Восстановление автодорожного моста

ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт промышленного, гражданского и транспортного строительства Министерство обороны Российской Федерации Кафедра «Автомобильных дорог, мостов и тоннелей»

Курсовая работа по дисциплине: «Реконструкция, ремонт, восстановление и восстановление мостов»

на тему «Восстановление автодорожного моста»

Выполнил: студентка группы Бз-18 Пудовкина Н.В.

Проверил: к.т.н.,

доцент Николаевский В.Е.

г. Балашиха — 2013 г

1. Определение грузоподъемности моста

2. Разработка и обоснование вариантов восстановления моста

3. Конструирование и расчет ПЧ

4. Технология и организация работ Литература

1. Определение грузоподъемности моста Определение грузоподъемности и класса моста по несущей способности главных несущих элементов.

Определяем несущую способность балки с учетом ржавчины. Для этого необходимо вычислить новое положение нейтральной оси по формуле:

у₀ =

где: F_i — площади составляющие сечение;

у_i — высоты их центров тяжести относительно нижней грани сечения.

у₀ =

Затем, обычным методом вычисляем момент инерции:

J_осл = УJ_i + УF_i*y_{i, 0−0}

где: J_i — момент инерции составляющих сечение;

y_{i, 0−0} — расстояние между нейтральной осью центром тяжести составляющего сечения;

Моменты сопротивления нижних W_н и верхних W_в волокон ослабленного сечения вычисляют по формулам:

W_н =

W_в =

W_н =

W_в =

Грузоподъемность капитальных мостов вычисляется по формуле:

Р =

где: Р — вес гусеничной машины, которую можно пропустить по мосту, кWh;

к — коэффициент, принимаемый для металлических мостов — 0,88;

М₀ — допустимый изгибающий момент;

М_д = W*R_y*10³

где: R_y — расчетное сопротивление при изгибе МПС;

М_с — изгибающий момент от собственного веса ПС, кН*м;

М_с =

где: q — постоянная нагрузка от ПС = 10 кПа;

В_пч — ширина ПЧ, м;

m — число балок в поперечном сечении;

S — длина опорной поверхности гусеницы, м.;

k_н — коэффициент неравномерности работ;

k_н =

е =

k_н = 0,95*(1+) = 1,42

М_с =

Для верхнего пояса главных балок:

М^В_Д = W_В*R_u*10³ = 0.029*415*10³ = 788.5 (кН*м);

Р_В=

Для нижнего пояса главных балок:

М^Н_Д = W_Н*R_u*10³ = 0.042*415*10³ = 747 (кН*м);

Р_Н =

Грузоподъемность поврежденного моста принимаем равной наименьшей несущей способности его поврежденных частей или элементов, следовательно, грузоподъемность моста равна 38 т.с.

2. Разработка и обоснование вариантов восстановления моста Схема восстановления моста.

Вариант 1.

Расчет грузоподъемности существующего моста, так же, исходные данные являются исходными для восстановления моста с габаритом проезжей части Г-7грузоподъемностью 60 т.с.

Схема восстановления моста по первому варианту включает:

1. восстановление пролетных строений моста до расчетного 60 т.с. способом внешнего армирования канатами К-7;

2. Установка диафрагм в пролетных строениях

3. Устранение пробоины моста наваркой стального листа.

4. Усилении поперечных балок и ребер жесткости ортотропной пл

5. Восстановление ортотропной плиты проезжей части наваркой стального листа 6 мм.

6. Отсыпка откоса моста у опор (правого и левого берегового устоя).

7. Отсыпка выемок перед въездом на мост.

В данном варианте в основном применяется восстановление моста с помощью внешнего армирования канатами К-7. Этот способ восстановления значительно усиливает нижний пояс главных балок. Для повышения вертикальной жесткости пролетного строения производится установка диафрагм из двутавров № 60.

Существующие балки ПС очищаем химическим способом, используя смывки, для удаления краски и грунтовки преобразователи ржавчины, которые не только уничтожают коррозию, но и подготавливают поверхность к окраске. После очистки, конструкции подготавливают к окраске, обезжиривая их бензином, и грунтуют суриком на масляной основе. Далее после грунтовки все щели и пазухи заполняют шпаклевкой из олифы, мела и железного сурика, соотношение 1:4:2. Окраску производят в сухую погоду при температуре воздуха от +4 до +25 градусов. Металлические детали опорных частей не окрашивают, а тщательно очищают от грязи и ржавчины и покрывают слоем машинного масла.

Схема восстановления моста Вариант 2.

Расчет грузоподъемности существующего моста, так же, исходные данные являются исходными для восстановления моста с габаритом проезжей части Г-8,0, грузоподъемностью 80 т.с.

