Пояснительная записка к курсовому проекту

№ 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.

Общая стоимость вариантов представлена в таблице №7

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.

2. Расчет пролетного строения.

   1. 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 p_мп – собственный вес мостового полотна. p_мп=2,3 тс/м.

Находим эквивалентные нормативные временные нагрузки на продольные балки заданного класса q_0.5 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.

q_0.5 =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:

М_0,5=(p*d²)/8+0.5*γ _f,q *(1+ μ)*( q_0.5* d²)/8.

М_0,5 =(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 q_0.5, 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.

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.

Размеры балки принимаем: В=300 мм

t_ст=12 мм

t_пол=20 мм.

Принимаем высокопрочные болты диаметром d_б=22 мм, тогда отверстие под болт принимаем диаметром d=25 мм.

I_x=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

I_n= I_x-∆I=1128602-124827 = 1003775 см⁴

W_n= 2*I_n/h=2*1003775/160 = 12547,2 см³

Проверка выполнена.

где Q – перерезывающая сила

τ_min,ef/τ_max,ef-значения минимального и максимального напряжений в сечении стенки;

S_{0.5 г.л}=F_2* y_2. S_{0.5 г.л}=60*79 =4740 см³

Размеры балки принимаем: В=350 мм

t_ст=12 мм

t_пол=20 мм.

Принимаем высокопрочные болты диаметром d_б=22 мм, тогда отверстие под болт принимаем диаметром d=25 мм.

I_x=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

I_n= I_x-∆I=1128602-124827 = 1128601 см⁴

W_n= 2*I_n/h=2*1128601/160 = 14107,5 см³

Проверка выполнена:

S_{0.5 в.л}= F₁* y₁ S_{0.5 в.л}=93,6*39=3650,4 см³

S_n= S_{0.5 г.л} ∑S_0.5 =9180,4 см⁴

τ_min,ef=(Q*S_n)/(J_x*t) τ_min,ef=(182,55 *5530*)/(1253428,2*1,2)=671,2

τ_max,ef=(Q*∑S_0.5)/(J_x*t) τ_max,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”

,

τ_m= Q/(h*t)= 182,55 *10³/(156*1,2)=975 кгс/см²

τ_m

975 кгс/см² < 1566 кгс/см²

Проверка выполнена.

3. Определение усилий в продольных и поперечных балках при расчете на выносливость.

где p_мп – собственный вес мостового полотна. p_мп=2,3 тс/м.

Эквивалентная нормативная временная нагрузка на продольную балку.

q_0.5 =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;

где ε=0,85-понижающий коэффициент.

ρ=( М^/_min/ М^/_max)

 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;

в опорном сечении:

=ν-ξ*λ

=1,79-0,0355*11=1,40

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.

σ_max,ef=1661 < 2511

.

4. 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:

где t_р – толщина рыбки, принимаем из 2-х листов общей толщиной равной 20 мм.

М_оп=0,6*183,705 =110,22 тс*м.

Проводим проверку на прочность:

,

где А_Р – площадь поперечного сечения “рыбки”

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;

n_s - число контактов в соединении; n_s=1

Q_bh - 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 n_s=2) и n₃ (при n_s=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 r_min=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.

Скачать 0.62 Mb.

Поделитесь с Вашими друзьями: