максимальные скорость и порыв ветра, м/с

17/22

28/35

Нормативное ветровое давление, Па

500

Солнечная радиация.Средние значения месячных сумм основных составляющих радиационного баланса (МДж/м2) на горизонтальную поверхность при средней облачности и характеристики солнечного сияния приведены по МС Санкт-Петербург и Николаевское. В Новгороде наблюдения за составляющими радиационного баланса не проводились, поэтому все характеристики радиационного режима приведены по станции Николаевское. Станции Новгород и Николаевское расположены на одной широте на расстоянии 125 км друг от друга, по повторяемости облачности разных градаций между этими станциями была установлена тесная корреляционная связь.

В широтном отношении район изысканий находится в средних широтах в пределах умеренного пояса (59°с.ш.). Сумма годовой суммарной радиации при средней облачности составляет на исследуемом участке 3156-3282 МДж/м2, продолжительность солнечного сияния ? 1678-1695 часов.

Температура воздуха.Средняя годовая температура воздуха на участке строительства по данным «МС Санкт-Петербург» и «Новгород» составляет: + 4,4-4,9°С. Средняя температура самого теплого месяца (июля) составляет:+17,8-17,9°С, а самых холодных (января и февраля) – -7,8-7,9°С. Абсолютный минимум температуры воздуха на участке изысканий равен минус 45оС (МС Новгород, январь 1940 г.), абсолютный максимум – плюс 37оС (МС Санкт-Петербург, август 2010 г.).

Продолжительность теплого и холодного периодов составляет соответственно 7 и 5 месяцев. Первые заморозки в среднем отмечаются в сентябре, последние – в мае. Продолжительность безморозного периода в среднем составляет 124-129 дней.

Влажность воздуха. Влажность воздуха характеризуется тремя основными показателями: парциальным давлением водяного пара (упругостью водяного пара), относительной влажностью и дефицитом насыщения. Парциальное давление водяного пара увеличивается от зимы к лету, повторяя ход температуры воздуха, и в среднем за год составляет 7,8-7,9 гПа. Дефицит влажности составляет в среднем за год 2,5-2,8 гПа. Годовой ход относительной влажности противоположен ходу температуры воздуха, т.е. с ростом температуры воздуха относительная влажность уменьшается. Среднегодовая относительная влажность воздуха 79-81%. Наименьшая относительная влажность, равная 65-67%, отмечается в мае. Число дней с относительной  влажностью воздуха не более 30% в среднем за год составляет 7,5 дней, а не менее 80% – 145 дней. Средняя многолетняя величина суммарного испарения с поверхности суши за год составляет 430 мм. Норма годовой величины  испарения с водной поверхности – 540 мм.

Атмосферные осадки. Средняя многолетняя сумма осадков по участку изысканий по данным МС Санкт-Петербург и Новгород составляет 600-620 мм. Распределение их в течение года неравномерное. Большая часть осадков 68-71% выпадает в теплый период года (апрель-октябрь), в холодный период выпадает 29-32% годовой суммы осадков. Изменчивость месячных сумм осадков чрезвычайно велика, особенно в теплый период года. В отдельные годы месячные количества осадков в зависимости от условий атмосферной циркуляции могут значительно отклоняться от многолетнего среднего значения. Так, самая большая за всю историю инструментальных наблюдений за погодой в Санкт-Петербурге месячная сумма осадков была отмечена в августе 1933 года и составила 191 мм. Это количество осадков составляет 236% относительно нормы, т.к. август является самым дождливым месяцем в году. 127 мм осадков, выпавших в мае 2003 года, составили 335% от майской нормы. Это максимальное количество выпавших за месяц осадков в процентном отношении. Минимальное количество осадков, выпавшее за месяц, было отмечено в марте 1923 года, когда за два дня с осадками выпало всего 0,7 мм, что составило 2% от месячной нормы. Наибольшее суточное количество осадков (76 мм), зафиксированное на МС Санкт-Петербург, выпало в августе 1947 г. Суточный максимум осадков по данным МС Новгород составляет 87 мм.

