Расчет пролетных строений металлических мостов

Обновлено: 18.05.2024

По действующему в СССР порядку разработка проектов производится в две стадии: технический проект и рабочие чертежи.

В техническом проекте решаются принципиальные вопросы: место перехода, материал, система, разбивка на пролетыг конструкция пролетных строений и опор и порядок организации строительства. К техническому проекту составляется смета, в которой определяется стоимость сооружения.

После утверждения технического проекта разрабатываются рабочие чертежи.

При разработке рабочих чертежей производится уточнение и детализация предусмотренных техническим проектом решений в той степени, в которой это необходимо для производства строительных работ.

Проектирование моста начинается с выбора места расположения мостового перехода в плане и определения отверстия моста.

При пересечении небольших водотоков местоположение мостового перехода обычно бывает подчинено основному направлению трассируемой дороги.

Чем крупнее водоток, тем больше оснований к поискам наиболее выгодного места его пересечения, при котором река пересекается под прямым углом в наиболее узкой части ее: на беспойменном участке или участке с минимальной шириной пойм. При этом стремятся к тому, чтобы русло реки отличалось прямолинейностью и постоянством положения, а геологическое строение благоприятствовало заложению фундаментов опор.

Для обеспечения этих условий в ряде случаев допускается отклонение дороги от основного направления. Окончательное решение принимается после составления и анализа различных вариантов расположения мостового перехода.

Для каждого из вариантов мостового перехода, в свою очередь, должна быть найдена наиболее экономически выгодная и технически целесообразная схема моста.

Поиски этой схемы производятся путем разработки нескольких вариантов и исследования, в процессе которого решается вопрос о величине пролетов, системе пролетных строений и назначении их генеральных размеров, о выборе типа опор и их фундаментов. При разработке вариантов моста должны быть учтены условия изготовления и монтажа пролетных строений, методы возведения опор, сроки постройки и архитектурные достоинства сооружения.

Стремясь наилучшим образом удовлетворить всем условиям, можно составить несколько конкурирующих между собой вариантов. При составлении вариантов используется накопленный опыт проектирования подобных сооружений, данные науки и практики и имеющиеся типовые решения.

Выбор схемы моста является творческой задачей, связанной с самостоятельной работой, которая не может строиться по рецептам.

Иногда разбивку приходится подчинять профилю перехода. Например, при крутых склонах, большой высоте моста, глубоком русле и слабых грунтах на русловом участке перехода может оказаться целесообразным однопролетное решение, устраняющее необходимость в промежуточных опорах.

Разбивка на пролеты может быть подчинена архитектурным требованиям, что характерно для городских условий и при проектировании уникальных мостов. Как правило, при разбивке следует назначать типовые размеры расчетных пролетов.

Назначение размеров пролетов и их размещение по длине отверстия нельзя производить в отрыве от системы пролетных строений, а при использовании неразрезных и консольных систем разбивка может быть подчинена определенным соотношениям между пролетами, при которых достигается наилучшее использование материалов пролетных строений.

Что касается назначения систем пролетных строений, то нельзя дать сводку правил для их безошибочного выбора.

При назначении системы пролетных строений следует обязательно учитывать ее эксплуатационные качества — жесткость, удобства защиты от коррозии, стоимость текущего содержания.

В современных условиях нельзя правильно выбрать схему сооружения, не рассматривая комплексно вопросов статики, условий изготовления, монтажа и эксплуатации.

Новые особенности систем и конструктивных форм, основанные на учете пространственной работы, условий изготовления и монтажа, выявлены лишь в отдельных сооружениях и потому не дают достаточного материала для обобщений.

При выборе системы должен быть решен также вопрос о типе соединения элементов.

Сварные пролетные строения позволяют получить экономию металла до 10—15%. Трудоемкость их изготовления сокращается на 15—20%. Заводы освоили технологию их изготовления. Опыт эксплуатации сварных пролетных строений показал, что при доброкачественном изготовлении они обладают рядом преимуществ перед клепаными: меньше подвержены коррозии, более удобны для очистки и окраски.

В конструкциях со сплошными стенками не вызывает также особых трудностей монтажная сварка. В сквозных пролетных строениях до сего времени монтажная сварка не получила широкого распространения. В большинстве современных конструкций монтажные соединения осуществляются на высокопрочных болтах.

Технические условия

Основным нормативным документом при проектировании являются технические условия. По мере развития теории сооружений, появления новых строительных материалов и конструктивных форм, а также накопления опыта эксплуатации существующих мостов, технические условия время от времени пересматриваются и дополняются. Действующими техническими условиями в области стальных конструкций мостов, в настоящее время являются «Технические условия проектирования железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб» СН 200-62. Технические условия, приводимые ниже, при освещении вопросов расчета и конструирования обозначаются для краткости «ТУ» с указанием номера соответствующего пункта.