Схема реконструкции моста по второму варианту включает:

1. Восстановление пролетных строений моста способом увеличения сечения главных балок.

2. Устранение пробоины моста наваркой стального листа.

3. Усилении поперечных балок и ребер жесткости ортотропной плиты

4. Восстановление ортотропной плиты проезжей части наваркой стального листа 6 мм.

5. Отсыпка откоса моста у опор (правого и левого берегового устоя).

6. Отсыпка выемок перед въездом на мост.

Для увеличения грузоподъемности пролетного строения со сплошными главными балками их восстановление производится увеличением сечения присоединением швеллера на высокопрочных болтах.

Сравнение вариантов.

Рассматривая варианты восстановления моста можно сделать вывод, что второй вариант реконструкции наиболее целесообразен и экономичен как по затрате стальных конструкций и материала, так и по объему выполняемых работ. К тому же на выполняемые работы будет затрачено намного меньше времени.

Вывод: восстановление стального моста будет производится по второму варианту.

3. Конструирование и расчет ПЧ Проезжая часть — ортотропный настил 12 мм, усиленный снизу ребрами из швеллеров. Ребра опираются на поперечные балки балочной клетки. Расстояние между ребрами по условию обеспечения жесткости настила принимается равным 30 см. Высота ребер настила составляет 1/10 расстояния между поперечными балками. В мостах с ездою поверху ортотропный металлический настил включается в работу верхних поясов главных балок (ферм) пролетных строений, за счет чего достигается экономия металла. Для предотвращения быстрого износа и коррозии на металлический ортотропный настил сверху укладывается слой литого асфальта или мелкозернистого асфальтобетона толщиной 6—7 см. На лист наваривается проволочная сетка, что улучшает сцепление асфальтобетона с металлическим листом и повышает сдвиго-устойчивость покрытия. Вес проезжей части с металлическим ортотропный настилом и асфальтобетонным покрытием составляет 3—3,5 кН/м². Дальнейшее снижение веса до 2— 2,5 кН/м² может быть достигнуто применением полимерных покрытий вместо асфальтобетонных с толщиной слоя 1—2 см. Балочная клетка проезжей части служит для поддержания ездового полотна и передачи давления от него на главные балки (фермы). Балочная клетка устраивается в мостах с ездою понизу, а также при езде поверху, если расстояние между главными балками (фермами) превышает 2,5—3 м.

Балочная клетка состоит из поперечны и продольных балок или только из поперечных балок Поперечные балки опираются на главные балки (фермы) пролетного строения, их сечения принимают двутавровыми составного профиля. В пролетных строениях со сплошными балками расстояние между поперечными балками и состав балочной клетки определяются технико-экономическим расчетом. При сквозных фермах поперечные балки обычно ставятся в узлах ферм, за исключением ферм с жестким нижним поясом, где предусматривается их установка и в промежутках между узлами.

Продольные балки опираются на поперечные, Более нагруженные поперечные балки выполняются составного двутаврового сечения. Высоту сечений балок, как поперечных, так и продольных, принимают: для прокатных.

Конструирование и расчет главных балок ПС.

Определяем несущую способность балки с учетом ржавчины. Для этого необходимо вычислить новое положение нейтральной оси по формуле:

у₀ =

где: F_i — площади составляющие сечение;

у_i — высоты их центров тяжести относительно нижней грани сечения.

у₀ =

Затем, обычным методом вычисляем момент инерции:

J_осл = УJ_i + УF_i*y_{i, 0−0}

где: J_i — момент инерции составляющих сечение;

y_{i, 0−0} — расстояние между нейтральной осью центром тяжести составляющего сечения;

Моменты сопротивления нижних W_н и верхних W_в волокон ослабленного сечения вычисляют по формулам:

W_н = W_в =

W_н = W_в =

Грузоподъемность капитальных мостов вычисляется по формуле:

Р =

где: Р — вес гусеничной машины, которую можно пропустить по мосту, кWh;

к — коэффициент, принимаемый для металлических мостов — 0,88;

М₀ — допустимый изгибающий момент;

М_д = W*R_y*10³

где: R_y — расчетное сопротивление при изгибе МПС;

М_с — изгибающий момент от собственного веса ПС, кН*м;

М_с =

В_пч — ширина ПЧ, м;

m — число балок в поперечном сечении;

S — длина опорной поверхности гусеницы, м.;

k_н — коэффициент неравномерности работ;

k_н =

е =

k_н = 0,95*(1+) = 1,42

М_с =

Для верхнего пояса главных балок:

М^В_Д = W_В*R_u*10³ = 0,013*415*10³ = 956 (кН*м);

Р_В=

Для нижнего пояса главных балок:

М^Н_Д = W_Н*R_u*10³ = 0,0015*415*10³ = 893 (кН*м);

Р_Н =

Грузоподъемность поврежденного моста принимаем равной наименьшей несущей способности его поврежденных частей или элементов, следовательно, грузоподъемность моста равна 72 т.с.

