Проектирование моста на автомобильной дороге

Курсовая работа

2.1 Определение коэффициента общего размыва

Через реку (рис. 2) с расчетным расходом Q = 77 м3/с проектируется автомобильный мост. Грунт верхнего слоя в подмостовом русле — суглинок легкий с коэффициентом пористости е = 0,85, показателем текучести IL = 0,65, удельным сцеплением Сн = 16 кПа. Мощность слоя h1 по скважине С-6 — 1,5 м. Ниже расположен слой мелкого водонасыщенного песка h2 = 1,4 м средней плотности (е = 0,6).

Далее идет суглинок полутвердой консистенции IL = 0,24. Ширина бытового русла Врб = 14,0 м. Дорога IV категории.

При отметке расчетного уровня высоких вод 75,75 м ширина и площадь сечения левой поймы равны соответственно Влп = 44,6 м, лп = 42,4 м2; правой поймы — Впп = 6,2 м, пп = 3,38 м2. Площадь сечения бытового русла рб = 27,08 м2.

Поскольку расходы на поймах (см. табл. 1) при расчетном уровне воды отличаются довольно значительно, отверстие моста следует сместить в сторону левой поймы, так как по ней проходит почти столько же воды, как и в русле.

Примем в первом приближении ширину подмостового русла по формуле:

м.

Ширина подмостового русла между конусами по уровню высоких вод должна быть не менее

С учетом размеров на рис. 2.

Lм = 1,118,81 + 0,0518,81 + 3 + 1,52 = 27,63 м.

Для расчета общего размыва принимаем Вмр = 30 м.

Положение конусов насыпей подходов примем таким, чтобы подошва правого конуса былa не ближе 2 м от границы бытового русла, так как засыпать бытовое русло насыпями не рекомендуется. В этом случае отверстие моста сдвигается в сторону левой поймы.

На рис. 2 изображена схема подмостового живого сечения реки с необходимыми для расчета общего размыва размерами. Для удобства расчетов вертикали пронумерованы.

Площадь подмостового сечения до размыва, средняя глубина и средний удельный расход соответственно будут равны: мдр = 43,84 м2, м, м2/с, средняя скорость потока под мостом м/с.

Для расчета размыва прежде всего необходимо обосновать и принять расчетные характеристики грунта.

Рис. 2. Схема подмостового сечения реки

В нашем примере верхний слой представлен мягкопластичным суглинком с коэффициентом пористости е = 0,85.

Нормативное значение удельного сцепления Сн = 16 кПа. Следовательно расчетное удельное сцепление

кПа.

Определяем неразмывающую скорость V0 при Н = 1 м и dэкв:

=0,81 м/с, мм.

По значению dэкв из табл. 3 интерполяцией находим V1 = 0,884 и у = 0,726.

8 стр., 3535 слов

Деформация сдвига. Геометрические характеристики плоских сечений. ...

... деформациях кручения и изгиба, Статические моменты сечения. Центр масс сечения, Статическим моментом сечения , (6) A i . (7) Размерность статических моментов – длина в кубе. Статические моменты могут быть ... крутящем моменте Деформация кручения происходит при действии на стержень внешних пар сил, плоскости действия которых перпендикулярны оси стержня. При этом в поперечных сечениях стержня возникает ...

Неразмывающая скорость потока при средней глубине Ндр = 1,46 м будет равна

м/с < 1,83 м/с.

Следовательно поток несет наносы.

Находим среднюю глубину потока после размыва и средний коэффициент общего размыва

м; < 1,57.

Средний коэффициент общего размыва не выходит за пределы рекомендуемых значений.

Определяем глубины подмостового русла на вертикалях:

Так, для вертикали №1 с бытовой отметкой дна 74,70 м и глубиной русла h1 = 1,05 м (75,75 — 74,70 = 1,05 м) удельный расход на вертикали будет равен

м2/с.

Фактическая скорость

м/с > V0.

Глубина на вертикали после размыва

м,

а общий размыв на вертикали

h1 = h1, пр — h1, др = 1,49 — 1,05 = 0,44 м.

Гарантийный запас в этой точке будет равен

h1,г = 0,17 h1, пру = 0,171,490,726 = 0,18 м.

