kabobo.ru Учебно-методический комплекс по дисциплине
страница 1 страница 2 страница 3
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО

ТРАНСПОРТА
государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

(МИИТ)
УТВЕРЖДЕНО:

Проректором по учебно-методической работе - директором РОАТ

«____»_______________20____г.

Кафедра «Здания и сооружения на транспорте»

Автор: Филиппов И.И..

Учебно-методический комплекс по дисциплине

«Проектирование мостов»

Специальность:

270201 Мосты и транспортные тоннели (ЗМТ)




Утверждено на заседании

Учебно-методической комиссии академии

Протокол № 3

« 15 » марта 2011г.




Утверждено на заседании кафедры «Здания и сооружения на транспорте»

Протокол №7

«01» февраля 2011года.

Москва 2011


Автор-составитель

Филиппов Иван Иванович, к.т.н., профессор

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Проектирование мостов» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования специальности 270201 Мосты и транспортные тоннели (ЗМТ)

Дисциплина входит в цикл дисциплин специализации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО

ТРАНСПОРТА

государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

(МИИТ)

СОГЛАСОВАНО: Выпускающая кафедра

«Здания и сооружения на транспорте »



УТВЕРЖДЕНО: Проректором по учебно-методической работе-директором РОАТ

«___»________________20____г.


Кафедра «ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ НА ТРАНСПОРТЕ»


Автор: Филиппов И.И.
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Проектирование мостов»

для студентов 6 курса специальности

270201 Мосты и транспортные тоннели (ЗМТ)




Утверждено на заседании

Учебно-методической комиссии академии

Протокол № 3

« 15» марта 2011г.




Утверждено на заседании кафедры

«Здания и сооружения на транспорте»

Протокол № 7

« 01» февраля 2011 г.




Москва 2011



1. Цель изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины является овладение студентами знаниями в области:

Изучаемые в дисциплине вопросы ориентированы на решение основных задач железнодорожного транспорта и транспортного строительства: повышение качества сооружений, техническая реконструкция транспорта, увеличение провозной и пропускной способности, обеспечение безопасной и бесперебойной работы транспорта.

Изучение дисциплины основано на использовании современных методов создания конструктивных форм мостов и труб, вычислительной техники и получивших широкое распространение за последнее время способов сооружения мостов и труб.


2. Требования к уровню освоения

содержания дисциплины
2.1. Знать и уметь использовать:

основные принципы проектирования мостов, технические условия проектирования, конструкции мостов, применяемые в современном мостостроении, основные методы расчета, типы и детали конструкций мостов из различных материалов под железную и автомобильную дороги.


2.2. Иметь опыт:

целенаправленно выбирать схему мостов в зависимости от местных условий, составлять и сравнивать по технико-экономическим показателям варианты моста, выполнять расчеты пролетных строений и опор с использованием ЭВМ, конструировать элементы и узлы мостовых конструкций.


2.3. Иметь представление:

о крупных выдающихся мостах, а также о специальных видах расчетов мостов, таких как расчеты по деформированной схеме, аэродинамические расчеты, расчеты на сейсмические воздействия.


3. Объем дисциплины и виды учебной работы


Вид учебной работы

Всего часов

Курс – V, VI

Общая трудоемкость дисциплины

420




Аудиторные занятия:

60




Лекции

20




Лабораторные занятия

28




Практические занятия

12




Самостоятельная работа:

225




Курсовой проект

45

3

Вид итогового контроля




экзамен


4. Содержание дисциплины
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий


№ п/п

Раздел дисциплины

Лекции, час

Практические занятия, час

Лабораторный практикум, час

1

Железобетонные мосты

МТ.1


МТ.2

3

3


4

2


8

4



2

Опоры мостов

МТ.1


МТ.2

-

-


2

-


4

4



3

Металлические мосты

МТ.1


МТ.2

3

3


2

2


8

4



4

Висячие и вантовые мосты

МТ.1

8

4

8



4.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Железобетонные мосты
1.1. Основные понятия и определения
Область применения железобетонных мостов и их общая характеристика. Развитие конструктивных форм и способов сооружения. Основные системы. Материалы, применяемые для железобетонных мостов. Требования к железнодорожным мостам северного исполнения [4, с. 88-93].
Вопросы для самоконтроля

  1. Каковы основные составляющие железобетона и их свойства?

  2. Для чего применяется предварительно напряженный железобетон в мостовых конструкциях?


1.2. Мосты с простыми балками
Типы плитных и ребристых балочных пролетных строений мостов под железную дорогу. Сборные пролетные строения. Пролетные строения с ездой на балласте, на поперечинах и с непосредственной укладкой рельсов на железобетонную плиту.

Пролетные строения из предварительно напряженного железобетона. Влияние различных видов технологии изготовления на конструктивные формы пролетных строений. Свайно-эстакадные мосты.

Автодорожные и городские железобетонные мосты с простыми балками. Монолитные, сборные, предварительно напряженные балки.

Унификация пролетных строений железнодорожных и автодорожных мостов и проектные меры по предупреждению дефектов. Опорные части балочных мостов.

Устройство гидроизоляции и водоотвода железобетонных мостов. Применение синтетических материалов для гидроизоляции и опорных частей [4, с. 94-122].

Вопросы для самоконтроля
1. Как армируются балки с ненапрягаемой арматурой?

2. Как армируются балки с напрягаемой арматурой?


1.3. Мосты с неразрезными и консольными балками, рамные мосты
Железнодорожные пролетные строения с неразрезными и консольными балками под железную дорогу. Рамные мосты под железную дорогу. Автодорожные и городские пролетные строения с неразрезными и консольными балками. Применение сборного и предварительно напряженного железобетона. Рамные и рамно-консольные автодорожные и городские железобетонные мосты. Расчетные схемы и их связь с конструктивными формами. Конструкции железобетонных пролетных строений на основе универсальной технологии [4, с. 129-142].