Технические условия обеспечивают единообразный подход многочисленных проектных организаций к проверкам размеров элементов мостовых конструкций и устанавливают ряд конструктивных требований, выполнение которых способствует улучшению технологичности конструкций и повышению их долговечности.

Технические требования к мостовым конструкциям можно объединить одним понятием «надежность», которое все шире приобретает права обобщающего критерия качества во всех областях техники.

Научное обоснование надежности мостовых конструкций, при одновременном соблюдении их экономичности, сводится прежде всего к определению разумных коэффициентов запаса в форме расчетных коэффициентов: перегрузки n однородности k и условий работы m. Необходимость введения в расчеты указанных коэффициентов вызывается известной неопределенностью истинных величин исходных расчетных данных: расчетных нагрузок, характеристик механической прочности применяемых строительных материалов, а также некоторым несоответствием расчетных схем фактической работе конструкций, возможными отклонениями действительных размеров элементов от принятых в расчете.

Возможные сочетания одновременно действующих нагрузок технические условия делят на три группы: основные сочетания, в которые входят постоянные нагрузки и временная вертикальная нагрузка; дополнительные сочетания, в которые, кроме нагрузок, входящих в основные сочетания, могут включаться остальные нагрузки (ветровая, ледовая, торможение), кроме строительных нагрузок и сейсмической и, наконец, особые сочетания, в которые включаются, кроме остальных нагрузок, также сейсмическая и строительная нагрузки.

Чем больше интенсивность возможных нагрузок одновременно учитываемых расчетом, тем меньше вероятность совпадения во времени их максимальных значений.

Это обстоятельство учитывается понижением коэффициентов перегрузки n при расчетах на прочность и устойчивость для временных нагрузок, включаемых в дополнительные и особые сочетания (СН 200-62, пп. 127 и 136).

Коэффициенты перегрузки для постоянных нагрузок даются в двух значениях: большем и меньшем единицы (СН 200-62, п. 115), так как существует возможность отклонения постоянных нагрузок в обе стороны от значений нагрузок нормативных, а наибольшая абсолютная величина расчетного усилия достигается, в некоторых случаях, при наименьших значениях расчетной постоянной нагрузки. Примером такого случая может служить вычисление расчетного усилия от совместного действия постоянной и временной вертикальных нагрузок при двухзначной линии влияния для искомого усилия, когда существует неравенство: m > n — 1, где m — отношение интенсивности временной нагрузки к интенсивности постоянной, а n — отношение большей, по величине, площади участка линии влияния одного знака к площади другого знака.

В технических условиях дано указание (п. 105) о несовместности отдельных нагрузок, включаемых в дополнительные и особые сочетания. Одновременное действие таких нагрузок нереально. Так, например, максимальное давление ветра не может действовать на пролетное строение одновременно с горизонтальными поперечными ударами железнодорожной подвижной нагрузки, так как при расчетном давлении ветра реборды колес плотно прижаты к подветренному рельсу и не могут, следовательно, производить ударов.

Расчеты металлических мостовых конструкций выполняются по первому и второму предельным состояниям. К расчетам по первому предельному состоянию относятся проверки прочности, устойчивости и выносливости.

Прочность характеризуется способностью конструкции сопротивляться возможным- нагрузкам и воздействиям без нарушения целостности и без развития внешне заметных пластических деформаций.

Нарушение устойчивости формы характеризуется потерей проектной формы (прямолинейной, плоской) элементами конструкции под действием сжимающих напряжений, достигших критического значения.

При потере устойчивости положения происходит сдвиг или опрокидывание конструкции.

Для потери прочности и устойчивости достаточно, чтобы возможные нагрузки и воздействия хотя бы 1 раз за время службы сооружения превзошли допустимые пределы. Поэтому при определении усилий в расчетах прочности и устойчивости должны быть учтены, посредством коэффициентов перегрузки n и динамического коэффициента 1 + μ возможные наибольшие значения усилий в проверяемых элементах конструкции.

Выносливость может оказаться не обеспеченной, если расчетные усилия могут повторяться множество раз. Такая повторяемость усилий возможна только при обычных эксплуатационных нагрузках, не превышающих их нормативных значений.

Поэтому при проверке выносливости коэффициенты перегрузки не учитываются, т. е. полагаются равными 1. Динамический коэффициент в расчетах выносливости учитывается, поскольку динамическое воздействие подвижной нагрузки является регулярным.

К расчетам по второму предельному состоянию относится проверка жесткости конструкции, под которой понимается ее способность претерпевать под временной вертикальной нагрузкой упругие деформации, не превосходящие нормированных пределов (ТУ, п. 52).

При этих расчетах коэффициент перегрузки и динамический коэффициент не учитываются.

Следует заметить, что нормативы жесткости не имеют до настоящего времени достаточных научных оснований и нуждаются в уточнении путем дополнительных исследований.

