Характеристика природных условий района проектирования

Министерство Образования и Науки Российской Федерации

Казанский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

 

Кафедра Автомобильных

Дорог, Мостов и Тоннелей

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
на тему: «Проектирование деревянного моста

через реку»

Выполнила: ст.гр.4МТ01

Степанов Ю.И.

Принял: ст. преподаватель

Зиннуров Т.А.

 

 

Казань 2017

Содержание

Введение…………………………………………………………………………3

1. Характеристика природных условий района проектирования……….4

1.1. Климат………………………………………………………….......4

1.2. Рельеф и инженерно-геологические условия……………….….7

1.3. Растительность и почва……………………………………….......8

2. Общие сведения о деревянных мостах…………………………………9

3. Временные нагрузки от подвижного состава и пешеходов………….12

4. Проектирование мостового перехода………………………………….13

4.1. Проектирование схемы моста…………………………………….13

4.2. Конструирование пролетного строения…………………………14

5. Расчет элементов проезжей части……………………………………….15

5.1. Расчет одинарного настила из накатника………………………..15

5.2. Расчет прогонов на прочность……………………………………16

5.3. Проверка на действие максимальной поперечной силы……………………………………………………………..…..22

6. Конструирование и расчет промежуточных свайных опор………......26

6.1. Общие сведения…………………………………………...…….…26

6.2. Расчет элементов промежуточных свайных опор……………...27

Заключение…………. ………………………………………………………….29

Список использованной литературы……………………………..……………30

Приложения……………………………………………………………………...31

 

 

Введение

Дерево как строительный материал имеет определенные достоинства, дающие основания для применения его в мостостроении. К этим достоинствам относятся:

– небольшая плотность древесины (0,6–0,8 т/ ), что обусловливает легкость элементов деревянных мостов,облегчает их транспортировку и монтаж на строительной площадке; при строительстве деревянных мостов обычно используются общестроительные автомобильные монтажные краны грузоподъемностью до 15 т;

– древесина легко поддается обработке, следовательно, для изготовления деревянных элементов не требуется сложного оборудования;

– простота сопряжения и соединения отдельных частей конструкции между собой значительно упрощает технологию ее изготовления;

– во многих районах России дерево является местным материалом, который может быть быстро заготовлен и обработан.

Все это обеспечивает строительство сооружения в короткие сроки с небольшими ресурсными затратами. Существенный недостаток древесины как материала мостов – опасность загнивания. Загнивание древесины в мостах обычно возникает в случае применения недостаточно хорошего леса и неудовлетворительного содержания сооружения в период эксплуатации.

При строительстве используются материалы согласно ГОСТ 9463-88 «Лесоматериалы круглые хвойных пород» и ГОСТ 8486-86«Пиломатериалы хвойных пород».

При правильном возведении и надлежащей эксплуатации срокслужбы деревянных мостов составляет 12–15 лет. Если предусмотрены меры по защите от воздействия влаги и применена обработка лесоматериала антисептиками, то срок службы деревянных мостов может достигать 25–30 лет.

Характеристика природных условий района проектирования

Климат

 

Климат Волгограда — умеренно-континентальный, с умеренно холодной зимой и жарким летом. Волгоград является одним из самых жарких летних городов России. По данным СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», занимает пятое место по среднелетней температуре среди центров субъектов РФ после Астрахани, Махачкалы, Элисты и Грозного. Далее за Волгоградом следуют Краснодар и Ростов-на-Дону.

Температура воздуха

Средняя температура воздуха в Волгограде, по данным многолетних наблюдений, составляет +8,2 °C. Самый холодный месяц в городе — февраль со средней температурой −6,6 °C. Самый тёплый месяц — июль, его среднесуточная температура +23,6 °C. Самая высокая температура, отмеченная в Волгограде за весь период наблюдений, +42,6 °C (1940 год), а самая низкая −33 °C (1940 год).

Зима

Зима, как правило, наступает в конце ноября, когда среднесуточная температура регулярно опускается ниже нуля. Зима характеризуется неустойчивой погодой, морозы время от времени чередуются оттепелями. Осадки выпадают, как правило, в виде снега или мокрого снега. Средняя температура января равна −6,3 °C, февраля — −6,6 °C. Температура в январе далеко не каждый год опускается ниже -30 °C, часты оттепели.

Весна

Весна в Волгограде — самое короткое время года. Наступает она, в среднем, 22 марта, когда среднесуточная температура начинает регулярно превышать 0 °C, и уже со 2 апреля в городе наблюдается разгар весны, когда среднесуточные значения превышают 5 °C. Поздняя весна с температурой выше 10 °C наступает в середине апреля.

