СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 6

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНО – КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И СУЩЕСТВУЮЩЕГО МОСТА 7

1.1 Характеристики существующего моста 7

1.2 Климатические условия района 7

1.2.1 Температурный режим 8

1.2.2 Ветровой режим 8

1.2.3 Влажность воздуха, осадки 9

1.3 Рельеф 9

1.4 Растительность почвы 10

1.5 Геологические условия 10

1.6 Гидрогеологические условия 13

1.7 Гидрологические условия 14

1.8 Определение отверстия существующего моста 17

2. РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ МОСТА И ИХ ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ 19

2.1 Общая концепция составления вариантов 19

2.2 Разработка первого варианта 19

2.2.1 Выбор схемы моста 19

2.2.2 Определение проектных отметок 20

2.2.3 Определение фактического отверстия моста 20

2.2.4 Эскизный расчёт опоры 21

2.2.5 Технико-экономические показатели варианта моста №1 21

2.3 Разработка второго варианта 23

2.3.1 Выбор схемы моста 23

2.3.2 Определение проектных отметок 24

2.3.3 Определение фактического отверстия моста 24

2.3.4 Эскизный расчёт опоры 25

2.3.5 Технико-экономические показатели варианта моста №2 25

2.4 Разработка третьего варианта 27

2.4.1 Выбор схемы моста 27

2.4.2 Определение проектных отметок 28

2.4.3 Определение фактического отверстия моста 28

2.4.4 Эскизный расчёт опоры 29

2.4.5 Технико-экономические показатели варианта моста №3 29

2.5 Разработка четвертого варианта 31

2.5.1 Выбор схемы моста 31

2.5.2 Определение проектных отметок 32

2.5.3 Определение фактического отверстия моста 32

2.5.4 Эскизный расчёт опоры 33

2.5.5 Технико-экономические показатели варианта моста №4 33

2.6 Разработка пятого варианта 35

2.6.1 Выбор схемы моста 35

2.6.2 Определение проектных отметок 35

2.6.3 Определение фактического отверстия моста 36

2.6.4 Эскизный расчёт опоры 36

2.6.5 Технико-экономические показатели варианта моста №5 36

2.7 Разработка шестого варианта 38

2.7.1 Выбор схемы моста 38

2.7.2 Определение проектных отметок 39

2.7.3 Определение фактического отверстия моста 39

2.7.4 Эскизный расчёт опоры 40

2.7.5 Технико-экономические показатели варианта моста №6 40

2.8 Разработка седьмого варианта 42

2.8.1 Выбор схемы моста 42

2.8.2 Определение проектных отметок 43

2.8.3 Определение фактического отверстия моста 43

2.8.4 Эскизный расчёт опоры 44

2.8.5 Технико-экономические показатели варианта моста №7 44

2.8 Технико-экономическое сравнение вариантов моста 46

3. РАСЧЕТЫ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МОСТА 48

3.1. Конструирование температурно-неразрезного пролетного строения 48

3.2 Расчет промежуточной опоры моста 49

3.3 Расчет устоя моста 50

4. РАЗРАБОТКА ВОПРОСОВ ОРГАНИЗАЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА 51

4.1 Технология сооружения пролетных строений 51

4.1.1 Расчет траверсы 52

4.2 Технология сооружения опор моста 59

4.3 Организация строительной площадки 65

4.3.1 Расчет бетонного узла 66

4.4 Разработка графика строительства моста 67

5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 68

5.1 Анализ объекта исследования с точки зрения безопасности 68

5.1.1 Шумовое воздействие на окружающую среду 68

5.1.2 Характеристика источников шума на объекте 69

5.1.3 Мероприятия по защите от шумовых воздействий 69

5.2 Техника безопасности при бетонных работах 70

5.3 Оценка вероятностных видов антропогенного воздействия в области обращения с отходами 76

5.4 Мероприятия, обеспечивающие рациональное использование и охрану водных объектов, а также сохранение водных биологических ресурсов 78

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 81

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 82

ПРИЛОЖЕНИЕ А 83

ПРИЛОЖЕНИЕ Б 102

ПРИЛОЖЕНИЕ В 104

ПРИЛОЖЕНИЕ Г 123

ПРИЛОЖЕНИЕ Д 125

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж 127

ПРИЛОЖЕНИЕ И 129

ПЕРЕЧЕНЬ ЧЕРТЕЖЕЙ 130

ВВЕДЕНИЕ

Искусственные сооружения — наиболее сложная часть железных и автомобильных дорог. Их выполняют двух видов: возводимые над поверхностью земли мосты различного типа и водопропускные трубы, устраиваемые через водотоки и другие препятствия; тоннели, сооружаемые под поверхностью земли на пересечении дорогой гор, высоких холмов и при проложении в больших городах линий метрополитенов.

