Разработка проекта реконструкции автодорожного моста через реку Луга

Аннотация
	Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка проекта реконструкции автодорожного моста через реку Луга на КМ6+100 автомобильной дороги «Лужицы-Первое мая» в Кингисеппском районе Ленинградской области.
	Перед началом разработки проекта реконструкции моста были проанализированы данные существующего моста, данные физико-географических условий места производства работ, на основе этого составлены варианты реконструкции мостового сооружения и выбран оптимальный вариант.
	По выбранному варианту выполнены расчет нового пролетного строения, проверка несущей способности наиболее нагруженной промежуточной опоры.
	Разработан проект организации строительства, рассмотрены вопросы потребности в ресурсах, трудозатраты и продолжительность реконструкции, вопросы охраны труда и произведен сметный расчет стоимости производства работ.
	Состав дипломного проекта:
 задание;
 рецензия;
 аннотация;
 пояснительная записка -197 стр (включая приложения);
 графическая часть (чертежи) – 12 шт.
	


Раздел 1
Описание существующего моста


1.1. Характеристика моста

Общие данные

	Мост через реку Луга расположен на км 6+100 автомобильной дороги Лужицы –Первое Мая, относящейся на этом участке к III категории с двумя полосами движения во встречных направлениях. Сооружение расположено  в п. Усть-Луга.
	Пересекаемое препятствие – река Луга, на период обследования (2017 год) ширина 206,0 м. Река Луга в створе мостового перехода судоходна. 	
	Габарит проезжей части в пролетах №1 и №5 составляет 7,02 м, ширина тротуаров 0,58 м. В пролетах №2 - №4 минимальный измеренный габарит проезда составляет 6,88 м, ширина тротуаров 0,8 м. Габарит проезда по высоте составляет 4,8 м.
	Мост построен строительной организацией Мостопоезд №460 треста Мостострой 6 в 1958 году под проектные нагрузки Н-18, НК-80. 	Реконструкция и капитальный ремонт сооружения не производились. В рамках ремонтных работ на мосту выполнялись работы по установке барьерных ограждений безопасности, замене отдельных раскосов металлических ферм и ремонту тротуаров. Последнее обследование моста осуществлено в 1999 году.
	Мост пятипролетный, разрезной конструкции, схема сооружения в расчетных пролетах балок – 21,6 + 3 х 62,4 + 21,6 м. 
	Длина моста по концам открылков устоев составляет 242,0 м.
Пролетные строения

	Пролетные строения №1 и №5 железобетонные, полная длина балок пролетных строений - 22,16 м. В поперечном сечении пролетных строений установлено по 6 балок высотой 1,25 м. Расстояние  между  балками в осях в среднем составляет 1,4 м. Балки объединены между собой диафрагмами. 
	Русло реки в пролетах №2 - №4 перекрыто тремя типовыми металлическими пролетными строениями с ездой понизу, пролетные строения имеют по две фермы с треугольной решеткой и балкой жесткости. Полная длина пролетных строений составляет 63,22 м. Фермы высотой 9,0 м располагаются на расстоянии 8,1 м друг от друга по осям и имеют четыре панели по 15,6 м. Элементы ферм сварные, монтажные узлы клепаные. 	Монолитная железобетонная плита проезжей части расположена на стальных поперечных балках, расположенных между балками жесткости.
Балка жесткости полной длиной 63,22 м имеет двутавровое сечение и постоянную высоту 1,636 м. Фермы в верхней части связаны горизонтальными и портальными связями. В уровне нижнего пояса фермы связаны поперечными балками и продольными связями. Расстояние между поперечными балками составляет 2,6 м. Поперечные балки имеют тавровое сечение и высоту 0,67 м на опоре и 0,73 м в середине пролета.
	Деформационные швы на устоях закрыты асфальтобетонным покрытием. Деформационные швы на промежуточных опорах №2 - №4 перекрытого типа.
	Водоотвод с проезжей части моста осуществляется через водоотводные трубки, в пролетах №1 и №5 установлено по 4 трубки, в полетах №2 - №4 установлено по 12 трубок.
	Тротуары на пролетных строениях №1 и №5 повышенного типа из сборных железобетонных блоков. Тротуары пролетных строений №2 - №4 устроены на металлических консольных кронштейнах, прикрепленных   к ребрам жесткости нижнего пояса. Кронштейны поверху связаны прогонами, на которые опираются железобетонные тротуарные плиты.
Опоры

	Устои  моста  (опоры №1 и №6) монолитные железобетонные обсыпного типа на свайном основании. В фундаменте устоя использованы 24 пакетные деревянные сваи длиной 27 м. Тело опоры имеет длину 7,94 м, высоту 4,43 м и ширину 3,5 м в основании и 1,7 м в верхней части. В средней части тела опоры устроен проем длиной 4,1 м, перекрытый подферменной плитой толщиной 1,3 м и высотой 0,69 м.
	Промежуточные опоры – массивные бетонные на свайном основании.	
	Опоры №2 и №5: тело опоры в нижней части имеет размеры в плане 12,64 х 2,1 м, в уровне ригеля 12,2 х 1,82 м; высота тела опоры - 3,32 м; в фундаменте опоры использовано 40 свай; высота столбов под опирание металлических пролетных строений - 1,84 м. 
	Опоры №3 и №4: тело опоры в нижней части имеет размеры в плане 14,34 х 2,9 м, в уровне ригеля 13,65 х 2,56 м; высота тела опоры -  4,82 м; в фундаменте опоры использовано 44 сваи; высота столбов 2,38 м.
	Опорные части - под балками железобетонных пролетных строений - типовые опорные части; на устоях - неподвижные металлические плоские опорные части; на опорах №2 и №5 - подвижные с одним железобетонным валком; под фермы пролетов №2 - №4 - металлические опорные части.Со стороны левого берега - неподвижные тангенциальные опорные части;со стороны правого берега – подвижные, с одним срезанным катком. 
Обеспечение безопасности на мосту

