Таблица №5
№ п/п
|
Наименование работ
|
Единица измерения
|
Количество
|
Стоимость
|
Единицы измерения, руб.
|
Общая,
руб.
|
1
|
Изготовление и монтаж стальных пролетных строений со сквозными фермами Lп=353,14
|
|
1675
|
900
|
1507500
|
|
Мостовое полотно ж/д мостов на БЖБД
|
1 м пути
|
60
|
120
|
7200
|
2
|
Сталежелезобетонное пролетное строение Lп=34,2 м.
|
т
|
66,91
|
740
|
49513,4
|
|
Устройство ж/б плиты, включенной в совместную работу с главными балками. (Lп=34,2)
|
|
51,8
|
370
|
19166
|
3
|
Изготовление и монтаж железобетонного пролетного строения Lп=27,6 м.
|
т
|
83
|
380
|
3154
|
4
|
Промежуточная опора
H=13,5
|
|
457,2
|
140
|
64008
|
|
Изготовление и погружение ж/б свай – оболочек диаметром 1,6 м длиной 24м
|
|
234,7
|
380
|
89186
|
|
Заполнение ядра свай – оболочек монолитной бетонной смесью способом ВПТ
|
|
681,7
|
60
|
40902
|
5
|
Промежуточная опора
H=12,61
|
|
330.93
|
140
|
46330
|
|
Изготовление и погружение ж/б свай – оболочек диаметром 1,6 м длиной 17м
|
|
166,2
|
380
|
63156
|
|
Заполнение ядра свай – оболочек монолитной бетонной смесью способом ВПТ
|
|
482,87
|
60
|
28972
|
6
|
Устой
|
|
74,5
|
90
|
6705
|
|
Изготовление и погружение ж/б свай – оболочек диаметром 0,6 м длиной 20 м
|
|
24,1
|
380
|
9158
|
|
Заполнение ядра свай – оболочек монолитной бетонной смесью способом ВПТ
|
|
27,4
|
60
|
1644
|
Определение общей стоимости моста приводится в таблице 6.
Таблица №6
Наименование конструктивных элементов
|
Кол–во однотипных элементов
|
Стоимость одного элемента, руб.
|
Общая стоимость, руб.
|
Изготовление и монтаж стальных пролетных строений со сквозными фермами Lп=353,14
|
1
|
1955000
|
1514700
|
Сталежелезобетонное пролетное строение Lп=34,2 м.
|
2
|
68679,4
|
137359
|
Железобетонное пролетное строение Lп=27,6 м.
|
4
|
3154
|
12616
|
Промежуточная опора
H=13,5
|
2
|
215851,2
|
194176
|
Промежуточная опора
H=12,61
|
4
|
44911,82
|
138458
|
Устои
|
2
|
17507
|
35014
|
Общая стоимость моста по варианту №2
|
|
|
2,019 млн.руб.
|
Сравнение вариантов.
Общая стоимость вариантов представлена в таблице №7
№ Варианта
|
Общая стоимость
|
Вариант №1
|
1,905 млн.руб.
|
Вариант №2
|
2,612 млн.руб.
|
Вариант №3
|
2,019 млн.руб.
|
Первый вариант моста имеет типовые решетчатые фермы и балки(металлические и из преднапреженного железобетона), этот вариант обеспечивает проход судов по всему створу водотока. Недостатком является большое количество промежуточных опор, что в суровых условиях может увеличить сроки строительства.
Второй вариант наиболее дорогой, но он имеет минимальное количество опор из-за больших пролетов, также большие пролеты позволяют отодвинуть опоры на мелководье и как и в первом варианте обеспечивается проход судов по всему створу водотока. В конструкции этого варианта содержится неразрезная решетчатая ферма, она позволяет уменьшить материалоемкость, но усложняет саму конструкцию . Масштабность данного варианта, придает ему внушительности.
Третий вариант, как и второй имеет небольшое количество опор, и в основе лежит неразрезная решетчатая ферма, но меньшего размера. аналогично предыдущим вариантам обеспечивается проход судов по всему створу водотока.
Так как первый вариант, является самым выгодным с экономической точки зрения и простоты сооружения, он был принят к расчету.
Расчет пролетного строения. Определение расчетных усилий.