К искусственным сооружениям относят мосты, трубы, тоннели, виадуки, эстакады, пешеходные мосты, подпорные стенки, регуляционные сооружения, дюкеры, галереи, селеспуски, лотки, быстротоки, фильтрующие насыпи, причалы паромных переправ. Более 90% всех искусственных сооружений составляют мосты и трубы.

Конструкции искусственных сооружений очень сложные и дорогие; замена их представляет большие трудности и поэтому их рассчитывают на длительный срок службы. Неудивительно, что эксплуатируемые искусственные сооружения, возводившиеся в различное время по различным проектам и техническим требованиям, отличаются большим разнообразием не только назначений, но и систем, типов конструкций, рода материалов и несущей способности. Все это значительно осложняет их эксплуатацию, ремонт и повседневное текущее содержание.

В дипломном проекте необходимо запроектировать автодорожный мост через несудоходную реку на участке Невельск – Томари – аэропорт Шахтерск.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНО – КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И СУЩЕСТВУЮЩЕГО МОСТА

1.1 Характеристики существующего моста

В соответствии с заданием на дипломный проект необходимо произвести реконструкцию существующего автодорожного моста через несудоходную реку на участке Невельск – Томари – аэропорт Шахтерск всвязи с аварийным состоянием.

Схема существующего моста через р.Новоенисейская, построенного в 1990 г., 4х18,0 м, полная длина 76,94 м, габарит Г-10,05+2х1,0 м. Существующий мост запроектирован и построен под параметры автомобильной дороги III технической категории.

Пролетные строения моста сборные железобетонные из ребристых балок без диафрагм по типовому проекту серии 3.503-14 вып.5 инв.№710/5 СДП. В поперечном сечении пролетных строений 7 балок с расстоянием в осях 165-170 см.

Береговые опоры железобетонные столбчатые козлового типа со стойками сечением 0,35х0,35 м, объединенными сборными железобетонными блоками ригеля. Фундаменты береговых опор выполнены из 6-ти буроопускных столбов диаметром 0,8 м длиной 12,0 м.

Промежуточные опоры состоят из 4 сборных железобетонных столбов диаметром 0,8 м, установленных в металлической оболочке диаметром 0,9 м и объединенным железобетонными диафрагмами. Ригели и шкафные стенки опор выполнены из сборного железобетона.

1.2 Климатические условия района

Участок автодороги Невельск – Томари - аэропорт Шахтерск находится в Томаринском районе Сахалинской области, относится ко II-ой дорожно-климатической зоне, зоне лесов и избыточного увлажнения. Ливневой район – VII. Район изысканий располагается вдоль морского побережья севернее перешейка Поясок 12-28 км к северу от ГМС «Ильинский».

Остров находится в сфере действия муссона умеренных широт. Муссонная циркуляция воздушных масс определяет положение основных барических образований в течение года. В холодное время года над северной частью Тихого океана и Охотским морем образуется область пониженного давления – Алеутский минимум. Над материком формируется мощный Сибирский антициклон. Такое расположение барических систем обусловливает над Сахалином северо-западный перенос (зимний муссон), который приносит на территорию холодный континентальный воздух и вызывает суровую, с частыми метелями зиму.

По мере приближения теплого периода происходит перестройка барических формирований. Вследствие неравномерного прогрева суши и моря, над материком образуется область пониженного давления, а над Охотским морем наблюдается область повышенного давления – Тихоокеанский максимум. Преобладающими становятся ветры юго-восточных направлений – наступает летний муссон, с которым связано прохладное и дождливое лето. В течение года над Сахалином проходят, в среднем, около ста циклонов, вызывающих усиление ветра, пасмурную, с осадками погоду, а в конце лета и начале осени наблюдаются выходы тайфунов, сопровождающихся штормовыми ветрами и сильными дождями. Описание климата приведено по метеостанции «Ильинский».

1.2.1 Температурный режим

В году самый холодный месяц – январь, наиболее теплый – август (таблица 1.1.).

Таблица 1.1 - Средняя месячная и годовая температура воздуха, ⁰С

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XI	Год
--11,8	--10,6	--5,2	11,3	55,7	110,1	114,5	116,6	113,5	77,0	--1,3	--8,0	22,6

В зимний период температура может опускаться до минус 34⁰С (абсолютный минимум), а летом повышаться до 29⁰С (абсолютный максимум). Переход среднесуточной температуры воздуха через 0⁰С весной осуществляется 8 апреля, осенью – 9 ноября, продолжительность безморозного периода составляет 142 дня. Абсолютный максимум температуры поверхности почвы (суглинистой) составляет 50⁰С, минимум - минус 36⁰С.