Вопросы для самоконтроля


  1. В чем преимущество неразрезных пролетных строений перед разрезными?

  2. Какова область применения рамных мостов?


1.4. Арочные мосты под железные и автомобильные дороги
Арочные мосты под железную дорогу с ездой поверху. Арочные мосты под железную дорогу с ездой понизу и посередине. Внешне безраспорные арочные пролетные строения и различные их виды.

Конструктивные особенности арочных мостов под автомобильную дорогу.

Применение сборных и предварительно напряженных конструкций в арочных мостах [4, с. 192-204].
Вопросы для самоконтроля


  1. В чем отличие работы арочных мостов от балочных на вертикальную нагрузку?

  2. Как классифицируются арочные мосты по расположению проезжей части?

  3. Как классифицируются арочные мосты по наличию шарниров?


1.5. Составление и сравнение вариантов железобетонного моста
Составление вариантов железобетонного моста: разбивка отверстия на пролеты, выбор типа конструкций пролетных строений и опор, назначение основных размеров. Технико-экономический анализ вариантов. Выбор решения. [4, с. 229-233].
Вопросы для самоконтроля


  1. Какой принцип положен в основу определения числа пролетов балочного моста?

  2. В чем состоит технико-экономическое сравнение вариантов моста?


1.6. Основные особенности определения усилий в конструкциях железобетонных мостов
Основные положения расчета железобетонных конструкций мостов по предельным состояниям. Определение усилий в элементах для основных типов железобетонных мостов. Применение математических методов и вычислительной техники для расчета сложных систем. Учет переменной жесткости. Учет влияния длительных процессов. Расчет элементов мостовых конструкций из обычного и предварительного напряженного железобетона на прочность, выносливость, трещиностойкость и жесткость [4, с. 235-244, 302-335].
Вопросы для самоконтроля
1. Какие предпосылки положены в основу при определении внутренних усилий в железобетонных мостах?

2. Как учитывается пространственный характер пролетных строений в автодорожных мостах?


Раздел 2. Опоры мостов
2.1. Виды опор
Опоры балочных мостов. Типы концевых и промежуточных опор. Опоры монолитные, из массивных бетонных и пустотелых железобетонных блоков. Сборные железобетонные опоры. Особенности опор под пролетные строения больших пролетов и мостов распорных систем. Назначение основных размеров. Вид фундаментов опор. Опоры в условиях вечной мерзлоты. Опорные части. Расчет опор. Расчет опорных частей [4, с. 211-225]

Вопрос для самоконтроля
1. На какие воздействия производится расчет промежуточных опор мостов?

2. На какие воздействия производится расчет устоев мостов?


Раздел 3. Металлические мосты
3.1. Общая характеристика и виды металлических мостов
Общая характеристика и область применения металлических мостов. Развитие конструктивных форм, способов изготовления и монтажа металлических пролетных строений.

Современные виды металлических мостов. Марки сталей и легких сплавов, применяемые для металлических пролетных строений. Требования к стали в мостах северного исполнения. Виды соединений в мостовых конструкциях: клепанные, фрикционные на высокопрочных болтах, сварные. Характеристика соединений [5, с. 5-92].



Вопросы для самоконтроля
1. Как различаются марки сталей для мостов?

2. Как воспринимают сдвигающую нагрузку высокопрочные болты?



3.2. Балочные пролетные строения со сплошной стенкой
Пролетные строения под железную дорогу со сплошными главными балками при езде поверху и понизу с клепаными, болтовыми и сварными соединениями. Пролетные строения со сплошными главными балками и железобетонной плитой, включенной в работу главных балок. Конструктивные детали стальных мостов со сплошными балками. Устройство мостового полотна на стальных пролетных строениях с деревянными поперечинами, с ездой на балласте, с ортотропной плитой.

Стальные пролетные строения со сплошными балками под автомобильную дорогу. Балочные стальные мосты коробчатой конструкции. Устройство проезжей части мостов в виде ортотропной плиты [5, с. 13-65].


Вопросы для самоконтроля


  1. Как определяется усилие, приходящееся на высокопрочные болты, соединяющие пояс верхний пояс со стенкой?

  2. Как рассчитываются болты в стыках стенок?



3.3. Стальные пролетные строения со сквозными главными фермами
Стальные пролетные строения со сквозными главными фермами при езде понизу. Разработанные ранее принципы унификации и серийного изготовления металлических пролетных строений и их связь с современными способами изготовления и монтажа. Конструкция проезжей части.

Схемы решеток ферм. Клепаные болто-сварные пролетные строения. Конструкция элементов ферм. Связи между фермами.

Конструкция узлов и стыков. Особенности узлов с соединениями на заклепках и высокопрочных болтах. Сварные монтажные соединения. Способы повышения усталостной прочности конструкции.

Конструкция стальных пролетных строений под автомобильную дорогу со сквозными главными фермами.

Проектные меры по предупреждению появления дефектов при эксплуатации.

Приспособления для осмотра [5, с. 66-136].



Вопросы для самоконтроля
1. Как рассчитываются «рыбки» в продольных балках проезжей части?

2. Как определяется толщина накладок в узлах главных ферм?


3.4. Арочные, рамные и комбинированные системы
Характерные схемы консольных и неразрезных ферм железнодорожных и городских мостов. Конструкции неразрезных и консольных пролетных строений.

Арочные железнодорожные, автодорожные и городские мосты с ездой поверху и посередине. Арки с затяжкой. Рамные и комбинированные системы [5, с. 137-183].



Вопросы для самоконтроля


  1. В каких случаях возможно применение мостов арочной схемы?

  2. Как классифицируются арочные мосты по наличию шарниров?



