В приложении 9 даны рекомендации по составлению схем мостов в курсовом проекте. Приведены три примера составления схемы моста. В приложении использованы материалы работ /18/ - /23/
П.9.1. Рекомендации по составлению схем мостов
Проверку по формулам (2.15) или (2.17) следует производить, если Вы решили попробовать в схеме моста пролетное строение меньшей длины, чем рассчитанная по формулам (2.12) или (2.13). Если Вы принимаете пролетное строение равное или большее по длине, то проверку можно не делать, т.к. отверстие или ширина главного русла (уклон конусов моста) будут обеспечены[25].
Диапазон типовых пролетных строений с ездой по балласту в настоящее время довольно широк от 2,95 м (прил.5) до 67,00 м (прил.7). Поэтому даже большие мосты могут быть расположены на уклонах и в кривых. Однако не следует злоупотреблять этими возможностями. Средние и большие мосты рекомендуется располагать на прямой в плане и на площадке в профиле. Именно овладению навыками трассирования подходов к мостам и проектированию трассы в пределах мостового перехода следует уделить наибольшее внимание в курсовом проекте.
Качество Вашего проекта складывается из достоинств принимаемых решений по отдельным его разделам. Если мостовой переход расположен на кривой или «зажат» в плане между кривыми, если в продольном профиле мост расположен на уклоне на высокой насыпи, то улучшение трассы на последующих стадиях проектирования потребует значительных перепроектировок, что весьма нежелательно. К размещению больших мостов следует подходить также тщательно, как и к размещению раздельных пунктов, бережно вписывая их в рельеф местности.
П.9.2. Примеры составления схемы моста[26]
Пример №1.
1. По продольному профилю графически определяем: ширину русла реки на уровне меженных вод (УМВ) Вр = 50 м; суммарную ширину разлива высокой воды при расчетном уровне высоких вод (РУВВ) (Вп + Вр) = 250 м.
2. Рассчитываем суммарную ширину пойменного потока воды при РУВВ:
Вп = (Вп + Вр) - Вр = 250 – 50 = 200 м.
3. По формуле (2.1) определяем потребное отверстие моста:
L отв = Вр + 0,08 · Вп = 50 + 0,08 · 200 = 66 м.
4. На профиле откладываем от середины русла реки величину равную половине потребного отверстия моста (L отв / 2 = 66 / 2 = 33 м) в масштабе округленно 50 м. Определяем графически среднюю высоту насыпи h н = 18 м.
5. Намечаем число пролетов моста (учитывая значительную высоту насыпи) n = 1 - однопролетный мост без промежуточных опор.
6. Рассчитываем по формуле (2.12) минимально необходимую полную длину пролетного строения из условия обеспечения потребного отверстия моста:
lп(min)L отв = (L отв – 6 + 3· n) / n = (66 – 6 + 3·1) / 1 = 63,00 м.
7. Рассчитываем по формуле (2.13) минимально необходимую полную длину пролетного строения из условия обеспечения ширины главного русла реки:
lп(min)Вр = (Вр + 3· h н - 6 ) / n = (50 + 3·18,00 – 6) / 1 = 98,00 м.
8. Принимаем по прил.8 пролетное строение – металлическое с двумя сквозными решетчатыми фермами, с ездой понизу на деревянных поперечинах полной длиной lп1 =111,14 м.
9. Рассчитываем по формуле (2.16) длину моста
L м = n · l п1 + 8 = 1 · 111,14 + 8 =119,14 м.
10. Пробуем «сэкономить», приняв ближайшее меньшее по длине пролетное строение lп2 = 89,12 м.
11. Рассчитываем по формуле (2.18) обеспеченную величину главного русла
Вр(обеспеч) = lп2 · n – 3 · h н + 6 = 89,12 · 1 – 3 · 18,00 + 6 = 41,12 м .
12. Выполняем проверку по условию (2.17) | (Вр – В р(обеспеч) ) / В р | ≤ 0,08;
| (Вр – В р(обеспеч) ) / В р | = | (50,00 – 41,12 ) / 50,00 | =0,18 > 0,08 ,
погрешность составляет более 8‰, проверка не выполняется и применить в данном
случае меньшее пролетное строение нельзя.
Вывод: следует остановить свой выбор на первом варианте схемы моста.
Схема №1: однопролетный мост с обсыпными устоями, металлическое пролетное строение (две сквозные решетчатые фермы) с ездой понизу на деревянных поперечинах полной длиной lп =111,14 м.