В среднем почвы промерзают на глубину до 50 см, наибольшая глубина промерзания составляет 75 см. Нормативная глубина сезонного промерзания суглинков и глин составляет 140 см; супесей, песков мелких и пылеватых 170 см; крупнообломочных грунтов 207 см.

1.2.2 Ветровой режим

Для ветрового режима характерна сезонная смена направления. В зимний период преобладают ветры северного, летом – юго-восточного и юго-западного направлений. Преобладающие по направлению ветры характеризуются и наибольшей скоростью. Четко выражен годовой ход скорости ветра. Наиболее ветрены ноябрь и декабрь, средняя скорость ветра за три наиболее холодных месяца составляет 5,4 м/с.

1.2.3 Влажность воздуха, осадки

Муссонный климат обусловливает большую влажность воздуха, пасмурную погоду и большое количество осадков. Летом наступает годовой максимум относительной влажности воздуха, в июле ее среднемесячные значения достигают 89%.

Осадки в течение года распределяются неравномерно, наибольшее их количество наблюдается в конце лета и начале осени. С апреля по октябрь выпадает около 500 мм осадков при годовой сумме 800-830 мм, максимальное их количество приходится на сентябрь.

В теплое время года в данном районе выпадает в 1,5 раза больше осадков, чем за холодный период, средняя продолжительность залегания снежного покрова составляет 5-6 месяцев.

Максимальной высоты снежный покров на этом участке западного побережья достигает в декабре или феврале-марте, когда отмечаются сильные метели. Наибольшая декадная высота снега на открытом месте на станции Ильинский 61 см. Однако эта высота не отражает полной картины распределения снежного покрова на протяжении всего участка дороги. Высота снежного покрова 5% ВП с учетом надувов и активного снегопереноса составляет 125 см.

1.3 Рельеф

Трасса автодороги на участке км 181-197 проходит с юга на север, вдоль берега Татарского пролива на расстоянии 150-500 м от моря.

В геоморфологическом отношении 2 пусковой участок автодороги приурочен к разноуровневым морским террасам в пределах абразионно-аккумулятивного рельефа и денудационным участкам подножий склонов Приморской цепи Западно-Сахалинских гор. Трассой пересекается 2 реки: Новоенисейская, Бутон. Долины рек вложены в морскую террасу и представлены эрозионно-аккумулятивным рельефом.

Абсолютные отметки на участке трассы км 188-км 197 колеблются от 7 м в долине реки Новоенисейская до 45-50 м в пределах основной трассы (ПК 143-153) (по отметкам дорожного полотна).

Пересекаемый автомобильной дорогой участок расчленен короткими, глубокими долинами ручьев овражного типа. С правой от оси дороги стороны долины ручьев неглубокие, задернованные; слева глубокие V-образные.

1.4 Растительность почвы

Почвы в притрассовой полосе автодороги представлены, в основном, буротаежными, оглеенными разностями, мощностью 0,1-0,2 м. По долинам рек морские суглинисто-песчаные. Лесная растительность по участку автодороги практически отсутствует. Притрассовая полоса занята лугами с травянистой и кустарниковой растительностью, локально осокой и влаголюбивой растительностью. На участках примыкания к склонам встречен смешанный и хвойный лес.

1.5 Геологические условия

Русло реки Новоенисейская пересекается трассой автомобильной дороги в устьевой части. Долина на участке пересечения широкая, корытообразная, ингрессионного типа, врезана в скульптурную морскую террасу высотой около 10 м. Берега на участке перехода реки низкие, песчаные. Ниже моста проявлены эоловые формы рельефа морского побережья (дюны), частично заросшие шиповником. Выше моста слабо заболочено, проявлена влаголюбивая растительность. Русло шириной до 30 м, песчаное.

Ниже моста по течению сохраняется насыпь автомобильной дороги и опоры моста японской постройки. Выше моста устроен деревянный объездной мост.

По данным бурения 3-х скважин глубиной 19,0-26,0 м (№№ 39-40, 39а) в геологическом строении принимают участие техногенные насыпные грунты земляного полотна подходов к мосту, аллювиально-морские глинистые образования, залегающие на кровле элювия неогеновых отложений.

Дорожное покрытие на участке моста асфальтовое, мощность 0,08 м (ИГЭ 17).

Земляное полотно неоднородное и представлено тремя слоями (сверху вниз): ИГЭ 1 – щебенистый с суглинком тяжелым полутвердым (верхний слой мощностью 1,5-2,5 м); ИГЭ 2 - суглинок легкий, пылеватый, полутвердый, со щебнем и дресвой (в отсыпке правого берега мощностью 3,5 м); ИГЭ 4 - суглинок тяжелый, пылеватый, мягкопластичный, с гравием и с примесью органических веществ (в отсыпке левого берега мощностью 2,5 м). Суммарная мощность отсыпки 5,0 м.