Металлический мост через реку для II технической категории дороги

Описание

В проекте выполнена разработка конструкции металлического моста через реку для автомобильной дороги.

Проведен анализ исходных данных. Класс реки по судоходству – V. В качестве материала для строительства моста применена сталь 15ХСНД.

Рассмотрены местные условия района строительства моста: климат, осадки, ветер, снежный покров. Приведены гидрологические характеристики реки Урал, инженерно-геологические условия места строительства.

Выполнено вариантное проектирование.

Сделано детальное описание вариантов.

Вариант № 1. Разработан неразрезной цельнометаллический мост с пяти пролетами и ортотропной плитой на дорожной части. Пролетные строения моста закрывают отверстие по схеме: 84+3х105+84 (м). Дорожная часть пролетного строения спроектирована таким образом, при котором на ней размещены две полосы для автотранспорта шириной 3,75 м каждая, две полосы безопасности шириной 2 м и два тротуара шириной 1,5 м. Мост расположен на горизонтальной прямой в плане. Общая длина мостового перехода составляет 489,20 м. Пролетное строение имеет постоянную высоту 3000 мм и является цельнометаллическим, с коробчатым сечением. Барьерное ограждение имеет полужесткую конструкцию высотой 750 мм. Дорожная одежда проезжей части состоит из слоев: резинобитум толщиной 5 мм, изолирующей мастики "Леммастик" толщиной 20 мм, асфальтобетона АВ толщиной 40 мм и резинобитумного литого асфальта "Лемпруф-КВВА" с грубым камнем толщиной 60 мм. Тротуары покрыты резинобитумом КВ-100 толщиной 5 мм и резинобитумным литым асфальтом "Лемфальт" толщиной 50 м, а также затиркой песком для улучшения трения и износостойкости. Водоотвод с проезжей части осуществляется за счет поперечного уклона 20‰. Для связи моста с подходной насыпью используются железобетонные переходные плиты размером 8 м в длину, 3 м в ширину и толщиной 0,20 м. Стоимость моста составляет 175359,258 тыс.руб.

Вариант № 2. Второй вариант моста - это пятипролетный неразрезной сталежелезобетонный мост с отверстием, которое перекрыто пролетами размером 84+3х105+84 метра. Проезжая часть моста имеет габариты 11,5 метра, а тротуары – 2 х 1,5 метра. Мост имеет прямое расположение в плане и полную длину 489,20 метра. Пролетное строение моста имеет постоянную высоту 3,0 метра и состоит из четырех стальных балок двутаврового сечения. На верхние пояса балок устанавливается монолитная железобетонная плита проезжей части, которая не имеет постоянной высоты и имеет вуты. Конструкция барьерного ограждения, сопряжения, водоотвода, тротуаров, перильного ограждения, дорожной одежды на проезжей части и тротуарах, освещение и крайние опоры аналогичны первому варианту. Стоимость строительства моста составляет 154164,374 тысячи рублей.

Вариант № 3. В третьем варианте разработан мост системы "арфа" с одним пилоном и вантовой безраспорной конструкцией. Мост имеет схему размером 300+150 метров. Ванты расположены симметрично относительно пилона в разных точках по его высоте и параллельны друг другу. Проезжая часть состоит из двух полос движения безопасности шириной 2 метра и двух тротуаров шириной 1,5 метра. Мост расположен на горизонтальной прямой в плане и пересекает русло реки Урал под прямым углом. Общая длина моста составляет 454,80 метра. Пролетное строение представляет собой неразрезную балку жесткости с постоянным коробчатым сечением. Высота балки составляет 3,0 м. Проезжая часть выполнена из ортотропной плиты толщиной 12 мм, которая также служит верхним поясом балки жесткости и верхними продольными связями. Ширина плиты составляет 17,0 м. В поперечном сечении коробчатое пролетное строение состоит из двух балок двутаврового сечения с расстоянием между осями 8000 мм. Толщина стенок балки составляет 14 мм. Ширина нижнего листа коробки балки равна 8000 мм. Конструкция барьерного ограждения, тротуаров, перил, деформационных швов и опорных частей идентична первому варианту. Общая стоимость строительства моста равна 195386,086 тыс.руб.

Проведено технико-экономическое сравнение вариантов по показателям: эксплуатационному, техническому, производственному, эстетическому/архитектурному, экономическому. По результатам к расчету принят вариант № 1.

Приведена расчетная часть. Произведен расчет главной балки пролетного строения. Определена общая постоянная нагрузка на балку жесткости 94,806 кН/м, коэффициенты поперечной установки – для пешеходной нагрузки 2, для НК-80 1, для тележки 2, для полосовой нагрузки 1,6.

Рассчитаны показатели полных внутренних усилий. Определена эффективная ширина поясов балки пролетного строения: опорное сечение – 11,8736 м и 7,976 м, сечение в пролете – 14,2308 м и 7,976 м.

Сделано определение геометрических характеристик сечений с вычислением значений:

Проведена проверка прочности главной балки. В ходе проверки прочности по нормальным напряжениям определены напряжения в верхнем сжатом поясе 88,57 МПа и нижнем растянутом поясе 106,02 МПа. Аналогично сделана проверка прочности стенок балки по приведенным напряжениям, по касательным напряжениям. Также выполнена проверка балки на местную устойчивость.

Произведен расчет ортотропной плиты проезжей части в программе РОРТ 5, в ходе которого рассчитаны параметры листа настила, продольного ребра, поперечной балки, монтажного стыка поперечной балки, нижнего пояса монтажного стыка.

Выполнен расчет промежуточной опоры с определением основных значений.

Разработаны мероприятия по безопасности технологического процесса и приведено экологическое обоснование проекта.

Сделан сметно-финансовый расчет. Сметная стоимость строительства определена в сумме 170,332 млн. руб., в том числе возвратных сумм 1,776 млн. руб.

В работе проектирован металлический мост для II технической категории дороги с габаритом Г – 11,5+2×1,0 м под нагрузки: А11, НК-80 и пешеходной нагрузки на тротуарах.