	Ограждения безопасности проезжей части на мосту барьерные, стойки ограждений установлены на бордюрах. Высота ограждений в от 0,6м до 0,75м. На металлических пролетных строениях установлены дополнительные ограждения для защиты раскосов ферм от ударов автотранспорта. Перильные ограждения металлические секционные, высота ограждения составляет 1,1 м.
	Перед и за мостом установлены следующие дорожные знаки:
 3.11 «Ограничение массы» с надписью «20 т»;
 3.12 «Ограничение высоты» с надписью «4,5 м»;
 3.20 «Обгон запрещен»;
 1.20.1 «Сужение дороги»;
 6.2 «Рекомендуемая скорость» с надписью «40».

1.2. Техническое состояние моста

	В 2017 году было произведено углубленное обследование моста, в ходе которого была установлена необходимость реконструкции сооружения. Предыдущее обследование моста проводилось в 1999 году. 
Заключение обследования

Мостовое полотно
    	На мостовом полотне обнаружен дефект конструкции деформационного шва;нарушение герметичности деформационных швов;дефекты гидроизоляции проезжей части пролетных строений.
   Габарит проезжей части не соответствует категории автодороги.
   Кроме того, мостовое полотно имеет такие дефекты как: неровности покрытия и выбоины, разрушение бетона тротуарных плит, несоответствие высоты и удерживающей способности ограждений безопасности, деформация направляющих балок и отрыв стоек ограждений безопасности в отдельных местах.
   Толщина одежды ездового полотна составляет 0,27 м, толщина лишнего слоя асфальтобетонного покрытия 10 см.
   Состояние мостового полотна является неудовлетворительным.
Пролетные строения
   Основными дефектами пролетных строений являются: разрушение защитного слоя бетона с оголением рабочей арматуры;коррозия рабочей арматуры; коррозионные трещины; протечки с выщелачиванием по низу плиты и фасаду балок; деформация раскоса и фасонки низовой фермы с разрывом листа; протечки с образованием сталактитов.
   К дефектами металлических пролетных строений относится отсутствие настила на смотровых проходах вдоль верхнего пояса ферм, а также неработающие передвижные подмости для осмотра ферм.
   Прочность бетона балок пролетных строений №1 и №5, определенная инструментально при обследовании, соответствует требованиям типового проекта выпуска 10-11 Союздорпроекта и требованиям норм [1], однако для части балок не соответствует требованиям норм [2]. Прочность бетона железобетонной плиты проезжей части металлических пролетных строений соответствует проекту итребованиям нормативных документов [1, 2].
     Толщина защитного слоя бетона балок пролетных строений частично не соответствует типовому проекту выпуска 10-11 Союздорпроекта и не соответствует нормативным требованиям [1, 2]. Толщина защитного слоя бетона железобетонной плиты проезжей части металлических пролетных строений не соответствует проекту и нормам [1, 2].
   Учитывая наличие данныхдефектов, состояние пролетных строений следует признать удовлетворительным. 
Опоры и опорные части
    Выявленные дефекты  устоев и промежуточных опор: протечки с образованием сталактитов; сколы бетона с оголением арматуры; обнажение тела устоев; горизонтальная трещина на столбе опоры №1; протечки со следами выщелачивания.
   Прочность бетона ригелей устоев соответствует проекту итребованиям нормативных документов [1, 2]. Прочность бетона столбов промежуточных опор соответствует проекту и требованиям норм [1], но не соответствует требованиям норм [2]. Прочность бетона телах промежуточных опор  соответствует проекту, но не соответствует требованиям норм [1, 2].  
   Толщина защитного слоя бетона по боковой поверхности ригелей устоев соответствует проекту, но не соответствует нормативным требованиям [1, 2].На боковых поверхностях промежуточных опор толщина защитного слоя бетона соответствует и превышает требования проекта, а также соответствует требованиям норм [1, 2].
   Техническое состояние устоев и промежуточных опор в целом в связи с наличием данных дефектов удовлетворительное. 
   Металлические плоские опорные части на устоях имеют дефекты в виде коррозии металла. Дефекты валковых железобетонных опорных частей на опорах №2 и №5: коррозионные трещины и сколы бетона. В целом состояние указанных опорных частей удовлетворительное.
   Опорные части металлических пролетных строений на опорах №2 - №5 не имеют существенных дефектов и находятся в хорошем состоянии.
Подходы, сопряжения, конусы, регуляционные сооружения
   Сопряжения моста с подходами  не имеют существенных дефектов и находятся в хорошем состоянии.
   К дефектам покрытия проезжей части подходов №1 и №2 относятся выбоины, состояние подходов удовлетворительное. 
   Укрепление лобовых откосов конусов насыпей подходов №1 и №2 в значительной степени отсутствует, наблюдается размыв грунта лобовых откосов с выносом из-под ригелей устоев. Состояние конусов насыпей в целом можно признать удовлетворительным. 
Транспортно-эксплуатационное состояние моста
   Безопасная скорость движения по мосту, связанная с дефектами ограждений безопасности и влиянием габарита моста, составляет 39 км/ч. Перед мостом следует установить дорожные знаки 3.24 «Ограничение максимальной скорости» с надписью «40».
   В целом, транспортно-эксплуатационное состояние сооружения относится к категории состояния «В» и оценивается, как неудовлетворительное.  
   Техническое состояние моста с учетом выполненных инструментальных и приборных исследований в целом оценивается в 2 балла (неудовлетворительно) на основании критерия долговечности сооружения и безопасности движения.
Рекомендации по эксплуатации и ремонту моста

