Дипломный проект - Проект мостового перехода через реку Селенга
Подождите немного. Документ загружается.
6.4 Стоимость моста по варианту №2
В ценах 1984 г
№
п/п
Наименование работ
Ед.
изм
Объём
Един.
ст-ть,
руб
Общая
стоимость,
руб
У
У
с
с
т
т
р
р
о
о
й
й
с
с
т
т
в
в
о
о
д
д
а
а
м
м
б
б
ы
ы
,
,
к
к
о
о
н
н
у
у
с
с
о
о
в
в
н
н
а
а
с
с
ы
ы
п
п
и
и
1 Отсыпка дамбы
м
3
20000
2,0 40000
2 Отсыпка конусов насыпи м
3
18325 2,0 36650
3
Крепление конусов насыпи плитами и
габионами
м
2
11200 15,0 168000
С
С
о
о
о
о
р
р
у
у
ж
ж
е
е
н
н
и
и
е
е
у
у
с
с
т
т
о
о
е
е
в
в
№
№
1
1
и
и
№
№
5
5
4 Разработка грунта II категории 1000 м
3
0,93 240,8 223,0
5 Погружение шпунта Ларсен IV т 247 9,59 2369,0
6
Погружение железобетонных свай-
оболочек Ø 1,5 м, l = 21,0 м
м
3
402 190 76380
7
Сооружение монолитного тела устоев
+ открылков
м
3
2979 286,52 853543,0
8 Сопряжение моста с насыпью м
3
450 420,35 189157,5
С
С
о
о
о
о
р
р
у
у
ж
ж
е
е
н
н
и
и
е
е
п
п
р
р
о
о
м
м
е
е
ж
ж
у
у
т
т
о
о
ч
ч
н
н
ы
ы
х
х
о
о
п
п
о
о
р
р
№
№
2
2
,
,
№
№
3
3
,
,
№
№
4
4
9 Погружение шпунта Ларсен IV т 247 9,59 2369,0
10 Разработка грунта II категории 1000 м
3
0,53 240,80 128,0
11
Погружение свай-оболочек Ø 1,0м, l =
21,0 м вибропогружателем
м
3
253 190,0 48070
12 Сооружение монолитного тела опоры 1320 286,52 378206
13 Монтаж и омоноличивание ригеля м
3
105 286,52 30085
У
У
с
с
т
т
р
р
о
о
й
й
с
с
т
т
в
в
о
о
и
и
о
о
б
б
у
у
с
с
т
т
р
р
о
о
й
й
с
с
т
т
в
в
о
о
п
п
р
р
о
о
л
л
ё
ё
т
т
н
н
о
о
г
г
о
о
с
с
т
т
р
р
о
о
е
е
н
н
и
и
я
я
14
Бетонирование монолитной плиты
проезжей части
м
3
5923 36,40 215597
15 Установка опорных частей т 30 66,6 1998,0
16 Установка барьерного ограждения 10 м 106 180,47 19130
17 Установка перильного ограждения м 1085 65,38 70937
18 Монтаж осветительных мачт шт 21 10,70 364,0
19 Устройство покрытия проезжей части 100 м
2
60 199,81 12007
20 Устройство покрытия тротуаров 100 м
2
15,7 199,81 3133,0
ИТОГО (в руб)
2148400
ИТОГО (тыс.руб)
2148,40
ИТОГО в ценах 2002г (коэфф-нт пер. – 28)
60155,2
6.5 Технико-экономическое сравнение вариантов
Технико-экономическое сравнение вариантов производиться по пяти наиболее важным
показателям:
I Эксплуатационный показатель
В данном показателе, варианты рассматриваются с точки зрения безопасного движения
автотранспорта и пешеходов, пропуска ледохода и судов, также удобство ремонта и осмотра
конструкции.
Оба варианта представлены неразрезными системами и имеют минимальное количество
деформационных швов, что обеспечивает комфортность проезда по мосту, а тротуарная зона
огорожена от проезжей части барьерным ограждением вдоль всего моста. Под воздействием
“тоннельного эффекта”, водители стремятся уйти к середине проезжей части, что ещё более
обезопасивает движение пешеходов. Виду того, что отметка моста просчитана из условия
судоходства на реке, то подмостовой габарит обеспечивает пропуск судов и ледохода.
