ПЗ ПРОЕКТ (Проект моста через р. Амгунь на 3621 км ПК 6 на участке Новый Ургал - Комсомольск- на-Амуре ДВ ж.д), страница 3

В районе участка реконструируемого моста на реке Амгунь русловые деформации проходят по типу горной пойменной многорукавности. Непосредственно на участке русло прижимается к правому склону долины местами образуя скальные прижимы. Деформации в створе моста выражаются в перемещении русловых мезоформ (осерёдков и побочней) и периодическом уменьшении отметок дна по всему подмостовому сечению.

При строительстве железнодорожного и автодорожного мостов через реку Амгунь на рассматриваемом участке насыпями подходов перекрыты левобережные протоки, регуляционными сооружениями пойменный сток направлен в русло. Регуляционные сооружения общие для обоих мостов, ограничивают плановые деформации на участке переходов.

2. Разработка вариантов моста и их технико-экономическое сравнение.

2.1 Разработка вариантов моста

Исходными данными послужили материалы изысканий и расчетов гидрологических характеристик.

Основные отметки:

Горизонт высоких вод – 154,84;

Горизонт меженных вод – 152,88;

Горизонт высокого ледохода – 154,09;

Горизонт первой подвижки льда – 152,88;

Отверстие моста – 341,50 м;

Подошва рельса – 160,44;

Коэффициент размыва русла реки – 1,3;

2.1.1 Вариант №1

В первом варианте по заданным условиям, для перекрытия руслового пролета приняты типовые металлические железнодорожные пролетные строения полная длина 111,14 м с ездой на бмп, типовой проект конструкций №3.501.2-139 «Пролетные строения для железнодорожных мостов с ездой понизу, пролетами 33 -110 м металлические со сварными элементами замкнутого сечения и монтажными соединениями на высокопрочных болтах, в обычном и северном исполнении».

Крайние пролетные строения имеют полную длину 18,8 м, инвентарный номер 2210 «Металлические балочные сварные пролетные строения с ездой поверху на балласте расчетными пролетами до 33.6м. для железнодорожных мостов( в северном исполнении)».

Схема моста: 18,8 м+111,14х4+18,8 м.

Параметры пролетных строений приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Параметры пролетных строений

Промежуточные опоры приняты сборно-монолитные обтекаемой формой без заострения (т.к на реке отсутствует ледоход) с фундаментами на буронабивных столбах диаметром 1,5 м, бетонируемых под водой методом ВПТ, по типовому проекту серии 3.501.1-150.0-4 "Опоры унифицированные железнодорожных мостов с применением изделий заводского изготовления" выпуски 0-4. Ростверк имеет размеры 5,207х12м. Железобетонные столбы диаметром 1.5 м располагаются в два ряда, по пять столбов в ряду. Расстояние между осями столбов вдоль оси моста - 2,5м, поперек оси моста - 3,5м.

Устои сборно-монолитные с фундаментами на буронабивных столбах диаметром 1.5 м, бетонируемых под водой методом ВПТ, при разработке сборно-монолитного устоя применялся типовой проект инв. №828/1 "Типовой проект опор железнодорожных мостов под пролетные строения длиной 16.5-34.2м 3.501.-79 часть I. Устои".

Во всех опорах фундамент заглублен в несущий слой (крупнообломочный галечниковый) на 0.3 м.

Во всех вариантах моста запроектирована струенаправляющая дамба, для обеспечения равномерного подвода пойменных вод в отверстие моста и регулирования подмостового потока.

Так же для всех вариантов моста назначается подвижная и неподвижная катковая опорная по типовому проекту серия 3.501-35 «Литые опорные части под металлические пролетные строения железнодорожных мостов».

Расчет отверстия моста считается по формуле:

, (2.1)

где – фактическое отверстие моста, м;

– количество пролетов, зазоров и опор соответственно;

– полная длина пролета, м;

– зазор между пролетными строениями и устоями;

– ширина опоры в уровне ,м;

– подошва рельса;

– уровень высоких вод;

– строительная высота на опоре,м.

Проверяем условие:

где – заданное отверстие моста.

Условие выполняется.

Вариант №1 приведен на Листе №1.

