Определение суммарной длины пролетных строений
На мостовых переходах при необходимости регулирования направления потока и предотвращения подмывов надлежит предусматривать струенаправляющие дамбы и берегоукрепительные сооружения. Струенаправляющие дамбы (рис. 1) устраивают при пойменном расходе воды (Qл + Qп) не менее 15% расчетного расхода Q или при средних расчетных скоростях течения под мостом до размыва свыше 1м/с [владимирский].
Q = Qл + Qп + Qр (1.6)
С учетом струенаправляющих дамб необходимую длину пролетных строений моста приблизительно определяют из выражения:
Ln ≈ Kc ∙ L0 + 2 ∙ (УВВ – УМВ + 2) + 3 ∙ (ПЧ – УВВ – 1) + 10, м (1.7)
Без устройства струенаправляющей дамбы (при Qл + Qп менее 15% от Q) длину моста можно принять на 10 – 15 м меньше.
Рисунок 1 Схема размещения отверстия моста на морфостворе
УМВ – уровень меженных вод, УВВ – уровень высоких вод, ПЧ – проезжая часть, НК – низ конструкции,
hстр – строительная высота, bр – ширина русла, bл – необходимая ширина левой поймы, bп – необходимая ширина правой поймы, wр – площадь русла, wл – площадь левой поймы, wп – площадь правой поймы,
S0 – сдвижка, L0 – отверстие моста, Ln – длина пролетных строений моста,
∑ti – сумма толщин опор, kc – коэффициент стеснения отверстия опорами
Вариативная компоновка
В задачу вариантной компоновки мостового сооружения входит определение разбивки его на пролеты в соответствии с профилем морфоствора, установленными генеральными размерами, отметками и размещением подмостовых габаритов.
В расчетно-графической работе реки – несудоходные, поэтому размещение подмостовых габаритов не выполняется. Пролетные строения следует рассматривать типовые с тавровым поперечным сечением (рис. 2). Данные приведены в приложении 5.
Рисунок 2 Пример железобетонной балки с тавровым поперечным сечением
В схему моста необходимо вписать цепочку пролетных строений c ранее определенной длиной Ln соответствующую разбивке на пролеты, а под пролетные строения «подставить» опоры. Надо также назначить основные размеры пролетных строений и опор.
Схема моста имеет обозначение:
n1 x l1 + n2 x l2 + … + nk x lk (1.8)
где ni и li — число и длина пролетных строений i-го типа соответственно.
При компоновке схемы моста необходимо учитывать технические требования, нормы, опыт проектирования, типовые решения, имеющиеся в наличии конструкции, производственные и другие местные условия конкретного мостового перехода.
В расчетно-графической работе к рассмотрению принимаются несколько вариантов схемы сооружения с разными длинами пролетов, различными вариантами конструктивных решений элементов моста и способов их возведения. Многообразие возможных схем моста, помноженное на разнообразие технических и организационно-технологических решений, и определяют многовариантность решений моста в целом.
Непременное условие вариантной компоновки — конкурентоспособность вариантов. Это понятие означает, что варианты следует разрабатывать для одного и того же мостового перехода, они не должны существенно различаться генеральными размерами и отметками, длиной основных пролетов, а стоимостные и другие показатели вариантов должны быть сопоставимыми.
Однако едва ли можно считать вариантом моста решение при неизменных схеме и пролетных строениях моста, в котором меняется лишь какая-то деталь, например, тип свай фундамента опоры. Как правило, варьированию подлежат длины пролетов (в определенных диапазонах), соответствующие им системы и конструктивные решения пролетных строений, выполняемых из разных материалов, с разным расположением уровня проезда, а также соответствующие конструктивные решения опор.
Разбивка моста на пролеты иногда подчиняется профилю перехода. В этом случае необходимо следить за тем, чтобы опоры, по возможности, не попадали на слабые грунты, крутые склоны берегов, очень глубокие места реки и т. п. В таких условиях на русловом участке перехода может оказаться целесообразной однопролетная схема моста, устраняющая необходимость в промежуточных опорах.
Симметричное решение схемы моста обычно соответствует одинаковому рельефу берегов. Для большей архитектурной выразительности принимают нечетное число основных пролетов моста. При этом поперечную ось моста, являющуюся его осью симметрии, совмещают с осью отверстия.
Несимметричная схема моста может быть из-за сдвижки оси отверстия S0 относительно оси русла либо из-за того, что один из берегов доминирует своим рельефом, застройкой над другими. Принято считать, что в этом случае ось композиции моста надо сдвинуть в сторону более высокого берега так, чтобы она совпадала с осью зрительного равновесия асимметричного рельефа местности. Это помогает вписать мост в местность.
Пропорциональность форм моста достигается, в частности, за счет применения нечетного количества пролетных строений с плавным и пропорциональным нарастанием их длин от берега к середине реки. Пример такой схемы: 15 + 24 + 33 + 42 + 33 + 24 + 15 м.
Разработка схемы многопролетного моста, безусловно, подчиняется экономическим соображениям. Чтобы установить наивыгоднейшую разбивку моста на пролеты, необходимо знать характеристики веса пролетных строений, определить объемы работ по опорам, подсчитать их стоимость. В эскизном проекте это сделать сложно, поэтому вопрос о наивыгоднейшей длине пролета как раз и решается путем рассмотрения вариантов моста с разными разбивками на пролеты.
Назначение размеров пролетов и их размещение по длине моста нельзя, конечно, производить в отрыве от системы и конструкции пролетных строений. Поэтому сначала намечают ряд вариантов схем, уже ориентируясь на возможность использования в них реальных пролетных строений типовых длин с учетом заданных габаритов проезда и временных нагрузок. Затем вписывают в рассматриваемые схемы различные варианты пролетных строений и опор, корректируя при этом отдельные части схем.
Первоначально составленная схема при конкретизации может оказаться неудовлетворительной по следующим причинам:
неудачные пропорции неразрезных систем;
использование большого числа различных типов пролетных строений;
неудачное расположение русловых опор;
некрасивый внешний вид моста и др.
Неудовлетворительную схему отбрасывают.