С точки зрения осмотра и ремонта конструкции предпочтительней вариант с
коробчатой балкой, ввиду удобства прохода и доступности всех элементов пролётного
строения.
II Технический показатель
В этом показателе проводится анализ работы конструкций.
Неразрезные системы обладают большей жёсткостью а, следовательно, имеют
небольшие прогибы пролётного строения. Минимальное количество деформационных швов
обеспечивает комфорт и безопасное движение автотранспорта по мосту. По фасаду моста
расположена одна опорная часть, следовательно, усилие от пролётного строения передаётся
на опору без эксцентриситета, что облегчает работу промежуточных опор.
Однако опыт мостостроения показал, что наиболее долговечными в работе являются
металлические системы, ввиду их прочностных характеристик. Сталежелезобетонные же
конструкции в процессе эксплуатации менее долговечны из за совместной работы металла и
бетона.
III Производственный показатель
По этому показателю анализируются способы сооружения моста, и выявляется менее
трудоёмкий.
Неразрезные системы имеют свои недостатки при сборке и монтаже пролётных
строений. Так сооружение моста по варианту 1 требует монтажа временных опор и
установку дополнительных приспособлений (стапель, гидродомкраты, аванбек), для сборки
блоков пролётного строения и их безопасной надвижки на постоянные опоры.
Сталежелезобетонный же мост сооружается в две стадии: сначала монтируются главные
балки пролётного строения, а затем устанавливается плита проезжей части. Сам по себе
метод сооружения сталежелезобетонного пролётного строения более трудоёмкий, чем
продольная надвижка пролётов и требует больших затрат времени.
IV Эстетический показатель
В данном показателе варианты анализируются с точки зрения архитектурной
выразительности.
Так как мост проектируется на равнинной местности и отметка его минимальна, то
конструкция моста не выделяется из ландшафта местности. Центр масс моста расположен в
средней части русла, соблюдена симметрия конструкции, что обеспечивают хорошее
зрительное восприятие. Большие подмостовые пространства обеспечивают хорошую
видимость навигационных путей. По данному показателю варианты равноправны.
V Экономический показатель
В этом показатели варианты сравниваются по приведённой стоимости затрат на
сооружение моста.
Подсчитав по укрупнённым показателям затраты на строительство моста по вариантам
1 и 2 оказалось, что стоимость моста по варианту 1 (в ценах 2002г) составляет 61258,12
тыс.руб, что превышает стоимость моста по варианту 2 (в ценах 2002г ) – 60155,20 тыс.руб.
Таким образом, предпочтение отдаётся варианту 2, ввиду меньших капиталовложений в него.
По результатам технико-экономического сравнения вариантов составлена таблица 10.
Таблица сравнения вариантов.
Таблица 10.
№
вар.
I II III IV V ИТОГО
1 100% 95% 90% 100% 95% 480%
2 70% 60% 70% 100% 100% 400%
Вывод: К расчёту принимается вариант №1 как самое оптимальное решение.
7. Определение величины предмостового подпора и максимального
подпора у пойменной насыпи.