Лето

Примерно 8 мая температура переходит за 15 °C, и наступает благоприятное раннее лето. В июне, июле и августе лето характеризуется жаркой солнечной погодой, среднесуточная температура воздуха составляет 19—24 °C. Средняя температура июля — 23,6 °C. В конце августа температура опускается ниже 20 °C, и до середины—конца сентября держится «бархатный» сезон.

Осень

Осень наступает, как правило, во второй половине сентября, но даже осенью в Волгограде возможны жаркие дни, когда температура в дневные часы достигает 25—30 °C. В первой половине октября среднесуточная температура опускается ниже 10 °C, а в конце октября — ниже 5 °C.

 

Согласно СП 34.13330.2012, район проектирования находится в дорожно-климатической зоне IV.

По данным СНиПа 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика» были построены розы ветров за январь и июль.

 

 

Рисунок 1. Роза ветров за январь и июль

Рисунок 2. Повторяемость направления ветра

 

1.2. Рельеф

Рельеф Волгоградской области равнинный, что объясняется прежде всего расположением области на платформе. Несмотря на кажущуюся однородность, в пределах края имеются возвышенности и низменности, долины крупных рек и уникальные озерные котловины. Различия в крупных чертах рельефа связаны с неравномерными движениями земной коры. Так, заволжская часть длительное время медленно опускается, а правый берег Волги испытывает подъем. Отсюда и отличия в рельефе, образование Приволжской возвышенности и Прикаспийской низменности.

Внешние процессы, связанные с деятельностью ледников, осадков, ветров, формируют детали поверхности. Некоторые из них протекают очень быстро, иногда даже катастрофически и доступны для наблюдения. К числу таких явлений относятся оползни и эрозия, наносящие огромный вред народному хозяйству. Случается, что во время сильного ливня потоки воды смывают верхний почвенный слой и расположенные на поверхности горные породы, образуя крупные овраги. Характерно сползание крупных массивов горных пород (иногда вместе со зданиями и деревьями) по берегам рек и водохранилищ. Весенние половодья также зачастую подмывают берега, обрушивают их. Другие процессы, например, растворение горных пород, протекают медленно, но за геологически длительное время они в значительной степени формируют подземный рельеф.

Средняя абсолютная высота поверхности территории области—96 м, самая высокая отметка рельефа— 358 м — расположена в пределах Приволжской возвышенности, а наиболее низкая—минус 15 м —по берегам оз. Эльтон.

В области присутствуют следующие возвышенности—Приволжская, Ергенинская, Донская гряда и Калачская; низменности—Прикаспийская и Окско-Донская, Хоперско-Бузулукская

1.3. Растительность и почва

Область расположена в пределах 2-х почвенных зон — чернозёмной и каштановой. Почвы чернозёмного типа занимают около 22 % площади, каштанового — 44 %, интразональные (с преобладанием солонцов) — 14 %. По условиям тепло- и влагообеспеченности и особенностям состава почв территория Волгоградской области делится на четыре агроклиматические зоны: степная, сухостепная, пустынная и полупустынная. Более 83% территории области расположено в степной зоне. Северо-западная часть её занята чернозёмами (обыкновенными и южными), в остальной части распространены темно-каштановые, каштановые почвы. Степь преимущественно разнотравно-злаковая. Полупустынная зона расположена в основном в Заволжье и в Сарпинской низменности. Полупустыня имеет менее благоприятные почвенно-климатические условия для развития растительности. Климат здесь более засушливый, летние температуры высокие Почвы отличаются большой сухостью и засоленностью. Юго-восток Волгоградская область находится в полупустынной зоне, занятой светло-каштановыми почвами разной степени солонцеватости с пятнами солончаков, лугово-каштановых почв. В растительном покрове сочетаются белая и черная полынь со степными злаками и разнотравьем.

Расположенная в зоне сухих степей и полупустынь, Волгоградская область относится к малолесным регионам. При общей площади 112,9 тыс. км², леса в области занимают лишь 4,3 %. Общая площадь лесов Волгоградской области составляет 699,0 тыс. га.

Проектирование схемы моста

Выбор схемы моста (разбивка моста на пролеты) является одной из сложных и ответственных задач инженерного проектирования сооружения. Схема моста влияет на его технико-экономические показатели, надежность и долговечность сооружения (пропуск ледохода и паводковых вод, условия эксплуатации и содержания), технологию строительства сооружения. Часто схема моста определяется экономическими, производственными, архитектурными или гидрологическими условиями. При проектировании схемы моста предлагается учесть следующие рекомендации.