Снежный покров.Снежный покров оказывает существенное влияние на формирование климата. Под его воздействием развивается и формируется целый ряд взаимообусловленных процессов. Зимой, когда территория покрывается снегом, между поверхностью земли и атмосферой создаются особые условия обмена, оказывающие существенное влияние на верхний слой почвы. Малая теплопроводность снега способствует сохранению тепла, накопленного в почве к осени и предохраняет почву от промерзания.

Устойчивый снежный покров образуется в среднем в начале декабря, разрушается и сходит в апреле. Однако в последние годы из-за потепления климата эти сроки существенно сдвинулись: зимой 2006-2007 гг. существенного снежного покрова не было до второй половины января, зимой 2013-2014 г. высота снежного покрова была минимальной за весь период наблюдений. Таким образом, даты появления, установления и схода снежного покрова сильно варьируют. Число дней со снежным покровом наблюдается в среднем 132-135 дней. Максимальной высоты снежный покров достигает к концу февраля. Максимальная декадная высота снежного покрова за многолетний период (наблюдения по постоянной рейке) составляет 73 см (2011 г.) по данным МС Санкт-Петербург и 100 см по МС Новгород, средняя из наибольших декадных – 33 и 41 см соответственно.

Ветер. Общий характер ветра на участке строительства определяется главным образом условиями и интенсивностью атмосферной циркуляции, но зависит также от термодинамических свойств воздушных масс, поступающих в данный район, от шероховатости подстилающей поверхности и орографических особенностей местности. По результатам анализа ветрового режима преобладающим в году является ветер западного направления (20% повторяемости). Распределение ветра по сезонам имеет некоторые особенности: зимой и осенью наиболее часто повторяются ветры юго-западного и южного направлений, весной и летом – западного и юго-западного. Наиболее редкие и слабые ? ветра северных и восточных румбов. Число случаев безветренной погоды немного ? 11%. Среднегодовая скорость ветра по участку изысканий 2,7-3,9 м/с. Среднемесячные значения скорости ветра находятся в пределах 2,2-4,6 м/с. Наибольшие среднемесячные скорости ветра обычно наблюдаются  в декабре (4,6 м/с), наименьшие – в июле и августе (2,2 м/с). Число дней с сильным ветром (?8 м/с) чаще всего наблюдаются в декабре и январе. Максимальная средняя скорость за многолетний период составляет 17 м/с (МС Санкт-Петербург) и 28 м/с (МС Новгород), максимальный порыв соответственно ? 22 м/с и 35 м/с.

По ветровому давлению участок изысканий расположен в районе II. Нормативное ветровое давление при определении максимальных скоростей ветра по 10-минутным интервалам осреднения составляет 500 Па (29 м/с). Температура воздуха при нормативном ветровом давлении – минус 5°С.

Туманы. За год среднее количество дней с туманами на участке строительства составляет 27-51 день, наибольшее – 53-83 дня. Наибольшее число дней с туманом наблюдается в сентябре (МС Санкт-Петербург), в августе и декабре (МС Новгород).

Метели. В среднем за год наблюдается 14-31 день с метелью, наибольшее их количество достигает 33-64 дня. Наиболее часто метели наблюдаются в январе и феврале.

Грозы. Среднегодовое количество дней с грозой составляет 18-23 дня, наибольшее – 32-46 дней. Чаще всего грозы наблюдаются в июле.

Град. Град наносит большой ущерб хозяйственной деятельности, на участке строительства наблюдается редко. Среднегодовое количество дней с градом составляет 1,1-1,5 дней, наибольшее – 3-6 дней.




1.3Геологические условия

№ 

Наименование грунта

W

IL

e

Нормативные значения

Расчетные значения

Е













XI

XII













?n

?n

Cn

?I

?I

CI

?II

?II

CII







д.ед.

-

-

г/см3

град.

кПа

г/см3

град.

кПа

г/см3

град.

кПа

МПа

2а

Пески мелкие средней плотности коричневые влажные

0.13

-

0.65

1.82

31

25

1.81

30

27

1.8

29

25

16.0

4

Суглинки тяжелые пылеватые тугопластичные серые с прослоями песка

0.23

0.15

0.75

1.96

21

23

1.95

18

25

1.95

19

26

13.3

6

Суглинки легкие пылеватые полутвердые серовато-коричневые с прослоями песка

0.03

0.1

0.47

2.14

24

38

2.14

21

25

2.14

24

38

20.0

8а

Супеси пылеватые твердые серовато- коричневые с гравием и галькой до 20%

0.09

0

0.55

1.97

29

17

1.97

26

11

1.97

29

17

26.0

10

Глины легкие пылеватые твердые серовато-голубые дислоцированные с прослоями песчаника

0.19

-0.27

0.42

2.07

42

50

2.07

39

47

2.07

42

49

55.0





Глава 2.Разработка вариантов.






