Водопропускные трубы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Большой популярностью на автомобильных дорогах пользуются водопропускные трубы различных диаметров и конструкций и мосты. Такие водоотводные сооружения устраиваются в местах пересечения автомобильной дороги с реками, ручьями, оврагами или логами (тальвегами), по которым стекает дождевая или талая вода. Водопропускные трубы предназначены для пропуска под насыпью автомобильной дороги, небольших, постоянно или периодически действующих водотоков. Трубы предпочтительнее малых мостов по строительным и эксплуатационным качествам, а так же экономическим соображениям. Труба в насыпи не нарушает целостности земляного полотна и расходы на ее содержание меньше, чем на содержание моста.

Водопропускная труба состоит из средней части, входного и выходного оголовков. Средняя часть трубы состоит из звеньев, установленных на фундамент (грунтовую подушку). Между секциями устраивают сквозные деформационные швы для предотвращения трещин или других повреждений трубы от воздействия неравномерной осадки. Нижнюю часть отверстия или дно трубы оформляют в виде лотка, которому придают продольный уклон с учетом уклона лога на месте устройства трубы. Уклон трубы обеспечивают путем ступенчатого расположения ее секций.

Водопропускные трубы можно классифицировать по следующим признакам:

по характеру протекания воды;

по форме поперечного сечения трубы;

по типу оголовков;

по ширине выходного отверстия;

по материалу труб;

по длине звена;

по стыковым соединениям.

Трубы, как водопропускные сооружения, практически всегда проектируются по условию их работы в безнапорном режиме. Такой режим позволяет обеспечивать наилучшие гидравлические характеристики и сохранность насыпи при эксплуатации дороги.

1. Исходные данные и краткая характеристика района строительства

Исходными данными являются: карта масштаба 1:10000, грунтовые условия, район строительства, продольный профиль автомобильной дороги.

Целью данного проекта является строительство на ПК 40+20 водопропускного сооружения - трубы.

Строительство данного сооружения будет происходить в Ленинградской области, которая находится во второй дорожно-климатической зоне и в 4 ливневом районе.

Суглинок является естественным грунтом, залегающим в месте строительства.

Водосборная площадь проходит через суходол, следовательно данное сооружение не будет испытывать постоянного напора воды с вышележащих территорий и будет предназначено для пропуска воды в период таяния снега и выпадения осадков в виде дождя.

2. Гидрологические данные водопропускных труб

Для гидрологических расчётов главной задачей является определение максимального расхода воды, поступающего к искусственному сооружению на водотоках. В данном курсовом проекте, для расхода Q = 4,86 был выбран диаметр водопропускной трубы d =1,5 м.

3. Определение длины водопропускной трубы в насыпи

Рисунок 3.1 - Водопропускная труба в насыпи

Н - высота насыпи (Н = 2,24 м);

d - диаметр отверстия трубы (d =1,5 м.);

Lтр - длина трубы без оголовков (Lтр = 19 м.);

L - полная длина трубы (L = 24,40 м.);

В - ширина земляного полотна (В = 12 м.);

n - показатель крутизны откоса насыпи (n = 1,5 м.);

Звенья и оголовки трубы назначаем учитывая полную длину трубы т.е. 19 м. Принимаем 5 звеньев длиной 3 метра и 2 звена по 2 метра. В качестве оголовка принимаем раструбы.

4. Геодезическая разбивочная основа

Положение трубы определяется проектом дороги. В данном курсовом проекте труба располагается перпендикулярно к оси дороги Проектная организация должна закрепить в натуре и сдать по акту производителям работ точку пересечения оси дороги с продольной осью трубы, продольную ось трубы, закрепленную четырьмя выносными кольями, а также высотный репер.

В процессе строительства трубы выполняют следующие геодезические работы:

а) проверку положения оси трубы;

б) разбивку и проверку по ходу работ положения контура котлована под оголовки и секции трубы, а также определение отметок дна котлована;

в) разбивку и проверку по ходу работ положения в плане и по высоте кладки фундаментов (с учетом приданного строительного подъёма);

г) проверку положения в плане и профиле установленных звеньев трубы;

д) разбивку русла трубы.