3.5. Основные положения расчета стальных конструкций мостов
Основные положения расчета стальных конструкций мостов. Определение усилий в элементах для основных типов стальных мостов. Применение вычислительной техники для расчета. Расчет проезжей части. Расчет сплошных главных балок. Расчет элементов главных ферм. Расчет связей и опорных рам. Учет совместной работы главных ферм проезжей части и связей. Расчет прикрепления элементов ферм к узлам и расчет стыков. Особенности расчета сварных пролетных строений. Расчет стальных пролетных строений автодорожных и городских мостов. Расчет пролетных строений со сплошными балками, объединенных с железобетонной плитой. Основные положения расчета коробчатых балок и ортотропных плит. Вопросы устойчивости и собственных колебаний. Расчет предварительно напрягаемых элементов [5, с. 97-136).
Вопросы для самоконтроля


  1. В чем состоит метод расчета конструкций стального моста по первому предельному состоянию?

  2. В чем состоит метод расчета конструкций стального моста по второму предельному состоянию?


Раздел 4. Висячие и вантовые мосты
4.1. Висячие мосты
Основные особенности и область применения висячих мостов. Основные типы висячих мостов. Способы повышения жесткости. Конструктивные формы висячих мостов. Современные методы монтажа висячих мостов. Возможность использования висячих мостов под железную дорогу.

Составление вариантов и их технико-экономический анализ. Выбор схем, основных вариантов и типа конструкций.

Формирование и реализация алгоритмов определения усилий. Алгоритм деформационного расчета. Приближенные расчеты. Основы динамического и аэродинамического расчетов висячих мостов. Расчет пилонов висячих мостов. [5, с. 142-148].
Вопросы для самоконтроля


  1. Перечислите основные типы висячих мостов.

  2. В чем особенность деформационного расчета?


4.2. Вантовые мосты
Область применения вантовых мостов. Основные типы вантовых мостов и развитие конструктивных Вантовые мосты под железную дорогу. Экономические преимущества вантовых мостов. Перспективы развития вантовых мостов.

Составление и анализ вариантов. Выбор основных размеров, схем расположения вантов и способа их закрепления.



Формирование и реализация матричных алгоритмов расчета. Учет провисания вантов. Основные положения деформационного расчета вантовых мостов. Влияние длительных процессов на напряженное состояние железобетонных балок жесткости. Расчет пилонов вантовых мостов [5, с. 149-156].
Вопросы для самоконтроля


  1. Перечислите основные типы вантовых мостов.

  2. На какие нагрузки рассчитываются пилоны?


4.3. Разводные мосты
Общие сведения о разводных мостах. Выбор способа перехода через судоходные реки в зависимости от местных условий. Основные виды разводных мостов. Поворотные, раскрывающиеся, откатно-раскрывающиеся, вертикально-подъемные разводные мосты. Конструктивные формы пролетных строений. Схемы механизмов движения. Расчет разводных мостов. Определение сопротивления движения и мощности двигателей. Применение легких сплавов в разводных мостах. Условия эксплуатации разводных мостов [5, с. 163-179].

Вопросы для самоконтроля


  1. Перечислите основные типы разводных мостов.

  2. На какие нагрузки рассчитываются пролетные строения разводных мостов?


4.3. лабораторный практикум


№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

1

4.1

Механические характеристики материалов для железобетонных мостов

2

4.2

Расчет фермы на ЭВМ

3

4.3

Механические характеристики материалов для стальных мостов

4

4.3

Расчет плитно-балочных пролетных строений НКЭ

5

4.3

Расчет пелонного узла фермы МКЭ

6

4.4

Расчет вантового пролетного строения на ЭВМ


4.4. практические занятия


№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование практических занятий

V курс

1

4.1

Составление и сравнение вариантов железобетонного моста

2

4.1

Расчет предварительно напряженной железобетонной балки

3

4.3

Расчет балок проезжей части стального моста

4

4.3

Расчет узлов сквозного пролетного строения

VI курс

5

4.4

Расчет вантового пролетного строения

6

4.4

Расчет пролетного строения разводного моста


5. самостоятельная работа
Темы для самостоятельной работы


Номер темы

Количество часов

4.1.1

10

4.1.2

20

4.1.3

10

4.1.4

20

4.1.5

20

4.1.6

20

4.2.1

10

4.3.1

10

4.3.2

20

4.3.3

10

4.3.4

30

4.3.5

20

4.4.1

25


Курсовые проекты
5.1. Проект балочного железобетонного моста

под однопутную железную дорогу
Задание выполняется с помощью ПЭВМ в диалоговом режиме по программе, состоящей из четырех частей MOSTGB21, MOSTGB22, MOSTGB23, MOSTGB24.

Задание на курсовой проект и методические указания приведены в [11; 12].


5.2. Проект моста с металлическими пролетными строениями
Задание на курсовой проект и методические указания приведены в [11; 12].
5.3. Проект вантового пролетного строения автодорожного моста большого пролета
Задание на курсовой проект и методические указания приведены в [13].

6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
6.1. Рекомендуемая литература
Основная литература

  1. Копыленко В.А. Проектирование мостового перехода на пересечении реки трассой железной дороги: учебное пособие. – М.: Маршрут, 2004.

  2. Проектирование мостов и труб. Металлические мосты: учебник. / Под ред. Козьмина Ю.Г. – М.: маршрут, 2005.

  3. Проектирование мостов. Железобетонный мост. Задание на курсовой проект № 1 с методическими указаниями для студентов V курса специальности МТ.– М.: РГОТУПС, 2007.

  4. Проектирование мостов. Стальной мост. Задание на курсовой проект № 2 с методическими указаниями для студентов V курса специальности МТ.– М.: РГОТУПС, 2006.

  5. Проектирование мостов. Задание на курсовой проект № 3 с методическими указаниями. – М.: РГОТУПС, 2003.

