Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Район проектирования характеризуется сплошным распространением сливающейся вечной мерзлоты. Глубина деятельного слоя показана в приложении 1.

1.5 Сейсмические условия

В соответствии с [3] при проектировании мостов для сейсмического районирования применяется карта ОСР-2016-В (с 5%-ной вероятностью превышения указанного количества баллов по шкале MSK-64 в течение 50 лет). Согласно ОСР-2016-В район проектирования находится в зоне пяти баллов (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 – Фрагмент карты ОСР-2016-В

2. Проектные варианты моста

Составление вариантов моста имеет целью выбор наиболее оптимального решения на основе технико-экономического сравнения.

2.1 Гидравлический расчёт

Задача гидравлического расчёта состоит в том, чтобы имея в качестве исходных данных расчётный расход воды и уровень высокой воды (УВВ) определить требуемое отверстие моста, а также предварительно определить коэффициент общего размыва с последующим его уточнением для каждого варианта моста.

2.1.1 Определение характеристик живого сечения реки

В приложении 2 приведён морфоствор, разбитый на характерные участки: главное русло, правая и левая поймы. Площади живого сечения характерных участков , , равны соответственно 135,31 м², 78,88 м² и 79,63 м².

Расчётный расход (574 м³/с) складывается из суммы расходов, проходящих по участкам морфоствора и определяемых по формулам [17]

где , – расходные коэффициенты, показывающие отношение расхода поймы к расходу главного русла[17]:

где , , – коэффициенты шероховатости, принимаемые в данных условиях, согласно [6], равными соответственно 0,0225; 0,05; 0,05; , – средние глубины участков морфоствора, равные соответственно 5,11 м, 1,67 м и 1,58 м; – показатель степени [17]:

;

.

м³/c;

м³/c;

м³/c;

Расходы участков морфоствора, приходящиеся на единицу ширины этих участков (удельные расходы), определяются по формулам [17]

где , , – значения ширины участков морфоствора, равные соответственно 26,61 м, 45,53 м и 51,83 м.

м³/c;

м³/c;

м³/c.

2.1.2 Расчёт общего размыва и требуемого отверстия моста

В зависимости от величины по [17] определяется допустимый коэффициент общего размыва: .

Для подбора требуемого отверстия моста допустимый коэффициент общего размыва сравнивается с коэффициентом общего размыва для предельного случая, когда поймы полностью перекрыты подходными насыпями и поток распределяется только в пределах главного русла. Этот коэффициент определяется по формуле [17]

где – показатель степени, зависящий от диаметра частиц, слагающих дно реки.

Согласно [2] галечниковым грунтом (галечником сложено русло реки) считается грунт, 50 % которого составляют частицы размером от 10 до 200 мм. Исходя из этого определяется по [17] для частиц диаметром 50 мм: .

.

Поскольку , то, согласно [17], требуемый размер отверстия принимается равным ширине главного русла. Таким образом, требуемое минимальное отверстие равно 26,61 м. Коэффициент общего размыва будет уточнён после выбора конструктивной схемы моста.

2.2 Первый вариант моста

2.2.1 Обоснование выбранной конструктивной схемы для 1-го варианта

Для обеспечения высокой индустриальности мост принят балочно-разрезной системы. Схема моста: 16,5 + 34,2 + 16,5. Для перекрытия руслового пролёта принято типовое [26] пролётное строение полной длиной 34,2 м . Такое решение продиктовано целью разместить промежуточные опоры вне главного русла. Материал исполнения среднего пролётного строения – металл, поскольку монтаж железобетонных пролётных строений такой длины сопряжён с технологическими трудностями ввиду их большого веса. Крайние пролётные строения (типовой проект [29]) имеют полную длину 16,5 м. Материал исполнения крайних пролётных строений – железобетон, т.к. при такой длине железобетонная конструкция экономичней металлического аналога. Тип мостового полотна – с ездой на балласте.

Из соображений долговечности и индустриальности промежуточные опоры приняты массивными сборно-монолитными обтекаемой формы в плане без заострения с верховой стороны (поскольку на реке отсутствует ледоход) по типовому проекту [9]. Береговые опоры приняты обсыпными, стоечными, сборной конструкции по типовому проекту [25].