Необходимость научного обоснования норм жесткости приобретает особую остроту в связи с расширяющимся применением в мостах сталей высокой прочности с повышенным отношением предела текучести к модулю упругости.

Коэффициент неоднородности k учтен Техническими условиями при переходе от нормативных сопротивлений строительных материалов к расчетным сопротивлениям, которыми, как правило, пользуются при расчетах.

Значения коэффициентов условий работы m в тех частных случаях, когда они не равны 1, приводятся в дальнейших указаниях по расчету.

В последнее время получили широкое распространение расчеты на электронных вычислительных машинах, выполняющих не только арифметические, но и логические операции, что позволяет, в частности, автоматически получать оптимальное решение при вводе в машину исходных данных в различных вариантах.

Роль использования таких машин в инженерных расчетах трудно переоценить.

Однако это обстоятельство не только не устраняет, но даже повышает необходимость для инженера понимания «игры сил» в сооружении и влияния на величину усилий тех или иных изменений исходных данных. При самом широком использовании ЭЦВМ инженер должен обладать также способностью быстрого определения приближенных значений усилий при помощи логарифмической линейки для так называемых «эскизных» расчетов.

Излагаемый ниже материал имеет целью осветить порядок определения усилий и производства приближенных расчетов.

Расчет пролетных строений

Во время выполнения работ учитываются положения действующего СП 35.13330.2011, устанавливающего требования нормативных нагрузок для всех видов дорог и мостов. Расчет пролетных строений моста учитывает постоянные нагрузки (собственный вес инженерных конструкций), временные усилия (пешеходы и транспортные средства), ветровые, сейсмические и тепловые воздействия.

Устойчивость положения конструкций против опрокидывания следует рассчитывать по формуле:

где M u - момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота (опрокидывания) конструкции, проходящей по крайним точкам опирания;

m – коэффициент условий работы, принимаемый равным:

в стадии строительства – 0,95;

в стадии постоянной эксплуатации – 1,0;

при проверке сечений бетонных конструкций и фундаментов:

на скальных основаниях – 0,9;

на нескальных – 0,8;

Y n - коэффициент надежности по назначению, принимаемый равным при расчетах:

в стадии строительства – 1,0;

в стадии постоянной эксплуатации – 1,1.

Алгоритм расчета для всех видов мостов

Для качественного выявления оптимального варианта рассматривается несколько возможных решений с учетом технического задания и фактических условий. Во время расчета отдается предпочтение существующим известным конструкциям, что позволяет ускорять и удешевлять работы. При этом в максимальной степени используются передовые методы и технологии, варианты схем путепроводов и пешеходных переходов должны быть сопоставимыми.

Принципиальных отличий для расчетов всех типов мостов (автомобильных, железнодорожных или пешеходных) не существует, работы производятся по единому алгоритму. Отличия касаются только конструкционных особенностей и конкретных условий эксплуатации каждого строения. По результатам выполненных расчетов выполняется конструирование отдельных узлов пролетных строений.

Схема 1. Этапы расчета для пролетных строений

Во время определения исходных данных выполняются следующие работы:

Определение общих усилий. Суммируются существующие временные и постоянные нагрузки. В независимости от назначения строения производятся расчеты по первой и второй группе предельных состояний.
Первая группа предельных состояний. Расчет металлического пролетного строения пешеходного моста выполняется по прочности по нормальному и наклонному сечению. Одновременно определяются величины и конкретные точки приложения усилий, рассчитываются максимальные нагрузки, составляются схемы их распределения.
Вторая группа предельных состояний. Расчет металлического пролетного строения железнодорожного моста на вероятность образования трещин, расчет по возможному раскрытию трещин и максимально допустимому прогибу конструкции.

Для расчета значения всех нагрузок по предельным состояниям

В расчетах конструкций на действие статических и динамических нагрузок и воздействий, которым они могут подвергаться в течение строительства и заданного срока службы, учитываются следующие предельные состояния:

первой группы - по потере несущей способности и (или) полной непригодности к эксплуатации конструкций;

К ее предельным состояниям относят общую потерю устойчивости фермы, различные разрушения конструкции, изменение конфигурации, состояние при котором необходимо прекратить эксплуатацию.

Предельные состояния первой группы проверяются расчетом на максимальные (расчетные) нагрузки и воздействия, возможные при нарушении нормальной эксплуатации, предельные состояния второй группы - на эксплуатационные (нормативные) нагрузки и воздействия, отвечающие нормальной эксплуатации конструкций.

Это условие для первой группы предельных состояний по несущей способности может быть записано в общем виде:

где N - усилие, действующее в рассчитываемом элементе конструкции (функция нагрузок и других воздействий);

Ф - предельное усилие, которое может воспринять рассчитываемый элемент (функция физико-механических свойств материала, условий работы и размеров элементов).