6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


  1. Кузьмин Л.Ю. Программа курсового проекта железобетонного моста под однопутную железную дорогу MOSTGB21 на языке Turbo Pascal для ПЭВМ.

Часть первая – варианты моста, опора, свайный фундамент.

  1. Кузьмин Л.Ю. Программа курсового проекта железобетонного моста под однопутную железную дорогу MOSTGB22 на языке Turbo Pascal для ПЭВМ.

Часть вторая – расчет плиты проезжей части, расчетные величины для главной балки.

  1. Кузьмин Л.Ю. Программа курсового проекта железобетонного моста под однопутную железную дорогу MOSTGB23на языке Turbo Pascal для ПЭВМ.

Часть третья – расчет главной балки.

  1. Кузьмин Л.Ю. Программа курсового проекта железобетонного моста под однопутную железную дорогу MOSTGB24на языке Turbo Pascal для ПЭВМ.

Часть четвертая – расчет главной балки по прогибу.

  1. Кузьмин Л.Ю. Строительная механика. Решение задач на ЭВМ. – М.: РГОТУПС, 2002.


Методические указания для студентов

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
1. Тема проекта
Железобетонный мост под однопутную железную дорогу через несудоходную реку.
2. Исходные данные
Исходные данные для разработки вариантов моста при­нимают по табл. А, а для расчета и конструирования про­летного строения и опоры ― по табл. Б. Исходные данные выписывают по вариантам, номера которых совпадают с по­следней и предпоследней цифрами учебного шифра (номера зачетной книжки) студента.

Общими для всех студентов являются следующие данные:

1) река имеет спокойное течение и устойчивое русло;

2) первая подвижка льда происходит на уровне меженных вод;

3) наивысший уровень ледохода совпадает с уровнем высоких вод;

4) железная дорога II категории пересекает реку под прямым углом;

5) мост расположен на прямом и горизонтальном участке же­лезной дороги.
3. Содержание проекта
Проект состоит из пояснительной записки, расчета и чертежей. Пояснительная записка содержит следующие главы:

1. Местные условия.

2. Варианты моста.

Расчет моста имеет следующее содержание:

Исходные данные.

1. Расчет плиты проезжей части.

2. Расчет главной балки.

3. Расчет устоя.

Объем пояснительной записки не должен превышать 12–15 с., а расчета 25–30 с. Для студентов специализации "Тоннели и метрополитены" составление главы 3 расчета необязательно. Развернутое содержание пояснительной записки и расчета при­ведено в "Методических указаниях".

Чертежи моста.

Лист № 1 - Варианты моста.

Лист № 2 - Конструкция пролетного строения.


4. Оформление проекта
Пояснительная записка и расчет должны быть написаны шариковой (перьевой) ручкой или отпечатаны на одной стороне белой бумаги формата А4 (210х297 мм). Насыщенность текста ― 23–25 строк на страницу. Поля с левой стороны составляют 25–30 мм, с остальных сторон ― 15–20 мм. Текст разделяют на главы и параграфы в соответствии с вышеприведенным планом. Изложение должно быть в безличной форме. Все заголовки ― выделены. Расстояние между заголовками и текстом должно быть равным двум межстрочным интервалам.

Расчет каждого элемента моста должен содержать выпол­ненную в масштаба расчетную схему элемента, нагрузки на него, определение усилий в сечениях элемента и проверочные расчеты. Все расчеты следует выполнять в системе единиц СИ. Буквенные обозначения величин должны соответствовать обозна­чениям, принятым в СНиП 2.05.03-84* "Мосты и трубы". В расчете приводят наименование вычисляемой величины или расчетной проверки, формулу в буквенном виде, при необходимости ― рас­шифровку входящих в формулу величин, подстановку численных значений букв в формулу и результат. При этом следует стро­го соблюдать одну и ту же размерность подставляемых величин.



Пример записи расчета.

Расчет плиты по прочности:



,

где М = 4,38 кН•м ― изгибающий момент от расчетных нагрузок в сечении плиты;



Rb = 15,5 МПа ― расчетное сопротивление осевому сжатию бетона;

b = 2,08 м ― ширина плиты;

x = 0,04 м ― высота сжатой зоны;

h0 = 0,16 м ― рабочая высота;

4,38 кН•м < 15,5•2,08 (0,16 – 0,5•0,04) = 4,51 кН•м.

Результаты вычислений записывают с точностью до 3–4 значащих цифр.

Расчет однотипных конструкций может быть произведен в таблицах, форма которых приведена в "Методических указа­ниях". При этом записывать расчет в тексте не следует.



За­прещается в пояснительной записке и расчете приводить пере­писанный текст методических указаний.

В чистовой текст расчета вносят только окончательно принятые сечения элементов и их расчетные проверки. Все промежуточные расчеты по подбору сечений в чистовой текст расчета не записывают.

Чертежи выполняют карандашом с соблюдением требова­ний ЕСКД и правил инженерно-строительного черчения на листах белой чертежной бумаги стандартных форматов с рамкой и штампом. Допускается выполнять чертежи на компьютере (например, в программе AutoCAD) с обязательной последующей их распечаткой. Листы пояснительной записки и расчета моста, а также чертежи должны быть собраны, сшиты в одну тетрадь и пронумерованы. В конце тетради помещают список использованной литературы и содержание проекта. Пояснительная записка, расчет и чертежи подписываются студентом. В соответствии с образцом на об­ложке тетради указывают название дисциплины и проекта; фамилию, инициалы и шифр студента, а также его домашний адрес, если проект пересылается по почте. За обложкой помещают чистый лист для преподавателя.
5. Исправление проекта
После получения проверенного проекта студент обязан исправить все отмеченные ошибки и выполнить указания ре­цензента. При этом запрещается менять обложку, вынимать листы, стирать или зачеркивать замечания. Отдельные не­правильные слова или числа зачеркивают и надписывают над ними правильные. Новые части текста или расчета пишут на оборотной чистой стороне предыдущего листа и указывают место вставки или замены. Новые страницы пишут на допол­нительных листах и вклеивают (вшивают) их в соответствующие места проекта. Исправления текста и расчета должны быть полны­ми. Например, если допущена ошибка в определении нагрузки, то необходимо исправить не только величину нагрузки, но и внести поправки в значения усилий и другие последующие расчеты, где имеется эта нагрузки или производные от нее величины.