При разбивке на пролеты следует иметь в виду, что наиболее рациональной по стоимости является такая схема моста, в которой большие пролеты располагаются в самых глубоких местах реки, а пойменные участки перекрываются меньшими пролетами. Это связано с тем, что стоимость опор в русле выше стоимости опор на поймах. Поэтому наименьшая стоимость балочного моста достигается при равенстве стоимостей пролетного строения (без проезжей части) и опоры.

Не следует располагать опоры моста в самом глубоком месте реки (фарватере), т.к. такая опора будет подвергаться наиболее сильному ледоходу и возможен значительный местный размыв дна, что приведет к увеличению стоимости опоры.

По горизонту высоких вод намечается примерная граница моста. Длина моста складывается из суммы отверстий моста(), суммарной толщины промежуточных опор ( и суммарной ширины деформационных швов(.

Согласно табл.5.2 [1], при наличии карчехода размеры возвышений низа пролетного строения над ГВВ должны быть не менее 1,0 м. минимальная отметка низа конструкции назначается из условия:

minУНК=ГВВ+1,0, 189,8+1,0=189,8.

Мы знаем уровень проезжей части (УПЧ), однако уровень низа конструкции необходимо найти:

УНК=УПЧ – , УНК=193,4-0,65–0,28-1,8=190,67,

где - строительная высота пролетного строения; включает в себя высоту настила, прогона и дополнительных элементов.

Отметка низа свай опор:

УНС=УЗО-4,0,

где УЗО – уровень земли в месте установки опоры,

4,0 – глубина забивки свай.

 

Общие сведения

Конструкции опор и их основные размеры зависят от вида пролетных строений, длины пролета и высоты моста, а также от геологических, гидрологических и ледовых условий.

Во всех случаях, когда геологические условия позволяют забивать деревянные сваи, опоры простых балочных мос-тов устраивают свайными. Сваи забивают в грунт на глубину не менее 3,5–4,0 м на расстоянии 1,5–2,0 м друг от друга.

При высоте опоры более 5,0 м с низовой и верховой стороны устраивают дополнительные сваи и укосины. Для балочных мостов с пролетами до 6,0–8,0 м применяют опоры из одного поперечного ряда свай (плоские одно-рядные опоры).

При пролетах более 8,0 м, а так-же при отсутствии бревен требуемого диаметра на насадку и сваи применяют двухрядные опоры. В свайных опорах все сопряжения элементов устраиваются наиболее простыми по конструкции.

При значительной глубине забивки сваи требуется их наращивание по длине. Стыки бревен свай располагают не менее 0,3 м над горизонтом меженных вод в местах установки горизонтальных схваток или в грунте на 2,0 м ниже уровня возможного размыва грунта.

Стыки выполняются в торец и перекрываются металлическими накладками на болтах. При расположении стыка выше грунта допускается применять деревянные накладки на нагелях. Горизонтальные и диагональные схватки соединяют со сваями простым или цилиндрическим врубом с обжатием бол-тами. Чаще всего схватки выполняют из пластин, при этом врубки глубиной до 2,0 см устраивают только в сваях.

 

Заключение

Мостостроение вообще и деревянное мостостроение в частности не разрывно связано с развитием производства, а, следовательно, и с развитием общества.

Исторические данные о культуре человека на Земле свидетельствуют о том, что мостостроение, как отрасль строительной техники, и человечество всегда находились рядом. Причем анализ указанных данных показывает, что применяемые в мостостроении конструктивные формы всегда соответствовали уровню развития производительных сил общества.

В обозримом прошлом современной цивилизации деревянным мостам соответствует по-видимому наиболее ранняястадия развития строительной техники.

Позднее деревянныемосты постепенно утрачивали свое техническоезначение, уступая его стальным и железобетонным мостам. Вместестемдеревянные мосты обладаютрядом технических преимуществ перед мостами из других материалов, основными из которых является возможность сооружения переправы в короткое время изместной древесины инизкая первоначальная стоимость строительства.

Кроме того, деревянные мосты, при соответствующем их архитектурном решении, могут удовлетворить самому изысканному эстетическому инженерному и общественному вкусу.

 

Список использованной литературы

1. СП 35.13330.2011. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84* – М.:Минстрой России, 2011.-341 с.

2. ГОСТ Р 52748-2007. Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения. –М.:Стандартиформ,2008.-9с.

