 |
Инженерно-геологические условия
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ
| Введение | |
| Глава 1. Природно-климатические условия района строительства | |
| 1.1. Климат | |
| 1.2. Рельеф | |
| 1.3. Растительность и почвы | |
| 1.4. Инженерно – геологические условия | |
| 1.5. Гидрологические и гидрогеологические условия | |
| 1.6. Характеристики водотока | |
| Глава 2. Варианты проектирования схемы моста | |
| Глава 3. Расчет конструкции пролетного строения | |
| 3.1. Расчет плиты проезжей части | |
| 3.1.1. Определение расчетного изгибающего момента | |
| 3.1.2. Определение расчетной поперечной силы | |
| 3.2. Конструирование плиты проезжей части | |
| 3.2.1. Подбор сечения рабочей арматуры нижней сетки | |
| 3.2.2. Подбор сечения рабочей арматуры верхней сетки | |
| 3.3 Проверка плиты по первой группе предельных состояний | |
| 3.3.1. Проверка сечения плиты по нормальным сечениям на изгибающий момент | |
| 3.3.2. Проверка по поперечной силе по опорным сечениям | |
| Глава 4. Расчет главной балки пролетного строения моста | |
| 4.1. Определение усилий в главной балке пролетного строения | |
| 4.1.1. Определение коэффициентов поперечной установки | |
| 4.1.2. Определение усилий в главной балке пролетного строения | |
| 4.1.3. Подбор необходимого количества арматуры в балке | |
| 4.2. Проверка по первой группе предельных состояний на изгибающий момент | |
| 4.2. Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие поперечной силы | |
| 4.3. Расчет балки по второй группе предельных состояний | |
| 4.3.1. Расчет на трещиностойкость | |
| 4.3.2. Расчет балки по общим деформациям | |
| Список использованной литературы |
ВВЕДЕНИЕ
Мостовой переход является составной часть дороги, поэтому при его проектировании необходимо, прежде всего, учитывать основное требование – наилучшее обслуживание перевозок по дороге. Выбор места перехода реки должен быть подчинён этому требованию. Однако мостовой переход представляет собой комплекс сложных и дорогостоящих сооружений, затраты на постройку которых существенно зависят от места расположения перехода на реке. При выборе наилучшего места перехода необходимо учитывать весь комплекс характеристик того или иного участка реки, влияющих на стоимость строительства и эксплуатации сооружений. К таким характеристикам относят:
|
|
|
· геологические условия, определяющие тип и глубину заложения мостовых опор;
· топографические условия, определяющие объёмы работ по устройству подходов к мосту;
· гидрологические условия, в частности, ширина разлива и русла, изменчивость берегов русла, амплитуда изменения уровня и скорость течения воды, определяющие длину моста и объёмы работ по регулированию реки и защите пойменных насыпей;
· ледовый режим, т.е. интенсивность ледохода, возможность образования ледяных заторов и зажоров шуги, навала на сооружения больших массивов льда, грозящих им повреждениями, особенно при прорыве заторов и т.д.
Для достижения основной цели – наилучшего обслуживания перевозок необходимо, прежде всего, обеспечить непрерывность движения по дороге. Поэтому сооружения мостового перехода должны быть запроектированы и построены таким образом, чтобы оставаться устойчивыми и выполнять свои функции при любых условиях, которые могут за длительный срок их службы. Иначе говоря, сооружения перехода должны прочно противостоять действию текущей воды и русловым деформациям, предвычисленным в прогнозах.