К разбивке площадки приступаем после того, как запроектируем водопропускное сооружение.

Схема геодезической разбивочной основы представлена в приложении А.

5. Объёмы строительных работ по трубе

5.1 Объёмы земляных работ по планировке строительной площадки

Постройка железобетонных труб начинается с разбивки оси, установки и закрепления рабочего репера и отметок фундамента, установления точки пересечения продольной и поперечной осей.

При постройке сборных труб из колец, изготовленных на заводе, работа выполняется в следующем порядке действий:

1) перевозка сборных элементов с места хранения (или завода изготовителя) к месту постройки - КамАЗ-43253;

2) разгрузка элементов краном - КС2561;

3) устройство котлована бульдозером ДЗ-18 и экскаватором ЭО-3322; зачистка вручную;

4) устройство оснований для трубы.

5) установка звеньев труб и блоков оголовков на место; сборку начинают с выходного оголовка, а заканчивают входным оголовком и сборным лотком, пользуясь краном - КС2561;

6) устройство гидроизоляции БМ-3;

7) засыпка труб бульдозером - ДЗ-18 ;

8) тщательное уплотнение пазух трамбующими машинами - И-116.

После расчета длины трубы, назначения звеньев и оголовков, размеров и разбивки строительной площадки необходимо получить ровную горизонтальную поверхность под звенья и оголовки трубы и для производства строительно-монтажных работ, где одновременно будет находиться техника, а также материалы для постройки водопропускного сооружения.

Принимаем следующий размер строительной площадки: по длине 29 и по ширине 28 метров.

5.2 Объемы работ по строительству трубы

Таблица 5.1 - Объёмы работ по строительству трубы

Вид работ	Единицы измерения	Объёмы работ
1	2	3
Планировка строительной площадки бульдозером ДЗ-18 за 3 похода по одному следу	мі	63,1
Бетонирование лотков оголовков толщиной 20 см, и уход за свежеуложенным бетоном	мі	1,3
Конопатка швов звеньев трубы паклей пропитанной битумом	кг	11,05
Устройство обмазочной гидроизоляции битумом	мІ	107,7
Устройство оклеичной гидроизоляции	мІ	5,6
Устройство щебёночных подушек под оголовки трубы	мі	1,7
Устройство щебёночных подушек под лотки трубы	мі	2,7
Устройство щебёночных подушек под плиты и бетонные упоры	мі	2,7
Укрепление откосов и площадей железобетонными плитками толщиной 10 см	1 плита	134
Укладка звеньев трубы	1 звено	7
Установка портальных стенок автокраном КС-2561	1 блок	2
Установка откосных крыльев оголовком автокраном КС-2561	1 блок	4
Обратная засыпка котлована вручную с трамбовкой и электротрамбовкой И-132	1 м3	34,7
Обратная засыпка котлована бульдозером и уплотнение слоя по 0,15м. ручной трамбовкой И-116	100 м3	28,34
Планировка площадки под трубу бульдозером ДЗ-18	1 м3	230

6. Строительно-монтажные работы

Постройка трубы включает подготовительные работы и рытье котлована, укладка ЩПГП и трубы с оголовками, устройство гидроизоляции и засыпку трубы с уплотнением, укреплением русла и откосов насыпи.

Строительно-монтажные работы производим на площадке 29 м на 28 м, в пределах которой располагаем используемую технику, элементы трубы, схема их расположения представлена в приложении Б.

6.1 Подготовительные работы

Перед началом строительства водопропускного сооружения требуется провести подготовительные работы, которые заключаются в расчистке строительного участка от кустарников и леса, пней и камней с помощью кусторезов, корчевателей-собирателей, бульдозеров. Снятие, перемещение и выгрузка растительного (плодородного слоя) производится с помощью бульдозера. ДЗ-18 в отвалы для дальнейшего использования при рекультивации (восстановления) земель, а также при благоустройстве площадки.

6.2 Проект работ разработки котлована

Чтобы производить укладку звеньев трубы требуется вначале создать ровную, горизонтальную площадку на проектной глубине. Вначале нужно выкопать котлован на проектную глубину. Для этих целей применяется экскаватор ЭО-3311, который работает в паре с самосвалом(ами) КамАЗ-5511. Выбирая грунт, экскаватор оставляет нетронутым слой грунта примерно в 30 см. Этот слой оставляют для того, чтобы не нарушить естественной плотности грунта.