Поскольку мощность слоя суглинка на вертикали составляет 2,66 м, то фактический запас над нижним слоем мелкого песка (более слабого по условиям размыва) равен 2,66 — 0,44 = 2,22 м > 0,18 м. Устойчивость грунта обеспечена.

Для вертикали №2 с бытовой отметкой дна 74,65 м и глубиной русла h2 = 1,10 м (75,75 — 74,65 = 1,10 м) удельный расход на вертикали будет равен

м2/с.

Фактическая скорость

м/с > V0.

Глубина на вертикали после размыва м,

а общий размыв на вертикали

h2 = h2, пр — h2, др = 1,57 — 1,10 = 0,47 м.

Гарантийный запас в этой точке будет равен

h2,г = 0,17 h2, пру = 0,171,570,726 = 0,19 м.

Поскольку мощность слоя суглинка на вертикали составляет 2,68 м, то фактический запас над нижним слоем мелкого песка (более слабого по условиям размыва) равен 2,68 — 0,47 = 2,21 м > 0,19 м. Устойчивость грунта обеспечена.

Для вертикали №3 с бытовой отметкой дна 74,60 м и глубиной русла h3 = 1,15 м (75,75 — 74,60 = 1,15 м) удельный расход на вертикали будет равен

м2/с.

Фактическая скорость

м/с > V0.

Глубина на вертикали после размыва м,

а общий размыв на вертикали

h3 = h3, пр — h3, др = 1,66 — 1,15 = 0,51 м.

Гарантийный запас в этой точке будет равен

h3,г = 0,17 h3, пру = 0,171,660,726 = 0,20 м.

Поскольку мощность слоя суглинка на вертикали составляет 2,65 м, то фактический запас над нижним слоем мелкого песка (более слабого по условиям размыва) равен 2,65 — 0,51 = 2,14 м > 0,20 м. Устойчивость грунта обеспечена.

Для вертикали №4 с бытовой отметкой дна 73,80 м и глубиной русла h4 = 1,95 м (75,75 — 73,80 = 1,95 м) удельный расход на вертикали будет равен

м2/с.

Фактическая скорость

м/с > V0.

Глубина на вертикали после размыва м,

а общий размыв на вертикали

h4 = h4, пр — h4, др = 3,15 — 1,95 = 1,20 м.

Гарантийный запас в этой точке будет равен

h4,г = 0,17 h4, пру = 0,173,150,726 = 0,39 м.

13 стр., 6316 слов

Проблемы развития бытового обслуживания

... услуги фотоателье, услуги бань и парикмахерских, ритуальные услуги. Самый доходный бизнес в сфере бытового обслуживания населения в сегодняшней Беларуси -- ритуальные услуги, их рентабельность составляет 40%. На втором месте -- ...

Поскольку мощность слоя суглинка на вертикали составляет 1,87 м, то фактический запас над нижним слоем мелкого песка (более слабого по условиям размыва) равен 1,87 — 1,20 = 0,67 м > 0,39 м. Устойчивость грунта обеспечена.

Для вертикали №5 с бытовой отметкой дна 73,55 м и глубиной русла h5 = 2,20 м (75,75 — 73,55 = 2,20 м) удельный расход на вертикали будет равен

м2/с.

Фактическая скорость

м/с > V0.

Глубина на вертикали после размыва м,

а общий размыв на вертикали

h5 = h5, пр — h5, др = 3,64 — 2,20 = 1,44 м.

Гарантийный запас в этой точке будет равен

h5,г = 0,17 h5, пру = 0,173,640,726 = 0,45 м.

Поскольку мощность слоя суглинка на вертикали составляет 1,64 м, то фактический запас над нижним слоем мелкого песка (более слабого по условиям размыва) равен 1,64 — 1,44 = 0,20 м < 0,45 м. Устойчивость грунта не обеспечена.

Для вертикали №6 с бытовой отметкой дна 73,40 м и глубиной русла h6 = 2,35 м (75,75 — 73,40 = 2,35 м) удельный расход на вертикали будет равен

м2/с.

Фактическая скорость

м/с > V0.

Глубина на вертикали после размыва м,

а общий размыв на вертикали

h6 = h6, пр — h6, др = 3,95 — 2,35 = 1,60 м.

Гарантийный запас в этой точке будет равен

h6,г = 0,17 h6, пру = 0,173,950,726 = 0,49 м.