ГЛАВА 1. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА СТРОИТЕЛЬСТВА
Климат
Район проектирования автодорожного моста - Республика Марий Эл.
|
|
|
Климат района умеренно-континентальный с морозной снежной зимой, сухой и холодной весной, коротким и нежарким летом, холодной и сухой осенью. Дорожно-климатическая зона по СНиП 2.05.02-85* «Автомобильные дороги» – II2. Климатические условия района характеризуются следующими показателями [6]:
· объем снегопереноса за зиму с максимальной продолжительностью общих и низовых метелей 250 м3;
· высота снежного покрова с вероятностью превышения (5%) составляет 0,9 метра. При высоте насыпи не менее 2,1 м дополнительных мероприятий по защите дороги на открытых участках от снежных заносов не требуется;
· максимальный объем переносимого за зиму снега при общих и низовых метелях по направлению с юго-загшда-34 м3/м, по направлению с юга -45 м3/м, по направлению с юго-востока-56 м3/м;
· глубина промерзания глинистых и суглинистых грунтов 1,62 м;
· продолжительность зимнего периода с 1 ноября по 10 апреля;
· за год выпадает 643 миллиметра осадков, из них жидких 508;
В соответствии с табл. 1, 2, 3 [7] климатические условия района характеризуются следующими показателями:
Табл.1.1
| Климатические параметры холодного периода года | |||||||||||||||||||
| Продолжительность, сут, и средняя температура воздуха. °С, периода со средней суточной температурой воздуха | Средняя | Средняя | |||||||||||||||||
| Средняя суточная | £ 0 °С | £ 8 °С | £ 10°С | месячная | Максимальная | скорость | |||||||||||||
| Республика, край, область, пункт | Температура воздуха наиболее холодных суток,°С, обеспеченностью | Температура воздуха наиболее холодной пятидневки,°С, обеспеченностью | Температура воздуха °С,обеспеченностью 0,94 | Абсолютная минимальная температура воздуха °С | амплитуда температуры воздуха наиболее холодного месяца | Продолжительность | Средняя температура | Продолжительность | Средняя температура | Продолжительность | Средняя температура | относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца, % | Средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 ч наиболее холодного месяца | Количество осадков за ноябрь - март | Преобладающее направление ветра за декабрь - февраль | из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/с | ветра, м/с, за период со средней суточной температурой воздуха £ 8 | ||
| 0,98 | 0,92 | 0,98 | 0,92 | 0С | |||||||||||||||
| РМЭ | -42 | -39 | -38 | -34 | -19 | -47 | -8,6 | -5,1 | -4,1 | Ю | 6,2 | 4,7 |
|
|
|
Табл.1.2
Климатические параметры теплого периода года
| Республика, край, область, пункт | Барометрическое давление, гПА | Температура воздуха, °С, обеспеченностью 0,95 | Температура воздуха, °С, обеспеченностью 0,98 | Средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца, °С | Абсолютная максимальная температура воздуха, °С | Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее теплого месяца, °С | Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее теплого месяца, % | Средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 ч наиболее теплого месяца, % | Количество осадков за апрель - октябрь | Суточный максимум осадков, мм | Преобладающее направление ветра за июнь - август | Минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, м/с |
| РМЭ | 21,8 | 25,8 | 11,6 | З |
Табл.1.3
Средняя месячная и годовая температура воздуха, ˚С
| Республика, край, область, пункт | I | II | III | IV | V | VI | VI | VIII | IX | X | XI | XII | Год |
| РМЭ | -14,0 | -12,9 | -6,4 | 3,6 | 11,6 | 16,2 | 18,0 | 16,2 | 10,2 | 2,7 | -4,3 | -9,8 | 2,6 |
Рельеф
Территория Республики Марий Эл является частью Восточно-Европейской равнины. Наиболее возвышенные участки расположены на северо-востоке республики. Отсюда наблюдается общий наклон поверхности к долине реки Волги. Вдоль ее тянется широкой полосой центральная низина с множеством озер, болот и рек. Над долиной Волги крутым уступом возвышается широкое Правобережье с глубокими оврагами и балками. На физической карте республики почти все пространство её закрашено зеленым цветом и лишь на северо-востоке и юго-западе разбросаны бледные коричневые пятна. Разница между высокими и низкими точками, находящимися на поверхности республики, достигает 225 метров.
|
|
|
Большое влияние на формирование рельефа оказали движения земной коры, которые привели к образованию Марийско-Вятского вала, Приволжской возвышенности и расположенной между ними Центральной низины.
На территории Республики Марий Эл можно встретить формы рельефа, возникшие в результате:
· движение земной коры;
· деятельности ледника;
· воздействия сил ветра;
· деятельности поверхностных вод;
· деятельности грунтовых и подземных вод.
Формы рельефа, развившиеся под влиянием движения земной коры, представлены Марийско-Вятским валом и северными отрогами Приволжской возвышенности.
Марийско-Вятский вал начинается в Кировской области и проходит по восточной половине нашей республики с севра на юг. Центральная наиболее возвышенная часть вала, находится на территории Марий Эл. Ширина вала 20-40 км, а длина его превышает 130 км.
Наиболее приподнятый участок вала имеет характер свода или купола, вытянутого с северо-запада на юго-восток, длиною 15 км с очень крутыми склонами. Этот возвышенный участок прорезан поперек руслом речки Нольки в местности, называемой Горное заделье (Нолькин камень). Здесь преобладают высоты 250-260 метров над уровнем моря, а местами и выше.
Марийско-Вятский вал южнее распадается на отдельные возвышенности (Кленовогорская, Сотнурская и другие). К западу и востоку от вала отходят пологие склоны.
Правобережье Республики Марий Эл представляет собой ровные участки древнего плато с высотами от 150 до 193 метров над уровнем моря, с сильно развитой овражно-балочной сетью. Наиболее поднятой является плато, протянувшееся к югу более чем на 20 км от г. Козьмодемьянска. На севере ширина плато не более 2-3 км, а в южной части 8-10 км.
Ледниковые формы рельефа в Республике Марий Эл распространены довольно широко. Одна из таких форм поверхности является обширная низменность к югу и западу от г. Йошкар-Ола. Образование этой низины тесно связано с движением земной коры, а также с действием ледниковых потоков.
Водные потоки таявшего ледника отложили в этой низине мощную (до 100м) толщу песков, которые в последствии подверглись влиянию ветров и образовали песчаные дюны. Между дюнами теперь встречаются озера и торфяные болота, в которых местами сохранились растения ледниковой эпохи.
На территории Республики Марий Эл имеются формы поверхности, образованные ветром. К ним относятся песчаные холмы, бугры и гряды. Дюны возникли на территории Центральной низменности после освобождения её от ледниковых вод, принесших толщи песка, возникли в местах, где ещё не успела закрепиться растительность.
Верховья оврагов обычно имеют разветвленную форму. В овраге можно наблюдать уступы, вымытые падающей водой. На дне некоторых оврагов имеется постоянный водоток, который продолжает углублять овраг.
|
|
|
Наиболее развитой формой рельефа являются речные долины, в образовании которых основную роль сыграли потоки поверхностных вод. Долины большинства рек нашей республики имеют глубину 20-50 метров, а местами и больше. Широкие долины имеют крупные реки: Волга и ее притоки, Сура и Ветлуга.
Оползневые явления довольно часты в Правобережье, где они встречаются в низовьях притоков волги и других местах. Оползни широко распространены по крутому правому берегу Волги.
Карстовые формы рельефа более широко распространены в южной части Марийско-Вятского вала, который здесь распадается на ряд островных высот (Керебелякская, Кульбашинская, Сотнурская, Кленовогорская и др.). Здесь можно встретить почти все формы карстового рельефа: сухие воронки, впадины, долины, глубокие озера и выходы подземных вод. Карстовые озера этой части республики достигают значительной величины и глубины (Яльчик, Глухое, Кечыер и др.).
По форме устройства рельефа республику можно разделить на три основные части:
· Северо-восточная возвышенность;
· Центральная низменность;
· Юго-западное возвышенное плато [6].
Растительность и почвы
Территория Марий Эл относится в основном к зоне хвойных и смешанных лесов южной тайги (Левобережье Волги) и только небольшая часть ее (Правобережье) относится к зоне лиственных лесов (дубрав) северной лесостепи.