Рисунок 6.1 - Схема разработки котлована экскаватором: 1 - экскаватор; 2 - грунт для обратной засыпки; 3 - недобор грунта экскаватором 30 см

После разработки котлована его дно нужно спрофилировать. Эта операция выполняется с помощью бульдозера ДЗ-18. Планировка может выполняется послойным способом - выемка разрабатывается на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера последовательно по всей ширине выемки или отдельным её частям. Этот способ применяют при сложном очертании площадок и при небольшой глубине срезки.

6.3 Проект производства работ по устройству фундамента

В результате изысканий было выявлено, что грунт не позволяет в качестве основания трубы выбрать естественное основание. Перед устройством основания предварительно срезаем растительный слой. Затем поверхность грунта профилируют, после этого устанавливают ложе (ЩПГП) под трубу, оно устанавливается универсальным экскаватором и бригадой землекопов, и все основания уплотняют электротромбовками в несколько проходов.

6.4 Проект производства монтажа оголовков и звеньев труб

Монтаж трубы начинаем только после инструментальной проверки отметок и положения в плане фундамента и временных устройств, для монтажа, а также выполнения разбивочных работ, определяющих проектное положение монтируемых конструкции, с оформлением результатов проверки актом.

Сначала фиксируем портальную стенку, после оголовочное звено. Монтаж выполняется краном КС-2561. Между звеньями фиксируются деформационные зазоры 3см., остальные 1см. Монтаж производят по разбивочной схеме с учетом строительного подъема. Работы заканчиваются монтажом входной портальной стенки с конструктивными элементами (откосы площадки).

Рисунок 6.2 - Схема строительного уклона строительный уклон f = 1/50H , где Н - высота насыпи

Монтаж трубы производим с постоянным строительным уклоном и ведём от выходного оголовка к входному.

Схема монтажа приведена в Приложении В.

6.5 Проект производства работ по устройству обмазочной и оклеечной гидроизоляции

Целью данных работ является повышение коррозийной стойкости водопропускного сооружения. Гидроизоляция должна быть: водонепроницаемой по всей изолируемой поверхности

Водо и биохимически стойкой;

Тепло и морозостойкой эластичной во времени и интервале расчётных температур;

Эксплуатационно-надёжной при длительных воздействиях воды, балласта, деформаций бетона и различных нагрузок;

Сохранять целостность при образовании на изолируемой поверхности трещин с раскрытием, допускаемыми нормами проектирования;

Не содержать компонентов, оказывающих коррозийное воздействие на бетон и металл;

Эластичной во времени и интервале расчётных температур.

Гидроизоляцию назначаем для звеньев и оголовков труб согласно ВСН 32-81. Вид гидроизоляции: битумная мастичная неармированная, индекс гидроизоляции БМ-3 (окрашиваем поверхность трубы битумным лаком), климатическая зона 1-3, конструкция гидроизоляции (без подготовительного и защитного слоя) грунтовка, слой толщиной 0,1 мм. и мастика битумная Ю-2 слой толщиной 3+0,5мм.

Швы между торцами звеньев и блоками оголовков конопатим следующим образом:

закладываем жгуты из пакли пропитанные раствором битума в бензине (состав 1:1 по массе);

Жгуты утапливаем на 1-1,3 см.;

Зазор над жгутами заполняем битумной мастикой;

С внутренней стороны шов заполняем цементно-песчаным раствором (состава 1:3);

В пределах той части трубы, которая опирается на фундамент, зазор конопатим жгутом пакли также изнутри и заделываем цементно-песчаным раствором на толщину ј звена.

6.6 Проект производства работ по засыпке водопропускной трубы

Отсыпку ведём грунтом с объемной массой 1,8 т/мі.