2.1 Вариант №1

В первом варианте использую монолитное железобетонное неразрезное пролетное строение общей длиной 182,0 м. Сечение балок –коробчатое трапециевидное. Пролетное строение сооружается из преднапряженногожелезобетона.

Схема моста: (41.0+50.0+50.0+41.0)

Устои –обсыпные свайного типа на буровых столбах d=1.5 м. Длина крыла устоя – 3.5м.

Опоры из монолитного железобетона индивидуальной конструкции, выполнены в виде стоек с уширением в верхней части.

Фундаменты на БНС d=1.5м. Длина свай на промежуточных опорах №2, №3, №4 – 20.0 м.В каждом ростверке по 4 БНС.Ростверки под каждую стойку, не объединены.

Стоимость моста по варианту №1

Таблица №2.1

№

Наименование

Ед. изм.

Кол-во

Стоимость, тыс.руб.









Единичная

Общая

1

Устои опор №1, №6

1.1

Ж.б. буронабивные сваи d=1,5м

м3

953,8

40,000

38151

1.2

Сооружение обсыпных монолитных устоев

м3

579

17,500

10133

2

Промежуточные опоры №2-№4

2.1

Ж.б. буронабивные сваи d=1,5м

м3

1710,6

40,000

68424

2.2

Ростверки

м3

726

17,500

12705

2.3

Стойки с уширением

м3

756,9

17,500

13246

3

Пролетное строение

3.1

Монолитныйж.б. пролетного строения

м3

5442,5

70,000

380977

4

Мостовое полотно

4.1

Устройство наплавляемой гидроизоляции проезжей части

м2

5951,4

0,303

1802

4.2

Устройство асфальтобетонного покрытия

м3

929,0

4,470

4153

Общая стоимость моста в ценах 2015 г

529590





2.2 Вариант №2

Во данном варианте пролетные строения температурно-неразрезной системы из сборных железобетонных предварительно напряженных балок объединенных единой плитой проезжей части общей длиной 189,4 м. Сечение балок – двутавровое с уширением верхней плиты с изменением толщины ребра по длине балки. Пролетное строение сооружается из преднапряженногожелезобетона.

Схема моста: (33.05+42.1+42.1+33.1+33.05)

Устои –обсыпные свайного типа на буровых столбах d=1.5 м. Длина крыла устоя –3.5м. Опоры из монолитного железобетона индивидуальной конструкции, выполнены в виде стоек объединённых монолитным ригелем поверху.

Фундаменты на БНС d=1.5м. Длина свай на промежуточных опорах №2, №3- 22.0 м, на опоре №4 – 21.0м, на опоре №5 – 20.5 м. В каждом ростверке по 5 БНС. Опора представляет рамную конструкцию.

Стоимость моста по варианту №2

Таблица №2.2

№

Наименование

Ед. изм.

Кол-во

Стоимость, тыс.руб.









Единичная

Общая

1

Устои опор №1, №6

1.1

Ж.б. буронабивные сваи d=1,5м

м3

953,8

40,000

38151

1.2

Сооружение обсыпных монолитных устоев

м3

579

17,500

10133

2

Промежуточные опоры №2-№5

2.1

Ж.б. буронабивные сваи d=1,5м

м3

1493,2

40,000

59730

2.2

Ростверки

м3

616

17,500

10780

2.3

Стойки

м3

447,6

17,500

7834

2.4

Ригель

м3

163,7

17,500

2864

3

Пролетное строение

3.1

Монолитные ж.б. главные балки пролетного строения

м3

2048,5

60,000

122907

3.2

Монолитная жб. Плита пролетного строения

м3

1379,2

70,000

96542

4

Мостовое полотно

4.1

Устройство наплавляемой гидроизоляции проезжей части

м2

6639,8

0,303

2011

4.2

Устройство асфальтобетонного покрытия

м3

792,2

4,470

3541

Общая стоимость моста в ценах 2015 г

351628

2.3 Вариант №3

В третьем варианте использую металлическое неразрезное пролетное строение с ортотропной плитой общей длиной 165.8 м. Сечение балок –коробчатое трапециевидное. Пролетное строение сооружается из стали 15ХСНД.