Последовательность расчёта:
Определяется мера стеснения потока
м
p
Q
Q
где −
м
Q расход в пределах отверстия моста
см /
3
, определяемый по формуле:
пппплплпкрм
lqlqQQ ⋅+
⋅
+= ,
где
59,1264=
кр
Q см /
3
- расход в коренном русле, принятый по таблице 10;
-
/68,0
/32,0
2
2
=
=
смq
смq
пп
лп
удельные расходы по левой и правой поймам;
-
83,148
03,109
=
=
мl
мl
пп
лп
длины частей пойм, перекрытых мостом;
смQ
м
/68,140083,14868,003,10932,059,1264
3
=⋅+⋅+=
Зная расчётный расход воды
смQ
р
/ 40,4628
3
= и расход воды в пределах отверстия моста,
определим меру стеснения потока:
30,3
68,1400
40,4628
==
м
р
Q
Q
Вычисляются скорости течения потока воды:
- бытовая скорость течения
см
QQ
V
ппкрлп
p
б
р
б
/ 31,0
14799
40,4628
0,128251200774
40,4628
==
++
=
++
==
ωωωω
-
скорость течения под мостом в бытовом состоянии
см
hlhl
QQ
V
пппплплпкр
м
бм
м
бм
/ 78,0
10,1798
68,1400
7,283,1488,103,1091200
68,1400
==
⋅+⋅+
=
⋅+⋅+
==
ωω
-
фактическую скорость течения под мостом
см
Q
V
бм
p
м
/ 57,2
10,1798
40,4628
===
ω
где
ω
б
- площадь живого сечения всего потока по таблице 10,
ω
бм
- площадь живого сечения в пределах отверстия моста в бытовом состоянии,
определяемая как:
=
бм
ω
2
10,17987,283,1488,103,1091200 мhlhl
пппплплпкр
=⋅+⋅+=⋅+⋅+
ω
где h
лп,
,
,
h
пп
- средние глубины левых и правых пойм
Величина отношения числа Фруда к уклону водной поверхности:
бp
б
б
r
iLg
V
i
F
⋅⋅
=
2
004,0
789,23
0961,0
0005,0485081,9
)31,0(
2
==
⋅⋅
=
б
r
i
F
где g = 9,81 м/с
2
- ускорение силы тяжести;
б
i = 0,0005 - уклон водной поверхности;
p
L = 4850м - расчётная ширина потока, которая при “несимметричных поймах”
определяется согласно /3/ как:
м 48502000,54750 В0,5 L L
крппp
=
⋅
+=⋅+=
Расстояние от моста до вертикали, где наибольший предмостоовой подпор определяется
как:
б
r
p
i
F
Lах ⋅⋅=
0
где а = 1,94 – коэффициент, определяемый по приложению 6 /6/ в зависимости от меры
стеснения потока
0,004
i
F
и 30,3
б
r
==
м
p
Q
Q
.
мх 10,595063,09409004,0485094,1
0
=⋅=⋅⋅=
Определяют величину наибольшего предмостового подпора по формуле:
g
VV
Kh
бм
м
в
2
2
2
−
⋅=
∆
Безразмерный коэффициент
K
, учитывающий гидравлическое сопротивление определяется
по формуле:
K
85,58465,41
063,0
94,1
6084,0
0961,0
1
004,0
94,1
)78,0(
)31,0(
11
2
2
2
2
=+=⋅+=⋅+=⋅+=
б
r
бм
б
i
F
а
V
V
мh
в
79,13056,085,5
62,19
997,5
85,5
81,92
)78,0()57,2(
85,5
22
=⋅=⋅=
⋅
−
⋅=
∆
Величина наибольшего подпора у пойменной насыпи
g
V
iхhh
б
бвн
2
0
+⋅+=
∆∆
мh
н
10,20098,02975,079,1
81,9
)31,0(
0005,010,59579,1
2
=++=+⋅+=
∆
8. Расчёт глубины местного размыва у опор моста
8.1. Определение отметки размытого дна
Расчёт местного размыва у опор моста определяется после расчёта общего размыва дна в
пределах отверстия моста.
Расчёт глубины местного размыва вёлся по формулам ВСН 62-69 (для несвязных
грунтов).
Порядок расчёта:
1.
Определение средней скорости течения в отверстии моста после общего размыва:
см
P
Q
V
бм
p
/ 40,1
50,3308
40,4628
84,110,1798
40,4628
==
⋅
=
⋅
=
ω
где Q
р
= 4628,40 м
3
/с - расчётный расход, проходящий через отверстие моста;
ω
бм
= 1798,10 м
2
- площадь живого сечения в пределах отверстия моста;
2.