При засыпке трубы сначала отсыпаем грунтовую призму с двух сторон трубы, а затем насыпь на проектную высоту, бульдозером ДЗ-18. Отсыпка ведётся слоями по 0,2м. После укладки каждый слой в 30см. от тела трубы трамбуется с помощью ручной электротрамбовки И-116 на высоту до 0,5 м и более тяжёлыми средствами (каток ДУ-132) на расстоянии свыше 30см. Затем землеройными машинами отсыпают насыпь из однородного грунта горизонтальными слоями не более 0,15 м с тщательным послойным уплотнением, до проектного профиля трубу засыпают грунтом при сооружении земляного полотна. Высота засыпки над трубой должна быть не менее 0,5 м.

При выполнении работ по засыпке водопропускной трубы необходимо соблюдать требования СНиП II-39-76 и СНиП 3.06.04-91, ВСН 81-80.

Разработку карьера ведёт экскаватор ЭО-3322 с объёмом ковша 0,5 м3. Данный экскаватор хорошо работает в паре автосамосвалом КамАЗ-5511 с грузоподъёмностью 11 т. При разгрузке грунта колёса автосамосвала должны находиться от трубы на расстоянии не менее 1 метра.

Состав работ:

а) Источник обоснования ЕНиР §Е2-1-9 «Погрузка грунта из карьера экскаватором в автосамосвал».

Используемая машина - экскаватор ЭО-3322.

Состав звена - машинист VI разряда (1 чел.), помощник V разряда (1 чел.).

Норма времени на 100 м3 - 1,6 чел-час; 1,6 маш-час.

м3 в смену.

Объёмы работ - 900 м3.

Количество чел-смен - 2

Количество маш-смен - 2.

б) Транспортировка грунта автосамосвалом КамАЗ-5511

Норма времени на 40 м3 - 1,6 чел-час; 1,6 маш-час.

м3 в смену.

авт.

Количество чел-смен - 2

Количество маш-смен - 2.

в) Источник обоснования ЕНиР §Е2-1-44 п.26 «Обратная засыпка котлована вручную с трамбованием электротрамбованием».

Состав звена - рабочий I разряда (1 чел.) и рабочий II разряда (1 чел.).

Норма времени на 1 м3 - 0,88 чел-час.

Объёмы работ - 26,7 м3.

Количество чел-смен - 2,94.

г) Источник обоснования ЕНиР §Е2-1-22 «Обратная засыпка котлована бульдозером с перемещением грунта до 50 метров слоями по 0,2 метра».

Используемая машина - бульдозер ДЗ-18.

Состав звена - машинист VI разряда (1 чел.).

Норма времени на 100 м3 на первые 10 метров - 0,5 чел-час; 0,5 маш-смен; на каждые последующие 10 метров добавляют по 0,43 чел-час; 0,5 маш-смен.

Объёмы работ - 900 м3.

Количество чел-смен - 2.

Количество маш-смен - 2.

д) Источник обоснования ЕНиР §Е2-1-31 «Послойное уплотнение самоходным катком».

Используемая машина - самоходный каток ДУ-132.

Состав звена - машинист VI разряда (1 чел.).

Длина гона - до 100 метров.

Толщина слоя - 0,2 м.

Количество проходов - 8.

Норма времени на 100 м3 - 0,41 чел-часа; 0,41 маш-часа (4 прохода по одному следу); добавляют на каждый проход сверх первых четырёх 0,08 чел-часа; 0,08 маш-часа.

Объёмы работ - 900 м3.

Количество чел-смен - 0,62.

Количество маш-смен - 0,62.

е) Послойное увлажнение грунта.

Используемая машина - ПМ-130Б.

Состав звена - водитель.

6.7 Назначение укрепления русла и откосов у водопропускной трубы

Скорость на выходе из трубы составляет 3.0 м/с, что превышает скорость при которой грунт не размывается.

Русло укрепляем на входном участке при помощи блоков П-1, а также бетонными упорами У-1. Принимаем длину укрепления 1,5 метра. А для выходного участка делаем укрепление в виде погребной части из монолитного бетона В15, блоков П-1 и бетонных упоров У-1. Откосы укрепляем с помощью плитки П-1.