	Для приведения параметров моста в соответствие с требованиями к мостовым сооружениям, расположенным на автомобильных дорогах III категории, а также для дальнейшей безопасной эксплуатации моста, повышения его долговечности и эксплуатационной надежности требуется выполнение реконструкции в составе:
 уширение габарита проезда до Г-10 с устройством тротуаров  по обеим сторонам моста;
 усиление конструкций для восприятия современных нагрузок А14 и Н14
 полная замена мостового полотна;
 замена деформационных швов;
 замена железобетонных и металлических пролетных строений;
 ремонт и усиление устоев и промежуточных опор;
 устройство современной системы водоотвода;
 устройство современных ограждений безопасности в соответствии с действующими нормами;
 ремонт укреплений откосов конусов;
 устройство сопряжений с насыпями  подходов с установкой переходных плит.
1.3. Физико-географические условия места расположения моста

	Место расположения реконструируемого объекта –км 6+100 автомобильнои? дороги «Лужицы – Первое Мая» в Кингисеппском раи?оне Ленинградскои? области.
Климатические условия и рельеф района

	Кингесеппский район Ленинградского области согласно карте «климатического районирования для строительства» – приложение А из[3] входит во II-Б строительно-климатический район и согласно карте «дорожно-климатические зоны» - приложение Б из [4] входит во II дорожно-климатическую зону.
	Климат умеренно-континентальный, влажный.
	Средние температуры: январь - минус 9-11°С, июль - плюс 16-17°С. 	Зима – мягкая. Температура минус 9-11°С. Продолжительность залегания снежного покрова – от 120 до 150дней, весь снег сходит к концу апреля. Средняя высота снега - 40 см. Промерзание почвы –приблизительно 0,5 м. 
	Весна - поздняя. Наступает в начале-середине апреля, характерна частыми возвратами холодов. 
	Лето – прохладное, умеренно теплое. Температура плюс 16-17°С. 
Территории характерно большое количество осадков. Среднегодовое количество осадков - 557-609 мм. 	
	Максимальная влажность воздуха в ноябре-декабре - 88%, минимальная в мае - 67%.	
	Осень – наступает в сентябре. Температура воздуха стремительно падает.	
	На формирование климата в районе расположения моставлияет Финский залив: в теплое время года в прибрежной зоне облачность меньше, а в холодное время - больше, чем над континентальной частью.
	Рельеф – равнинный. Абсолютные высоты 0-150 метров над уровнем моря. Возвышенности - в сторону востока от Лужской губы расположена Сойкинская, а так же на территории расположена Ижорская возвышенность. Низменности - Лужская и Плюсская. Район расположения моста относится к предглинтовой Балтийско-Ладожской области (предглинтовая низменность).	На территории района имеются залежи диатомита, строительного песка фосфоритов, стекольного песка и другие. 
	При строительстве моста рельеф был отсыпан техногенными отложениями. 
Гидрография

	Район проведения работ имеет хорошую гидрографическую сеть, которая принадлежит бассейну Финского залива. 
	Основные реки: Нарва, Луга, Систа, Россонь. 
	Река Луга протекает через несколько районов и впадает в Лужскую губу Финского залива. 
	В пределах района имеется около 11 озер. К самым большим из них тносятся: озеро Липовское, озеро Копанское, озеро Белое, озеро Глубокое, озеро Бабинское, озеро Хаболовское и другие. 
	Река Луга, через которую проходит мост имеет смешанный тип питания. Она соединена с р.Нарвой протокой Россонь, которая меняет направление своего течения в течение года: когда на реке Луга половодье - в Нарву;когда в реке Нарва высокая вода - в Лугу. Большая часть пополняющей воды попадает за счет таяния снега. 
	Река Луга судоходна. Построен порт Усть-Луга.
Геология

	Район проведения работобладает разными природно-сырьевыми ресурсами. Наибольшее значение имеют:глины, торф, фосфориты, доломиты, известняки, пески.
	Объемы полезных ископаемых:
 известняк – 6,5 млн.тонн;
 глины - 16 млн.тонн; 
 сапропель - 26,7 тыс.тонн.
 строительный песок - 50 млн.тонн;
 пески - 155 тыс.тонн.
	Отложения на участке работ (до глубины – 40,0м): техногенные(пески мелкие, влажные, среднеи? плотности, со строительным мусором); аллювиальные; морские (глины легкие пылеватые текучие); ледниковые отложения.