Поскольку мощность слоя суглинка на вертикали составляет 1,50 м, то фактический запас над нижним слоем мелкого песка (более слабого по условиям размыва) равен 1,50 — 1,60 =-0,10 м < 0,49 м. Устойчивость грунта не обеспечена.

Для вертикали №7 с бытовой отметкой дна 73,60 м и глубиной русла h7 = 2,15 м (75,75 — 73,60 = 2,15 м) удельный расход на вертикали будет равен

м2/с.

Фактическая скорость

м/с > V0.

Глубина на вертикали после размыва

м,

а общий размыв на вертикали

h7 = h7, пр — h7, др = 3,54 — 2,15 = 1,39 м.

Гарантийный запас в этой точке будет равен

h7,г = 0,17 h7, пру = 0,173,540,726 = 0,44 м.

Поскольку мощность слоя суглинка на вертикали составляет 1,72 м, то фактический запас над нижним слоем мелкого песка (более слабого по условиям размыва) равен 1,72 — 1,39 = 0,35 м < 0,44 м. Устойчивость грунта не обеспечена.

Для вертикали №8 с бытовой отметкой дна 73,75 м и глубиной русла h8 = 2,00 м (75,75 — 73,75 = 2,00 м) удельный расход на вертикали будет равен

м2/с.

Фактическая скорость

м/с > V0.

Глубина на вертикали после размыва м,

а общий размыв на вертикали

h8 = h8, пр — h8, др = 3,25 — 2,00 = 1,25 м.

Гарантийный запас в этой точке будет равен

h8,г = 0,17 h8, пру = 0,173,250,726 = 0,40 м.

Поскольку мощность слоя суглинка на вертикали составляет 1,89 м, то фактический запас над нижним слоем мелкого песка (более слабого по условиям размыва) равен 1,89 — 1,25 = 0,64 м > 0,40 м. Устойчивость грунта обеспечена.

Для вертикали №9 с бытовой отметкой дна 73,80 м и глубиной русла h9 = 1,95 м (75,75 — 73,80 = 1,95 м) удельный расход на вертикали будет равен

м2/с.

Фактическая скорость

м/с > V0.

Глубина на вертикали после размыва м,

а общий размыв на вертикали

h9 = h9, пр — h9, др = 3,15 — 1,95 = 1,20 м.

Гарантийный запас в этой точке будет равен

h9,г = 0,17 h9, пру = 0,173,150,726 = 0,39 м.

Поскольку мощность слоя суглинка на вертикали составляет 1,94 м, то фактический запас над нижним слоем мелкого песка (более слабого по условиям размыва) равен 1,94 — 1,20 = 0,70 м > 0,39 м. Устойчивость грунта обеспечена.

Для вертикали №10 с бытовой отметкой дна 74,60 м и глубиной русла h10 = 1,15 м (75,75 — 74,60 = 1,15 м) удельный расход на вертикали будет равен

м2/с.

Фактическая скорость

м/с > V0.

Глубина на вертикали после размыва м,

а общий размыв на вертикали

h10 = h10, пр — h10, др = 1,73 — 1,15 = 0,58 м.

Гарантийный запас в этой точке будет равен

h10,г = 0,17 h10, пру = 0,171,730,726 = 0,21 м.

Поскольку мощность слоя суглинка на вертикали составляет 2,76 м, то фактический запас над нижним слоем мелкого песка (более слабого по условиям размыва) равен 2,76 — 0,58 = 2,18 м > 0,21 м. Устойчивость грунта обеспечена.

Для вертикали №11 с бытовой отметкой дна 75,16 м и глубиной русла h11 = 0,59 м (75,75 — 75,16 = 0,59 м) удельный расход на вертикали будет равен

м2/с.

Фактическая скорость

м/с > V0.

Глубина на вертикали после размыва

м,

а общий размыв на вертикали

h11 = h11, пр — h11, др = 0,74 — 0,59 = 0,15 м.

Гарантийный запас в этой точке будет равен

h11,г = 0,17 h11, пру = 0,170,740,726 = 0,09 м.

Поскольку мощность слоя суглинка на вертикали составляет 3,35 м, то фактический запас над нижним слоем мелкого песка (более слабого по условиям размыва) равен 3,35 — 0,15 = 3,20 м > 0,09 м. Устойчивость грунта обеспечена.