Схема моста: (24.0+45.0+36.0+36.0+24.0)

Устои –обсыпные свайного типа на буровых столбах d=1.5 м. Длина крыла устоя –3.5м.

Опоры из монолитного железобетона индивидуальной конструкции, выполнены в виде стоек с уширением в верхней части.

Фундаменты на БНС d=1.5м. Длина свай на промежуточных опорах №2, №3, №4 – 19.0 м, на промежуточной опоре №5 – 18.0 м. Ростверки под каждую стойку, не объединены.

Стоимость моста по варианту №3

Таблица №2.3

№

Наименование

Ед. изм.

Кол-во

Стоимость, тыс.руб.









Единичная

Общая

1

Устои опор №1, №6

1.1

Ж.б. буронабивные сваи d=1,5м

м3

953,8

40,000

38151

1.2

Сооружение обсыпных монолитных устоев

м3

579

17,500

10133

2

Промежуточные опоры №2-№5

2.1

Ж.б. буронабивные сваи d=1,5м

м3

1060,3

40,000

42412

2.2

Ростверки

м3

387,2

17,500

6776

2.3

Стойки с уширением

м3

999,0

17,500

17483

3

Пролетное строение

3.1

Металлоконструкции пролетного строения

т

2212,6

144,000

318615

4

Мостовое полотно

4.1

Устройство наплавляемой гидроизоляции проезжей части

м2

5769,84

0,303

1747

4.2

Устройство асфальтобетонного покрытия

м3

719,1

4,470

3214

Общая стоимость моста в ценах 2015г

438531



2.4 Вариант №4

В четвертом варианте использую металлическое неразрезное пролетное строение с железобетонной  плитой включенное в совместную работу  длиной 189,0 м. Сечение балок – металлическое коробчатое. Пролетное строение сооружается из стали 15ХСНДи монолитной железобетонной плиты.

Схема моста: (36.0+45.0+36.0+36.0+36.0)

Устои –обсыпные свайного типа на буровых столбах d=1.5 м. Длина крыла устоя –3.5м.Опоры из монолитного железобетона индивидуальной конструкции, выполнены в виде стоек с уширением в верхней части.

Фундаменты на БНС d=1.5м. Длина свай на промежуточных опорах №2, №3 – 22.0 м, на промежуточной опоре №4 – 21.0 м, на опоре №5 – 20.5м.  В каждом ростверке по 2 БНС. Ростверки под каждую стойку, не объединены.

Стоимость моста по варианту №4



Таблица №2.4

№

Наименование

Ед. изм.

Кол-во

Стоимость, тыс.руб.









Единичная

Общая

1

Устои опор №1, №6

1.1

Ж.б. буронабивные сваи d=1,5м

м3

953,8

40,000

38151

1.2

Сооружение обсыпных монолитных устоев

м3

579

17,500

10133

2

Промежуточные опоры №2-№5

2.1

Ж.б. буронабивные сваи d=1,5м

м3

1244,1

40,000

49763

2.2

Ростверки

м3

387,2

17,500

6776

2.3

Стойки с уширением

м3

988,9

17,500

17305

3

Пролетное строение

3.1

Металлоконструкции пролетного строения

т

1824,9

144,000

262784

3.2

Монолитная ж.б. плита пролетного строения

м3

1115,9

43,500

48540

4

Мостовое полотно

4.1

Устройство наплавляемой гидроизоляции проезжей части

м2

6161,4

0,303

1866

4.2

Устройство асфальтобетонного покрытия

м3

768,3

4,470

3434

Общая стоимость моста в ценах 2015 г

438752

2.5 Вариант №5

Вопятом варианте показан двухпилоныйвантовый мостэкстрадозной системы, расположение вант относительно пилона – «арфа».Пролетное строение представляет собой стальное сечениес включением ортотропной плиты в совместную работу с балками жесткости длиной 196,0 м. Сечение балок –коробчатое прямоугольное. Пролетное строение сооружается из стали 15ХСНД.