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

4. Проектирование деревянных мостов:учеб. для вузов / Е.Е. Гибшман.. –М.:Транспорт,1976.-272 с.

5. Методические указания к курсовому проектированию деревянного моста / Боровиков А.Г.,Картопольцев В.М.–Томск:ТГАСУ,2009.-42 с.

Министерство Образования и Науки Российской Федерации

Казанский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

 

Кафедра Автомобильных

Дорог, Мостов и Тоннелей

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
на тему: «Проектирование деревянного моста

через реку»

Выполнила: ст.гр.4МТ01

Степанов Ю.И.

Принял: ст. преподаватель

Зиннуров Т.А.

 

 

Казань 2017

Содержание

Введение…………………………………………………………………………3

1. Характеристика природных условий района проектирования……….4

1.1. Климат………………………………………………………….......4

1.2. Рельеф и инженерно-геологические условия……………….….7

1.3. Растительность и почва……………………………………….......8

2. Общие сведения о деревянных мостах…………………………………9

3. Временные нагрузки от подвижного состава и пешеходов………….12

4. Проектирование мостового перехода………………………………….13

4.1. Проектирование схемы моста…………………………………….13

4.2. Конструирование пролетного строения…………………………14

5. Расчет элементов проезжей части……………………………………….15

5.1. Расчет одинарного настила из накатника………………………..15

5.2. Расчет прогонов на прочность……………………………………16

5.3. Проверка на действие максимальной поперечной силы……………………………………………………………..…..22

6. Конструирование и расчет промежуточных свайных опор………......26

6.1. Общие сведения…………………………………………...…….…26

6.2. Расчет элементов промежуточных свайных опор……………...27

Заключение…………. ………………………………………………………….29

Список использованной литературы……………………………..……………30

Приложения……………………………………………………………………...31

 

 

Введение

Дерево как строительный материал имеет определенные достоинства, дающие основания для применения его в мостостроении. К этим достоинствам относятся:

– небольшая плотность древесины (0,6–0,8 т/ ), что обусловливает легкость элементов деревянных мостов,облегчает их транспортировку и монтаж на строительной площадке; при строительстве деревянных мостов обычно используются общестроительные автомобильные монтажные краны грузоподъемностью до 15 т;

– древесина легко поддается обработке, следовательно, для изготовления деревянных элементов не требуется сложного оборудования;

– простота сопряжения и соединения отдельных частей конструкции между собой значительно упрощает технологию ее изготовления;

– во многих районах России дерево является местным материалом, который может быть быстро заготовлен и обработан.

Все это обеспечивает строительство сооружения в короткие сроки с небольшими ресурсными затратами. Существенный недостаток древесины как материала мостов – опасность загнивания. Загнивание древесины в мостах обычно возникает в случае применения недостаточно хорошего леса и неудовлетворительного содержания сооружения в период эксплуатации.

При строительстве используются материалы согласно ГОСТ 9463-88 «Лесоматериалы круглые хвойных пород» и ГОСТ 8486-86«Пиломатериалы хвойных пород».

При правильном возведении и надлежащей эксплуатации срокслужбы деревянных мостов составляет 12–15 лет. Если предусмотрены меры по защите от воздействия влаги и применена обработка лесоматериала антисептиками, то срок службы деревянных мостов может достигать 25–30 лет.

Характеристика природных условий района проектирования

Климат

 

Климат Волгограда — умеренно-континентальный, с умеренно холодной зимой и жарким летом. Волгоград является одним из самых жарких летних городов России. По данным СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», занимает пятое место по среднелетней температуре среди центров субъектов РФ после Астрахани, Махачкалы, Элисты и Грозного. Далее за Волгоградом следуют Краснодар и Ростов-на-Дону.

Температура воздуха

Средняя температура воздуха в Волгограде, по данным многолетних наблюдений, составляет +8,2 °C. Самый холодный месяц в городе — февраль со средней температурой −6,6 °C. Самый тёплый месяц — июль, его среднесуточная температура +23,6 °C. Самая высокая температура, отмеченная в Волгограде за весь период наблюдений, +42,6 °C (1940 год), а самая низкая −33 °C (1940 год).

Зима

Зима, как правило, наступает в конце ноября, когда среднесуточная температура регулярно опускается ниже нуля. Зима характеризуется неустойчивой погодой, морозы время от времени чередуются оттепелями. Осадки выпадают, как правило, в виде снега или мокрого снега. Средняя температура января равна −6,3 °C, февраля — −6,6 °C. Температура в январе далеко не каждый год опускается ниже -30 °C, часты оттепели.