Конструирование и расчет плиты ПЧ.

Минимальную толщину верхнего (покрывающего) листа ортотропной плиты назначают из условия обеспечения трещиностойкости дорожного покрытия, поэтому принимаем ее равной 12 мм.

Определить усилия в ортотропной плите достаточно сложно, поэтому более проще ортотропную плиту можно рассматривать как систему балок на упругих опорах. При этом расчет верхнего покрывающего листа при действии сосредоточенной силы. Сила Р от временной нагрузки распределенной через покрытие дорожной одежды на площадку со сторонами, а = а^/ + 2 * h_д.о.; в = в^/ + 2 * h_д.о., где а^/, в^/ — площадка передачи давления колеса автомобиля на поверхность проезжей части, h_д.о. — толщина покрытия дорожной одежды.

а) определяем размер площадки, на которое действует давление колеса а^/ = 0,2 м в^/ = 0,6 м, а = 0,2 + 2 * 0,7 = 0,34 м в = 0,6 + 2 * 0,7 = 0,74 м б) определяем усилие, с которым действует колесо от нагрузки НК- 80

F = N^c / в,

где N^c — нагрузка по СНиП, равная 186 кН

F = 186 кН/0,74 м =251 кН/м в) вычерчиваем линии влияния усилий в плите проезжей части у₂ = 1; у₁ = 1,33 / 1,5 = 0,88

у₁ = у₃ = 0,88

1 / 3 = у^/₃ / 1,67; у^/₃ = 1,67 / 3 = 0,55

1 / 3 = у^/₂ / 1,5; у^/₂ = 1,5 / 3 = 0,5

1 / 3 = у^/₁ / 1,33; у^/₁ = 1,33 / 3 = 0,44

ю₁ = 0,34 * 0,88 + (0,34 * 0,11) / 2 = 0,3 м²

ю₂ = 0,34 * 0,44 + (0,34 * 0,11) / 2 = 0,15 м²

М_{0,5 L}= F * ю₁ = 251 * 0,3 =75.3 кН * м

Q = F * ю₂ = 251 * 0,15 =37.65 кН г) для расчета напряжений необходимо найти центр тяжести и момент инерции составного сечения Принимаем стальной лист сечением:

С = 16 см В_р = 0,5 см д) вычисляем момент инерции

I_x = В_р * С³ / 12 + В_р * С * а² ,

где, а — расстояние от найденного центра тяжести до центра тяжести каждого элемента.

а = 0, следовательно,

I_x = В_р * С³ / 12 = 0,5 * 4096 / 12 = 170,6 см⁴

W_x = I_x / У_мах

W_x = 170,6 / 8 = 21,3 см³

е) находим напряжение, сравнивая его при этом, с расчетным сопротивлением стали.

G_в = М_х * У_мах / I_x <= R_u ,

где М_х — момент, R_u — расчетное сопротивление стали

G_в = 75,3 * 8 / 170,6 = 3,53

R_u = 490 МПа (по СНиП II — 23 — 81 ч. 2 «Стальные конструкции»)

3,53<= 490, условие выполняется;

Т = Q * S_отс / I_x * t <= mR_u,

где m = 0,9 (по СНиП), t — толщина сечения, S_отс — статический момент отсеченной части сечения

S_отс = А_отс * У_отс

где У_отс — расстояние от центра тяжести оставшегося элемента до оси Х

S_отс = 0,5 * 8 * 4 = 4 * 4 = 16

Т = 37.65 * 16 / 170,6 * 0,5 = 7,03

7,03<= 0,9 * 490

7,03<= 441, условие выполняется;

4. Технология и организация работ грузоподъемность мост проезжий строительный Организация контроля качества.

В настоящее время наиболее остро стоит вопрос о качестве продукции, выпускаемой в России, в том числе и продукции строительства.

Качество строительной продукции — основной фактор, влияющий на экономичность и рентабельность законченного строительством объекта, обеспечивающий его надежность и долговечность.

В обобщающем случае качество строительной продукции в виде законченных строительных объектов (или их частей) определяется качеством проекта, качеством строительных материалов и изделий и качеством производства строительно-монтажных работ.