второй группы - по затруднению нормальной эксплуатации сооружений.

Вторая группа включает в себя состояния, которые ограничивают нормальную эксплуатацию или снижают долговечность вследствие появления недопустимых перемещений.

Для второй группы предельных состояний, связанных, как правило, с перемещениями, также можно записать предельное неравенство:

где ƒ - перемещение конструкции (функция нагрузок):

[ƒ] - предельное перемещение, допустимое по условиям эксплуатации (функция конструкции и ее назначения).

Временные нагрузки по ширине моста распределяются неравномерно, поперечное распределение зависит от коэффициента поперечной установки. Постоянные усилия рассчитываются по самым нагруженным несущим узлам. Расчет металлического пролетного строения автодорожного моста по прогибу производится с учетом инженерных особенностей конструкции и максимально допустимых нагрузок. Полученные расчетные данные берутся за основу при производстве проектных работ мостов.

В ГК "ТРАНССТРОЙПРОЕКТ" вы можете заказать проектирование и расчет пролетных строений - наши специалисты выполнят все задачи на высочайшем уровне! Среди примеров наших работ - мост в г. Якутск, пешеходный переход в г. Домодедово и др.

Разрабатываем проектную и рабочую документацию для строительства мостов. Наши проекты подробные, по ним легко работать. Учитываем экономические и технические особенности Вашего объекта. [Подробнее]

Применяем современные технологии и материалы, которые экономят ваш бюджет и ускоряют процесс строительства. [Подробнее]

Является инструкцией по монтажу конструкций, гарантирующей вам соблюдение технологий. Позволяет сократить сроки и стоимость строительно-монтажных работ. [Подробнее]

Классификация пролетных строений по конструкции. Схемы пролетных строений

Проектирование пролетных строений — основная специализация ТРАНССТРОЙПРОЕКТ уже 10 лет. Мы разрабатываем проектную документацию как для небольших пешеходных мостов, так и для больших автодорожных и железнодорожных.

Пролетные строения различают конструктивно, по расчетной схеме работы сооружения и по материалу изготовления. Для каждого конкретного случая подбирается определенный вид с учетом технического задания и существующих условий.

В зависимости от исходных данных и условий эксплуатации для каждого конкретного сооружения конструкторы выбирают оптимальную конструкцию, которая определяет тип моста и его главные физические и эксплуатационные характеристики и составляют схему пролетных строений . Эти изыскания обычно входят в услуги проектирования и расчета пролетных строений.

Конструкции пролетных строений

Балочное пролетное строение. Отличия состоят в особенностях перекрытия пролетов балками и воспринимаемых нагрузках. Усилия на опоры преимущественно вертикальные.
Ферменное пролетное строение. Различают разрезные и неразрезные фермы, отличия состоят в особенностях перекрытия пролетов фермами и воспринимаемых нагрузках. А также фермы различают по уровню расположения проезда для транспортных средств, фермы с ездой по низу, поверху и посередине. Особенностью фермы является работа её элементов только на растяжение или сжатие, а пространственность конструкции обеспечивает высокую жёсткость и экономию материала основных несущих элементов конструкции.
Арочное пролетное строение. Пролет изготовлен в виде арки, которая держит нагрузки. Горизонтальные усилия преобразуются в вертикальные, мост работает на сжатие.
Конструкции комбинированного типа. Сочетают одновременно арочную и балочную принципиальные конструкторские схемы. Имеют универсальное применение.
Рамное пролетное строение. Могут иметь Т- или П-образный вид, пролетные строения – ригели, опоры – стройки.
Висячее пролетное строение. Промежуточные опоры не устанавливаются, несущая конструкция из гибких узлов, крепление выполняется к пилонам.
Вантовое пролетное строение. Несколько устойчивее, чем подвесные типы пролетных строений , в качестве несущего элемента используется вантовая ферма из большого количества стальных канатов.

Расчетные схемы пролетных строений

Разрезные расчетные схемы
Неразрезные
Консольные
Температурно-неразрезные

Материалы основных несущих элементов пролётного строения

Железобетонные конструкции пролетных строений мостов

Такие конструкции пролетных строений применяются в основном для небольших пролётов, в пределах до 33 метров. Применение типовых железобетонных балок экономически оправдано вдали от крупных населённых пунктов где нет повышенных архитектурных требований и сжатых сроков строительства. Недостаток конструкций – высокий собственный вес, требующий тяжёлой грузоподъёмной техники на стадии строительно-монтажных работ и более массивные опоры и фундаменты на стадии эксплуатации, увеличенное время производства строительно-монтажных работ, связанное с мокрыми процессами, отсутствие архитектурной выразительности. Большая собственная масса требует строительства мощного фундамента. Применяются в случае необходимости создания простого небольшого и недорогого мостового сооружения вдали от городской черты.