Определение не размывающей скорости течения
25,025,0
0
6,3 dhV ⋅⋅= , м / с
где 29,801,8416,20Ph
max
=⋅=⋅=h м - глубина потока воды перед опорой после общего
размыва;
d = 0,02 м - средний диаметр частиц грунта на линии общего размыва, принятый по
приложению 2 /3/;
смV / 20,338,034,26,3)02,0()80,29(6,3
25,025,0
0
=⋅⋅=⋅⋅=
3.
Определяется отношение средней скорости течения в отверстии моста V=1,40м/с к не
размывающей скорости V
о
= 3,20 м/с.
45,0
20,3
40,1
0
==
V
V
Так как отношение
0
V
V
< 1, то расчёт глубины местного размыва ведётся для случая когда
поток не влечёт за собой донные наносы или какая-либо причина исключает их поступление
в воронку размыва.
Предварительно вычисляется предельная глубина местного размыва у одиночной русловой
опоры при условии равенства
0
VV
=
:
,
2,6
0
0
β
β
⋅
⋅
=
W
V
h
H
где h = 29,80 м – глубина потока воды перед опорой после общего размыва;
W = 0,6 м/с – гидравлическая крупность частиц грунта, определяемая по приложению 8
/6/;
b = 3,0 м – ширина опоры.
Параметр формулы и показатель степени β вычисляется как:
()
025,0137,018,01007,018,0
80,29
0,3
18,018,0
867,0
867,0
867,0
=⋅=⋅=
⋅=
⋅=
h
b
β
()
мH 43,4
043,1
619,4
33,5
619,4
60,0
20,3
80,29025,02,6
025,0025,0
0
===
⋅⋅
=
Теперь, зная предельную глубину местного размыва у опоры, определим начальную скорость
размыва:
()
м/с 28,14012,020,36,7113,20
80,29
02,0
3,20
h
d
VV
125,0
125,0
y
0н
=⋅=⋅=
⋅=
⋅=
где
y= 0,125 – показатель степени для натуральных условий.
Зная начальную скорость размыва и глубину размыва, определим расчётную величину
размыва:
КМHв ⋅⋅
⋅=
75,0
н0
н
0
V -V
V-V
H
где
М
= 1,25 – коэффициент, зависящий от формы опоры (для опор овального очертания в
плане) согласно рисунку 10 /6/;
К=1- коэффициент, учитывающий угол между вектором скорости набегающего потока
воды и осью опоры;
()
м 7,00625,054,5
92,1
12,0
54,5125,1
1,28-20,3
28,140,1
43,4
75,0
75,075,0
=⋅=
⋅=⋅⋅
−
⋅=
в
H
8.2. Установление отметки заложения фундамента опоры моста.
Отметку размытого дна у опоры моста после общего и местного размыва вычисляется по
формуле:
мHhРУВВРУРД
в
80,4637,080,2930,494
=
−
−
=−−=
∇∇
Глубина заложения фундамента у опоры:
()
НКРУРДH
ф ∆∇∇
+
−
=
где
К = 2,5 м – заделка фундамента опоры в грунт, поскольку возможен размыв грунта дна
водотока ( в зависимости от рода грунта и типа фундамента).
()
[]
в
HhPH +⋅
−
⋅=
∆ max
110,0= 0,10
(
)
[
]
43,131,1410,07,02,16184,1 =
⋅
=
+
⋅
−
⋅
()
мH
ф
87,45993,380,46343,15,280,463
=
−
=+
−
=
∇
Рисунок 14. К определению местного размыва у опоры моста
9. Расчёт высоты ветровой волны и её набега на откосы насыпи
Параметрами ветровой волны являются её длина λ и высота h
в
. В свою очередь h
в
зависит
от скорости и направления ветра, длины разгона волны, глубины водоёма при РУВВ, т.е.
h
в
=
⌠
(V
м
; Х; h). От этих параметров зависит высота набега волны на откос насыпи h
наб
.
Расчёт набега ветровой волны проводится для всех шестнадцати направлений.