7. Смета

Таблица 7.1 - Технологическая последовательность процессов с расчетом объемов работ и потребляемых ресурсов

№	Источник обоснования нормы выработки	Описание рабочих процессов с расчетом объёмов работ	Еди-ницы изме-рения	Объе-мы работ	Нормы времени	Потребное количество	Состав звена (бригада)
						Чел/дни	маш/см
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Е2-1-5	Срезка и удаление растит. слоя ДЗ-18, гр. грунта 1	1000 м2	230	0,69 0,69	0,41	0,41	Машинист 4 разр. - 1 чел.
2	Е2-1-9	Разработка грунта ЭО-3322	1000 м3	63,1	2,8 2,8	0,01	0,01	Машинист 4 разр. - 1 чел.
3	Е2-1-24	Планировка строительной площадки бульдозером ДЗ-18 за 3 похода по одному следу	1000 м3	63,1	0,35 0,35	0,001	0,001	Машинист 5 разр. - 1 чел.
4	Е4-4-92	Погрузка звеньев трубы диаметром 1,5 м автокраном КС-2561	1 звено	7	0,375 0,125	0,32	0,1	Машинист крана 4р-2 Рабочий 1р-1, 2р-1
5	Е4-4-92 №1	Погрузка блоков оголовков автокраном КС-2561	1 блок	6	0,66 0,22	0,5	0,16	Машинист крана 4р-1 Рабочий 1р-1, 2р-1
6	Е4-4-92	Разгрузка и сортировка блоков оголовков автокраном КС-2561	1 блок	6	0,66 0,22	0,5	0,16	Крановщик - 6 разр. - 1 чел. Стропальщики 2 чел.
7	Е4-4-92 №6	Разгрузка и сортировка звеньев трубы автокраном КС-2561	1 звено	7	0,375 0,125	0,33	0,11	Машинист крана 4р-2 Рабочий 1р-1 2р-1
8	Е2-1-31	Разработка грунта вручную и зачистка поверхности дна и стенок	1 м3	5,01	1,3	0,81		Рабочий 1р-2
9	Е2-1-18А	Погрузка материала, щебеночной смеси экскаватором ЭО-3322	1 м3	9,8	2,8 2,8	3,43	3,43	Машинист 4 разр. - 1 чел.
10	Е4-4-88	Устройство щебеночной подготовки под тело трубы	100 м3	8,5	2.0 2.0	0,02	0,02	Рабочий 2р-3
11	Е-1-4-93 п. 1	Установка портальных блоков автокраном КС-2561	1 блок	2	2,5 0,5	0,62	0,12	Машинист крана 6р-1 Монтажники 4р-2
12	Е-1-4-93	Установка откосных крыльев оголовков автокраном КС-2561	1 блок	4	1,85 0,37	0,92	0,18	Машинист крана 6р-1 Монтажники 4р-2
13	Е-1-4-94 п. 26	Установка звеньев трубы автокраном КС-2561	1 звено	7	2.4 0.48	2,1	0,42	Машинист крана 6р-2 Монтажники 4р-2
14	Е-1-4-93 П 1	Бетонирование лотков оголовков толщиной до 20 см и уход за свежеуложенным бетоном	1 м3	0,88	3.49	0,38		Бетонщик 4р-1, 3р-2
15	Е-1-4-93 п1-3	Бетонирование лотков оголовков, уход за свежеуложенным бетоном	1 м3	1,0	3,49	0,43		Бригадир 4р-1, монтажники 4р-2ч, 3р-2ч.
16	Е-1-4-99 п. 1	Конопатка швов звеньев трубы паклей с пропиткой трубы битумом	кг	8,5	0,16	0,17		монтажники 4р-2ч, 3р-2ч.
17	Е-1-4-102 п. 1	Устройство оклеечной гидроизоляции слоём рулонных материалов	1 м2	3,7	0,54	0,25		Гидроизолировщики 3р-2
18	Е4-4-99 п. 2	Заделка швов цементым раствором	1 м шва	1,7	0.084	0,017		Бетонщик 4р-1
19	Е4-4-101	Устройство обмазочной гидроизоляции битумом	1 м2	101	0.26	3,28		Гидроизолировщики 3р-2
17	Е-1-4-44 П 2 б	Обратная засыпка котлована вручную с тромбованием грунта электротрамбовкой	1 м3	143.07	0.88	1.74	-	Землекопы 2р-1, 1р-1
22	Е2-1-8	Засыпка водопропускной трубы	100 м3	610	1,6	2	2	Машинист 5 разр. - 1 чел

Общая трудоёмкость работ:

Количество человеко-дней равно 7

Количество машино-смен равно 5

8. Охрана труда

Основными причинами несчастных случаев являются: нарушение правил охраны труда, несоблюдение производственной и трудовой дисциплины, а также допуск к работе лиц, не обученных мерам безопасности при производстве работ.