Раздел 2
Разработка вариантов реконструкции моста

2.1. Разработка вариантов моста

   Задание: разработать проект реконструкции автодорожного моста через реку Луга на км 6+100 автомобильной дороги «Лужицы-Первое Мая» в Кингесеппском районе Ленинградской области.
   Метод работы над главой: метод вариантного проектирования.
   Варианты это – проектные решения, учитывающие все заданные требования, как технические, так и природно-климатические условия места проведения работ. Варианты должны быть конкурентоспособны между собой.
   В проекте должно быть разработано несколько вариантов реконструкции моста, так как получить единственный правильный вариант нельзя.
   В данной дипломной работе рассмотрено 5 вариантов реконструкции.
    

Вариант №1
	Первый вариант заключается в сохранении старого пролетного строения; уширении опор; постройке нового сталежелезобетонного пролетного строения рядом с уже существующим. 
	Работы в первом варианте:
 усиление устоев – добавлением свай (ростверк добетонируется); 
 уширение промежуточных опор; 
 восстановление бетонной поверхности опор;
 усиление откосов насыпи габионными матрацами;
 восстановление погнутостей раскосов ферм; 
 замена крайних железобетонных балок;
 демонтаж тротуаров – разгрузка пролетного строения (пропуск пешеходов  по новому пролетному строению);
 замена мостового полотна;
 установка барьерного ограждения;
 устройство нового пролетного строения.
	Габариты:
 старое пролетное строение - Г5,5+2х0,41м (остается одна полоса движения);
 новое пролетное строение - Г5,5+2х1,0м.
	Когда старое пролетное строение полностью выйдет из строя, на его месте построят новое пролетное строение, аналогично уже имеющемуся.	
	Выводы по первому варианту: данный вариант экономичен; на время проведения работ не требуется строительство объезда; вариант перспективен.
	
Вариант №2
	Второй вариант заключается в сохранении старых ферм пролетного строения и устройством проезда в два уровня.					
	Металлические элементы находятся в удовлетворительном - хорошем состоянии, следовательно их дальнейшее использование возможно. 
	Работы во втором варианте:
 усиление старых ферм подвесками и дополнительными стойками;
 объединение верха форм неразрезным поясом;
 устройство проезжей части по верхнему поясу;
 демонтаж тротуарных блоков;
 замена мостового полотна;
 замена в крайних пролетах железобетонных балок на новые преднапряженные (24 м);
 восстановление бетонной поверхности опор;
 усиление устоев габионными матрацами;
 устройство армогрунтовой насыпи;
 облицовка откосов.
	Габариты:
 нижняя часть пролетного строения – Г-5,5+2х0,41м (технический проход)
 верхнее часть пролетного строения – Г5,5+2х0,85м (технический проход)
	Движение  в разных направлениях по уровням.
	Выводы по варианту №2: в данном варианте не требуется демонтаж старых ферм, следовательно экономия в материалах и работах; требуется строительство эстакадного участка для устройства развязки и подходов, следовательно большие затраты.

Вариант №3
	Третий вариант заключается в замене старого пролетного строения на новое неразрезное сталежелезобетонное пролетное строение.
	Работы в третьем варианте:
 демонтаж старого пролетного строения;
 замена в крайних пролетах железобетонных балок на новые преднапряженные (24 м);
 уширение устоев (т.к. уширяется габарит);
 уширение промежуточных опор №2 и №5;
 отсыпка новой грунтовой насыпи;
 повышение прочности промежуточных опор;
 устройство нового пролетного строения.
	Габариты:
 новое сталежелезобетонное пролетное строение – Г-10+2х1,0м.
	Выводы по третьему варианту: железобетонная плита пролетного строения оказывает сильную нагрузку на старые опоры, следовательно лучше рассмотреть вариант пролетного строения коробчатого сечения с ортотропной плитой проезжей части.


Вариант №4
	Четвертый вариант заключается в замене старого металлического пролетного строения и железобетонных пролетов на новое неразрезное металлическое пролетное строение коробчатого сечения с ортотропной плитой проезжей части. 
	Работы в четвертом варианте:
 демонтаж старого пролетного строения;
 уширение устоев;
 добавка свай в устой; уширение ростверка;
 защита тела устоя георешеткой с щебнем;
 устройство обойм за устоем (для предотвращения вымывания грунта);
 устройство новой грунтовой насыпи на подходах;
 усиление откосов (засев);
 восстановление бетонной поверхности промежуточных опор;
 устройство нового пролетного строения.
	Габариты:
 новое металлического пролетное строение – Г-10+2х1,0м.
	Выводы по четвертому варианту: за счет облегченной конструкции снижается нагрузка на опоры.

Вариант №5
	Пятый вариант заключается в замене старого металлического пролетного строения и железобетонных пролетов на новое неразрезное железобетонное пролетное строение коробчатого сечения.
	Работы в пятом варианте:
 демонтаж старого пролетного строения;
 уширение устоев (тело устоя является подпорной стенкой);
 добавка свай в устой; уширение ростверка;
 устройство новой грунтовой насыпи на подходах;
 усиление откосов (засев);
 устройство нового пролетного строения.
	Габариты:
 новое железобетонное пролетное строение – Г-10+2х1,0м.
Выводы по пятому варианту: при бетонных работах на пролетном строении возможно использование в качестве опалубки старых металлических блоков; данная конструкция оказывает сильную нагрузку на старые опоры.