Сталежелезобетонные конструкции пролетных строений мостов

Монолитная железобетонная плита позволяет значительно понижать уровень шума при проезде большегрузного транспорта в сравнении с другими конструкциями, а так же использовать для ограждения готовые монолитные железобетонные элементы.

Недостаток конструкций – относительно высокая сметная стоимость и увеличенное время производства строительно-монтажных работ. Применяются в случае необходимости создания геометрически сложного мостового сооружения в составе больших городских транспортных развязок. Требуют большого объема предварительной подготовки строительной площадки и наличия специальной строительной техники и механизмов. Все эти факторы обязательно должны учитываться на этапе проектирования сталежелезобетонных мостов.

Металлические конструкции пролетных строений мостов

Наиболее рациональные для пролётных строений, более 70% всех железнодорожных мостов построены из металла, поскольку сталь одинаково хорошо работает как на растяжение, так и на сжатие и максимально соответствует требованиям восприятия больших знакопеременных усилий от железнодорожных нагрузок. К преимуществам металлических пролётных строений следует отнести стабильность физикомеханических характеристик стали на протяжении всего жизненного цикла сооружения (до 100 лет), а так же высокие темпы монтажа. Отдельные элементы собираются на предприятиях-изготовителях, на строительной площадке происходит только монтаж готовых элементов в единую конструкцию. К недостаткам следует отнести необходимость выполнения периодических мероприятий по защите металлических элементов от коррозии.

Использование металлических конструкций пролётных строений позволяет применять во время строительства высокотехнологичные методики – значительно повышается надежность всех нагруженных узлов, увеличивается производительность труда, снижается себестоимость, ускоряется ввод в эксплуатацию сооружения. Все эти факторы значительно сокращают сроки окупаемости инвестиций.

После анализа указанных данных, геодезических изысканий и оценки фактических условий эксплуатации сооружения выбирается наиболее оптимальная схема пролетных строений и согласуется с заказчиком. Зачастую выбирается неразрезное пролетное строение, рассчитывается надвижка пролетных строений. Все работы выполняются с учетом существующих государственных стандартов и отраслевых нормативных актов. Специалисты нашей компании выполняют проектирование любых видов и типов пролетных строений . Среди наших работ - такие, как мост через железнодорожные пути по ул. Суюнбая (г. Алматы), автодорожный мост через р. Есиль у с. Куйгенжар (Астанинская обл) и многие другие.

Для консультации по выбору типа пролетного строения позвоните по телефону (495) 543-42-56.

Металлический мост. Составление вариантов железнодорожного моста. Расчёт пролётного строения

Полная длина моста определяется по заданному отверстию моста с учетом количества пролетов в схеме моста и конструктивных параметров опор (тип устоя, толщина промежуточной опоры и т.д.).

Необходимая длина моста при обсыпных устоях рассчитывается по формуле: L_п=l₀ + n*b + 2*с*H + 2*a, где

L_п – необходимая длина моста между концами устоев, м;

n – количество промежуточных опор, попадающих в воду, м;

b – средняя толщина промежуточной опоры, м;

H –высота от средней линии трапеции, образуемой горизонталями высоких и меженных вод (по которой измеряется отверстие моста), до отметки бровки полотна, м;

l₀ – отверстие моста, м;

с – крутизна откоса конусов насыпи;

a – величина захода устоя в насыпь (a = 0,75 при H < 6м и a = 1 при H >6м).

Число опор, попадающих в воду – 4, их ширина – 4,5 м.

H = БН – (УМВ + УВВ)/2 =227,00 – (212,00 + 220,00)/2 =11,0 м.

L_п =260 + 4*4,5 + 2*1,5*11,0 + 2*1 = 313,00 м.

ПР = БН + 0,9 = 227,00 + 0,9 = 227,90 м.

Устои приняты свайные. Длина крыла устоя поверху при пролете примыкающих балок 27,6 м составит 6,3 м. Фактическая длина моста при принятых конструкциях составит (с учетом расстояния между торцами балок по 0,1):

L_ф = 111,09 + 66,94*2 + 27,6*2 + 0,1*6 + 6,3*2 = 313,37 м.

Фактическая длина моста превышает полную расчетную

0,0012 или 0,12%, что допустимо нормами.

Определение объемов работ.

Пролетные строения.

Пролетного строения полной длиной 111,09 м

Металлоконструкций – 540,79 т

Высокопрочных болтов – 18,51 т

Плиты мостового полотна – 74,4 м 3

Тротуаров и убежищ – 46,7 м 3

Пролетного строения полной длиной 66,94 м

Металлоконструкций – 235,97 т

Высокопрочных болтов – 11,38 т

Плиты мостового полотна – 44,8 м 3

Тротуаров и убежищ – 28,1 м 3

Промежуточные опоры. Имеем четыре промежуточные опоры высотой по 16,60 м. Объем оголовка опоры из монолитного железобетона:

V_ог =3,2*10,2*0,7 = 22,848 м 3

Объем тела опоры из монолитного железобетона:

V_т.о =3,0*10,0*3,9 + 4,5*12,0*9,0 = 603,0 м 3

Объем ростверка высотой 3,0 м из монолитного железобетона с размерами в плане 13,0*7,8 м при скосах по 0,5 м :

V_роств.= 3,0*13,0*7,8 – 39,6*0,5 3 – 4*0,5 3 ) = 298,75 м 3 .