При строительстве труб все вновь поступающие рабочие допускаются к работе по заключению медкомиссии и только после прохождения инструктажа по технике безопасности - вводного и непосредственно на рабочем месте.

Основные требования к работникам и месту работ:

1. Все обязаны изучить технику безопасности и расписаться в соответствующем журнале;

2. Всем выдается спецодежда и СИЗ;

3. Машины и техника должны быть оснащены световой и звуковой сигнализацией;

4. Место проведения работ должно быть ограждено;

5. Должны быть расставлены специальные дорожные знаки, предупреждающие о месте проведения работ, возможных объездах, ограничениях скорости и т.д.

За выполнением вышеперечисленных норм должны следить инженерно-технические работники. На механиков возлагается осуществление правильного и безопасного использования строительных машин, механизмов, инструментов и оборудования.

Строительная площадка должна быть оборудована постоянными или временными санитарно-бытовыми устройствами: раздевалками, сушилками для одежды, помещениями для приема пищи, для обогрева людей в зимнее время, душевыми, медицинскими пунктами или аптечкой. На объекте должна быть питьевая вода.

При монтаже элементов трубы необходимо, чтобы два монтажника работали на зацепке а два - на отцепке, в котловане. Отцепка производится только в случае, когда элемент трубы прочно закреплен и занял проектное положение.

Гидроизоляционные работы необходимо проводить на открытом воздухе.

Перевозка элементов трубы на автомобилях по грунтовым дорогам производится со скоростью не более 20 км/ч. При этом блоки звеньев трубы крепятся к полу кузова с помощью брусьев и тросов.

Для обеспечения безопасности работ, поступающие на объект сборные железобетонные элементы необходимо складировать в порядке их последовательного монтажа.

9. Охрана окружающей среды

При организации строительного производства необходимо проводить специальные работы по охране окружающей среды: предотвращению загрязнения воздуха, воды и почвы, сохранению растительности, обеспечению рекультивации земель.

При производстве строительно-монтажных работ руководствуются следующими положениями. Не допускается сжигать на строительной площадке отходы и остатки материалов, в частности рулонных на битумной основе изоляционных материалов, автопокрышек и т.д., интенсивно загрязняющих воздух. Для предотвращения загрязнения поверхностных и подземных вод необходимо при мытье машин и оборудования откачивать загрязненную воду. Все производственные и бытовые стоки, образующиеся на строительной площадке, должны быть очищены и обезврежены.

На территории не допускается не предусмотренное проектной документацией уничтожение древесно-кустарниковой растительности и засыпка грунтом корневищ и стволов растущих деревьев и кустарников. При производстве работ связанных с вырубкой леса и кустарника, строительство необходимо организовать так, чтобы обеспечить оттеснение животного мира за пределы строительной площадки.

Необходимо снимать и хранить плодородный слой почвы для последующей рекультивации земель или повышения плодородия малопродуктивных угодий.

Во время проведения работ инженерно-технические работники обязаны следить за тем, чтобы исключались какие-либо утечки загрязнителей, выполнялись все технологические процессы строительства, что уменьшает загрязнение окружающей среды.

После выполнения строительства рабочие обязаны произвести уборку всех возможных загрязнений от работ.

10. Деталь проекта

Труба на прочность рассчитывается по поперечному и продольному сечениям. При расчете трубы в продольном направлении элемент звена принимается как балка, работающая на упругом основании

Рис. 10.1

10.1 Расчет круглой железобетонной трубы из длинномерных звеньев

Определяем толщину стенки трубы h

h=0.05?d+t , (10.1.1)

где d = 1,5 м - диаметр трубы

t = 7,5 см.

h=0.05?1,5+0.075=0,15

Принимаем h = 0,15 м.