Для всех опор моста выбраны бетонные фундаменты на естественном основании, заглублённые в несущий слой (доломит, залегающий на глубине 4,0-4,2 м) на 0,5 м.

Для предотвращения размыва конусов подходных насыпей предусмотрено устройство сборно-монолитного укрепления (мощение сборными железобетонными плитами с заполнением промежутков монолитным бетоном) по типовому проекту [35] (данное мероприятие использовано во всех вариантах моста).

Фактическое отверстие моста равно 43,35 м. Общий вид моста представлен на 1-м листе проекта.

2.2.2 Уточнение коэффициента общего размыва для 1-го варианта

Коэффициент общего размыва уточняется по следующей формуле [17]

где – средняя глубина реки в пределах конструктивной схемы моста, м, м.

Таким образом, коэффициент общего размыва при данной конструктивной схеме моста равен:

.

Линия общего размыва, обозначенная красным пунктиром (см. 1-й лист проекта), нанесена на основе уточнённого коэффициента.

2.2.3 Расчёт местного размыва для 1-го варианта

Расчёт местного размыва состоит в определении глубины воронки, образующейся у промежуточной опоры, по формуле [17] (для связных грунтов)

где – предельная глубина воронки у опоры, м; – средняя скорость течения, м/с, м/с (исходные данные); – неразмывающая скорость течения, м/с; – коэффициент формы опоры, принимаемый по [17] для принятой опоры равным 0,85; – коэффициент, учитывающий угол между направлением потока и осью опоры.

Неразмывающая скорость для связных грунтов определяется по формуле [17]

где – коффициент абразивности, если поток не переносит песок, то [5]; – глубина реки у опоры при расчётном уровне высокой воды (УВВ) после общего размыва, м, в данных условиях ; – удельное сцепление грунта, кг/см².

Поскольку грунт вблизи опоры представлен суглинками с разными удельными сцеплениями (см. табл. 1.1), в формулу (2.13) подставляется усреднённое значение: кПа кг/см².

Предельная глубина воронки определяется по формуле [17]

где – ширина опоры, м, м; – средняя гидравлическая крупность, см/с, принимаемая по [17] для суглинков равной 0,02 см/с.

Коэффициент определяется по формуле [17]

где – параметр, зависящий от соотношения длин сторон сечения опоры и угла набегания потока на опору и принимаемый по [17] равным 0. В таком случае, согласно формуле (2.15), .

Неразмывающая скорость равна:

м/с.

Предельная глубина воронки равна:

м.

Глубина воронки у опоры, образующейся в результате местного размыва, равна:

м.

Воронки местного размыва у промежуточных опор показаны на продольном профиле моста зелёным пунктиром (см. 1-й лист проекта).

2.2.4 Проверка основания фундамента опоры на прочность для 1-го варианта

Для выполнения данного расчёта рассматривается опора 1 (нумерацию опор см. на 1-м листе проекта), поскольку промежуточные опоры нагружены больше береговых.

Проверка основания фундамента опоры на прочность выполняется по формуле [19]

где – нормальное напряжение, возникающее в основании фундамента; – расчётное сопротивление грунта несущего слоя (доломита), кН/м² (исходные данные); – площадь подошвы фундамента опоры, м²; – расчётная вертикальная нагрузка, действующая в уровне подошвы фундамента [20]:

где – вес фундамента опоры, кН; – вес тела опоры, кН; – вес пролётных строений, приходящийся на данную опору, кН; – временная нагрузка от подвижного состава [1]:

где – нормативная временная вертикальная распределённая нагрузка от подвижного состава, кН/м (при данной длине загружения); – коэффициент надёжности по временной нагрузке, [1]; – площадь линии влияния подвижной нагрузки, м² (см. рисунок 2.1); – динамический коэффициент, (при данной длине загружения).

Рисунок 2.1 – Расчётная схема к определению временной нагрузки

Временная нагрузка равна:

Характеристики

Список файлов ВКР