Скорость ветра V
м
для приводилась к скорости ветра на высоте 10 м над поверхностью
воды в реке:
V
10
=К
v
м
V⋅
=1,0 м0,200,20 =⋅
где К
v
=1,0 – коэффициент перехода от скорости ветра, измеренный на высоте
Ζ
=10 м к
скорости ветра
V
10
, принятой по таблице 4 /6/.
Длина разгона волны
Х по всем румбам была определена по плану трассы мостового
перехода для каждой насыпи на левой и правой поймах (рисунок 15). В случаях, когда линия
румба на плане не имела точки пересечения с РУВВ, длина разгона волны в этом
направлении принималась
Х = 15 км.
Рисунок 15. К определению длины разгона волны.
Средняя глубина реки
h
ср
при РУВВ для каждого значения разгона волны Х определялась
по живому сечению реки.
В качестве примера просчитаем набег волны на правой пойме по восточному
направлению. Для правой пойменной насыпи по восточному направлению длина разгона
волны
Х = 2,375 км при скорости ветра V
10
=20,0 м/с. Средняя глубина реки на правой пойме в
месте разгона волны
h
ср
= 5,5 м.
Последовательность расчёта:
1.
Определяется промежуточная величина а:
94,500594,01000
20
2,375
10001000
22
10
В
В
=⋅=⋅=⋅=
V
Х
а
i
i
2. Затем по графику (рисунок IV.19) /5/ определяется значение величины
6,11
)(
В
==
гв
i
h
b
λ
(на кривой графика) и значение величины 2,41000
2
10
)(
В
=⋅=
V
h
c
гв
i
(на оси
ординат графика).
3.
Определяется высота h
в(г)
и длина волны λ в пределах глубоководной зоны:
96,0
1000
960
1000
202,4
1000
2
2
10
В
В
)(
==
⋅
=
⋅
=
Vс
h
i
i
гв
14,110,9611,6
В
)(В
В
=
⋅=⋅=
i
гвi
i
г
hb
λ
4.
Определяется высота волны h
в(м)
для условий мелководья:
0,9696,00,1
В)(В
В
)(
=
⋅=
⋅
=
iii
гвhмв
hKh
где
К
hi
– поправочный коэффициент, зависящий от величины 5,0
11,14
5,5
В
В
В
===
i
г
i
i
h
d
λ
(h = 5,5
м - средняя глубина водоёма). По таблице 5 /6/, по величине
d
iВ
= 0,5, определяют
поправочный коэффициент
К
hi
= 1,0.
5.
После определения величины высоты волны на мелководье подсчитывают величину
40,20024,01000
20
0,96
10001000
22
10
)(
=⋅=⋅=⋅=
V
h
е
i
мв
и по таблице 6 /6/ находят соответствующее
ей значение
11,4f
iВ)(
==
мв
h
λ
.
6. Зная величину ƒ, определим длину волны на мелководье. Параметры
i
м
λ
и ƒ имеют 1%
вероятность превышения.
=
В
i
м
λ
f 94,1096,04,11
В
)(
=
⋅=⋅
i
мв
h
7.
Подсчитывается коэффициент К
β
, учитывающий угол подхода волны к откосу насыпи:
;
3
sin21
i
i
К
β
β
⋅+
=
где β – угол между направлением подхода волны и линией уреза воды на откосе насыпи,
град.
Так как в плане мостовой переход пересекает русло реки под углом 90
˚
, то коэффициент К
β
будет иметь три частных случая:
- в С. и Ю. направлениях
К
β
= 1 (β=90˚);
- в СЗ., СВ., ЮВ., ЮЗ. направлениях
К
β
= 0,8 (β=45˚);
- в В. и З. направлениях
К
β
= 0,33 (β=0˚).
Следовательно, при набеге волны на откос насыпи в В. направлении коэффициент
К
β
= 0,8 и
угол набега волны составит 45˚.
8.
Подсчитывается высота набега волны h
наб
при её фронтальном подходе к откосу насыпи:
1,90
96,0
94,10
2
0,960,92
2
3
3
В
В
В
В
=⋅
⋅⋅
=⋅
⋅⋅
=
i
в
i
i
вш
i
наб
hm
hК
h
λ