При назначении размеров промежуточных опор необходимо учитывать требования норм, в которых указано, как определяются размеры подферменных плит промежуточных опор.

При компоновке фундамента из свай (свай – оболочек) можно пользоваться следующей методикой:

- максимальная сжимающая нагрузка на одну сваю;

m – коэффициент, учитывающий влияние изгибающих моментов, действующего по подошве ростверка, равный 1,5 – 1,8;

SN – сумма расчетных вертикальных сил, действующих по подошве фундамента;

n_c – число свай – оболочек;

G_c – расчетная нагрузка от веса одной сваи;

l_c – полная длина сваи;

F_d – несущая способность сваи по грунту.

Здесь G_пр.стр, G_мп, G_оп, N_вр – вертикальные давления, тс, соответственно от собственного веса конструкций пролетных строений, опирающихся на опору; нагрузка от веса мостового полотна; от собственного веса опоры; от временной нагрузки на оголовок опоры от подвижного состава.

Указанные величины определяются по формулам

G_мп = 0 – при езде на безбалластном мостовом полотне (на железобетонных плитах), его вес включают в G_пр.стр.

l₁,l₂ – полные длины пролетных строений, опирающихся на опоры, м;

γ_f – коэффициент надежности для временной нагрузки;

1,1 – коэффициент надежности для собственного веса конструкции;

2,4 – объемная масса железобетона, т/м 3

V_оп – объем тела опоры и фундамента, м 3 ;

G_пр.стр = 0,5*1,1*(540,79+18,51+235,97+11,38+2,4*(74,4+46,7+44,8+28,1)) = 699,737 тс;

G_оп = 1,1*(22,848 + 603,0 + 298,75)*2,4 = 2440,939 тс;

N_вр = 1,1*1,0*14*(111,09 + 66,94)/2 = 1370,831 тс;

åN = 699,738 + 2440,939 + 1370,831 = 4511,507 тс

G_c = 1,1*2,4*(3,14*1,6 2 /4)*25 = 132,7 тс

При применении 15 свай диаметром 1,6 м, длиной 25 несущая способность сваи по грунту составит F_d = 700 тс

Принимаем 15 свай диаметром 1,6 м и длиной 25 м под опору.

Объемы работ и определение стоимостей конструктивных элементов моста приведены в таблице 1.

Определение общей стоимости моста приводится в таблице 2.

1.2 Вариант № 2.

Назначение основных размеров.

Число опор, попадающих в воду – 3, их ширина – 4,5 м.

L_п =260 + 3*4,5 + 2*1,5*11,0 + 2*1 = 308,50 м.

Устои приняты свайные. Длина крыла устоя поверху при пролете примыкающих балок 18,7 м составит 5,3 м. Фактическая длина моста при принятых конструкциях составит (с учетом расстояния между торцами балок по 0,1):

L_ф = 265,05 + 18,7*2 + 0,1*4 + 5,3*2 = 313,45 м.

0,0158 или 1,58%, что допустимо нормами.

Пролетного строения полной длиной 265,05 м

Металлоконструкций – 1379,0 т

Высокопрочных болтов – 56,30 т

Плиты мостового полотна – 177,6 м 3

Тротуаров и убежищ – 111,3 м 3

Промежуточные опоры. Имеем три промежуточные опоры высотой по 16,60 м. Объем оголовка опоры из монолитного железобетона:

Расчет пролетных строений металлических мостов

Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования. Металлические и сталежелезобетонные конструкции*

* См. ярлык "Примечания". - Примечание изготовителя базы данных.

2. ВНЕСЕН Управлением строительства и эксплуатации автомобильных дорог Федерального дорожного агентства.

4. ИМЕЕТ рекомендательный характер.

5. ВВЕДЕН взамен ОДН 218.0.032-2003 Временное руководство по определению грузоподъемности мостовых сооружений на автомобильных дорогах.

1 Область применения

Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее - методический документ, Рекомендации) является актом рекомендательного характера в дорожном хозяйстве, содержащим методику определения грузоподъемности мостовых сооружений с учетом технического состояния элементов их конструкций.

Настоящий методический документ рекомендуется для применения при определении грузоподъемности мостовых сооружений, эксплуатируемые на федеральных автомобильных дорогах Российской Федерации. В остальных случаях методический документ может использоваться по решению органов управления автомобильных дорог субъектов РФ.