Весна

Весна в Волгограде — самое короткое время года. Наступает она, в среднем, 22 марта, когда среднесуточная температура начинает регулярно превышать 0 °C, и уже со 2 апреля в городе наблюдается разгар весны, когда среднесуточные значения превышают 5 °C. Поздняя весна с температурой выше 10 °C наступает в середине апреля.

Лето

Примерно 8 мая температура переходит за 15 °C, и наступает благоприятное раннее лето. В июне, июле и августе лето характеризуется жаркой солнечной погодой, среднесуточная температура воздуха составляет 19—24 °C. Средняя температура июля — 23,6 °C. В конце августа температура опускается ниже 20 °C, и до середины—конца сентября держится «бархатный» сезон.

Осень

Осень наступает, как правило, во второй половине сентября, но даже осенью в Волгограде возможны жаркие дни, когда температура в дневные часы достигает 25—30 °C. В первой половине октября среднесуточная температура опускается ниже 10 °C, а в конце октября — ниже 5 °C.

 

Согласно СП 34.13330.2012, район проектирования находится в дорожно-климатической зоне IV.

По данным СНиПа 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика» были построены розы ветров за январь и июль.

 

 

Рисунок 1. Роза ветров за январь и июль

Рисунок 2. Повторяемость направления ветра

 

1.2. Рельеф

Рельеф Волгоградской области равнинный, что объясняется прежде всего расположением области на платформе. Несмотря на кажущуюся однородность, в пределах края имеются возвышенности и низменности, долины крупных рек и уникальные озерные котловины. Различия в крупных чертах рельефа связаны с неравномерными движениями земной коры. Так, заволжская часть длительное время медленно опускается, а правый берег Волги испытывает подъем. Отсюда и отличия в рельефе, образование Приволжской возвышенности и Прикаспийской низменности.

Внешние процессы, связанные с деятельностью ледников, осадков, ветров, формируют детали поверхности. Некоторые из них протекают очень быстро, иногда даже катастрофически и доступны для наблюдения. К числу таких явлений относятся оползни и эрозия, наносящие огромный вред народному хозяйству. Случается, что во время сильного ливня потоки воды смывают верхний почвенный слой и расположенные на поверхности горные породы, образуя крупные овраги. Характерно сползание крупных массивов горных пород (иногда вместе со зданиями и деревьями) по берегам рек и водохранилищ. Весенние половодья также зачастую подмывают берега, обрушивают их. Другие процессы, например, растворение горных пород, протекают медленно, но за геологически длительное время они в значительной степени формируют подземный рельеф.

Средняя абсолютная высота поверхности территории области—96 м, самая высокая отметка рельефа— 358 м — расположена в пределах Приволжской возвышенности, а наиболее низкая—минус 15 м —по берегам оз. Эльтон.

В области присутствуют следующие возвышенности—Приволжская, Ергенинская, Донская гряда и Калачская; низменности—Прикаспийская и Окско-Донская, Хоперско-Бузулукская

1.3. Растительность и почва

Область расположена в пределах 2-х почвенных зон — чернозёмной и каштановой. Почвы чернозёмного типа занимают около 22 % площади, каштанового — 44 %, интразональные (с преобладанием солонцов) — 14 %. По условиям тепло- и влагообеспеченности и особенностям состава почв территория Волгоградской области делится на четыре агроклиматические зоны: степная, сухостепная, пустынная и полупустынная. Более 83% территории области расположено в степной зоне. Северо-западная часть её занята чернозёмами (обыкновенными и южными), в остальной части распространены темно-каштановые, каштановые почвы. Степь преимущественно разнотравно-злаковая. Полупустынная зона расположена в основном в Заволжье и в Сарпинской низменности. Полупустыня имеет менее благоприятные почвенно-климатические условия для развития растительности. Климат здесь более засушливый, летние температуры высокие Почвы отличаются большой сухостью и засоленностью. Юго-восток Волгоградская область находится в полупустынной зоне, занятой светло-каштановыми почвами разной степени солонцеватости с пятнами солончаков, лугово-каштановых почв. В растительном покрове сочетаются белая и черная полынь со степными злаками и разнотравьем.

Расположенная в зоне сухих степей и полупустынь, Волгоградская область относится к малолесным регионам. При общей площади 112,9 тыс. км², леса в области занимают лишь 4,3 %. Общая площадь лесов Волгоградской области составляет 699,0 тыс. га.