Проезжая часть пролетных строений работает в сложных условиях. Через мостовое полотно она непосредственно воспринимает местную нагрузку от подвижного состава, связана с главными фермами и взаимодействует с ними.
Определим сначала усилия в продольных и поперечных балках, необходимые для их расчета на прочность.
 Расчетная схема продольной балки.
Собственный вес двух продольных балок с учетом веса связей между балками можно ориентировочно определять по формуле:
где d – панель продольной балки.
Расчетная постоянная нагрузка на одну балку при расчете на прочность будет равна:
где pмп – собственный вес мостового полотна. pмп=2,3 тс/м.
 .
Находим эквивалентные нормативные временные нагрузки на продольные балки заданного класса q0.5 и q0, и коэффициенты к ним γ f,q и 1+μ.
γ f,q= 1,3--,267.
1+μ=1+ ;
1+μ=1+,44.
q0.5 =21,39 тс/м; q0=24,44 тс/м;
Расчетные усилия в продольной балке при расчете на прочность определяют по
формулам.
Наибольший изгибающий момент в середине пролета:
М0,5=(p*d2)/8+0.5*γ f,q *(1+ μ)*( q0.5* d2)/8.
М0,5 =(1,73*112)/8+0,5*1,267*1,44*(21,39*112)/8=321,3 тс*м.
Наибольшая поперечная сила у опоры:
Q0=(p*d)/2+0.5*γ f,q *(1+ μ)*( q0* d)/2.
Q0=(1,73*11)/2+0,5*1,267*1,44*(24,44*11)/2=132,14 тс.
где q0.5, q0 – эквивалентная временная вертикальная нагрузка для линий влияния с параметрами λ=d и α, равными соответственно 0,5и 0;
0,5 – коэффициент, учитывающий распределение временной нагрузки на две продольные балки.
При расчете поперечной балки в качестве расчетной схемы можно принимать свободно опертую балку на двух опорах с пролетом, равным расстоянию между осями главных ферм B.
Поперечная балка воспринимает собственный вес и давления Д от продольных балок в смежных панелях. По сравнению с этими силами собственный вес поперечной балки невелик, и при эскизных расчетах им можно пренебречь.
Наибольший изгибающий момент в пролете на участке b при расчете на прочность:
где  , - площадь линии влияния Д.
Значения γ f,q , 1+μ и q определяются для линий влияния при λ=2d и α=0,5.
Вычисляем значения γ f,q , 1+μ и q:
γ f,q= 1,3-,234;
1+μ=1+,34;
q=17,98тс/м. b=1,7 м.
Определяем силовые воздействия Д на поперечную балку:
Д=1,73*11+0,5*1,234*1,34*17,98*11=182,55 тс.
Изгибающий момент и перерезывающая сила в поперечной балке соответственно равны:
М=182,55*2,05=374,22 тс*м. Q=182,55 тс.
2.2. Подбор сечений.
Сечения балок принимаются двутавровыми. С целью обеспечения более простой и надежной конструкции прикрепления продольной и поперечной балок их высоты целесообразно принять одинаковыми. Материал пролетного строения сталь марки 15ХСНД, поставляемая в термоулучшенном состоянии. Расчетное сопротивление по пределу текучести 3000 кгс/см2 при толщине проката от 8 до 32 мм.
 Высоту балки назначаем h=1600 мм.
Размеры балки принимаем: В=300 мм
tст=12 мм
tпол=20 мм.
Принимаем высокопрочные болты диаметром dб=22 мм, тогда отверстие под болт принимаем диаметром d=25 мм.
Ix=2[(93,6*392)+(60*792)+(1,2*783)/12+(30*23)/12] =1128602 см4
∆I=4*[(2,5*23)/12+2,5*2*792] = 124827 см4
In= Ix-∆I=1128602-124827 = 1003775 см4
Wn= 2*In/h=2*1003775/160 = 12547,2 см3
 
 
Проверка выполнена.