Определяем наружный диаметр D.

D = d+2?t = 1,5+2?0.15=1.8 (10.1.2)

Труба относится к классу жестких ж/б и рассчитывается от веса насыпи и воздействия транспортных средств.

Грунты - естественные. Объёмная масса -1,8 т/мі.

10.2 Нагрузка от веса насыпи

Нагрузка от веса насыпи может быть определена по следующей

формуле:

P=K?г?hзасып , (10.2.1)

где К - коэффициент вертикального давления на трубопровод, зависящий от свойств грунта, принимаем К=1,2

г - объёмная масса грунта, принимаем г=1800кг/м3

hзасып - высота засыпки, принимаем hзасып =1,5м

Находим давление от насыпи

Р=1,2?17,7?1,5=31,86 кПа

Вертикальная нагрузка от насыпной массы грунта может быть определена по следующей формуле:

q=о?г?Hc, (10.2.2)

где о - коэффициент, учитывающий боковое давление, определяющийся по формуле

о=tg2(45о-ц/2), (10.2.3)

где ц - угол внутреннего трения равный 30о.

Hc - высота от верха дорожного покрытия до середины трубы

Нс= hзасып +0.5?a, (10.2.4)

где a - расстояние от основания (лоток) насыпи до верха звена.

Нс= 2,24 +0.5?1,65=3,065 м.

о=tg2(45о- 30о / 2)=0,333

q=0,333?18?3,065=18,37 кПа

10.3 Давление грунта от действия транспортных средств

Горизонтальное давление грунта от действия транспортных средств определяем по формуле

Pк=Руд.лин. ? К/(3+ hзасып), (10.3.1)

где Руд.лин- линейное давление транспортной нагрузки НК-80;

К - коэффициент динамичности (К = 1,1).

Pк=222?1,1/(3+ 2,24)=46,60кПа

Горизонтальное давление грунта от действия транспортных средств определяем по формуле:

qк= о? Pк , (10.3.2)

где о - коэффициент, учитывающий боковое давление.

qк=0.33*46,60=15,38 кПа

Общая нагрузка на трубу находится по формуле

Рв= Р+ Pк =31,86+61,05=93,01 кПа (10.3.3)

Рг= q + qк =18,37+15,38=33,74 кПа

10.4 Расчет изгибающих моментов

Продольные силы не учитываем, т.к. они слабо влияют на несущую способность звена, тогда изгибающий момент вычисляется по формуле

М=Ку?Рв?r2(1- о), (10.4.1)

где Ку - коэффициент, учитывающий условия работы конструкции (Ку = 0.25);

r - радиус звена.

Радиус звена определяется по следующей формуле:

r=(D+d)/4 (10.4.2)

Тогда изгибающий момент будет равен

М=0,25?93,01?0,8252? (1-0,333)=12,3кН?м

Момент в продольном сечении определяем по формуле:

Мпрод=М'?Pв?D?l2зв, (10.4.3)

где М' - табличное значение изгибающего момента, зависящие от длины звена, в моем примере (М'=0,03)

lзв - длина звена (lзв =3м)

Мпрод=0,03?93,01?1,8?32=45,2кН?м

10.5 Расчет трубы на прочность

водопропускной труба монтаж котлован

Находим требуемую площадь арматуры на один погонный метр звена

F=Mпрод/z?Ra, (10.5.1)

где z - плечо внутренней пары сил, находится по формуле

z=0.667?D (10.5.2)

z=0,667?1,8=1,201м

Ra - сопротивление арматуры сжатию (Rа = 340 МПа)

Тогда можем определить

F=45,2/1,201?340?103=0,1107?10-3м2

Находим площадь одного прутка F1

F1=р?d2/4, (10.5.3)

где d - диаметр сжатой арматуры ( d = 8 мм ).

F1=3,14?0,0082/4=5?10-5 м2

Находим количество прутков

n=F/F1=0.1107?10-3/5?10-5 =2 шт (10.5.4)

Находим фактическую площадь Fs

Fs=n? F1=2?5?10-5=10-4 м2 (10.8.5)

Определяем высоту сжатой зоны бетона x

x=Ra?Fs/Rб?в=340?10-4/17,5?1,5=0,0013м, (10.8.6)

где Rб - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию(Rб=17,5МПа);

в - ширина сечения.