Чертежи с незначительными ошибками аккуратно исправ­ляются. По требованию рецензента неправильные или небреж­но выполненные чертежи переделываются



МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО РАЗРАБОТКЕ ВАРИАНТОВ МОСТА
Оптимальное решение моста находят методом последовательных приближений путем составления и технико-экономичес­кого сравнения нескольких (в курсовом проекте ― не менее двух) вариантов, которые рекомендуется разрабатывать в следующем порядке:

- изучить заданные местные условия проектирования моста;

- выбрать тип пролетных строений и опор;

- определить число и величину пролетов варианта моста;

- составить эскиз промежуточной опоры;

- определись число и длину свай в фундаменте опоры;

- вычертить вариант моста;

- определить объем работ и стоимость варианта моста.

Составленные варианты моста сравнивают по технико-экономическим показателям и выбирают наилучший.
1. Местные условия
Перед проектированием необходимо ознакомиться с мест­ными условиями и требованиями к мосту, принятыми в соответ­ствии с шифром студента по табл. А задания, а затем составить гл. 1 "Местные условия" пояснительной записки.

В п. 1.1 "Характеристика водотока" указывают кли­матические условия района строительства, номер профиля перехода, характеристику течения воды и русла, отметки уров­ней высокой и меженной воды (УВВ и УМВ), ширину рус­ла ВР при УМВ, ширину левой ВΛ и правой ВП пойм при УВВ; наибольшую глубину воды при УВВ; среднюю глубину пойм hП при УВВ; отметки уровней высокого и низкого ледоходов (УВЛ и УНЛ); толщину льда; на­личие судоходства; величину заданного отверстия моста L0; коэффициент размыва русла реки kР.

В п. 1.2 "Геологические условия" приводят наимено­вание и физико-механические характеристики грунтов по оси моста; глубину заложения и мощность слоев грунта; расчет­ную глубину промерзания грунта. Толщину верхнего слоя грунта принимает по масштабу рис. 1, толщина нижнего слоя ― неограничена.

В п. 1.3 "Железнодорожный участок" указывают категорию железной дороги; положение дороги в плане и профиле; число путей и ширину колеи; отметку подошвы рельса ПР = УВВ + Н, где УВВ ― отметка уровня высоких вод, Н заданное возвышение подошвы рельса над УВВ, м.


2. Выбор типов пролетных строений и опор
Для малых и средних железнодорожных мостов наиболее рациональными являются балочные типовые сборные железобетонные пролетные строения ребристой конструкции, с ездой поверху, с ненапрягаемой арматурой, полной длиной до 16,5 м (типовой проект инв. № 557), и с предварительно напряженной арматурой, полной длиной от 16,5 до 27,6 м (типовой проект инв. № 556). Основные данные типовых пролетных строений приведены в прил. 1 и учебнике [1].

Для среднего поста через реку с ледоходом рациональ­ными являются промежуточные опоры сборной облегченной конструкции выше уровня высоких вод, с массивной частью в пределах колебания уровня воды и ледохода, с фундамен­тами из свай или оболочек, с высокими ростверками или без ростверков.

В качестве устоев можно принять типовые свайные, дан­ные о которых приведены в прил. 2, а также в учебнике [1].
3. Определение числа и величин пролетов моста.
Мосты на реках, при отсутствии судоходства и лесоспла­ва, могут иметь пролетные строения любой длины. Однако при наличии ледохода пролеты мостов в свету должны быть не ме­нее 10 м.

В первом варианте моста можно принять типовые балоч­ные пролетные строения полной длиной lП = 16,5÷23,6 м в зависимости от высоты моста Н=ПР–УМВ, вида и глу­бины заложения фундамента.

Требуемое количество пролетов моста с обсыпными устоями можно определить по формуле:

, (1)

где L0 ― заданное отверстие моста, м;



ПР ― отметка подошвы рельса, м;

УВВ ― отметка уров­ня высоких вод, м;

kР ― коэффициент размыва русла реки;

hПсредняя глубина высокой воды на поймах, м;

bширина промежуточной опоры по фасаду моста на УВВ которую можно принять

, м

(здесь Н0 = ПР–УМВ–hСhОЧ +1,0высота опоры, м);



hC ― строительная высота пролетных строений, м (прил. 1);

hОЧвысота опорных частей, м (прил. 3).

Полученное дробное число пролетов nТ округляют до ближайшего большего целого числа n. Если 1,1nТ n, то все пролеты моста следует принять одинаковыми, равными lП. Если 1,1nT < n, то следует рассмотреть схему моста с двумя крайними пролетами меньшей длины lК = 0,5(nТ–п +2)lП .

При округлении nТ до ближайшего меньшего числа n можно получить схему моста с одним из средних пролетов большей длины

lC = (nTn+1)lП .

Длины принятых пролетных строений должны соответство­вать типовым (см. прил. 1).

После уточнения числа и величин пролетов моста опреде­ляют расстояние между шкафными стенками устоев:

,

где lПiполная длина i-го пролетного строения, м;

0,05 ― зазор между торцами железобетонных про­летных строений, м.

Затем определяют положение середины моста на профиле перехода из условия пропорциональности частей отверстия моста, расположенных в пределах левой и правой пойм, соот­ветствующих ширинам пойм. Расстояние от середины реки по УМВ до середины моста



, (2)

где L0 ― заданное отверстие моста;



Σb ― сумма ширин всех промежуточных опор;

ВМ ― ширина реки по УМВ;

ВП и ВΛ ― ширина, соответственно, правой и левой пойм по УВВ.