Коренными лесообразующими породами лесов Левобережья является сосна и ель, дуб в своем распространении ограничен. Основной ландшафтный фон в природных комплексах лесной группы создается сосняками, На песчаных отложениях Марийской низменности произрастают сосняки. По типу болот территория республики относится к Ветлужско-Камской провинции эутрофных и олиготрофных сосново-сфагоновых торфяников. Наиболее широко распространены болота на территории Марийского полесья.
В земельном покрове республики особое место занимает растительность болот. Характерными растениями верхового болота являются мхи сфагнум, багульник, осока, росянка; растут кустарники со съедобными плодами (клюква, голубика и т.д.). В низменных болотах в восточной части республики растительный покров представлен черной ольхой и березой.
Почвенный покров Марийской низменности представлен песками, супесями и суглинками. Почвенный покров междуречных равнин составляют слаборазвитые, дерново-сильноподзолистые и дерново-среднеподзолистые почвы зонального типа, а в понижениях междуречных равнин — дерново-подзолисто - глееватые, глеевые и разновидности торфяно-болотных почв.
В почвенном покрове Предволжья преобладают зональные дерново-подзолистые почвы лесостепи, переходящие на юге в серые оподзоленные лесостепные, развитие лугово-болотных почв ограничено [6].
В лесу верхний слой почвы состоит из полуразложившихся растительных остатков: листьев, мха и трав. Толщина его около 10 см. Ниже начинается рыхлый, перегнойный, наиболее плодородный слой, толщина его 10-20 см. Цвет этого слоя серый. Далее лежит белесый подзолистый слой, толщина его 5-10 см. Этот слой малоплодородный, в разрушенном виде плохо пропускает влагу и воздух. В следующем слое происходит накопление продуктов, вымытых из верхних слоев почвы. Цвет этого слоя буроватый, довольно плотный и трудно доступный для корней растений. Еще глубже находится материнская порода.
В Республике Марий Эл наиболее распространены дерновоподзолистые, суглинистые, супесчаные и песчаные почвы. Суглинистые и супесчаные почвы широко используются для посева сельскохозяйственных культур. Песчаные же почвы в основном заняты лесами.
В северной, северо-восточной и восточной части республики преобладают слабо оподзоленные суглинистые почвы. На возвышенных участках здесь местами встречаются известковистые почвы, лежащие на мергелях и известняках.
На территории Центральной низменности распространены подзолистые песчаные и супесчаные почвы. Значительные площади междуречья Ветлуги и Большого Кундыша заняты также болотными (торфяными и торфянисто-глеевыми) почвами.
Для Правобережья Республики Марий Эл характерны легкосуглинистые лесостепные почвы с разной степенью оподзоленности.
В поймах рек широко распространены наносные или дерново-луговые почвы.
Инженерно-геологические условия
Все известные ископаемые республики Марий Эл являются породами осадочного происхождения.
Щебеньчасто в виде осыпей щебень скапливается у подножья обнажений каменистых склонов в Сернурском, Куженерском, Моркинском и других районах республики.
Галечник встречается на дне некоторых оврагов и усыхающих русл рек в Куженерском, Моркинском, Сернурском, Горномарийском районах. Он является пригодным материалом для бетонных работ и может применяться в строительстве дорог.
Гравий небольшие гравийно-песчаные скопления в виде холмов, приуроченных к отложениям ледникового времени, встречаются на водоразделах рек Немды и Ляжа, Большой и Малой Ошлы. Некоторое хозяйственное значение имеют месторождения гравия в Медведевском (Цибикнурское, Кузнецовское) и Оршанском (Блиновское, Великопольское, Кучкинское) районах.
Пески коренных месторождений приурочены к верхнепермскому ярусу. Они сравнительно тонко-зернисты, имеют значительную примесь глины и слюдистых частиц. Они обнажаются на склонах оврагов и берегов рек. Эти пески находятся и используются для местных нужд в Новоторъяльском, Сернурском, Мари-Турекском, Куженерском, Советском и других районах.