Результаты расчетов по всем вертикалям представлены в сводной табл. 2 параметров расчета общего размыва.

Таблица 2

Сводная таблица параметров расчета общего размыва

Номер вертик.

qi

hi, др

Vi, др

Hi, пр

Vi, пр

hi

1

1,48

1,05

1,41

1,49

0,99

0,44

0,18

2

1,60

1,10

1,45

1,57

1,02

0,47

0,19

3

1,73

1,15

1,50

1,66

1,04

0,51

0,20

4

4,16

1,95

2,13

3,15

1,32

1,20

0,39

5

5,09

2,20

2,31

3,64

1,40

1,44

0,45

6

5,68

2,35

2,42

3,95

1,44

1,60

0,49

7

4,90

2,15

2,28

3,54

1,38

1,39

0,44

8

4,34

2,00

2,17

3,25

1,34

1,25

0,40

9

4,16

1,95

2,13

3,15

1,32

1,20

0,39

10

1,73

1,15

1,50

0,89

1,94

0,58

0,21

11

0,57

0,59

0,97

0,74

0,77

0,15

0,09

2.2 Определение местного размыва

Для правильного фундирования опор определяют наинизшую отметку дна у опоры, получаемую суммированием общего и местного размыва. Глубину воронки у опоры определяем приближенно по теоретико-эмпирической формуле И.Я.Ярославцева:

(2.13)

где: k — коэффициент формы опоры;

  • VОП — скорость течения воды у опоры, м/с;
  • b — ширина опоры, м;
  • d — крупность несвязных грунтов подмостового русла, м;
  • g — ускорение свободного падения, м/с2.

к — коэффициент формы опоры (для прямоугольных =1,25)

Скорость течения воды у опоры рассчитываем через удельный расход qоп на вертикали опоры:

(2.14)

м/с

Опоры принимаем прямоугольного сечения 0,35х0,35м => b=0,35 м, k=1,25

м

Глубина местного размыва: м

3 ВЫБОР СХЕМЫ МОСТА

Мост балочный железобетонный, с двумя пролетами 15 м таврового сечения. Габарит моста Г-8. Длину сваи назначаем 8,5м. Крайние опоры двухрядные, промежуточная опора однорядная.

Рис. 3 Поперечная схема моста

Рис. 4 Схема поперечного сечения балки для пролёта 15 м

4 РАСЧЁТ ОПОРЫ МОСТА

4.1 Расчет нагрузок от собственного веса конструкции

1) Собственный вес пролетного строения

Таблица 2 — Собственный вес пролётного строения

Наименование

элемента

Расчет

гf

1.Асфальтобетон

h ? b ? с ? g = 0.07 ? 8,0 ? 2,4 ? 9,81

13,18

1,5

19,77

2.Защитный слой

h ? b ? с ? g = 0,04 ? 8 ? 2,4 ? 9,81

7,53

1,3

9,79

3 Гидроизоляция

h ? b ? с ? g = 0,01 ? 8 ? 1,5 ? 9,81

1,18

1,3

1,53

4.Выравнивающий слой

h ? b ? с ? g = 0,03 ? 8 ? 2,4 ? 9,81

5,65

1,3

7,35

5.Тротуар

h ? b ? с ? g ? n=0,06?0,75?2,4?9,81 ?2

2,12

1,1

2,33

6.Омоноличивание швов

h·b?с?g ?n =(0,36?5+0,5?2)?0,15?2,4?9,81

9,89

1,1

10,88

7. Пролетное строение

55,33

1.1

60,86

8. Перила, ограждения и т. д.

?q ? 0.1 = 94.88 ? 0.1

11.25

qсв =У = 123.76

2) Вес ригеля

кН

3) Вес сваи

кН

м

кН

4.2 Определение расчетного усилия на сваю от нагрузки класса А11

Загружаем опору единичной нагрузкой и строим линию влияния изгибающего момента опорной реакции V1 по формуле:

  • где: n — количество опор;
  • а — расстояние между парными опорами, м;
  • х — расстояние от единичной нагрузки до оси моста, м.

м2

м

м

Располагаем, нагрузки так чтобы наибольшая нагрузка была на крайней опоре.