2.1.2 Проверка основания фундамента опоры на прочность для 1-ого варианта

Несущая способность грунтового основания для первого варианта проверяется по формуле [2]:

( )+ , (2.3)

где - расчетная вертикальная нагрузка в уровне подошвы плиты ростверка, определяется по формуле (тс);

, (2.4)

– коэффициент, учитывающий действие изгибающего момента в уровне подошвы фундамента, для промежуточных опор принимается равным 1,2;

-объем фундамента, ;

V_ф ;

- удельный вес бетона, принимаемый 2,45 т/ ;

-количество принятых свай в ростверке, n_c = 10 шт;

-коэффициент надежности, γ_k = 1.1;

- расчетная вертикальная нагрузка в уровне обреза фундамента от комбинации нагрузок, действующих на опору, определяется по формуле:

= , (2.5)

= * , (2.6)

где - объем промежуточной опоры, ;

V_оп ;

- удельный вес опоры, принимаемый равным 2,45 т/ ;

Тогда G_оп = 325,8∙2,45 = 798,21 т.

- вес пролетных строений, приходящийся на данную опору, принимается равным 497 т;

- нагрузка от подвижного состава С14 принимается равной 137,3 кН/м;

G_c - вес сваи, определяемый по формуле

= ( , (2.7)

где d-диаметр сваи, равный 1,5 м;

-высота сваи, равная 15,5 м.

= (

= =12843,3 кН/м.

=1,2*(12843,3+1,1*121,84*2,45) =13171,6 кН/м.

- сжимающая нагрузка по грунту определяется по формуле [3]:

= *( ), (2.8)

- коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

-коэффициент условий работы грунта под нижним концом свай, принимаемый равным 1;

- расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, оболочки или столба, принимаемый равным 980кН/м²;

A - площадь опирания на грунт сваи, м²

А ² м²;

- наружный периметр поперечного сечения ствола сваи, м, принимаемый равным 4,71 м;

- коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, принимаемый равным 0,7;

- толщина слоя i-го грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;

- расчетное сопротивление грунта основания по боковой поверхности;

Таблица 2.2 – Характеристики грунта

= ( )=4740,82 кН/м.

( )+ ,

1384,57 4309,83

Запас составляет 67,87%

Вывод: условие выполняется, следовательно столбчатый фундамент запроектирован правильно. Условие для проверки несущей способности свайного фундамента выполняется с запасом 67,87%, этого запаса достаточно что бы сделать вывод, что остальные опоры данного варианта проверять по несущей способности не имеет смысла, так как подстилающий грунт и нагрузка от пролетных строений во всех опорах одинаковая.

Из-за большого запаса можно уменьшить длину сваи и их количество, но из-за конструктивных соображений это сделать невозможно.

2.1.3 Расчет местного размыва

Размыв у опор определяется по формуле[4]:

, (2.9)

где - глубина воды у опоры до размыва 1%,м;

– расчетный коэффициент общего размыва;

– глубина местного размыва дна водотока у опоры, м.

Местный размыв у опоры 1:

Местный размыв у опоры 2:

Местный размыв у опоры 3:

Местный размыв у опоры 4:

2.1.4 Вариант №2

Во втором варианте по заданным условиям, для перекрытия руслового пролета приняты типовые металлические железнодорожные сквозные фермы полная длина которых равна 89,14 м с ездой на бмп, типовой проект конструкций №3.501.2-139 «Пролетные строения для железнодорожных мостов с ездой понизу, пролетами 33 -110 м металлические со сварными элементами замкнутого сечения и монтажными соединениями на высокопрочных болтах, в обычном и северном исполнении».

Схема моста: 4х89,14 .

Параметры пролетных строений приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3.

Параметры пролетных строений

Промежуточные опоры приняты сборно-монолитные обтекаемой формой без заострения (т.к на реке отсутствует ледоход) с фундаментами на буронабивных столбах диаметром 1,5 м, бетонируемых под водой методом ВПТ, по типовому проекту серии 3.501.1-150.0-4 "Опоры унифицированные железнодорожных мостов с применением изделий заводского изготовления" выпуски 0-4. Ростверк имеет размеры 5,207х12м. Железобетонные столбы диаметром 1.5 м располагаются в два ряда, по пять столбов в ряду. Расстояние между осями столбов вдоль оси моста - 2,5м, поперек оси моста - 3,5м.

Устои монолитные индивидуальной проектировки с фундаментами на буронабивных столбах диаметром 1.5 м, бетонируемых под водой методом ВПТ, при разработке монолитного устоя применялся типовой проект инв. №828/1 "Типовой проект опор железнодорожных мостов под пролетные строения длиной 16.5-34.2м 3.501.-79 часть I. Устои".