Конструкции современных мостов тесно связаны с технологией их возведения. От правильного выбора конструктивно-технологического решения зависят технико-экономические показатели сооружения и стоимость моста.

В процессе вариантного проектирования решаются только наиболее существенные вопросы и исследуется влияние важнейших параметров на технико-экономические характеристики мостов. Объемы работ в значительной мере зависят от вида и размеров мостового сооружения, района строительства и других местных условий.

В России основная часть мостовых сооружений выполнена из железобетона. В ряде случаев целесообразны сооружения с металлическими пролетными строениями.

Для балочных железобетонных мостов малых и средних пролетов (до 33,0 м) в настоящее время предложен ряд рациональных типовых решений, поэтому разрабатывать большое количество предварительных схем не требуется. Типовые конструкции пролетных строений и опор разработаны для различной ширины проезжей части и содержатся в альбомах, в которых представлены чертежи конструкций и сведения по расходу материалов. Задача проектирования в этом случае сводится к выбору наиболее рациональной типовой конструкции, соответствующей конкретным местным условиям: климату, рельефу местности, возможностям изготовления, транспортировки и монтажа конструкций. Для простых путепроводов в случаях, когда пролеты известны, а типы конструкций принимаются по производственным соображениям, вариантное проектирование не проводится.

Назначение вариантов схем при проектировании моста является творческой задачей проектирования. Студент должен технически грамотно оценить все исходящие условия, положительные и отрицательные стороны различных систем пролетных строений и опор.

Разработку вариантов моста, их оценку, сравнение и отыскание оптимального решения выполняют поэтапно.

На первой стадии производят общую оценку местных условий и требований – географических, климатических, геологических, гидрологических, судоходных, производственных и других дополнительных данных. Назначаются трасса мостового перехода, типы фундаментов в пойменной и русловой частях, выбирается система моста, конструкция промежуточных опор и устоев.

На второй стадии разрабатывают конструктивную схему моста по первому варианту, затем – по последующим вариантам. Сначала определяют генеральные размеры сооружения (длину и высоту), разбивают отверстие моста на пролеты. Затем уточняют генеральные размеры пролетных строений, опор и фундаментов. При разработке конструктивной схемы моста необходимо использовать типовые проекты, а также проекты аналогичных мостов, в которых применены наиболее прогрессивные решения. В случае необходимости производится «привязка» типовых проектов к местным условиям.

Объемы основных работ для разработанных вариантов определяют из данных типовых проектов или из проектов-аналогов. Ориентировочные стоимости конструкций определяют по укрупненным показателям.

Для простых балочных мостов с пролетами до 33,0 м из типовых конструкций, когда тип фундамента предопределен местными условиями, основных переменных параметров оказывается не так уж много. Если разрезная балочная схема имеет равные пролеты, отыскание оптимального варианта сводится к определению наивыгоднейшего пролета моста.

На третьей стадии производят оценку вариантов и их сравнение по технико-экономическим показателям, архитектурным данным и с производственной точки зрения. Кроме стоимости моста при сравнении вариантов учитывают продолжительность строительства моста, степень сложности строительно-монтажных работ и заводского изготовления конструкций, внешний вид сооружения.

2. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МОСТА

Перед началом проектирования необходимо тщательно изучить местные условия и основные исходные данные, которые получают на основе инженерных изысканий и приводят в задании на проектирование.

Мостовой переход следует располагать так, чтобы вызванное его сооружением изменение гидрологических условий не нарушало хозяйственных интересов местного населения, промышленных предприятий, а также равновесия окружающей среды.

Трассу мостовых переходов через малые и средние реки назначают согласно обоснованному направлению проектируемой дороги с учетом гидрологических, топографических, инженерно-геологических условий, судоходства и сплава.

Трасса мостового перехода на ширине разлива должна приближаться к прямой линии. Искривление трассы в пределах пойм должно быть обосновано. На активно работающих поймах при углах поворота вниз по течению образуются водные «мешки», существенно ухудшающие экологические условия в районе перехода. При углах поворота вверх по течению неблагоприятных явлений не возникает, однако в этом случае вдоль верховой стороны насыпи возможны повышенные скорости потока, что вызывает необходимость защиты ее от подмыва. При пересечении пойм следует избегать пересечения озер, болот, староречий и активных проток. Косое пересечение реки, а также расположение моста на кривой должны быть обоснованы сравнением вариантов.

Основными исходными данными при проектировании конструктивной схемы моста являются природные условия района строительства, характеристика пересекаемого водотока, основные показатели мостового перехода (класс реки, габариты приближения конструкций, ориентировочная длина моста, транспортно-эксплуатационные характеристики автомобильной дороги на подходах, начало и конец мостового перехода), требования по охране окружающей среды.