Таблица 2.1. Сравнение вариантов
В-т
Объем основных стр-х мат-в
Продолж. Рек-и
Сметная стоимость, усл.ед.
Примечания

Бетон, м3
Металл, т



В. №1
1075
247
12
98
не требует строительство объезда; проведение работ без перерыва движения; проект «на перспективу» 
В. №2
3800
320
20
200
экономия металла за счет использования старых металлических конструкции?; требует строительства эстакадного участка развязки 
В. №3
950
412,5
11,5
120
необходимо строительство временного объезда; железобетонная плита создает дополнительную нагрузку на опоры 
В. №4
535
493
10,7
100
необходимо строительство временного объезда; не требуется значительного усиления опор за счет облегченнои? конструкции 
В. №5
2070
-
15
140
необходимо строительство временного объезда; возможно использование старого пролетного строения в качестве опалубки 

	Четвертый вариант является самым экономически выгодным, быстрым; предложена достаточно простая конструкция, что приведет к более быстрому осуществлению всех работ.
	В дипломном проекте разрабатывается Вариант №4.

Раздел 3
Расчет конструкции пролетного строения

3.1. Расчет стальной ортотропной плиты на местную нагрузку
3.1.1. Расчет продольных ребер
3.1.2. Расчет поперечных ребер
3.2. Расчет главной балки пролетного строения
3.3. Расчет консоли
3.4. Расчет монтажного стыка


Раздел 4
Расчет промежуточной опоры
4.1. Расчет основания промежуточной опоры

Сбор нагрузок на опору

Собственный вес конструкции
	Собственный вес конструкции? включает в себя: собственныи? вес
покрытия проезжеи? части и тротуаров, вес ограждения проезжеи? части, вес перил, вес балок пролетного строения, приходящиеся на принятую к расчету  опору, а также вес всех элементов опоры: подферменников, тела опоры и.т.д.
	Вес элементов определяется по их объемам и объемным весам. 
	При определении расчетных нагрузок нормативные нагрузки, полученные способом выше, необходимо умножать на коэффициенты надежности по нагрузке ? .
	Расчет выполняется для опоры №2.
Таблица 4.1. Сбор нагрузок на промежуточную опору
Наименование
Объемный вес, т/м3
Нормативное значение, т
Коэф. ?f
Расчетное значение, т
Мостовое полотно
Асфальтобетон ?=100 мм
2,2
180,18
1,5
270,27
Гидроизоляция ?=10 мм
1,5
12,29
1,3
15,98
Перила
0,04 т/м
5,04
1,1
5,54
Барьерное ограждение
0,025 т/м
3,15
1,1
3,47
Пролетное строение
Пролетное строение
0,285 т/м2
233,42
1,1
256,762
Итого на пролетное строение:
Р_пс^н
434,08
Р_пс^р
552,01
Вес элементов опоры
Подферменники, 2шт.
2,5
0,56
1,1
0,62
Сточныи? треугольник
2,5
1,19
1,1
1,31
Ригель
2,5
51,25
1,1
56,38
Тело опоры
2,5
544,96
1,1
599,46
Ростверк
2,5
1379,29
1,1
1517,22
Сваи
0,23 т1п.м.
604,8
1,1
665,28
Итого на одну опору
Р_оп^н
2582,05
Р_оп^р
2840,26
*Значения для пролета длиной - 63,00 м, шириной  - 13,00 м


Гидростатическое давление

Рисунок 4.1. Расчетная схема для определения гидростатического давления, действующего на фундамент опоры
    R_гд^н=V_пч*?_в	(4.1)
    R_гдmin^н=V_пч*?_в=116.5*1*(2.127+5.449)*1=882.60т
    R_гдmax^н=V_пч*?_в=116.5*1*(3.309+5.449)*1=1020.31т
Временная подвижная нагрузка
Таблица 4.2. Коэффициенты, принятые в расчетах
Нагрузка
?_f
(1+?)
А-14
1.5
1.4
v
1.15
1
Н-14
1.1
1
Пешеход
1.4
1
Коэффициент полосности:
1-я полоса: ?s'?^( тел)=1;s^(' v)=1; 2-я полоса: ?s^''?^тел=0.6;s^('' v)=0.6
Коэффициент поперечнои? установки: 
А-14 у полосы безопасности:
?_(A-14) (?_v )=0.5*(0.957+0.656+(0.529+0.257)*0.6)=1.04
А-14 у барьерного ограждения:
?_(A-14) (?_v )=0.5*(1.136+0.864+(0.707+0.436)*0.6)=1.34

Н-14 у полосы безопасности:
?_(H-14) (?_v )=0.5*(0.934+0.557)=0.75
Пешеходная нагрузка:
?_пеш=1.35


Рисунок 4.2. Линии влияния давления для определения коэффициента поперечной установки