Проводим проверку по максимальным касательным напряжениям:
 ,
где Q – перерезывающая сила
Q=100,712 тс;
τmin,ef/τmax,ef-значения минимального и максимального напряжений в сечении стенки;
 -коэффициент, учитывающий неравномерность распределения в стенке касательных напряжений;
S– статический момент балки
S-8390,4 см4
I – момент инерции балки
I – 1128602 см4
tст – толщина листа стенки
tст=1,2 см;
Rs – расчетное сопротивление на сдвиг по пределу текучести
Rs=0.58Ry;
S0.5 г.л=F2* y2. S0.5 г.л=60*79 =4740 см3
S0.5 в.л= F1* y1 S0.5 в.л=93,6*39=3650,4 см3
Sn= S0.5 г.л ∑S0.5 =8390,4 см3
τmin,ef=(Q*Sn)/(Jx*t) τmin,ef=(132,14*4740* )/(1128602*1,2) = 463,39 
τmax,ef=(Q*∑S0.5)/(Jx*t) τmax,ef=(132,14*8390,4*)/(1128602*1,2) = 818,64
 =1,25-0,25*(463,39/818,64)=1,108
 < 
Проверка выполнена.
2.2.2. Подбор сечения поперечной балки
 Высоту балки назначаем h=1600 мм.
Размеры балки принимаем: В=350 мм
tст=12 мм
tпол=20 мм.
Принимаем высокопрочные болты диаметром dб=22 мм, тогда отверстие под болт принимаем диаметром d=25 мм.
Ix=2[(93,6*392)+(70*792)+(1,2*783)/12+(35*23)/12] =1253428 см4
∆I=4*[(2,5*23)/12+2,5*2*792] = 124827 см4
In= Ix-∆I=1128602-124827 = 1128601 см4
Wn= 2*In/h=2*1128601/160 = 14107,5 см3
 
Проверка выполнена:
Проводим проверку по максимальным касательным напряжениям:
 ,
=1,25-0,25*(τmin,ef/ τmax,ef),
S0.5 г.л=F2* y2. S0.5 г.л=70*79=5530 см3
S0.5 в.л= F1* y1 S0.5 в.л=93,6*39=3650,4 см3
Sn= S0.5 г.л ∑S0.5 =9180,4 см4
τmin,ef=(Q*Sn)/(Jx*t) τmin,ef=(182,55 *5530*)/(1253428,2*1,2)=671,2
τmax,ef=(Q*∑S0.5)/(Jx*t) τmax,ef=(182,55 *9180,4 *)/(1253428,2*1,2)=1114,2
=1,25-0,25*(671,2/1114,2)=1,1
 <
Проверка выполнена.
Проверка по “приведенным напряжениям”
 ,
τm= Q/(h*t)= 182,55 *103/(156*1,2)=975 кгс/см2
τm  
975 кгс/см2 < 1566 кгс/см2
 .
 < 
Проверка выполнена.
Определение усилий в продольных и поперечных балках при расчете на выносливость.
Расчетная постоянная нагрузка на продольную балку равна:
 при  =1.
где pмп – собственный вес мостового полотна. pмп=2,3 тс/м.
Эквивалентная нормативная временная нагрузка на продольную балку.
q0.5 =21,39 тс/м;
(1+2/3*μ)=1+2/3*[18/(30+11)]=1,3
Усилия в продольной балке при расчете на выносливость определяются по формулам:
М/min 0.5=(p'*d2)/8=(1,47*112)/8=22,3 тс*м;
М/max 0.5=(p'*d2)/8+0,5*(1+2/3*μ)*ε*( q0.5*d2)/8
М/max 0.5=(1,47*112)/8+0,5*1,3*0,85*(21,39*112)/8=201 тс*м.
где ε=0,85-понижающий коэффициент.
Коэффициент асимметрии цикла нагрузки.
ρ=( М/min/ М/max)
ρ=(22,3/201)=0,111
Коэффициент понижения расчетного сопротивления стали Rу.
 < 1.
где - коэффициент равный 1.0 для железнодорожных мостов;
и - коэффициенты зависящие от марки стали и принимаемые
равными = 0,72 =0,24;
- эффективный коэффициент концентрации напряжений,
в середине пролета =1.3.
в опорном сечении =1.8;
- коэффициент, зависящий от длины загружения линии
влияния;
- коэффициент асимметрии цикла загружения
в опорном сечении:
=ν-ξ*λ
=1,79-0,0355*11=1,40
 < 1
Расчет поперечной балки на выносливость, как и на прочность, выполняется по расчетной схеме приведенной выше. Длина линии влияния при этом λ=2d.