Схема моста: (53.0+90.0+53.0)

Устои –обсыпные свайного типа на буровых столбах d=1.5 м. Длина крыла устоя – 3.5м.

Опоры из монолитного железобетона индивидуальной конструкции, выполнены в виде стоек объединённых монолитным ростверком.

Фундаменты на БНС d=1.5м. Длина БНС на промежуточных опорах №2 и №3 – 17.0 м. В каждом ростверке по 10 свай. Промежуточная опора представляет рамную конструкцию. Пилоны прикреплены к балке жесткости через жесткие опорные части.

Стоимость моста по варианту №5

Таблица №2.5

№

Наименование

Ед. изм.

Кол-во

Стоимость, тыс.руб.









Единичная

Общая

1

Устои опор №1, №6

1.1

Ж.б. буронабивные сваи d=1,5м

м3

953,8

40,000

38151

1.2

Сооружение обсыпных монолитных устоев

м3

579

17,500

10133

2

Промежуточные опоры №2-№5

2.1

Ж.б. буронабивные сваи d=1,5м

м3

1272,3

40,000

50894

2.2

Ростверки

м3

941,6

17,500

16478

2.3

Монолитный ж.б. пилон

м3

1015,6

17,500

17773

3

Пролетное строение

3.1

Металлоконструкции пролетного строения

т

2541,8

144,000

366014

3.2

Ванты из monostrend

т

98,7

500,000

49360

4

Мостовое полотно

4.1

Устройство наплавляемой гидроизоляции проезжей части

м2

6820,8

0,303

2066

4.2

Устройство асфальтобетонного покрытия

м3

844,5

4,470

3775

Общая стоимость моста в ценах 2015 г

554643

2.6 Вариант №6

В данном варианте применяюоднопилоный вантовый мост с малым числом вант, расположение вант относительно пилона – «арфа». Пролетное строение – стальное с коробчатыми балками жесткости объединенныхортотропной плитой. Общая длина пролетного строения – 182,0 м. Сечение балок –коробчатое прямоугольное. Пролетное строение сооружается из стали 15ХСНД.

Схема моста: 33.05+45.1+45.1+33.1+33.05

Устои –обсыпные свайного типана буровых столбах d=1.5 м. Длина крыла устоя –3.5м.

Опоры из монолитного железобетона индивидуальной конструкции, выполнены в виде стоек объединённых монолитным ригелем.

Фундаменты на БНС d=1.5м. Длина БНС на промежуточной опоре №2 длина свай составляет 20.0 м. В ростверке заделано 10 свай. Промежуточная опора выполнена в виде рамной конструкции. Пролетное строение опирается через опорные части на ригель, заделанный в стойках опоры.

Стоимость моста по варианту №6

	Таблица №2.6

№

Наименование

Ед. изм.

Кол-во

Стоимость, тыс.руб.









Единичная

Общая

1

Устои опор №1, №6

1.1

Ж.б. буронабивные сваи d=1.5м

м3

953,8

40,000

38151

1.2

Сооружение обсыпных монолитных устоев

м3

579,0

17,500

10133

2

Промежуточные опоры №2-№5

2.1

Ж.б. буронабивные сваи d=1.5м

м3

706,9

40,000

28274

2.2

Ростверки

м3

470,8

17,500

8239

2.4

Монолитный ж.б. пилон

м3

500,8

17,500

8764

3

Пролетное строение









3.1

Металлоконструкции пролетного строения

т

2428,8

144,000

349746

3.2

Ванты из monostrend

т

116,4

500,0

58180

4

Мостовое полотно









4.1

Устройство наплавляемой гидроизоляции проезжей части

м2

6967,7

0,303

2110

4.2

Устройство асфальтобетонного покрытия

м3

868,2

4,470

3881

Общая стоимость моста в ценах 2015 г

507478

2.7 Сравнение вариантов и выбор оптимального

Вариант №1:

К недостаткам железобетонных мостов можно отнести большой собственный вес, повышенная трудоемкость изготовления, наличие большого числа дефектов. Для снижения собственного веса и снижения стоимости мостов больших пролетов применяются высокопрочный бетон, предварительно напрягаемая арматура, на участках с небольшими усилиями - легкий бетон (бетон с легкими заполнителями).