Замечание: в сложных топографических условий, не желая применять на подходах к мосту кривые малого радиуса, чтобы разместить сам мост на прямом участке пути, Вы можете оказаться в ситуации, когда наилучшим вариантом, по-Вашему мнению, было бы – разместить мост на кривой большого радиуса, скажем, R=2000 м, с тем, чтобы не ухудшать план линии на подходах к мосту. Либо, проектируя продольный профиль, Вы хотели бы разместить мост на уклоне свыше 4‰, чтобы не допускать больших объемов земляных работ на подходах к мосту, или не удлинять линию.
Такие варианты вполне конкурентоспособны в сложных условиях (ведь не случайно в рассмотренном выше примере №1 запроектирована высокая насыпь h н =18,00 м ).
Но тогда Вам не подойдет выбранная схема с пролетным строением с ездой на поперечинах, т.к. такие мосты нельзя размещать на кривых. Поэтому ниже приведен пример №2 для размещения моста на кривой или на уклоне свыше 4‰.
Пример №2 (подбор схемы трехпролетного моста, размещаемого на кривой или на уклоне свыше 4‰), исходные данные – как в примере №1.
1. Назначаем число пролетов n = 3 (одного пролета как в примере №1 будет недостаточно, см. характеристики пролетных строений в прил.6 и 7).
2. Рассчитываем
lп(min)L отв = (L отв – 6 + 3· n) / n = (66 – 6 + 3·3) / 3 = 23,00 м;
lп(min)Вр = (Вр + 3· h н - 6 ) / n = (50 + 3·18,00 – 6) / 3 = 32,67 м.
3. Принимаем трехпролетный мост с пролетными строениями из преднапряженного железобетона с ездой поверху по балласту полной длиной l п = 34,20 м , см. прил.6.
4. Рассчитываем полную длину моста
L м = n · l п + 8 = 3 · 34,20 + 8 =110,60 м.
5. Ребристое пролетное строение меньшей длины l п = 24,70 м в данном случае пробовать не стоит, т.к. слишком велика разница и погрешность будет больше 8%.
Замечание: Учитывая то обстоятельство, что высота насыпи - значительная, можно попробовать “сэкономить”, уменьшив количество промежуточных опор моста, сократив их количество до одной опоры (при высоте насыпи h н =18,00 м и среднем ледоходе с толщиной льда от 0,5 до 1,0 м быки являются дорогими сооружениями и, хотя одна опора с большой вероятностью попадет в самую глубокую часть русла реки и будет иметь более мощный фундамент, все-таки, экономия на объеме кладки опор и, в целом по всему мосту, вполне возможна). Поэтому следует «посмотреть» вариант №3.
Пример №3 (подбор схемы двухпролетного моста, размещаемого на кривой или на уклоне свыше 4%), исходные данные – как в примере №1.
1. Назначаем число пролетов n = 2 (для уменьшения количества высоких промежуточных опор).
2. Рассчитываем
lп(min)L отв = (L отв – 6 + 3 · n) / n = (66 – 6 + 3 · 2) / 2 = 33,00 м;
lп(min)Вр = (Вр + 3 · h н - 6 ) / n = (50 + 3 ·18,00 – 6) / 2 = 49,00 м.
3. Принимаем двухпролетный мост с комбинированными пролетными строениями (арка с затяжкой) с ездой по балласту полной длиной lп=55,80 м, см. прил.7.
4. Рассчитываем длину моста
L м = n · l п + 8 = 2 · 55,80 + 8 =119,60 м.
Вывод. Таким образом, были рассмотрены три примера (три варианта схемы моста).
Пример №1. Однопролетный мост с обсыпными устоями балочно-разрезной системы с металлическим пролетным строением (две главные сквозные решетчатые фермы, езда по поперечинам); схема моста 1× 111,14 м; длина моста L м =119,14 ~120 м.
Пример №2. Трехпролетный мост с обсыпными устоями балочно-разрезной системы с железобетонными пролетными строениями (ребристая двухблочная балка из преднапряженного железобетона); схема моста 3 × 34,20 м, длина моста L м = 110,60 ~ 111 м.
Пример №3. Двухпролетный мост с обсыпными устоями комбинированной системы с железобетонным пролетными строениями (внешне безраспорная арка с затяжкой из преднапряженного железобетона); схема моста 2 × 55,80 м, длина моста L м =119,60 ~ 120 м.