Akademia Górniczo-Hutnicza

im. Stanisława Staszica

Projekt koncepcyjny mostu drogowego o konstrukcji żelbetowej

Przemysław Węc

Urbanek Bartłomej

Budownictwo

Rok III, gr. 5

Załączniki:

1-Rysunek koncepcyjny mostu-widok z boku w skali 1:100

2-Rysunek koncepcyjny mostu-przekrój poprzeczny w skali 1:50

1. OPIS TECHNICZNY

   1. Przedmiot opracowania.

Przedmiotem opracowania jest wykonanie dokumentacji projektowej na budowę mostu żelbetowego drogowego usytuowanego nad kanałem.

Program użytkowy.

Obiekt przeznaczony do przenoszenia obciążeń drogi klasy GP. Zaprojektowano na nim jezdnię drogową o dwóch pasach ruchu po 3,5 m oraz po 3 pasy chodników po obu stronach jezdni o szerokości 2,25m

Układ statyczno – geometryczny.

Układ statyczny modelujący obiekt, to belka jednoprzęsłowa. Przęsło długości 10,9m.

Opis konstrukcji.

Zaprojektowano ustrój płytowy, monolityczny o pochyleniu podłużnym 2%. Płyta o grubości 250mm. Przyczółki zaprojektowano jako posadowione bezpośrednio na ławach fundamentowych wykonanych z betonu C35/45, o wymiarach w planie 4,3 x 14 m i wysokości 1,20m. Pod ławy należy wykonać podkład z chudego betonu grubości 10cm. Z ławami w sposób monolityczny połączono ściany przyczółków o wymiarach w planie 1,50 x 9,76 m i wysokości 1,25 m oraz 1,50 x 9,76 m i wys. 1,38 m do niszy podłożyskowej. Przyczółek skonstruowano wraz ze ścianami bocznymi o grubości 0,50m i nachyleniem wynoszącym 1:1. Wszystkie elementy przyczółka wykonane z betonu C35/45. Pochylenie skarpy nasypu przyczółków 1:1; obsypanie krawędzi skrzydełek gruntem 1,20m. Ze względu na umocnienie skarp wyłożone darniną i obsiane trawą.

1. Wyposażenie obiektu.

   1. Odwodnienie.

Odwodnienie mostu zapewniono poprzez wpusty mostowe. Zaprojektowano 3 po prawej i 3 po lewej stronie mostu, z których woda będzie spływała do rur spustowych o średnicy Ø150. Izolacja płyty powinna być wprowadzona w kielich wpustu. Dolny element wpustu powinien być osadzony w płycie pomostowej przed jej betonowaniem.

Nawierzchnia.

Projekt warstwy izolacji przewiduje 60 mm warstwę wiążącą. Warstwę ścieralną nawierzchni zaprojektowano z asfaltobetonu o grubości 50 mm. Jako nawierzchnię chodnika zastosowano asfaltobeton grubości 25 mm.

Izolacja.

Projekt przewiduje ułożenie izolacji przeciwwodnej o grubości 1 cm. W zależności od przyjętego typu materiału wymagane będzie odpowiednie przygotowanie powierzchni betonu i zachowanie warunków atmosferycznych (temperatura, wilgotność). Szczegóły wykonania robót izolacyjnych powinny być opracowane przez Wykonawcę na podstawie kart technologicznych danego materiału izolacyjnego.

Kapy chodnikowe

Po ułożeniu izolacji płyty pomostowej należy ustawić krawężniki, zamontować deski gzymsowe, wykonać kotwy kotwiące kapę chodnikową, ułożyć zbrojenie, rozmieścić marki do mocowania balustrady, następnie zabetonować kapę chodnikową. Kapy chodnikowe wykonane są z betonu C25/30.

Dylatacje.

Zaprojektowano dylatacje pomiędzy przyczółkami a płytą pomostu o szerokości 30 mm.

Bariery ochronne i poręcz na moście.

Na moście po lewej i prawej stronie zaprojektowano balustradę ochronną o wymiarach 0,10 m szerokość x 1,10 m wysokość. Balustrada kotwiona jest do kap co 100 cm. Przedłużenie poręczy zastosowano do końców skrzydełek. Po lewej i prawej stronie zaprojektowano barierę o wymiarach 0,36 x 0,75 m.

1. ZESTAWIENIE OBCIĄŻEŃ:

   1. Obciążenia stałe:

Rodzaj obciążenia	Grubość [m]	Ciężar objętościowy [kN/m^3]	Obciążenie charakterystyczne [kN/m^2]
Obciążenia od jezdni:
Nawierzchnia	0,11	23	2,53
Izolacja	0,01	14	0,14
Płyta pomostowa	0,25	25	6,25
Suma	Σ 8,52
Obciążenia od chodników:
Nawierzchnia	0,025	13	0,325
Kapa chodnikowa	0,2	25	5
Izolacja	0,01	14	0,14
Płyta (wspornik)	0,25	25	6,25
Suma	Σ 11,715
Elementy dodatkowe	[kN/m]
Krawężniki	-	-	0,45
Balustrady	-	-	0,5
Bariery	-	-	0,8
Suma	Σ 1,75

Ciężar dźwigara: $\mathbf{Q}_{\mathbf{d}}\mathbf{=}\mathbf{1}\mathbf{,}\mathbf{1}\mathbf{m}\mathbf{*}\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{4}\mathbf{m}\mathbf{*}\mathbf{25}\frac{\mathbf{\text{kN}}}{\mathbf{m}^{\mathbf{3}}}\mathbf{=}\mathbf{1}\mathbf{1}\mathbf{,}\mathbf{00}\frac{\mathbf{\text{kN}}}{\mathbf{m}}$

1. Obciążenia zmienne (PN-EN 1991-2:2007):

   1. Podział jezdni na pasy umowne:

• szerokość jezdni: w= 7 m

• liczba pasów umownych: $n_{I} = \ \text{Int}\left( \frac{w}{3} \right) = \text{Int}\left( \frac{7}{3} \right) = 2$

• szerokość pasa umownego: w_I = 3 m

• szerokość obszaru pozostałego: b_r = w -3⋅ n =7 – 6 = 1 m

Model obciążenia 1: wartości charakterystyczne:

Położenie	Układ tandemowy TS	Układ UDL
	Obciążenia osi Qik (kN)	$$\mathbf{q}_{\mathbf{\text{ik}}\mathbf{\ }}\mathbf{\ }\left( \frac{\mathbf{\text{kN}}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}} \right)$$
Pas Numer 1	300	9
Pas Numer 2	200	2,5
Obszar pozostały	0	2,5

Model obciążenia 4: obciążenie tłumem:

$$Q_{\text{tk}} = 5\ \frac{\text{kN}}{m^{2}}$$

Współczynnik α:

Do wszystkich obliczeń przyjęto: ∝ = 1, 00

1. OBLICZENIA STATYCZNE:

   1. Wzór.

Kombinacje oddziaływań w przypadku trwałych lub przejściowych sytuacji obliczeniowych na podstawie PN-EN 1990:2004:

$$\sum_{\mathbf{j}\mathbf{\geq}\mathbf{1}}^{}{\mathbf{\gamma}_{\mathbf{G}\mathbf{,}\mathbf{j}}\mathbf{G}_{\mathbf{k}\mathbf{,}\mathbf{j}}\mathbf{" + "}\mathbf{\gamma}_{\mathbf{p}}\mathbf{P}\mathbf{" + "}}\mathbf{\gamma}_{\mathbf{Q}\mathbf{,}\mathbf{1}}\mathbf{Q}_{\mathbf{k}\mathbf{,}\mathbf{1}}\mathrm{+}\sum_{\mathbf{i} > 1}^{}{\mathbf{\gamma}_{\mathbf{Q}\mathbf{,}\mathbf{i}}\mathbf{\Psi}_{\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{i}}\mathbf{Q}_{\mathbf{k}\mathbf{,}\mathbf{i}}}\mathbf{\ \ \ \ \ \ \ \ (}\mathbf{6}\mathbf{.}\mathbf{10}\mathbf{)}$$

Gdzie: G_k, j- wartość charakterystyczna oddziaływania stałego j,

γ_G, j- współczynnik częściowy dla oddziaływania stałego j,

P- miarodajna wartość reprezentatywna oddziaływania sprężającego,

γ_p- współczynnik częściowy dla oddziaływań sprężających,

Q_k, 1- wartość charakterystyczna dominującego oddziaływania zmiennego 1,

γ_Q, 1- współczynnik częściowy dla dominującego oddziaływania zmiennego 1,

Q_k, i- wartość charakterystyczna towarzyszących oddziaływań zmiennych i,

γ_Q, i- współczynnik częściowy dla towarzyszących oddziaływań zmiennych i,

Ψ_0, i- współczynnik dla wartości kombinacyjnej oddziaływania zmiennego.

Na podstawie tablicy A 2.1:

- Ψ_0,i=0,4

Wartości współczynników częściowych dla najbardziej niekorzystnego przypadku na podstawie tablicy A 2.4(B):

- γ_Gj,sup=1,35

- γ_Q,1=1,35

- γ_Q,i=1,35

1. Obliczenie maksymalnej wartości reakcji podporowej w przekroju poprzecznym z uwzględnieniem współczynników częściowych i kombinacji obciążeń zmiennych.

$$\mathbf{R}_{\mathbf{max1}}\mathbf{=}\mathbf{70}\mathbf{,}\mathbf{344}\frac{\mathbf{\text{kN}}}{\mathbf{m}}$$

$$\mathbf{R}_{\mathbf{\max}\mathbf{2}}\mathbf{=}\mathbf{44}\mathbf{,}\mathbf{5}\mathbf{13}\frac{\mathbf{\text{kN}}}{\mathbf{m}}$$

Ciężar dźwigara wartość obliczeniowa:

$$\mathbf{Q}_{\mathbf{d}\mathbf{,}\mathbf{o}}\mathbf{=}\mathbf{Q}_{\mathbf{d}}\mathbf{*}\mathbf{1}\mathbf{,}\mathbf{35}\mathbf{=}\mathbf{1}\mathbf{1}\mathbf{,}\mathbf{00}\frac{\mathbf{\text{kN}}}{\mathbf{m}}\mathbf{*}\mathbf{1}\mathbf{,}\mathbf{35}\mathbf{=}\mathbf{14,85}\frac{\mathbf{\text{kN}}}{\mathbf{m}}$$

Maksymalne obciążenie przypadające na 1 mb dźwigara:

$$\mathbf{q}_{\mathbf{\max}}\mathbf{=}\mathbf{R}_{\mathbf{\max}\mathbf{1}}\mathbf{+}\mathbf{R}_{\mathbf{\max}\mathbf{2}}\mathbf{+}\mathbf{Q}_{\mathbf{d}\mathbf{,}\mathbf{o}}\mathbf{=}\mathbf{70}\mathbf{,}\mathbf{344}\mathbf{+}\mathbf{44}\mathbf{,}\mathbf{5}\mathbf{13}\mathbf{+}\mathbf{14,85}\mathbf{=}\mathbf{1}\mathbf{29}\mathbf{,}\mathbf{7}\mathbf{07}\mathbf{\ }\mathbf{\lbrack}\frac{\mathbf{\text{kN}}}{\mathbf{m}\mathbf{\rbrack}}$$

Obliczenie maksymalnej wartości reakcji podporowej w wyniku obciążenia płyty pomostu układem tandemowym TS.

R_maxTS=307,252kN

Linie wpływu.

Obliczenie wartości reakcji R_A:

$$\sum_{}^{}{M_{B} = 0}$$

R_A • 10, 9 − 307, 252 • (10,9−x) − 307, 252 • (9,7−x) − 129, 707 • 10, 9 • 5, 45 = 0

$$R_{A} = \frac{307,252 \bullet \left( 10,9 - x \right)}{10,9} + \frac{307,252 \bullet \left( 9,7 - x \right)}{10,9} + 706,903 = - 56,376x + 1287,581\ \left\lbrack \text{kN} \right\rbrack$$

Obliczenie maksymalnej wartości siły poprzecznej Q_max.

Równanie i wykres linii wpływu dla siły poprzecznej Q_k w punkcie k:

$$\left\{ \begin{matrix} Q_{k} = R_{A} - q_{\max} \bullet 5,45 - {2 \bullet R}_{\text{maxTS}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ }}\text{dla}\ x\ \epsilon\ \left\langle 0;4,25 \right\rangle \\ Q_{k} = R_{A} - q_{\max} \bullet 5,45 - R_{\text{maxTS}}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\text{dla}\ x\ \epsilon\ \left\langle 4,25;5,45 \right\rangle \\ Q_{k} = R_{A} - q_{\max} \bullet 5,45\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\text{dla}\ x\ \epsilon\ \left\langle 5,45;10,9 \right\rangle \\ \end{matrix} \right.\ $$

$$\left\{ \begin{matrix} Q_{k} = - 56,376x - 33,826\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\text{dla}\ x\ \epsilon\ \left\langle 0;4,25 \right\rangle \\ Q_{k} = - 56,376x + 273,426\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ }\text{dla}\ x\ \epsilon\ \left\langle 4,25;5,45 \right\rangle \\ Q_{k} = - 56,376x + 580,678\text{\ \ \ \ \ \ \ \ }\text{dla}\ x\ \epsilon\ \left\langle 5,45;10,9 \right\rangle \\ \end{matrix} \right.\ $$

Obliczenie maksymalnej wartości momentu gnącego M_max.

Równanie i wykres linii wpływu dla momentu gnącego M_k w punkcie k:

Równanie:

$$\left\{ \begin{matrix} M_{k} = R_{A} \bullet 5,45 - q_{\max} \bullet 5,45 \bullet 2,725 - R_{\text{maxTS}} \bullet \left( 5,45 - x \right) - R_{\text{maxTS}} \bullet \left( 4,25 - x \right)\text{\ \ \ \ \ }\text{dla}\ x\ \epsilon\ \left\langle 0;4,25 \right\rangle \\ M_{k} = R_{A} \bullet 5,45 - q_{\max} \bullet 5,45 \bullet 2,725 - R_{\text{maxTS}} \bullet \left( 5,45 - x \right)\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\text{dla}\ x\ \epsilon\ \left\langle 4,25;5,45 \right\rangle \\ M_{k} = R_{A} \bullet 5,45 - q_{\max} \bullet 5,45 \bullet 2,725\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\text{dla}\ x\ \epsilon\ \left\langle 5,45;10,9 \right\rangle \\ \end{matrix} \right.\ $$

$$\left\{ \begin{matrix} M_{k} = 307,252x + 2110,661\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\text{dla}\ x\ \epsilon\ \left\langle 0;4,25 \right\rangle \\ M_{k} = 3416,482\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\text{dla}\ x\ \epsilon\ \left\langle 4,25;5,45 \right\rangle \\ M_{k} = - 307,252x + 5091,005\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\text{dla}\ x\ \epsilon\ \left\langle 5,45;10,9 \right\rangle \\ \end{matrix} \right.\ $$