Вариант №2:

К недостаткам железобетонных мостов относятся большой собственный вес, повышенная трудоемкость изготовления, значительная стоимость мостов больших пролетов и наличие большого числа дефектов. Для снижения собственного веса и снижения стоимости мостов больших пролетов применяются высокопрочный бетон, предварительно напрягаемая арматура, на участках с небольшими усилиями - легкий бетон (бетон с легкими заполнителями). 

Вариант №3:

Вариант №4:

Недостатком конструкции из стали и железобетона модно отнести тот факт, что они различаются по физико-механическим свойствам, необходимо устраивать объединительные элементы между ними. Так же плохо сказываются на работе конструкции перепады температуры, ползучесть и усадка бетона. Так же необходимо учитывать сдвиг различных материалов.

Вариант №5:Недостатком вантовых мостов – это их пониженная жесткость.  Это обусловлено высокими напряжениями, допускаемыми в вантах от временной нагрузки, пониженным модулем упругости некоторых типов вант, значительной их длиной в мостах больших пролетов, а также провисанием вант от собственного веса. 

Вариант №6:Недостатком вантовых мостов – их пониженная жесткость по сравнению с мостами некоторых других систем. Это обусловлено высокими напряжениями, допускаемыми в вантах от временной нагрузки, пониженным модулем упругости некоторых типов вант, значительной их длиной в мостах больших пролетов, а также провисанием вант от собственного веса. 



Глава 3. Расчет конструкции пролетного строения



Расчет конструкции пролетного строения был выполнен в программе MidasCivil. Временная вертикальная нагрузка от подвижного транспорта принята в виде полос АК, каждая из которых включает одну двухосную тележку с осевой нагрузкой 10К (кН) и равномерно распределенную нагрузку интенсивностью К (кН/м), где К – класс нагрузки, равный 14.

Коэффициент динамики к тележкам нагрузки АК для расчета элементов сталежелезобетонных мостов принят равным 1.4, к равномерно распределенной нагрузке АК принят равным 1.0. Коэффициент полосности к полосе нагрузки А14, вызывающей наибольшее усилие принят равным 1.0, к остальным полосам нагрузки А14 – 0.6 для тележек и равномерно распределенной части нагрузки. Коэффициент надежности по нагрузке для тележки нагрузки АК равен 1.5, для равномерно распределенной части нагрузки АК равен 1.15.

Нагрузка НК принята в виде четырехосной тележки с нагрузкой на ось 18К. Коэффициент надежности для нагрузки НК равен 1.1. Также производится проверка на воздействие сдвоенных нагрузок НК, с учетом понижающего коэффициента 0.75. При расчетах по второму предельному состоянию нагрузка НК принимается с коэффициентом 0.8.

Материал пролетного строения –сталь 15ХСНД. Расчетное сопротивление 3000 кгс/см2 по пределу текучести.








Глава 4.

Расчет промежуточной опоры






Промежуточная опора моста рассчитывается на действие горизонтальных и вертикальных нагрузок.

К горизонтальным нагрузкам можно отнести: силы торможения от автомобилей, проходящих по мосту; давление ветра

К вертикальным нагрузкам можно отнести: давление собственного веса конструкции пролетного строения, собственный вес промежуточной опоры, а также давление от временной нагрузки на конструкцию.

4.1 Сбор нагрузок

Давление от веса пролетных строений и проезжей части + собственный вес опоры + временная вертикальная нагрузка+ тормозная сила+ продольная ветровая нагрузка.







Необходимо определить расчетные нагрузки в сечении примыкания к ростверку:

Опорное давление от веса пролетных строений, покрытия и временной нагрузки:определенно в программном комплексе MidasCivilи составляет: Nпр+вр= 593.2 т;

Собственный вес опоры:



Тормозная нагрузка:



Принимаем нормативную тормозную нагрузку равной 34.0 т.

Расчетная нагрузка от торможения составит: 40.8 т.

Поперечные удары от подвижного состава:

Принимается наибольшее значение из приведенных ниже формул:





Принимаем в качестве нормативной нагрузки от ударов: Fу1= 46.2 т.