м

м

м

Определяем нагрузку от колесной оси тележки.

где: РН — нормативная нагрузка на колесную ось тележки, кН;

  • гfp — коэффициент надежности по нагрузке;
  • (1+м) — динамический коэффициент.

кН

где: л — длина загружения линии влияния.

гfp = 1.20

кН

кН

кН/м

кН/м

м

Нагрузка на сваю составит:

кН

4.3 Определение расчетного усилия на сваю от нагрузки класса А 11+»Толпа»

м

м

м

м

м

Определяем нагрузку от колесной оси тележки

кН

Определяем нагрузку от «толпы» по формуле:

кН/м

кН/м

кН/м

кН/м

Нагрузка на сваю составит:

кН

кН

Определяем нагрузку от колесной оси:

кН/м

кн/м

Нагрузка на сваю составит:

кН

кН

4.5 Определение несущей способности висячей забивной сваи

За расчетную нагрузку на сваю NР принимаем N=267 кН.

Висячие забивные сваи проверяются на условие:

(4.12)

где: Fd — несущая способность висячей сваи, кН;

гС — коэффициент условий работы сваи в грунте = 1,00

R — расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи

A — площадь сечения сваи, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру или по площади сваи -оболочки нетто м2;

  • U — наружный периметр поперечного сечения сваи;

f1 — расчётное сопротивление Iого слоя грунта основания на боковой поверхности сваи,

;

м2

  • условие удовлетворяется

5 ОПИСАНИЕ МОСТА И СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

Мост железобетонный на дороге IV категории, габарит Г-8 с двумя пролетами по 15 м, и с одной промежуточной опорой. Пролеты из сборных балок, таврового сечения, с ненапрягаемой арматурой и с плоскими сварными каркасами. Тротуары принимаем шириной 0.75м. Опора свайная двухрядная. Сваи квадратного сечения 0,35х0,35 длиной 13м. Глубина забивки 8.0м. Береговые опоры свайные однорядные.

Постройку моста начинают с геодезических и разбивочных работ, которые выполняются и в процессе, а также после завершения строительства.

Геодезические работы в себя включают: определение длины перехода, контрольное измерение неприступного расстояния между осями устоев левого и правого берега; разбивку и закрепление осей опор; разбивку и закрепление осей регуляционных сооружений, подходов, конусов; установку дополнительных реперов. Оси закрепляют створными столбиками вне зоны строительных работ. Для промеров через водоток вдоль оси перехода устраивают легкий свайный мостик.

До начала установки балок возводят насыпь. Монтаж железобетонных пролетных строений производят стреловым краном верховым способом. Для обеспечения устойчивости ранее установленных балок до перемещения по ним крана предварительно омоноличивают продольные стыки балок. Укладывают настил из деревянных лежней, обеспечивающий распределение давления на несколько балок и предохраняющий железобетонную балку от недопустимых нагрузок.

Забивку свай осуществляют молотами с использованием направляющих. Для производства верховых работ сваи обстраиваются подмостями. Перед монтажом насадки намечают проектную линию срезки голов свай. Бетон срубают отбойными молотками, а лишнюю арматуру срезают автогеном, и загибают к центру, обвязывая проволокой. На головы свай устанавливают блоки насадки со сквозными окнами в виде усеченной пирамиды. Омоноличивание осуществляют путем бетонирования окон. В состав работ по устройству проезжей части входят: нанесение выравнивающего слоя, устройство деформационных швов, укладка гидроизоляционных слоев, устройство защитного слоя, устройство бордюрных элементов и ограждений, устройство покрытия проезжей части и тротуаров.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/proektirovanie-avtodorojnyih-mostovyih-soorujeniy/

1. Тагильцев Н.Д. Методические указания «Расчет отверстия и составление схемы моста». Екатеринбург, УГЛТА, 2000.

2. СНиП 2.05.03 — 84*. Мосты и трубы. Нормы проектирования. Минстрой России, М. 1996.

3. Ярушина Т.М., Тагильцев Н.Д. Методические указания «Основания и фундаменты». Екатеринбург, УГЛТА, 2000.

4. Гибшман М.Е., Дедух И.Е. Мосты и сооружения на автомобильных дорогах. М.: Транспорт, 1981.