Положения настоящего методического документа предназначены для применения проектными и специализированными организациями, выполняющими работы по диагностике, обследованию, испытаниям и оценке технического состояния мостовых сооружений, а также мостовыми подразделениями органов управления автомобильными дорогами при организации и приемке обследовательских работ в соответствии с правилами применения документов технического регулирования в сфере дорожного хозяйства [1].

Настоящий методический документ включает следующие тома (книги):

ОДМ 218.4.025-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования. Общая часть.

ОДМ 218.4.026-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования. Бетонные и железобетонные конструкции.

ОДМ 218.4.027-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования. Металлические и сталежелезобетонные конструкции.

ОДМ 218.4.029-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования. Определение грузоподъемности конструкций деревянных мостов.

При определении грузоподъемности допускается использование иных от приведенных в настоящем методическом документе алгоритмов и программ. Обоснованность применения таких алгоритмов и программ должна быть подтверждена сертификатом их соответствия действующим нормам проектирования мостовых сооружений, выданным уполномоченным органом, либо предыдущим успешным опытом применения при проведении технических экспертиз соответствующей направленности по заданиям Федерального дорожного агентства.

2 Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе использованы нормативные ссылки на следующие документы:

СП 16.13330.2011. Свод правил. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*;

СП 35.13330.2011. Свод правил. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*;

ОДМ 218.1.001-2010 Рекомендации по разработке и применению документов технического регулирования в сфере дорожного хозяйства;

ОДМ 218.4.003-2009 Рекомендации по объединению металлических балок с монолитной железобетонной плитой посредством непрерывных гребенчатых упоров в сталежелезобетонных пролетных строениях мостов;

ОДМ 218.2.044-2014 Рекомендации по выполнению приборных и инструментальных измерений при оценке технического состояния мостовых сооружений на автомобильных дорогах.

3 Термины и определения

В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:

временная вертикальная нагрузка: Произвольное транспортное средство (средства), расположенное в пределах ездового полотна мостового сооружения.

воздействие от нагрузки: Усилия, напряжения, деформации, перемещения в конструкции (элементе конструкции), возникающие от действия внешних нагрузок (постоянных, временных, температурных и пр.).

грузоподъемность: Характеристика (показатель) технического состояния мостового сооружения, соответствующая максимальному воздействию временной вертикальной нагрузки, при котором не наступает предельное состояние первой группы ни в одной из основных несущих конструкций сооружения.

Примечание. Грузоподъемность сооружения в целом определяется грузоподъемностью наиболее слабой из основных несущих конструкций.

дефект в мостовом сооружении (дефект): Каждое отдельное несоответствие в мостовом сооружении установленным требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

допустимый класс нагрузки: Мера экстремально допустимого воздействия временной вертикальной нагрузки определенной структуры, которое не вызывает наступление предельного состояния первой группы в несущих конструкциях при нормальной эксплуатации сооружения.

1. Для эталонных нагрузок по схемам АК и НК допустимые классы нагрузки выражаются безразмерными величинами и как отношение величины экстремального воздействия от эталонной нагрузки к воздействию от аналогичной единичной эталонной нагрузки класса =1.

2. Для нагрузок от колонн автомобилей допустимый класс нагрузки соответствует допустимой массе отдельного автомобиля из состава колонны.

класс грузоподъемности: Мера грузоподъемности сооружения (конструкции, элемента конструкции), выраженная значением допустимого класса или массы рассматриваемой временной вертикальной нагрузки.

конструкция: Часть мостового сооружения, состоящая из конструктивно объединенных элементов, выполняющая определенные функции (несущие, ограждающие, защитные и (или) другие).

1. В мостовом сооружении конструкции делят на основные, обеспечивающие основные функциональные свойства мостового сооружения, и неосновные (вспомогательные), обеспечивающие, например, защиту и безопасность только в экстремальных ситуациях, удобство содержания в период эксплуатации и другие вспомогательные функциональные свойства.

2. Из множества основных конструкций выделяют несущие конструкции, основной функцией которых является восприятие воздействий от постоянных и временных нагрузок.

контролируемый режим движения: Режим движения, при котором пропуск транспортных средств по сооружению осуществляется по специальному разрешению в сопровождении представителей службы эксплуатации и/или ГИБДД и, как правило, в одиночном порядке.

мостовое сооружение: Искусственное сооружение, состоящее из одного или нескольких пролетных строений и опор, предназначенное для пропуска различных видов транспорта и пешеходов, а также водотоков, селей, скота, коммуникаций различного назначения, порознь или в различных комбинациях над естественными или искусственными препятствиями.

Примечание. К искусственным препятствиям относятся искусственные водоемы, водные каналы, автомобильные и железные дороги, другие инженерные сооружения, а также территории предприятий, городские территории, через которые проходит автомобильная дорога.