На начальном этапе вариантного проектирования для составления схемы сооружения необходимо иметь: поперечный профиль реки по оси мостового перехода, инженерно-геологический разрез, гидрологические данные, подмостовые габариты и габариты приближения конструкций.

Продольный профиль по оси мостового перехода с нанесенными на нем линиями уровней воды и другими данными является основной исходной информацией для проектирования схемы моста. Продольный профиль по оси мостового перехода вычерчивают, соблюдая одинаковые вертикальный и горизонтальный масштабы, при этом с правой стороны располагают правый берег, а с левой – левый берег. На профиле приводят характерные отметки дна реки и берегов (черные отметки), а также горизонтальные расстояния. Характер профиля определяет компоновку схемы моста, расположение судоходных пролетов, продольные уклоны проезжей части, архитектурную композицию моста и пр.

Составляют продольный инженерно-геологический профиль и поперечные разрезы, так как для разработки вариантов моста необходимо располагать подробными сведениями о глубине залегания осадочных и коренных пород с оценкой грунтов для использования их в качестве основания для фундаментов. На инженерно-геологическом разрезе показывают расположение скважин, используемых для отбора образцов грунта и выявления геологического строения места перехода, а также приводят физико-механические свойства, полученные в процессе лабораторных испытаний образцов. После того, как установлена схема моста и определено положение его опор, основная цель инженерно-геологических изысканий состоит в обосновании проектных решений по составлению рабочих чертежей фундаментов опор и способов их возведения.

При этом необходимо рассматривать мероприятия против таких опасных явлений, как местные оползни под опорами, чрезмерные осадки и размывы русла и берегов, своевременно выявлять карсты, а на вечно мерзлых грунтах принимать меры против выпучивания и просадок опор. Если фундаменты опор моста располагаются не на коренных породах, то при заложении их учитывают возможность бытового размыва русла.

При выборе схемы моста следует учитывать экономические требования. Необходимо получить такое конструктивное решение, для которого при заданном сроке службы полная стоимость моста, включая стоимости строительства, содержания, ремонта, была бы минимальной. Считают, что наименьшая стоимость 1 пог. м моста обеспечивается при равенстве основной стоимости промежуточных опор, зависящей от высоты опоры и глубины заложения фундамента, стоимости пролетных строений без стоимости проезжей части. Если судоходный пролет больше экономически целесообразного, то следует удовлетворить требование судоходства.

Мостовое сооружение взаимодействует с водным потоком и подвергается опасности затопления, подмыва и размыва текущей водой, а также повреждения ледоходом и корчеходом. Гидрологические данные, характеризующие воздействия водотока на мостовое сооружение, получают в результате гидрометрических изысканий, изучения режима реки и специальных расчетов, основанных на использовании и обработке материалов, имеющихся на водомерных постах. Гидрологические расчеты включают определение расходов и уровней воды требуемой вероятности превышения; расчетных параметров ледового режима и ветровых волн; гидрографов паводков и частоты затопления пойм; объемов выносов селевых потоков.

Для каждого водотока существуют два основных уровня воды: уровень меженных вод (УМВ) и расчетный уровень высокой воды (РУВВ). УМВ дает отметку воды в реке в период ослабления поверхностного стока, когда река питается главным образом грунтовыми водами. Этот период наиболее неблагоприятен для судоходства. По уровню межени назначают отметки обрезов фундаментов русловых опор. РУВВ соответствует расчетному расходу с заданной вероятностью превышения, по которому определяется отверстие моста.

Отверстие моста – горизонтальный размер между конусами или внутренними гранями устоев за вычетом толщин промежуточных опор, измеренный при РУВВ перпендикулярно к течению реки.

Определение отверстия моста производится на основе гидрологических, гидравлических и русловых расчетов. От величины отверстия зависят глубины размыва под мостом. Уменьшение отверстия дает возможность сократить длину моста, но приводит к удорожанию и усложнению фундаментов.

Отверстие моста должно удовлетворять таким условиям:

а) быть не менее ширины устойчивого русла, под которой следует понимать наибольшую ширину русла в районе перехода;

б) коэффициент общего размыва, как правило, следует принимать не более 2;

в) средняя скорость потока в русле под мостом через судоходную реку при расчетном судоходном горизонте (РСУ) не должна превышать той же скорости в естественных условиях.

При разработке проектных вариантов конструкции моста через судоходную или сплавную реку необходимо прежде всего учитывать требования, предъявляемые к подмостовым габаритам, которые определяют размеры судоходных пролетов и возвышение низа конструкции над РСУ.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13