Для случая загружения АК+пешеходы

Рисунок 4.3. Расчетная схема для определения реакции от временной нагрузки АК+пешеходы
R_(1=) R_АК+R_пеш
R_АК=P(y_1+y_2 )*?_f*(1+?)*?_(A-14)+v*S*?_f*(1+?)*?_v	(4.2.)
R_пеш=q_пеш*S*?_f*1*?_пеш	(4.3.)
R_АК=140*(1,000+0,976)*1,5*1,4*1,04+14*63*1,15*1*1,04=1659,05 кН=165,91 т
R_пеш=2*63*1,4*1*1,35=238,14 кН=23,81 т
R_1=1659,05+238,14=1897,19 кН=189,72 т
Для случая загружения АК

Рисунок 4.4. Расчетная схема для определения реакции от временной нагрузки АК
R_2=P(y_1+y_2 )*?_f*(1+?)*?_(A-14)+v*S*?_f*(1+?)*?_v	(4.4)
R_2=140*(1,000+0,976)*1,5*1,4*1,34+14*63*1,15*1*1,34=2137,63 кН=213,76 т



Для случая загружения НК

Рисунок 4.5. Расчетная схема для определения реакции от временной нагрузки НК
R_3=P(y_1+y_2+y_3+y_4 )*?_f*(1+?)*?_(Н-14)	(4.5)
R_3=252*(0,980*2+1,000+0,962)*1,1*1,0*0,75=815,38 кН=81,54 т
Для случая загружения 2НК

Рисунок 4.6. Расчетная схема для определения реакции от временной нагрузки 2НК
R_4=P(y_1+y_2+y_3+y_4 )*?_f*(1+?)*?_(Н-14)+0,75*P(y_5+y_6+y_7+y_8 )*?_f*(1+?)*?_(Н-14)	(4.6)
R_4=252*(0,848+0,867+0,886+0,905)*1,1*1,0*0,75+0,75*252*(0,905+0,886+0,867+0,848)*1,1*1,0*0,75=1275,57 кН=127,56 т
Нагрузки от горизонтальных и поперечных ударов подвижного состава
	Для автодорожных мостов принимается  в виде сосредоточенной силы, равной 0,66 т и прикладывается в уровне верха проезжей части.

Рисунок 4.7. Расчетная схема для определения реакции от горизонтальных и поперечных ударов подвижного состава
?_f=1,2 - для горизонтальных нагрузок
Q_h=Q_h^H*y_1*?_f		(4.7)
Q_h=0,66*14*1,000=9,24 т
Нагрузки от торможения (сила тяги)
	Принимается 50% от веса полосовой нагрузки v на опору, но не менее 7,8К=10,92 т и не более 24,5К=34,3 т (К=14).

Рисунок 4.8. Расчетная схема для определения реакции от торможения транспорта
T=T^H*S*?_f	(4.8)
T=7*63*1,2=52,92 т
Для расчет – Т=34,3 т
Ветровая нагрузка
Ветровая нагрузка, действующая на опору:
W_n=W_m+W_p	(4.9)
где:
W_m- средняя составляющая;
W_р- пульсационная составляющая.

Нормативное значение средней составляющей:
W_m=w_0*k*C_w		(4.10)
W_m=0,38*0.865*1,75=0,56 кПа
где:
w_0=0,38 кПа - нормативное значение ветрового давления для данного ветрового района;
k=0,865 – коэффициент изменения ветрового давления;
C_w=1,75 - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления.
Нормативное значение пульсационной составляющей:
W_p=W_m*?*L*v	(4.11)
W_p=0,56*1,2*0,54=0,36 кПа
где:
?=1,2- коэффициент динамичности;
L – коэффициент пульсации давления ветра на уровне z;
v – коэффициент пространственной корреляции пульсации давления для расчетной поверхности сооружения.
L*v=0,55-0,15?/100            (4.12)
L*v=0,55-0,15*7.3/100=0,54
?=7,3 м - высота опоры от УМВ
W_n^оп=0,73+0,36=1,09 к Па=0,11 т 
Ветровая нагрузка, действующая на пролетное строение
W_п=W_т+W_p	(4.13)
Нормативное значение средней составляющей:
W_m=w_0*k*C_w		(4.14)
W_m=0,38*0.865*1,75=0,56 кПа
где:
w_0=0,38 кПа - нормативное значение ветрового давления для данного ветрового района;
k=0,865 – коэффициент изменения ветрового давления;
C_w=1,75 - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления.
Нормативное значение пульсационной составляющей:
W_p=W_m*?*L*v	(4.15)
W_p=0,56*1,2*0,36=0,24 кПа
где:
?=1,2- коэффициент динамичности;
L – коэффициент пульсации давления ветра на уровне z;
v – коэффициент пространственной корреляции пульсации давления для расчетной поверхности сооружения.
L*v=0,55-0,15?/100            (4.16)
L*v=0,55-0,15*126/100=0,36
?=126 м – длина пролетного строения;
W_n^пр=0,56+0,24=0,8 к Па=0,08 т 
Ледовая нагрузка
При прорезании опорой льда:
F_1^p=?_1*R_zn*b*t*?_f	(4.17)
F_1^p=0,9*73,5*2,8*0,4*1,2=88,91т
При остановке ледяного поля опорой
F_2^p=1,253*v*t*?(?_2*A*R_zn )*?_f	(4.18)
F_2^p=1,253*0,54*0,4*?(2,4*6945,75*73,5)*1,2=359,5т
где:
?_1,?_2 - коэффициенты формы;
R_zn – сопротивление льда раздроблению (для района проведения работ), кПа;
b – ширина опоры на уровне воздействия льда, м;
t – толщина льда, м;
V – скорость движения ледяного поля, м/с;
A – площадь ледяного поля, м2;
?_f=1,2 - для горизонтальных нагрузок.
R_zn=k_n*R_zl	(4.19)
R_zn=1*735=735 кН/м2=73,5 т/м2
k_n=1 - климатический коэффициент (для района проведения работ);
R_zl=735 кПа – давление льда.
А=1,75*l^2	(4.20)
А=1,75*?63?^2=6945,75 м2
l – длина наибольшего пролета, примыкающего к рассматриваемой опоре.
Выбираем наибольшее из значений F=88,91 т.
Нагрузка от навала судов
	Нормативная нагрузка от навала судов на опоры мостов принимается в виде сосредоточенной (продольной/поперечной), ограничивается в зависимости от класса реки таблица 4.3. 
	Нагрузка от навала судов прикладывается  к опоре на высоте 2 м от РСУ (расчетный судоходный уровень)
Таблица 4.3. Ограничения нагрузки
Класс водного пути
Нагрузка от наавла судов, кН
I
1570
II
1130
III
1030
IV
880
V
390
VI
245
VII
147
Река Луга относится к VI классу по судоходству. 
R_нс^н=245 кН=24,5 т
R_нс=R_нс^н*?_f	(4.21)
R_нс=24,5*1,2=29,4 т
Расчет свайного основания опоры

	На уровне низа ростверка определяются равнодействующие внешних сил (для расчета свайного фундамента). Для того чтобы определить эти силы необходимо рассмотреть несколько схем загружения опоры с пролетными строениями.
	Опоры мостов предпочтительно устраивать на свайном основании и с низким ростверком, плита которого заглублена ниже отметки местного размыва.
	Если слои грунта плотные (пески, глины, суглинки, супеси) можно предположить, что силы Tx Ty уравновешиваются отпором грунта по боковой поверхности плиты, следовательно сваи работают только на осевые усилия, расчет упрощается. 
Расчетная схема приложения нагрузок на опору +АК – приложение 2,  рисунок 4.9.
Расчетная схема приложения нагрузок на опору +НК - приложение 2, Рисунок 4.10.
Варианты загружений и сочетаний нагрузок
Загружение 1: собственныи? вес (? = 1, нагрузка А14 первыи? случаи? (? = 0,8), горизонтальные поперечные удары подвижного состава (? = 0,7), ледовая нагрузка (? = 0,7).
N=P_пс*?+P_оп*?+R_1*?-R_гдmin^н	(4.22)
N=552,01*1+2840,29*1+213,76*0,8-882,60=2680,71 т
T_x=Q_h*?+F*?	(4.23)
T_x=9,24*0,7+88,91*0,7=68,71 т
T_y=F*?	(4.24)
T_y=88,91*0,7=62,24 т
M_x=R_1*?*2,4+F*?*5,34+Q_h*?*15,99	(4.25)
M_x=213,76*0,8*2,4+88,91*0,7*5,34+9,24*0,7*15,99=846,19 т*м
M_y=R_1*?*0,75+F*?*5,34	(4.26)
M_y=213,76*0,8*0,75+88,91*0,7*5,34=460,60 т*м
Загружение 2: собственныи? вес (? = 1),нагрузка А14 (? = 0,8), продольная ветровая нагрузка (? = 0,7), нагрузка от торможения (? = 0,7).
N=P_пс*?+P_оп*?+R_1*?+W_n^пр*?+W_n^оп*?+T*?-R_гдmin^н	(4.27)
N=552,01*1+2840,29*1+213,76*0,8+0,08*0,7+0,11*0,7+34,3*0,7-882,60=2704,85 т
T_x=0	(4.28)
T_y=T*?+W_n^пр*?+W_n^оп*?	(4.29)
T_y=0,08*0,7+0,11*0,7+34,3*0,7=24,14 т
M_x=R_1*?*0,75	(4.30)
M_x=213,76*0,8*0,75=128,26 т*м
M_y=R_1*?*2,4+W_n^пр*?*13,24+W_n^оп*?*10,07+T*?*15,99	(4.31)
M_y=213,76*0,8*2,4+0,08*0,7*13,24+0,11*0,7*10,07+34,3*0,7*15,99=795,86 т*м
Загружение 3: собственныи? вес (?=1), нагрузка А14 (? = 0,8), горизонтальные поперечные ветровая нагрузка (? = 0,7), ледовая нагрузка (? = 0,7).
N=P_пс*?+P_оп*?+R_1*?+W_n^пр*?+W_n^оп*?+F*?-R_гдmin^н	(4.32)
N=552,01*1+2840,29*1+213,76*0,8+0,08*0,7+0,11*0,7+88,91*0,7-882,60=2743,08 т
T_x=W_n^пр*?+W_n^оп*?+F*?	(4.33)
T_x=0,08*0,7+0,11*0,7+88,91*0,7=62,37 т
T_y=F*?	(4.34)
T_y=88,91*0,7=62,24 т
M_x=R_1*?*0,75+F*?*5,34+W_n^пр*?*13,24+W_n^оп*?*10,07	(4.35)
M_x=213,76*0,8*0,75+0,08*0,7*13,24+0,11*0,7*10,7+88,91*0,7*5,34=462,27 т*м
M_y=R_1*?*2,4+F*?*5,34	(4.36)
M_y=213,76*0,8*2,4+88,91*0,7*5,34=742,76 т*м
Загружение 4: собственныи? вес (? = 1), нагрузка А-14 (? = 0,8), горизонтальные поперечные удары подвижного состава нагрузка (? = 0,7), нагрузка от навала судов (? = 0,7).
N=P_пс*?+P_оп*?+R_1*?-R_гдmin^н	(4.37)
N=552,01*1+2840,29*1+213,76*0,8-882,60=2680,71 т
T_x=R_нс*?+Q_h*?	(4.38)
T_x=29,4*0,7+9,24*0,7=27,05 т
T_y=0	(4.39)
M_x=R_1*?*2,4+R_нс*?*5,34+Q_h*?*15,99	(4.20)
M_x=213,76*0,8*2,4+29,4*0,7*5,34+9,24*0,7*15,99=623,74 т*м
M_y=R_1*?*0,75	(4.41)
M_y=213,76*0,8*0,75=128,26 т*м
Загружение 5: собственныи? вес (? = 1), нагрузка Н-14 (? = 0,8), продольная ветровая нагрузка (? = 0,7), нагрузка от торможения (? = 0,7).
N=P_пс*?+P_оп*?+R_4*?+W_n^пр*?+W_n^оп*?+T*?-R_гдmin^н	(4.42)
N=552,01*1+2840,29*1+127,56*0,8+0,08*0,7+0,11*0,7+34,3*0,7-882,60=2635,89 т
T_x=0	(4.43)
T_y=W_n^пр*?+W_n^оп*?+T*?	(4.44)
T_y=0,08*0,7+0,11*0,7+34,3*0,7=24,14 т
M_x=R_4*?*2,4	(4.45)
M_x=127,56*0,8*2,4=244,92 т*м
M_y=W_n^пр*?*13,24+W_n^оп*?*10,07+T*?*15,99	(4.46)
M_y=0,08*0,7*15,99+0,11*0,7*10,07+34,3*0,7*13,24=319,56 т*м
Загружение 6: собственныи? вес (? = 1), нагрузка Н-14 (? = 0,8), поперечная ветровая нагрузка (? = 0,7), ледовая нагрузка (? = 0,7).
N=P_пс*?+P_оп*?+R_4*?+W_n^пр*?+W_n^оп*?+F*?-R_гдmin^н	(4.7)
N=552,01*1+2840,29*1+127,56*0,8+0,08*0,7+0,11*0,7+88,91*0,7-882,60=2674,12 т
T_x=W_n^пр*?+W_n^оп*?+F*?	(4.48)
T_x=0,08*0,7+0,11*0,7+88,91*0,7=62,37 т
T_y=F*?	(4.49)
T_y=88,91*0,7=62,24 т
M_x=R_4*?*2,4+W_n^пр*?*13,24+W_n^оп*?*10,07+F*?*5,34		(4.50)
M_x=127,56*0,8*2,4+0,08*0,7*13,24+0,11*0,7*10,07+88,91*0,7*5,34=578,78 т*м
M_y=F*?*5,34	(4.51)
M_y=88,91*0,7*5,34=332,35 т*м
Таблица 4.4. Сводная таблица усилий, возникающих от невыгодных сочетаний.
Загружение
N,т
Tx, т
Ty, т
Mx,т*м
My,т*м
1
2680,71
68,71
69,24
1516,99
460,6
2
2704,85
0
24,14
128,26
795,086
3
2743,8
62,37
62,24
462,12
742,76
4
2680,71
27,05
0
662,52
128,26
5
2635,89
0
24,14
244,92
319,56
6
2674,12
62,37
62,24
578,78
332,35