неконтролируемый режим движения: Режим движения, при котором регулирование пропуска транспортных средств осуществляется техническими средствами организации дорожного движения.

основная несущая конструкция: Конструкция сооружения, предназначенная для восприятия воздействий от постоянных и временных нагрузок, наступление предельного состояния первой группы в которой приводит к утрате работоспособного состояния (жесткости и устойчивости) сооружения в целом.

опора моста: Несущая конструкция мостового сооружения, поддерживающая пролетные строения и передающая нагрузки от них на основание.

опорная часть: Несущая конструкция мостового сооружения, передающая нагрузку от пролетного строения на опоры и обеспечивающая угловые и линейные, либо только угловые перемещения пролетного строения.

основание опоры: Массив грунта, в котором размещены собственно строительные конструкции фундамента опоры.

пролетное строение: Несущая конструкция мостового сооружения, перекрывающая все пространство или часть его между двумя или несколькими опорами, воспринимающая нагрузку от элементов мостового полотна, транспортных средств и пешеходов, и передающая ее на опоры.

сталежелезобетонная конструкция: Единая несущая конструкция со стальными и железобетонными элементами, совместно воспринимающими воздействия от нагрузки.

Примечание. Применительно к сталежелезобетонным пролетным строениям автодорожных мостов конструктивным железобетонным элементом является железобетонная плита проезжей части, объединённая с металлическими несущими элементами главных балок (ферм).

условная несущая способность: Величина максимального воздействия на элемент от временных проектных нагрузок, определяемая в соответствии с указаниями тех норм проектирования, по которым конструкция была запроектирована.

ширина проезда: Расстояние в свету между ограждениями безопасности ездового полотна мостового сооружения.

элемент конструкции: Составная часть сложного технического объекта, рассматриваемая как единое целое, не подлежащее дальнейшему разукрупнению, имеющая самостоятельные характеристики, используемые при расчетах, и выполняющая определенную частную функцию в интересах сложного объекта, который по отношению к элементу представляет собой систему.

Примечание. Элементами могут быть балка, плита, диафрагма, ригель и т.д.

эталонные автомобильные нагрузки: Временные вертикальные нагрузки заданной структуры.

4 Расчет грузоподъемности металлических пролетных строений

4.1 Общие положения

4.1.1 Общие положения расчета грузоподъемности изложены в разделах 4 и 5 [2].

4.1.3 Значения используемых в расчетах коэффициентов , , , , , , , допускается определять при невыгодном загружении конструкции фактическими постоянными и схемами тех временных нагрузок, под которые данная конструкция была запроектирована. При этом правила расстановки временной нагрузки и значения расчетных коэффициентов принимают в соответствии с [2].

4.1.4 Коэффициенты условий работы m при определении несущей способности элементов конструкций принимают согласно нормам проектирования мостовых сооружений (п.8.19 [3]).

4.1.5 При одновременном действии в сечении нескольких силовых факторов , , … , невыгодное положение временной нагрузки на сооружении определяется в соответствии с рекомендациями п.5.4.3 [2].

4.1.6 Грузоподъемность элементов металлических конструкций определяют:

При расчете изгибаемых элементов (сплошные главные балки и балки проезжей части пролетных строений):

- по условию обеспечения прочности по нормальным напряжениям: в сечениях в середине пролетов, в надопорных зонах для консольных и неразрезных конструкций, в местах изменения сечения балок, в стыках элементов балок, в местах наибольших ослаблений сечений дефектами, в других необходимых случаях;

- по условию обеспечения прочности по касательным напряжениям: по нейтральной оси балок в опорных сечениях, в местах наибольших ослаблений сечений дефектами, в других необходимых случаях;

- по условию обеспечения прочности поясных заклепок (болтов) или сварных швов объединения поясов со стенкой балки: на приопорных участках, а также в начале участков с увеличенным шагом заклепок или с уменьшенным сечением сварных швов, в других необходимых случаях;

- по условию обеспечения общей устойчивости сжатого пояса: в сечениях в середине свободной длины сжатого пояса в местах приближенных к середине пролетов, а также над опорами - для консольных и неразрезных конструкций, а также в местах изменения сечения балок и свободной длины сжатого пояса, и в других необходимых случаях;

- по условию обеспечения местной устойчивости стенки балки или отсека стенки балки, ограниченного вертикальными, горизонтальным ребрами жесткости и поясами: при отсутствии ребер жесткости для стенок балок при h50 , при наличии ребер жесткости, расставленных на расстоянии более 2h или 2 м, а также во всех случаях при h>80 - для стенок из углеродистой стали и h>65 - для стенок из низколегированной стали (здесь h - расчетная высота стенки, принимается для сварной балки равной полной высоте стенки, а для клепаной балки - расстоянию между ближайшими к оси балки рисками поясных заклепок, - толщина стенки балки);

Читайте также: