OPIS TECHNICZNY

1. Przedmiot i cel opracowania

Przedmiotem opracowania jest projekt tymczasowego mostu w ciągu drogi od miejscowości Brzeg do miejscowości Pisarzowice na rzece Odra.

Celem opracowania jest projekt mostu drogowego z pomostem drewnianym pod obciążenie klasy D zgodnie z PN-85/ S - 10030 ,,Obiekty mostowe. Obciążenia.''z 1989 r.

Most jednoprzęsłowy o rozpiętości przęsła l_t =15,2 m, szerokości użytkowej b_u = 9,6 m usytuowany w planie prostopadle do przeszkody wodnej.

Konstrukcję zaprojektowano z uwzględnieniem wymagań zgodnie z normą

PN-89/S-10050 ,,Obiekty mostowe. Konstrukcje stalowe. Wymagania i badania.''

2. Podstawa opracowania

Szczegółowy program kształcenia z przedmiotu Budownictwo komunikacyjne na Wydziale Budownictwa Politechniki Opolskiej.

3. Zakres opracowania

Opracowanie obejmuje:

3.1. Część obliczeniowa

- obliczenie pomostu drewnianego

- obliczenie poprzecznic

- obliczenie dźwigarów

- obliczenie poręczy

3.2. Część rysunkowa

- widok z boku i przekrój podłużny w skali 1:50

- widok z góry i rzut rusztu w skali 1:50

- przekrój poprzeczny w skali 1:50

4. Opis konstrukcji

4.1. Dane ogólne

- rozpiętość teoretyczna 15,2 m

- rozpiętość w świetle 14,6 m

- długość całkowita 15,3 m

- szerokość użytkowa 9,6 m

4.2. Ustrój nośny

Ustrój nośny składa się z 8 dźwigarów wykonanych z dwuteowników HEB 550 ułożonych w rozstawie osiowym co 1,3m; stężenia belek głównych (dźwigarów HEB550) z kształtowników walcowanych z C300; dźwigary i stężenia wykonano ze stali 18G2A połączonych ze sobą śrubami M12 poprzez przyspawanie do dźwigara L100x100x10; każdy z dźwigarów oparty jest na przyczółkach: stalowych łożyskach przesuwnych z prawego brzegu i łożyskach stalowych nieprzesuwnych o przekroju walcowym z lewej strony.

4.3 Podpory

Stanowią 2 przyczółki żelbetowe (monolityczne) z betonu klasy B20 i zbrojone stalą A-III a strzemiona stalą A-I (St3SX)

Przyczółki o wysokości 3,39m, gr. ściany 0,9 m, szerokości, skrzydła równoległe wisząco - stojące, gr. 0,5 m o wysięgu 4 m, ławy fundamentowe o przekroju 1m x 3m i długości 9,6 m wykonane z betonu B25 zbrojone stalą St3SX, ułożone na betonie wyrównawczym 20 cm.

1. Pomost

Wykonany z dyli sosnowych o wymiarach ułożonych na 8
10 i 8
14 cm, ułożonych na rąb na poprzecznicach sosnowych 20
24 cm rozstawionych co 1m.

Na styku elementów drewnianych ze stalowymi zastosowano przekładki z papy izolacyjnej. Dyle łączone między sobą gwoździami długości 16cm.

Poprzecznie przytwierdzone do dźwigarów za pomocą śrub hakowych

2. Chodniki

Wykonane z desek z drewna sosnowego 15
6 cm, długości 2,6m, ułożonych podłużnie na poprzecznicach.

Poręcze z drewna o wymiarach 14
14 cm, rozstaw słupków 2m, pochwyty 14
14 cm, wypełnienie 6
15 cm

3. Nawierzchnia na dojazdach

Wykonana z asfaltobetonu 5 + 5 cm ułożonego na warstwie mieszanki mineralno - bitumicznej i podsypce piasku.

Powierzchnie betonu na styku z gruntem należy zabezpieczyć izolacją przeciwwilgociową, w postaci warstwy papy na lepiku

Odwodnienie mostu za pomoca spadku poprzecznego(2%) poprzez wbudowane w krawężnik systemu rur co 1,0m o średnicy ∅50mm odprowadzając wodę z powierzchni po za most.

Powłoki antykorozyjne elementów stalowych uzupełnione po zamontowaniu.

Elementy drewniane należy zabezpieczyć przez 2 - krotne pomalowanie.

5. Wykaz literatury:

PN-85/S-10030 ,,Obiekty mostowe. Obciążenia.''

PN-89/S-10050 ,,Obiekty mostowe. Konstrukcje stalowe. Wymagania i badania.''

PN-82/S-10052 ,,Obiekty mostowe. Konstrukcje stalowe. Projektowanie.''

PN-93/S-10080 ,,Obiekty mostowe. Konstrukcje drewniane. Wymagania i badania.''

PN-92/S-10082 ,,Obiekty mostowe. Konstrukcje drewniane. Projektowanie.''

Leopold Kamiński - ,,Teoria konstrukcji inżynierskich'' - SKRYPT - Wrocław 1979

Obliczenia statyczno - wytrzymałościowe

1. Założenia ogólne

- Obiekt projektuje się dla klasy obciążeń „D”

- Użytkowa szerokość pomostu

2. Projektowanie pokładu jezdni

Nawierzchnia asfalto-betonowa o grubości 5 cm na dylach (
i
cm) układanych rombem na poprzecznicach.

2.1 Obciążenie stałe na 1 dyl o szerokości 8 cm na długości 1m

Wyszczególnienie	Wymiar	Wymiar	Ciężar objętościowy	Obciążenie charakter.	Wsp. obc. γf	Obciążenie obliczeniowe
		[ m ]	[ m ]	[ kN/m^3]		[ kN/m]		[ kN/m]
Asfaltobeton	0,08	0,11	23,0	0,2024	1,5	0,3036
Dyl sosnowy	0,08	0,10	6,0	0,048	1,2	0,058
Suma obc.stałych				0,26		0,362

g₀ = 0,362 kN/m

2.2 Obciążenia zmienne

2.2.1. Rozkład obciążenia kołem

- Równolegle do osi mostu

C₁ = 20 cm

C₂ = 60 cm

h₁ = 10 cm

h₂ = 14 cm

h = 21 cm

cm

cm

- Prostopadle do osi mostu

cm

2.2.2. Obciążenie taborem samochodowym „K”+q

dla klasy obciążenia „D” „K”= 320 kN ,

- nacisk na oś wynosi 80kN

2.2.3. Obciążenie pojazdami samochodowymi „S”

klasy obciążenia „D” „S”= 200 kN , nacisk na osie: P₁ = 80 kN P₂ = 120 kN

Obciążenie równomiernie rozłożone jezdni wynosi:

q_j = 1,6 kN / m²

Obciążenie tłumem chodników

q_t = 2,5 kN / m²

Nacisk koła taboru samochodowego „K”

P_k =
kN

Nacisk koła pojazdu samochodowego „S”

P_S1 =
kN

P_S2 =
kN

Do dalszych obliczeń przyjęto nacisk P_S2 = 60 kN

Obciążenie równomiernie rozłożone przypadające na jeden dyl:

l = 1,0 m

l₀ = 0,80 m

l_t = 1,05 l₀ = 0,84 m

Współczynnik dynamiczny dyla

φ = 1,35 - 0,005l_t
1,325

φ = 1,35 - 0,005
0,84 = 1,345 > 1,325 przyjmuję φ = 1,325

Intensywność obciążenia dyla od koła pojazdu samochodowego „S”

P_S2 = 60 kN b₁ = 0,5 m b₂ = 0,9 m γ_f = 1,5

- Obciążenie równomiernie rozłożone na powierzchni

kN / m²

- Obciążenie równomiernie rozłożone przypadające na jeden dyl o szerokości 8 cm

kN / m²

2.3. Obliczenie sił wewnętrznych ( M, Q )

23.1 Moment zginający w środku przęsła:

η₁ =
η₂ =

= 1,62 kNm

2.3.2 Siła tnąca na podporze:

η₁ = 1 η₂ =

=

=7,57 kN

2.4. Sprawdzenie nośności dyla

2.4.1.Charakterystyki geometryczne przekroju:

- moment bezwładności:

- wskaźnik wytrzymałości:

- moment statyczny brutto połowy przekroju względem osi Xo:

2.4.2. Nośność dyla na zginanie:

w oparciu o polską normę PN-92/S-10082

warunek spełniony

2.4.3. Nośność dyla na ścinanie:

w oparciu o polską normę PN-92/S-10082

warunek został spełniony

3.Projektowanie poprzecznicy

3.1. Obciążenia stałe na 1 m długości poprzecznicy

Wyszczególnienie:	Wymiar [m]	Wymiar [m]	Ciężar objętościowy [kN/m^3]	Obciążenie charakterystyczne [kN/m]	Współcz. obc.	obciążenie obliczeniowe [kN/m]
Asfalt lany	1,0	0,09	23,0	2,07	1,5	3,105
Dyl sosnowy	1,0	0,12	6,0	0,72	1,5	1,08
Poprzecznica	0,2	0,24	6,0	0,288	1,2	0,346
Suma obc. stałych				3,768		4,531

g

3.2. Obciążenia zmienne

3.2.1. Rozkład obciążenia kołem

- Równolegle do osi mostu (na długości b₁

Współczynnik dynamiczny dla poprzecznicy:

l₀ = l_p - 0,3 = 1,3 - 0,3 = 1,0 m

l_p = 1,3 m - rozstaw osiowy dźwigarów

przyjmuję:

Obciążenie równomiernie rozłożone na długości b₁

Obciążenie przypadające na poprzecznicę

- Prostopadłe do osi mostu ( na długości b₂ )

Obciążenie zmienne równomiernie rozłożone przypadające na jednostkę długości poprzecznicy:

3.3. Obliczenie sil wewnętrznych w poprzecznicy (M, Q):

Ponieważ b₂=1,26m>l_t=1,05m.

Do obliczeń sił wewnętrznych wykorzystam powyższe zależność.

- Moment zginający w połowie rozpiętości:

- siła tnąca na podporze:

3.4. Sprawdzenie nośności poprzecznicy

3.4.1. Charakterystyki geometryczne przekroju:

- moment bezwładności

- wskaźnik wytrzymałości

- moment statyczny brutto połowy przekroju względem osi X₀

3.4.2. Nośność poprzecznicy na zginanie

w oparciu o polską normę PN-92/S-10082

- warunek spełniony

3.4.3. Nośność poprzecznicy na ścinanie

w oparciu o polską normę PN-92/S-10082

- naprężenia zostały przekroczone o 2% w oparciu o normę

PN-92/S-10082 w uzasadnionych przypadkach dopuszcza się przekroczenie wytrzymałości obliczeniowej do 5%

4. Projektowanie dźwigarów głównych.

4.1. Obciążenia stałe na 1m przęsła mostu:

Wyszczególnienie:		Wymiar [m]	Wymiar [m]	Ciężar objętościowy [kN/m^3]	Obciążenie charakterystyczne [kN/m]	Współczynnik odciążający γf	Obciążenie obliczeniowe [kN/m]	Współczynnik obciążający γf	Obciążenie obliczeniowe [kN/m]
I JEZDNIA: -asfalt lany -dyl sosnowy -poprzecznica sosnowa	1/1,0	1,0 1,0 0,2	0,09 0,12 0,24	23,0 6,0 6,0	2,07 0,72 0,288	0,9 0,9 0,9	1,863 0,648 0,259	1,5 1,5 1,5	3,105 1,08 0,432
Suma stałe:					3,078		2,77	gjd	4,617
II CHODNIK: -pokład sosnowy -poprzecznica chodnikowa -podłużnica chodnikowa -poprzecznica sosnowa	1/1,0 3/1,8 1/1,0	1 0,16 0,16 0,2	0,06 0,20 0,22 0,24	6,0 6,0 6,0 6,0	0,36 0,192 0,422 0,312	0,9 0,9 0,9 0,9	0,324 0,173 0,38 0,281	1,5 1,5 1,5 1,5	0,54 0,288 0,634 0,468
Suma stałe:					1,286		1,158	gchd	1,93
III PORĘCZE:				Gp	0,5	0,9	0,45	1,5	0,75
IV DŹWIGAR HEB 550	1,3			Gdź	2,587	0,9	2,3283	1,2	3,104

4.2. Obciążenia zmienne na 1m przęsła mostu:

Współczynnik dynamiczny dla dźwigara:

przyjęto:

Obciążenie charakterystyczne:

Obciążenie obliczeniowe:

-obciążenie równomiernie rozłożone w obrębie jezdni:

-obciążenie tłumem na chodnik:

-nacisk koła taboru samochodowego „K”:

-nacisk koła pojazdu samochodowego S”:

4.3. Rozdział poprzeczny obciążenia na 1,0m przęsła:

4.3.1. Dla dźwigara „A”:

η₁ = 1 η₂ = 1,746 η₃ = 1,692 η₄ = 0,308 η₄ =0,077

-obciążenia stałe:

-obciążenia zmienne:

od obciążenia pojazdem samochodowym „S”:

4.3.2. Dla dźwigara „B”:

η₁ = 1 η₂ = 0,746 η₃ = 0,692

η₄ = 0,692 η₅ = 0,808

-obciążenia stałe:

-obciążenia zmienne:

od obciążenia równomiernie rozłożonego:

od obciążenia taborem samochodowym „K”:

od obciążenia pojazdem samochodowym „S”:

4.3.3. Dla dźwigara „C”:

-obciążenia stałe:

-obciążenia zmienne:

od obciążenia równomiernie rozłożonego:

od obciążenia taborem samochodowym „K”:

od obciążenia pojazdem samochodowym „S”:

4.3.4 Dla dźwigara „D”:

Rodzaj poprzecznicy i obciążenia jest identyczny jak dla dźwigara „C”.

Pomijam obliczanie reszty dźwigarów znajdujących się w drugiej części przekroju, gdyż ich położenie jest symetryczne i siły w nich nie ulegną zmianie.

ZESTAWIENIE OBCIĄŻEŃ

	A	B	C
G [kN] Q [kN] Pk [kN] PS^1[kN] PS^2[kN] PS^3[kN]	8,172 6,035 0 5,891 8,836 0	7,572 3,997 61.812 76,5 114,75 0	9,106 3,9 76,5 76,5 114,75 0

4.4. Obliczenie sił wewnętrznych w dźwigarze (M,T):

4.4.1. Obciążenie pojazdem „K”:

a.) moment zginający w połowie rozpiętości dźwigara:

η₁ = 3,8 η₂ = 2,6 η₃ = 3,2 η₄ = 3,2

b.) siła tnąca na podporze:

η₁ = 1 η₂ = 0,92 η₃ = 0,84 η₄ = 0,76

4.4.2. Obciążenie pojazdem samochodowym „S”:

a.) moment zginający w połowie rozpiętości dźwigara:

η₁ = 3,8 η₂ = 2,0

b.) siła tnąca na podporze:

η₁ = 1 η₂ = 0,773

Do dalszych obliczeń przyjęto obciążenie taborem samochodowym „K”, ponieważ wywołuje znacznie większe obciążenie niż pojazd samochodowy „S”:

4.5. Sprawdzenie nośności dźwigara głównego:

4.5.1. Nośność dźwigara na zginanie:

Przyjęcie dźwigara z tabeli 7 PN - 82/S - 10052 dla przyjętej stali St 18G2A

wytrzymałość obliczeniowa R = 280 Mpa

wytrzymałość obliczeniowa na ścinanie R_t = 170 MPa

Wstępne wyznaczenie wymaganego wskaźnika wytrzymałości na zginanie:

Przyjęto dźwigar HEB 550, którego W_x = 4970cm³, I_x = 136700

Sprawdzenie naprężeń:

warunek spełniony

4.5.2. Nośność dźwigara na ścinanie:

Sprawdzenie naprężeń:

warunek spełniony

4.5.3. Sprawdzenie ugięcia:

Maksymalna wartość momentu zginającego od obciążeń charakterystycznych:

Zgodnie z punktem 4.4.1:

-dopuszczalna strzałka ugięcia:

-rzeczywista strzałka ugięcia:

warunek spełniony .

5. Projektowanie poręczy

5.1. Zestawienie obciążeń:

1. obciążenia stałe:

2. obciążenie zmienne:

P=0,3kN q₁=0,5kN/m q₂=1,0kN/m

- pionowe równomiernie rozłożone:

-poziome równomiernie rozłożone:

-skupione pionowe i poziome:

5.2 Obliczenie momentów zginających:

-w płaszczyźnie pionowej:

-w płaszczyźnie poziomej:

5.3 Sprawdzenie nośności poręczy:

• wskaźnik wytrzymałości przekroju na zginanie:

• sprawdzenie naprężeń zginających:

M_max=0,595kN/m M_max=0,845kN/m

Naprężenia:

• w płaszczyźnie pionowej

• w płaszczyźnie pionowej

5.4 Nośność poręczy na zginanie

,


,

Bibliografia

PN-85/S-10030 ,,Obiekty mostowe. Obciążenia.''

PN-89/S-10050 ,,Obiekty mostowe. Konstrukcje stalowe. Wymagania i badania.''

PN-82/S-10052 ,,Obiekty mostowe. Konstrukcje stalowe. Projektowanie.''

PN-93/S-10080 ,,Obiekty mostowe. Konstrukcje drewniane. Wymagania i badania.''

PN-92/S-10082 ,,Obiekty mostowe. Konstrukcje drewniane. Projektowanie.''

Leopold Kamiński - ,,Teoria konstrukcji inżynierskich'' - SKRYPT - Wrocław 1979

POLITECHNIKA OPOLSKA-WYDZIAŁ BUDOWNICTWA

11 czerwca 2009

13