Проектирование деревянного моста - Курсовая работа

Мосты относятся к наиболее ответственным и дорогим сооружениям, возведения которых могут быть использованы различные строительные материалы; дерево, камень, бетон, железобетон, сталь и др. Выполнение студентами курсовой работы по проектированию деревянного моста имеет своей целью закрепление и углубление теоретических знаний по дисциплине «Проектирование мостов и труб», приобретение практических навыков проектирования деревянных мостовых сооружений, развитие творческих способностей. Мост расположен на прямом горизонтальном участке дороги. 1) Определение количества основных пролетов между точками соприкосновения УВВ и конусами насыпи моста. где L0 - отверстие которое необходимо обеспечить под мостом l1 - ширина пространственной опоры l - расстояние между осями опор основных пролетов nn - количество пространственных промежуточных опор К расчету задано пролетное строение из составных пакетов с колодками, с нагрузкой С9 .Сближена рамно-свайная опора.Положение центра тяжести сечения нетто составной балки: , где - моменты инерции сечений соответственно первого, второго и третьего брусьев относительно осей, проходящих через их центры тяжести; - площади сечений брусьев, соответственно первого и третьего сечений, ; - расстояния от оси, проходящей через центр тяжести среднего бруса, соответственно до оси, проходящей через центр нижнего и верхнего брусьев, м. где - расчетные усилия в одном составном пакете соответственно, КН; - количество составных балок в одном составном пакете; - коэффициент сплошности при трех ярусах бревен в составной балке; , , - геометрические характеристики одной составной балки, определенные как для целого сечения; - коэффициент условия работы [1, п. Схема к расчету на прочность по смятию в местах опирания на насадки приведена на рисунке 2.3 =(1,5*406,2515*0,011)/(3*0.0049*9)=15.1553 МН где: М0.5-изгибающий момент в середине пролета составного пакета, МН*м;-статический момент площади сечения составной балки брутто, лежащей за рассматриваемым рядом колодок, относительно нейтральной оси.м3;nb-количество составных балок в пакете;Ibr-момент инерции брутто всего сечения составной балки пакета относительно нейтральной оси м4;nk-количество колодок в рассматриваемом ряду на длине полу пролета балки. Вертикальные усилия в стойках в уровне сопряжения их с нижними насадками и можно получить, увеличив соответствующие усилия в уровне верха стоек на расчетное воздействие, приходящееся на стойку от собственного веса стоек и веса поперечных и продольных связей опоры , считая, что последние поровну распределяются между стойками опоры: где , - сосредоточенное давление, передаваемое с каждого бруса на насадку; - количество составных брусьев в одном пакете; - ординаты соответствующей определяемому усилию линии влияния под осями брусьев пакета; - коэффициент надежности по нагрузке к весу деревянных конструкций ; - вес стоек; - вес стоек.Также были получены навыки анализа напряженного состояния элементов моста, выбора расчетных схем при расчете различных элементов моста, сбора нагрузок на рассчитываемый элемент моста и определение расчетных усилий в нем, назначения размеров сечений элементов в соответствии с требованиями норм проектирования, выполнение проверок сечений по предельным состояниям первой и второй групп, анализа результатов расчетных проверок и обеспечения экономичности рассчитываемой конструкции моста.

Мосты относятся к наиболее ответственным и дорогим сооружениям, возведения которых могут быть использованы различные строительные материалы; дерево, камень, бетон, железобетон, сталь и др. Дерево - хороший естественный строительный материал, широко распространенный на территории России и вполне пригодный для строительства мостов, а также является строительным материалом, который самовосстанавливается в природе. Однако деревянные мосты требуют тщательного эксплуатационного ухода, так как при недостаточном надзоре их элементы легко подвергаются загниванию, и применимы только для перекрытия сравнительно небольших пролетов. Поэтому в современных условиях такие мосты целесообразны на дорогах низких категорий в лесных районах, при обязательной защите дерева антисептиками.

Выполнение студентами курсовой работы по проектированию деревянного моста имеет своей целью закрепление и углубление теоретических знаний по дисциплине «Проектирование мостов и труб», приобретение практических навыков проектирования деревянных мостовых сооружений, развитие творческих способностей.

1.Составление и расчет схемы моста

1.1 Местные условия

Мостовой период находится в районе города Хабаровска. Мост расположен на прямом горизонтальном участке дороги. На реке присутствует судоходство. Река имеет спокойное течение и устойчивое русло. Лесосплав и карчеход отсутствует. Грунт -суглинок в пластичном состоянии.