Находим полезную высоту сечения h0

h0=h-(a0+0.5?ds+dn) =1.8-(0.02+0.5?0.008+0.008)=1.768м, (10.8.7)

где а0 - защитный слой бетона;

dn - диаметр продольной арматуры;

ds - диаметр спиральной арматуры

Находим несущую способность продольного сечения стенки трубы

Мпр= Rб?в?х? (h0+0,5?х)=17,5?103?1,5?0,0013? (1,768-0,5?0,0013)=60,31 кН?м (10.8.8)

Мпр=60,31 кН?м >45,2кН?м, прочность трубы обеспечена.

Коэффициент запаса прочности равен 1,33

10.6 Расчет звена на раскрытие трещин

Находим плечо внутренней пары сил z.

z= h0-0.5?x=1.768-0.5?0.0013=1.167м.

Определяем напряжение в рабочей арматуре у

у =М/z?Fs=12,3/1.767*1,5*10-4=46.4МПа

Находим площадь взаимодействия бетона и арматуры Fr

Fz=(6*ds+as)*b=(6*0.8+2)*150=1020см

Определяем радиус армирования Rr/

Rr=Fz/n* ds=1020/2*0.8=637,5см

Находим коэффициент раскрытия трещин ш

ш =1,5* Rr 0,5=1,5*637,50,5=37,87см

Находим ширину раскрытия трещин

атр= у* ш/Е=46,4*37,87/196000=0,009см

допускаемое значение атрдоп=0,03см.

Условие выполняется, значит труба выдержит расчётные нагрузки.

Заключение

В результате курсового проекта был определён подпор воды, произведён расчет на прочность водопропускной трубы на ПК 40+20. Были произведены расчёты и найдены такие характеристики данного сооружения. Также определена точная длина данного водопропускного сооружения. Были разработаны проекты строительно-монтажных работ по разработке котлована, устройству фундамента, оголовков и звеньев трубы, по устройству обмазочной и оклеечной гидроизоляции и по засыпке водопропускной трубы

Была произведена проверка основания на прочность, выбраны способы укрепления русел и откосов насыпи. Затем был выполнен чертёж данной водопропускной трубы.

С помощью геодезических разбивочных работ была проведена планировка строительной площадки, также выполнен комплекс строительно-монтажных работ. По результатам этих работ были проведены расчёты объема земляных работ и сметно-финансовые расчеты строительства железобетонной одноочковой трубы.

В курсовом проекте затронуты вопросы по охране труда в ходе выполнения работ и охране окружающей среды.

В результате произведённых расчётов было установлено, что труба, удовлетворяет требованиям на прочность. Таким образом, данное инженерное сооружение обеспечит непрерывный пропуск воды.

Список использованной литературы

1. Булдаков С.И. Проектирование основных элементов автомобильной дороги. Екатеринбург, «Уральский государственный лесотехнический университет» 2005.

2. Бабков В.Ф., Автомобильные дороги: Учебник для вузов.-3-е издание.-М.: Транспорт, 1983. 280 с.

3. Курс лекций по «технологии и организации строительства автомобильных дорог».

4. Шкуренко А.Т. «Основы строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог» Учебник для техникумов. М.: Транспорт, 1987. 320 с.

5. Гидрологические расчёты малых мостов, труб и фильтрующих насыпей. Методическое пособие, Йошкар-Ола, 1973.

6. Кубасов А.У., Чумаков Ю.Л., Широков С.Д. Строительство, ремонт и содержание автомобильных дорог: Учебник. 3-е изд. - М.: Транспорт, 1985- 336 с.

7. Строительные нормы и правила СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги. Москва, 1997.

8. Строительные нормы и правила СНиП 2.05.03-84 Мосты и трубы. Изд-во стандартов,1986. 341 с.

9. Стандарт предприятия. Документы текстовые учебные, курсовые и дипломные проекты (работы). Общие требования и правила оформления. СТП ПетрГУ, 2000.

Размещено на Allbest.ru