Основной целью контроля качества является обеспечение выполнения строительно-монтажных работ на высоком уровне, с отличным и хорошим качеством, в соответствии с утвержденным проектом, рабочими чертежами, технологическими и техническими правилами.

В современных условиях контроль качества выполняют визуальным осмотром, натурным измерением линейных размеров, натурным методом испытаний, механическим, или разрушающим (деструктивным), и физическим, или неразрушающим (адеструктивным) методом.

Организация техники безопасности.

При составлении проекта производства работ генеральной организацией должен быть разработан комплекс мероприятий по технике безопасности, учитывающий местные условия производства работ, действующие правила по технике безопасности, производственной санитарии, обеспечивающие рабочим безопасные условия для труда и жизни на строительной площадке.

При работе крана нельзя допускать пребывания людей в зоне его действия, переносить груз над людьми и жилыми (бытовыми) помещениями запрещается. Работа крана ведется при ветре силы 6 баллов (скорость 10−12 м/сек), должны прекращены. Подъем и перемещение грузов необходимо выполнять по установленной заранее звуковой сигнализации. Такелажные приспособления (траверсы, стропы) подлежат испытанию грузом в 50 тонн в течении 10 минут.

Грузоподъемность и дата испытания должны быть указаны на прикрепленным к ним биркам, такелажные приспособления ежемесячно перед началом работ подвергаются осмотру. Все траверсы и стропы регистрируются в специальном журнале учета такелажных приспособлений.

В ненастную погоду и во время оттепели все виды работ с электричеством необходимо прекратить.

Ответственность за своевременное обеспечение рабочих и служащих спецодеждой, специальной обувью и предохранительными приспособлениями возлагается на руководителей строительных организаций всех степеней и категорий.

При производстве работ, должны соблюдаться условия безопасного и безвредного производства работ на строительной площадке, на всех рабочих местах, как в обычных, так и в зимних условиях производства работ.

В процессе проведения монтажно — строительных работ необходимо руководствоваться требованиями СНиП III — 4 — 80 «Техника безопасности в строительстве», СНиП 3.06.04 — 91 «Мосты и трубы», «Правила техники безопасности и производственной санитарии при сооружении мостов и труб» .

Электробезопасность в строительстве.

Защитное заземление обеспечивает защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям оборудования, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. Защитное заземление выполняют путем преднамеренного соединения металлическими проводниками нетоковедущих частей электроустановок с «землей» или ее эквивалентом Принцип действия защитного заземления — снижение до безопасных значений напряжения прикосновения, возникающего при замыкании фазы на корпус.

В качестве заземлителей в первую очередь используются естественные заземлители: металлические и железобетонные конструкции зданий, которые должны образовывать непрерывную электрическую цепь по металлу.

Различают контурное и выносное заземляющие устройства. При контурном заземлении одиночные заземлители располагаются равномерно по периметру площадки, на которой размещено оборудование, подлежащее заземлению. Внутри защищаемого контура достигается практически полное выравнивание потенциалов земли, что определяет минимальные значения напряжения прикосновения и шагового напряжения.

Организация охраны окружающей среды.

Для охраны вод реки и прилегающей к ней местности, от загрязнения стоками хозяйственно-бытового происхождения на территории строительной площадки, предусмотрены следующие мероприятия:

— строительная площадка находиться на удалении 30 м от водного бассейна.

— строительная площадка отсыпается на отметку, не затапливаемую паводковыми водами;

— хозяйственно-бытовые и сточные воды на строительной площадке собираются в специальные бетонные выгреба. Вывоз стоков производиться ассенизационным транспортом в согласовании органами санитарного надзора по данной территории;

— заправка машин и механизмов осуществляется автозаправщиками или на централизованных АЗС.

— взрывные и дноуглубительные работы в районе строительства не предусматриваются;

— опоры сооружаются с рабочих подмостей;

— до начала паводков весь строительный мусор в обязательном порядке вывозиться из зоны затопления;

— забор воды для производственных нужд осуществляется из действующих водозаборов.

— все временные здания по окончанию строительных работ разбираются, место расположения строительной площадки очищается от строительного и бытового мусора и рекультивируется.

1) Иваненко Н. И. и др. «Восстановление и эксплуатация мостов на ВАД». Учебник для вузов. Воениздат. 1988 г.

2) Кириллов В. С. «Эксплуатация и реконструкция мостов и труб на автомобильных дорогах». Учебник для вузов. М., 1971 г.

3) СНиП 2.05.03−84* «Мосты и трубы» .

4) Технические условия проектирования военных автомобильных мостов и переправ. ТУВАМ.

5) Типовые проекты постоянных и военных мостов.

6) Руководство по автодорожным разборным мостам МАРМ, САРМ, БАРМ.