Вычисляем коэффициенты ε и (1+2/3*μ):
(1+2/3*μ)=1+2/3*[18/(30+22)]=1,23 ε=0,85
Усилия в балке при расчете на выносливость определяются по формулам:
 ,
 =16,2+0,5*1,23*0,85*17,98*11=120 тс,
где q=17,98тс/м
Коэффициент асимметрии цикла нагрузки.
=( /)
=(16,2/120)=0,135
 < 1
=1, т.к. λ=2d.
Проверка сечений балок при расчете на выносливость.
Расчет на выносливость продольной балки:
σmax,ef =  /(χ3*W) < γω*m* Rу
σmax,ef =201*102*103 /(1,05*11821,3) < 0,65*0,9*3000
σmax,ef =1620 < 1755
Расчет на выносливость поперечной балки:
σmax,ef =246*102*103/(1,05*14107,5) < 0,93*0,9*3000
σmax,ef=1661 < 2511
.
Подбор сечения “рыбки”.
Схема прикрепления для случая, когда поперечные и продольные балки имеют одинаковую высоту, показана на рисунке. При расчете предполагается, что опорный изгибающий момент, действующий в местах пересечения продольных и поперечных балок, воспринимается рыбками. В соответствии с п.4.122 СНиП минимальная толщина стыковых накладок (в том числе и «рыбок») должна быть 10 мм, максимальная 16 мм.
Принимаем «рыбку» общим сечением 300*20 мм из двух накладок толщиной 10 мм и h=1,6м.
Усилие в верхней “рыбке” определяется по формуле:
 , при Моп=0,6*М0,5 Моп=0,6*321,3=193 тс*м.
где tр – толщина рыбки, принимаем из 2-х листов общей толщиной равной 20 мм.
Моп=0,6*183,705 =110,22 тс*м.
Проводим проверку на прочность:
 ,
где АР – площадь поперечного сечения “рыбки”
 < 
Условие выполняется.
2.5. Расчет прикреплений.
Схема прикрепления продольных балок к поперечным с помощью высокопрочных болтов диаметром 22 мм показана на рисунке 5. Требуемое количество болтов n1 для прикрепления “рыбок” определяется по формуле
 где N - продольная сила, равная 120 тс; N=N p
m - коэффициент равный 0,9;
ns - число контактов в соединении; ns=1
Qbh - расчетное усилие, воспринимаемое одним болтоконтактом.
 принимаем 16 шт. т.к болты ставятся в два ряда.
Рис. 5 Схема прикрепления продольных балок к поперечной.
Число болтов n2 (при ns=2) и n3 (при ns=1),
необходимо для восприятия поперечной силы Q = Q0 =132,14 тс, определяются по формуле:
 , принимаем 9 шт.
 , принимаем 18 шт.
Рис.6 Схема прикрепления поперечной балки к узлу главной фермы.
Число высокопрочных болтов n4 и n5 в соединении при Q = 182,55 определяется по формуле:
 ,принимаем12шт  , принимаем 24шт
Поскольку количество высокопрочных болтов  превышает 20 шт. необходимо произвести корректировку расчета, приняв несущую способность одного болтоконтакта 10,85 тс.
 >20 шт , принимаем =22 шт.
2.6. Расчет связей между продольными балками.
Элементы связей воспринимают сжимающие или растягивающие усилия. Поэтому минимальный размер сечений определяется прежде всего требованиями допустимой предельной гибкости пр:
 ,
Рис. 7 Схема расположения продольных связей
Связи принимаем из уголков 90х90х6 с радиусом инерции rmin=2.78*10-2м. Тогда
 , условие выполняется.
Число монтажных болтов определяется по формуле
 принимаем 2 шт.
2.7. Подбор ребер жесткости.
Для обеспечения местной устойчивости сжатых зон вертикальных стенок балок применяют ребра жесткости. Кроме того, ребра жесткости должны быть предусмотрены в местах расположения поперечных связей. Исходя из условия, расстояние назначается не более чем двойная высота стенки балки. Расстояние принимается равным 2,20 м. Толщина ребра назначается равной 10 мм, а ширина выступающей части из условия.
Поделитесь с Вашими друзьями: |