1.2 Расчет схемы моста

1) Определение количества основных пролетов между точками соприкосновения УВВ и конусами насыпи моста.

где L0 - отверстие которое необходимо обеспечить под мостом l1 - ширина пространственной опоры l - расстояние между осями опор основных пролетов nn - количество пространственных промежуточных опор

2)Определение количества пролетов необходимого для перекрытия пространства над конусами насыпи и образования устоев.

где Н=БП-ГВВ=43,05-41,7=1,35 м; БП=ПР-0,75=43,8-0,75=43,05 м; ПР=43,8 l2 - расстояние между осями стоек образующих устой

3) Подсчет полной длины моста

Lп=2*0,5 2nyl2 n0l nnl1=(2*0,5) (2*1*3) (3*4 5,9) (6*3)=42,9м

4) Определение фактического отверстия моста где ni - количествооднотипных опор (устоев, плоских и пространственных промежуточных опор) bi - расчетная ширина i-ой опоры в уровне УВВ

1.3 Технико-экономические показатели и ведомости подсчета стоимости и трудоемкости строительства вариантов мостов

1.3.1 ведомости подсчета стоимости и трудоемкости строительства вариантов мостов наименование объем стоимость трудоемкость работ работ един. общая един. общая

1. Устой(2шт)

1.1Опоры береговые 6,877354 101,00 694,61 4,45 30,60422

1.2 Забивка свай 6,877354 127,00 873,42 4,40 30,26036

Итого по устоям 1568,04 60,86458

2. Опоры(6шт) 27,0576 121,00 3273,97 4,85 131,2294

2.1 Забивка свай 20,63206 127,00 2620,27 4,40 90,78107

Итого по опорам 5894,24 222,01

4 Пролетные строения

4.1 с прогонами (12шт) 43,20 123,00 5313,60 18,10 781,92

4.4 с пакетами 15,6 123,00 1918,80 18,10 282,36 итого по прол. Строениям 7232,40 1064,28

Итого по мосту 14694,68 1347,16

Накладные расходы 23% 3379,776 309,8457 плановые накопл. 6% 881,6807 80,8293

Прочие затраты 31% 4555,35 417,62

Всего по мосту 23511,48 2155,45

Таблица 1.1 Ведомость подсчета стоимостей и трудоемкостей моста

1.3.2 Технико-экономические показатели деревянный мост стойка пролет

Схема моста длина моста Стоимость Трудоемкость Удельный расход лесоматериала коэффициент сборности общ един общ един

0.5 3 5*3 5,9 5*3 3 0.5 42,9 23511,48 548,05 2155,45 50,2 2,80 0,41195238

Таблица 1.2 Технико-экономические показатели варианта моста

2 Исходные данные к расчету моста

2.1 Пролетное строение и опора заданная к расчетам

К расчету задано пролетное строение из составных пакетов с колодками, с нагрузкой С9 .Сближена рамно-свайная опора.

2.2 Нагрузки, габариты, материалы и их расчетные характеристики

Пакет рассчитывают на воздействие постоянных и временной нагрузок.

Из постоянных нагрузок учитывают: - нагрузку от веса мостового полотна;

- нагрузку от тротуаров и перил;

- нагрузку от веса пакетов.

Нормативную временную вертикальную эквивалентную нагрузку от подвижного состава железных дорог (СК) принимают в зависимости от характеристик линии влияния: длины загружения и от относительного положения вершины линии влияния на длине загружаемого участка соответствующего усилия и класса временной нагрузки К.

В курсовой работе задан класс нагрузки - С9.

Габарит проезда «С» - предельное перпендикулярное оси очертание, внутрь которого не должны заходить никакие сооружения. Ширина габарита «С» равна 4900 мм.

Порода дерева - сосна. Расчетные характеристики сосны первого сорта приведены в таблице 2.1

Напряженное состояние и характеристика элементов Расчетные сопротивления, МПА, при влажности, % обозначение 25 и менее свыше 25

Изгиб элементов из бревен естественной коничности Rdb 15,7 15,2

Сжатие и смятие вдоль волокон Rdc, Rdqs 14,7 11,8

Сжатие и смятие всей поверхности поперек волокон Rdq 1,77 1,47

Сжатие и смятие местное поперек волокон Rdqa определяем по формуле (1) определяем по формуле (1)

Скалывание вдоль волокон при изгибе Rdab 2,35 2,15

Скалывание в пределах длины не более 10 глубин врезки и двух толщин брутто элемента вдоль волокон Rdam 1,57 1,47

Таблица 2.1 Расчетные характеристики сосны первого сорта

, где - длина площадки смятия вдоль волокон древесины, см.