Положительное значение расстояния а откладывают от середины реки по УМВ вправо, а отрицательное ― влево.

От середины моста откладывают в обе стороны по 0,5L, разбивают расстояние между шкафными стенками устоев L на принятые пролеты и проводят оси опор (рис. 2). При этом пролетные строения большей длины располагают над наиболее глубокой частью реки.
4. Составление эскиза промежуточной опоры
В курсовом проекте необходимо составить эскиз одной промежуточной опоры наибольшей высоты. На форматке миллиметровой или клетчатой бумаги вычерчивают в масштабе 1:100 две вертикальные проекции опоры (вдоль и поперек моста) и горизонтальное сечение тела опоры (рис. 3).

Составление эскиза начинают с размещения на форматке осей вертикальных проекций опоры и вычерчивания пролетных строений. На проекциях указывают уровни: ПР, УВВ(УВЛ), УМВ(УНЛ), поверхности грунта после размыва и слоев грунта. Для железобетонных пролетных строений по прил. 3 принимают размеры опорных частей: высоту hОЧ, размер ниж­ней подушки вдоль аПОЧ и аНОЧ (для подвижной и неподвиж­ной опорных частей) и поперек bОЧ моста.

Наименьший размер подферменной плиты (оголовка) вдоль моста

, (3)

где lП ― полная длина пролетного строения, м;



l ― расчетный пролет, м;

Δзазор между торцами про­летных строений, равный 0,05 м для железобетонных и 0,1 м для металлических пролетных строений;



с1расстояние от нижней подушки опорной части до грани площадки, равное 0,15 ÷ 0,2 м;

с2 ― расстояние от площадки до грани подферменной плиты, равное при пролетах до 30 м ― 0,15 м, а свыше 30 м ― 0,25 м.

Наименьший размер подферменной плиты (оголовка) по­перек оси моста



, (4)

где В ― расстояние между осями главных балок или ферм, м;



bОЧразмер поперек моста нижней подушки опор­ной части, м;

с1 ― расстояние от нижней подушки опорной части до грани площадки, равное 0,15 ÷ 0,20 м;

с3расстояние от площадки до грани подфермен­ной плиты, принимаемое равным при плоских и тангенциальных опорных частях 0,3 м, а при секторных и катковых 0,5 м.

Для закругленной или многоугольной в плане подферменной плиты наименьшее расстояние от угла подферменной пло­щадки до ближайшей грани плиты принимают таким же, как и размер с2 вдоль моста. Центр полуокружности, описываю­щий контур верховой или низовой части плиты, располагают на краю подферменной площадки. Толщину подферменной пли­ты принимают 0,4 ÷ 0,6 м при опирании всей плоскостью, а при опирании на столбы ― 0,8 ÷ 1,2 м.

Тело опоры от низа подферменной плиты до отметки не менее чем на 0,5 м выше УВЛ может быть в виде прямоугольного или круглого в плане бетонного или железо­бетонного сплошного, а при большой высоте ― пустотелого столба (или нескольких столбов) с вертикальными гранями, размеры которых в плане принимают меньше размеров подферменной плиты на 0,2 м.

Нижележащая часть тела опоры до обреза фундамента должна иметь вертикальные грани и закругления или заост­рения в плане верховой и низовой сторон. В зависимости от интенсивности ледохода угол заострения ледорезной грани в плане принимают в пределах 90 ÷ 120°. Эта часть тела опоры выполняется массивной бетонной.

Телу опоры высотой более 4 м, считая от обреза фун­дамента, можно придавать ступенчатую форму по фасаду мос­та, совмещая одну из ступеней с ледорезной частью. Во всех случаях нужно, чтобы размер любого сечения бетонной опоры был не менее (0,48–0,02Н)Н, где Н ― рассто­яние от сечения до верха опоры.

При небольшом возвышении опоры над уровнем высокой воды верхнюю часть тела опоры можно выполнить одинаковой формы с нижней.


5. Определение числа и длины свай в фундаменте опоры
Для промежуточных опор в заданных грунтовых условиях можно принять фундаменты с высокими или низкими ростверками на висячих железобетонных сваях или оболочках. Забивные цельные сваи квадратного сечения имеют размеры 35х35 или 40х40 см; секционные полые круглые ― диаметр 40, 50, 60, 80 см и толщину стенки 8÷10 см. Длина цельных свай бы­вает до 16÷20 м; длина секций ― 4÷12 м. Головы свай за­делывают в прямоугольный или обтекаемый в плане ростверк толщиной 1,5÷2 м с размерами, как правило, не менее чем на 0,5 м превышающими размеры нижней части тела опоры. Сваи заделывают в ростверк на длину не менее чем две тол­щины ствола сваи, а сваи толщиной более 0,6 м ― не менее чем на 1,2 м.

Обрез фундамента (верх ростверка) в меженном русле располагают ниже УНЛ на толщину льда плюс 0,25 м, а на поймах ― на 0,25 м ниже поверхности грунта после размыва. Подошву фундамента (низ высокого ростверка) в меженном русле располагают на любом уровне.

Верх низкого ростверка в меженном русле, а также верх ростверка на поймах должны располагаться не выше отметки грунта дна после размыва минус 0,25 м.

Подошву ростверка на поймах располагают в крупных и средних песчаных грунтах на любом уровне, а в глинистых, суглинистых, мелких и пылеватых песчаных грунтах ― не менее чем на 0,25 м ниже глубины промерзания.

В курсовом проекте необходимо приближенно определить число и длину свай в фундаменте промежуточной опоры из расчета на вертикальные нагрузки на свайный ростверк, которые складываются из собственного веса частей опоры, давлений от веса пролетных строений и мостового полотна и временной подвижной вертикальной нагрузки. Собственным весом забивных свай, как правило, можно пренебречь.