Характеристики грунтов
Таблица 4.5. Характеристика залегающих грунтов – приложение 2.
Удельный вес грунта
?_d=?_II/(1+W)	(4.52)

Относительное содержание твердых частиц 
m=?_d/?_s 	(4.53)
Пористость	
n=1-m		(4.54)
Коэффициент пористости
e=n/m		(4.55)
Удельный вес грунта при полном водонасыщении
?_sat=?_s m+?_w n		(4.56)
Удельный? вес грунта с учетом взвешивающего действия воды
?_sb=?_sat-?_w	(4.57)
Влажность при полном водонасыщении 
w_sat=(?_w*n)/(?_s*m)		(4.58)
Коэффициент водонасыщения   
S_r=W/W_sat 	(4.59)
Для глинистых грунтов
Число пластичности   
I_p=W_l-W_p	(4.60)
Показатель текучести   
I_L=(W-W_p)/(W_(l-) W_p )	(4.61)
Таблица 4.6. Дополнительные характеристики грунтов – приложение 2.
Определение несущей способности свай

	В проекте использованы сваи d=40см; r=0,2м; L=22м.
d_f=0,64 м-глубина заложения фундамента
Несущая способность сваи 

F_d=?_c*(?_cR*R*A+u?_cf ???f_i h_i ?)		(4.62)
где:
?_c  – коэффициент условии? работы сваи в грунте;
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа;
А – площадь поперечного сечения острия сваи, м2;
u – наружныи? периметр попере.......................