2.3 Основные положения расчета

Расчет моста ведется по методу предельных состояний. Предельное состояние - это такое состояние, когда сооружение или его основание под влиянием силовых воздействий перестает удовлетворять условиям эксплуатации или затрудняется его эксплуатация. Существует две группы предельных состояний: 1) Предельное состояние, при котором эксплуатация сооружения должна быть прекращена. Соответствующие этой группе расчеты деревянного моста: -расчет на прочность (?, ?, - M, N, Q) - расчет на однократное воздействие нагрузки

-расчет на общую устойчивость формы

-расчет на местную устойчивость формы

-расчет на устойчивость положения конструкции - против опрокидывания или сдвига

2) Предельное состояние, при котором эксплуатация возможна, но с ограничениями (скорости, веса и др.). К ней относят (для деревянных мостов): -расчеты по величине продольного прогиба

Определение усилий и моментов.

При расчете конструкций деревянных мостов допускается: -усилия в элементах и соединениях определять, предполагая упругую работу материала;

-пространственную конструкцию расчленять на отдельные плоские системы и рассчитывать их на прочность без учета податливости элементов;

-узловые соединения элементов сквозных конструкций принимать при расчетах шарнирные;

-не учитывать напряжения и деформации от изменения температуры, а также возникающие при усушке и разбухании древесины;

-считать, что укосины, диагональные связи и раскосы не участвуют в восприятии вертикальных усилий, передаваемых насадками на стойки.

3 Расчет основных несущих элементов пролетного строения (составного пакета)

3.1 Экскиз

Рис. 3.1 Эскиз

3.2. Расчет на прочность при нормальном и касательном напряжении при изгибе

3.2.1 Расчетная схема

Рис. 3.2 Расчетная схема

3.2.2 Сбор нагрузок

Из постоянных нагрузок учитывают: - нагрузку от веса мостового полотна: - нагрузку от тротуаров и перил - нагрузку от веса пакетов: 4,6354 где - удельный вес древесины, КН/м3; 0,036 м2 - площадь сечения одного бруса в пакете, м2; - количество пакетов в поперечном сечении моста; - количество брусьев в одном пакете; 1,05 - коэффициент, учитывающий вес элементов, скрепляющих пакеты.

Нормативная временная вертикальная эквивалентная нагрузка от подвижного состава - С9.

158,7931

181,4800

3.2.3 Определение расчетных усилий

Расчетные усилия в пакете , КНМ, и ,КН определяют с использованием линий влияния этих усилий по формулам: , . где - коэффициент надежности по нагрузке к весу деревянных конструкций ; - коэффициент надежности по временной вертикальной нагрузке [1, п. 2.23*]; - количество пакетов в поперечном сечении моста; - динамический коэффициент [1, п. 2.22*]; - нормативная временная вертикальная нагрузка от подвижного состава железных дорог СК, КН/м: ; ; и - площади линий влияния и .

3.2.4 Расчет на прочность по нормальному напряжению

В данной курсовой работе был запроектирован краткосрочный деревянный мост под одну железную дорогу в районе г. Хабаровске. В ходе выполнения работы были получены практические навыки составления варианта моста, подсчету объемов и стоимости работ по варианту моста. Также были получены навыки анализа напряженного состояния элементов моста, выбора расчетных схем при расчете различных элементов моста, сбора нагрузок на рассчитываемый элемент моста и определение расчетных усилий в нем, назначения размеров сечений элементов в соответствии с требованиями норм проектирования, выполнение проверок сечений по предельным состояниям первой и второй групп, анализа результатов расчетных проверок и обеспечения экономичности рассчитываемой конструкции моста.

1. СНИП 2.05.03-84*. Мосты и трубы / Минстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1996. - 214 с

2. Проектирование деревянных и железобетонных мостов: учеб. для вузов; под ред. А.А. Петропавловского. - М.: Транспорт, 1978. - 359 с.

3. Гибшман, Е.Е. Проектирование деревянных мостов: учеб. Для вузов / Е.Е. Гибшман. - М.: Транспорт, 1976. - 272 с.

4. Топеха, А.А. Расчет деревянных балочных железнодорожных мостов: учеб. Пособие / А.А. Топеха. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2004. - 100 с.

Размещено на