Для определения веса опоры ее разделяют на части простой геометрической формы: подферменную плиту ― 1, тело опоры выше УВВ ― 2, ледорезную часть опоры ― 3, ростверк ― 4 (см. рис. 3).

Нормативная нагрузка от веса частей опоры:

,

где γi нормативный объемный вес: бетона γБЕТ = 23,5 кН/м3 (2,4 тс/м3), железобетона γЖБ = 24,5 кН/м3 (2,5 тс/м3);



Vi ― объем i-й части опоры, м3.

Нормативная нагрузка на опору:



от веса конструкций двух одинаковых пролетных строений, кН

,

где VЖБ ― объем железобетона пролетного строения;



РПСмасса металла для стальных и сталежелезобетонных пролетных строений, т;

РОЧ ― масса комплекта опорных частей, т;

от веса мостового полотна на балласте, кН

,

где γБ = 19,4 кН/м3 (2 тс/м3) ― объемный вес балласта с час­тями верхнего строения пути;



АБ = 2 м2 ― площадь сечения балластной призмы;

от веса мостового полотна на деревянных поперечинах, кН

,

где рМ,п = 8,8 кН/м (0,9 тс/м) ― вес 1-го погонного метра мос­тового полотна;



lПполная длина пролетного строения, м;

от веса тротуаров c консолями и перилами, кН

,

где рТ = 4,9 кН/м (0,5 тс/м) ― вес I погонного метра двух тротуаров с консолями и пе­рилами;



lПполная длина пролетного строения, м.

Нормативное давление на опору от подвижного состава,

расположенного на двух пролетах:

,

где ν ― интенсивность эквивалентной временной подвижной нагрузки, расположенной на двух пролетах, которую определяют по прил. 4, при длине загружения и коэф­фициенте α = 0,5;



― площадь линии влияния опорной реакции.

Здесь обозначено: l ― расчетный пролет ; с ― рас­стояние между осями опорных частей на опоре (см. рис. 3).

Расчетная вертикальная нагрузка на фундамент:

,

где γf ― коэффициент надежности по нагрузке (табл. 5.1, прил.5);



Ni и NB ― нормативные усилия, соответственно, от постоянной и временной нагрузок.

Требуемое количество свай (оболочек) в опоре:



,

где kГ =1,2÷1,4 ― коэффициент учета влияния гори­зонтальных нагрузок;



kНкоэффициент надежности, принимаемый равным:

при числе свай 21 и более ― 1,4; от 11 до 20 ― 1,55; от 6 до 10 ― 1,65; до 5 ― 1,75;



Fd ― расчетная несущая способность одной сваи по грунту, определяемая по СНиП 2.02.03–85 (прил. 6), для двух – трех величин (через 3 – 6 м) заглубления сваи, принимаемой, как правило, не меньше чем на 8 – 9 м погруженной в нижний слой грунта.

Несущая способ­ность сваи по грунту должна быть близкой, но не превышать несущей способности сваи по условию прочности материала, приведенной в табл. 1.

Таблица 1

Ориентировочная несущая способность одной сваи (оболочки)

по условию прочности материала

Сечение или диаметр сваи, м

0,35х0,35

0,40x0,40

d = 0,40

d = 0,50

d = 0,60

d = 0,80

Несущая способность, тс

80÷100

100÷120

100÷120

120÷150

150÷200

200÷300

Диаметр оболочки, м

1,0

1,2

1,6

2,0

3,0

5,0

Несущая способность, тс

300÷400

400÷500

600÷800

1000÷

1200


1500÷

2000


4000÷

5000

Полученное число свай размещают на плане ростверка, раз­меры которого могут быть соответственно скорректированы. Наимень­шие расстояния между осями вертикальных забивных свай равны трем, диаметрам или толщинам свай. Наименьшие расстояния в свету между сваями-оболочками принимают 1 м. Наименьшее расстояние от края ростверка до грани сваи равно 0,25 м, а до грани сваи-оболочки ― 0,1 м.
6. Вычерчивание вариантов моста
Поперечный профиль реки в масштабе 1 : 200 вычерчивают с указанием линии дна после размыва, геологического строения и линии подошвы рельса (ПР). В пределах пойм при пучинных грунтах (глинистых, суглинистых, супесчаных, а также мелких или пылеватых песчаных) показывают также линии расчетной глу­бины промерзания. Глубину реки после размыва для всех точек перелома профиля вычисляют по формуле:

,

где kP ― коэффициент размыва русла;



hBглубина воды при УВВ.

Пролетные строения изображают в виде прямоугольников высотой, равной строительной высоте минус 0,2 м, и длиной, рав­ной их полной длине. Между торцами пролетных строений показы­вают зазор 0,05 м.

В зависимости от высоты насыпи у концов моста и ве­личины крайних пролетов подбирают по прил. 2 устои, которые изображают на чертеже. Откос конуса насыпи с уклоном 1:1,5 должен проходить ниже подферменной площадки ус­тоя не менее чем на 0,6 м. Бровку насыпи располагают ниже подошвы рельса на 0,9 м.

На фасаде моста указывают длину моста (расстояние между задними граням устоев), длины пролетных строений и величины зазоров между ними; возвышение низа конструк­ции пролетных строений над УВВ (не менее 0,75 м); отмет­ки уровней воды и ледохода, подошвы рельса (ПР), бровки насыпи (БН), низа конструкции пролетного строения (НК), верха опоры (ВО), обреза и подошвы фундамента (ОФ и ПФ); номера опор, начиная с левого берега (рис. 4).

В масштабе 1:100 ÷ 1:200 вычерчивают: поперечный разрез моста, на котором показывают сечение пролетного строения и вид на промежуточную опору; горизонтальное се­чение тела опоры; план свай.