Расчетная нагрузка от ударов равна: 

Ветер в продольном направлении, действующий на пролетное строение:



Ветер в продольном направлении, действующий на опору:



	В этих формулах:

	i – строительная высота пролетного строения (2,1 м);

	hоп – высота и ширина опоры (12.5 м; 3.6 м);

	w – нормативная интенсивность горизонтальной ветровой нагрузки;

	

	где wт – нормативное значение средней составляющей;



где w0 – нормативное ветровое давление для Ленинградской области (0.3 кПа);

К – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления (1,0);

Сw – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления конструкций мостов и подвижного состава (для пролетных строений со сплошными балками, автодорожными, с ездой поверху – 1.7).

wp – нормативное значение средней составляющей:



где ? – коэффициент динамичности (1.0);

 – произведение коэффициентов пульсации (0.62;0.84);

4.2 Сбор нагрузок поперек моста

Давление от веса пролетных строений и проезжей части+ собственный вес опоры+ поперечная ветровая нагрузка







Необходимо определить расчетные нагрузки:

Опорное давление от веса пролетного строения:определенно в программном комплексе MidasCivilи составляет: Nпр = 370.6 т;

Собственный вес опоры:



Ветер в поперечном направлении, действующий на пролетное строение:



Ветер в поперечном направлении, действующий на опоры:



	В этих формулах:

	h – строительная высота пролетного строения (2,1 м);

	hоп – высота и ширина опоры (12.5 м; 3.6 м);

	w – нормативная интенсивность горизонтальной ветровой нагрузки;

	

	где wт – нормативное значение средней составляющей;

	

	где w0 – нормативное ветровое давление для Ленинградской области (0.3 кПа);

	К – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления (1,0);

	Сw – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления конструкций мостов и подвижного состава (для пролетных строений со сплошными балками, автодорожными, с ездой поверху – 1.7).

	wp – нормативное значение средней составляющей:

	

	где ? – коэффициент динамичности (1.0);

	 – произведение коэффициентов пульсации (0.62;0.68);

4.3 Сочетания и сводная таблица нагрузок

Временная нагрузка: N7

Постоянная нагрузка ПС: SV1

Постоянная нагрузка от веса опоры: SV2

Трение продольное:S

Торможение: N11

Ветровая нагрузка: N12

Поперечные удары: N10

Сочетание 1=SV1x1.0+SV2x1.0+N7x1.0

Сочетание 2=SV1x1.0+SV2x1.0+N7x1.0+N10x1.0

Сочетание 3=SV1x1.0+SV2x1.0+N7x0.7+N10x0.8+Sx0.7

Сочетание 4=SV1x1.0+SV2x1.0+N7x0.8+N10x0.7+Sx0.7

Сочетание 5= SV1x1.0+SV2x1.0+N7x0.8+N11x0.8+N12x0.25

Сочетание 6= SV1x1.0+SV2x1.0+N7x0.7+ N12x0.25+Sx0.7

Сочетание 7= SV1x1.0+SV2x1.0+ N12x0.5+Sx0.8

Сочетание 8= SV1x1.0+SV2x1.0+Sx1.0

Сочетание 9= SV1x1.0+SV2x1.0+N7x0.8+N12x0.25

Сочетание

Нормативная нагрузка

Расчетная нагрузка



FZ

FX

FY

MX

MY

FZ

FX

FY

MX

MY

1

545.9

0

0

0

0

683.5

0

0

0

0

2

545.9

0

21.3

0

330.2

683.5

0

27.7

0

429.4

3

499.8

11.5

17.0

73.2

264.1

616.9

76.2

22.2

967.2

343.5

4

515.2

11.5

0

73.2

0

639.1

76.2

0

967.2

0

5

515.2

14.0

0.8

173.6

18.2

639.1

16.9

1.1

418.0

25.4

6

499.8

12.0

0.8

150.0

18.2

616.9

76.8

1.1

972.3

25.4

7

392.3

14.0

1.6

174.3

36.3

461.5

1.2

2.2

20.0

50.9

8

392.3

16.5

0

104.6

0

461.5

79.7

0

1011.6

0

9

515.2

0.4

0.8

10.7

18.2

639.1

0.6

1.1

10.0

25.......................