На поперечном разрезе указывают строительную высоту пролетного строения, расстояние между осями главных ба­лок, внешними гранями наружных бортиков балластного ко­рыта, ширину тротуаров, высоты частей опоры. На сечении тела опоры показывает его размеры, а на плане свай ― расстояния между сваями и размеры ростверка. Над чертежом надписывают номер варианта и измеренное непосредствен­но по чертежу отверстие моста, которое не должно быть меньше заданного и не более чем на 10 % отличаться от него в большую сторону.


7. Определение объемов работ и стоимости моста
Объемы бетона и железобетона пролетных строений к устоев принимают по прил. 1 и 2. Объемы промежуточных опор и фундаментов определяют по запроектированным раз­мерам. Номенклатуру и единичную стоимость работ принимают в соответствии с перечнем работ, приведенным в прил. 7, и составленным проектом. При определении объема работ по устройству шпунтового ограждения считают, что размеры ограждения в плане не менее чем на 1 м превышают разме­ры фундамента. Деревянный шпунт применяют при глубине воды, считая от меженного уровня, или при глубине котло­вана на пойме до 3 м. При большей глубине воды или кот­лована применяют металлический шпунт. Глубину погружения шпунта в грунт ниже дна реки или котлована принимает 2 ÷ 3 м. Возвышение шпунтового ограждения над УМВ ―

1 м. Стоимость моста определяют по нижеприведенной форме (табл. 2). При этом части моста объединяется по группам однородных конструкций: 1 ― устои, 2 ― промежуточные опоры, 3 ― пролетные строения. В группах могут быть подгруппы, объединяющие конструкции одинаковых типоразмеров. Суммирование стоимости производится по группам конструк­ций и по мосту в целом.

Таблица 2

Объем работ и стоимость моста по варианту № …



Наименование работ

Объем работ

Стоимость, руб.

измеритель

количество

единичная

общая

1. Устои 2 шт.

Изготовление и забивка железобетонных свай 0,4х0,4х10,0х12х2


м3


38,4



140



5376







Стоимость устоев:

2. Промежуточные опоры

… шт.











Стоимость промежуточных опор:

3. Пролетные строения … шт.














Стоимость пролетных строений

СТОИМОСТЬ МОСТА:
8. Проектирование последующих вариантов
Ориентировочным критерием, определяющим экономичность моста, является приблизительное равенство стоимостей промежуточной опоры и примыкающего к ней пролетного строения (без стоимости мостового полотна). Если для первого вари­анта окажется, что стоимость промежуточной опоры больше стоимости пролетного строения, то во втором варианте сле­дует увеличить пролеты моста, т.е. уменьшить число опор. В противном случае во втором варианте следует уменьшить пролеты моста. Если полная стоимость второго варианта моста с увеличенными (уменьшенными) по сравнению с пер­вым вариантом пролетами оказалась больше стоимости перво­го, то для третьего варианта следует применять уменьшенные (увеличенные) по сравнению с первым пролеты. В противном случае ― следует для третьего варианта увеличить (умень­шить) пролеты по сравнению со вторым вариантом моста.

Последующие варианты моста разрабатывают в соответ­ствии с п. 3 – 7 настоящих методических указаний.


9. Технико-экономическое сравнение вариантов моста
Показатели вариантов моста выписывают в табличной форме

(табл. 3).

Коэффициент сборности моста равен частному от деления стоимости сборных конструкций в деле на полную стоимость моста. К полностью сборным конструкциям относятся железобе­тонные и металлические пролетные строения, сборные части промежуточных опор и сваи. Для массивного тела сборно-монолитных опор коэффициент сборности можно принять равным 0,5.

Основным экономическим показателем для оценки и вы­бора наилучшего варианта моста является его стоимость.

Важными технико-экономическими показателями являются также расход бетона и железобетона на строительство моста, коэффициент сборности и другие данные, например количест­во опор и свай моста, величина блоков и т.п., влияющие на трудоемкость и продолжительность строительства, а также на эксплуатационные качества моста.

Рекомендуемый вариант моста должен иметь минимальную стоимость, наименьшую трудоемкость и продолжительность постройки, а также наилучшие эксплуатационные качества.


Таблица 3

Технико-экономические показатели



Наименование показателей

Единица измерения

Количество по вариантам

№ 1

№ 2

№ 3

Стоимость моста:

полная


1 погонный метр

руб.


руб.










Объем бетона и железобетона:

сборного


монолитного

всего


на 1 погонный метр

м3

м3

м3

м3











Масса металлоконструкций пролетных строений и опорных частей:

полная


на 1 погонный метр

т

т












Коэффициент сборности моста














10. Составление главы 2 пояснительной записки
В п. 2.1. "Вариант №1" и в п. 2.2. "Вариант №2" пояснительной записки для каждого варианта моста указывают количество и длину пролетных строений, например: 9,3 + 4х13,5 + 9,3 , означающее, что мост имеет 6 про­летов, из которых крайние длиной 9,3 м, а четыре средних ― по 13,5 м. Приводят расчеты по определении величины и ко­личества пролетов, а также длины и числа свай в промежу­точной опоре. Указывают тип пролетных строений и опор. Подсчет объемов работ и стоимости вариантов моста сводят в таблицу.

В п. 2.3. "Технико-экономическое сравнение вариантов моста" приводят таблицу технико-экономических показателей и обоснование выбора наилучшего варианта моста.



страница 1 страница 2 страница 3
скачать файл

Смотрите также:
Учебно-методический комплекс по дисциплине
1038.43kb. 3 стр.

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Типология сми»
429.14kb. 2 стр.

Учебно-методический комплекс по дисциплине иностранный язык (немецкий)
102.75kb. 1 стр.

© kabobo.ru, 2017