Самыми распространенными являются пески ледникового времени. Они сплошным толстым слоем покрывают Центральную низменность. Эти пески кварцевые, в основном мелкозернистые, реже среднезернистые. Изредка встречаются крупнозернистые с прослойками гравия, но они расположены глубоко.
В Куженерском районе у д. Руж-Беляк и в других местах по р. Немде имеются глины, пригодные для производства керамических изделий (плит, кафелей, всевозможной посуды и т. п.).
Некоторые глины пригодны для производства красок. К таким относятся светло-коричневые, коричневые глины у д. Пайгусово и Болониха в Горномарийском районе.
Песчаник. Он состоит из зерен песка, сцементированных между собой каким-либо веществом. В нашей республике преобладают плотные известковистые песчаники (т. е., сцементированные солями кальция-известью). Эти песчаники залегают в верхнепермских (казанских) отложениях среди известково-мергелистых пород. Кроме плотных известковых песчаников, в республике значительно распространены пестрые песчаники. Они залегают среди мергелей, глин и песков татарского яруса. Толщина их слоя местами около 9—10 м.
Выходы песчаников встречаются по берегам рек и склонов оврагов в Горномарийском, Сернурском, Куженерском, Мари-Турекском, Параньгинском районах.
Полезные ископаемые органического происхождения.К породам органического происхождения относятся известняки, доломиты, торфы, сапропели, минеральные грязи.
Известняки, которые часто встречаются по оврагам и берегам рек, являются отложениями древнего пермского моря. Месторождения этого полезного ископаемого довольно широко распространены в полосе Марийско-Вятского вала (Новоторъяльский, Сернурский, Куженерский, Советский, Моркинский районы).
Залежи доломитов обнажаются в оврагах у деревень Мизинер, Кожлаер и Нуръял-Карамас (Моркинский район), Иван-Сола (Куженерский район).
Мергель является ценным сырьем для производства цемента. Залежи такого мергеля находятся в Куярском месторождении (Медведевский район). Отдельные выходы слоев мергеля встречаются в береговых обнажениях Правобережья и на территории северо-восточной возвышенной части республики.
В Республике Марий Эл преобладают торфяники низинного типа. Крупнейшие из них: Илетьский (Параньгинский и Моркинский район), Вален-Купский, Липовский, (Горномарийский район), Ширококундышский (Килемарский район) и Кундыштурский (Советский район), Арбанское (Медведевский район).
Самые крупные торфяники верхового типа расположены между реками Ветлуга и Большая Кокшага. Почти все они находятся на территории Левобережья. Залежи мохового (сфагнового) торфа расположены и болотах: Шамъярско-Купланского массива, Лужъяр-Куп, Больше-Озерское, Ударное, Волчье.
Некоторые озера нашей республики содержат значительные запасы сапропеля. В одном только озере Кундыштурском (Советский район) толщина его слоя достигает 4-х метров. Сапропель также часто встречается под слоем торфа в торфяниках, образовавшихся в озерах. В Восточно-Шамъярской группе болот (Горномарийский район) слой сапропеля 2 метра.
В Марий Эл гипсы встречаются в виде мелкозернистых белых, серых, розовых, коричневых плотных масс. Гипсы образовались в результате высыхания мелководных соленых от заливов и крупных замкнутых водоемов пермского периода..
На территории нашей республики залежи гипса встречаются во многих районах: в Новоторъяльском, Куженерском, Моркинском и т. д. Гипсы залегают на глубине 70 метров и более.
Выходы известкового туфа обнаружены на береговых склонах у д. Бахтино (Новоторъяльский район), д. Сардаял (Мари-Турекский район), Курмузаково (Волжский район) и в других местах.
Известковый туф используется для известкования кислых почв.
Бурый железняк (болотная руда) залегает обычно непосредственно под почвенным слоем в виде шариков, лепешек и плотных темно-бурых масс. Часто образует землистую породу охристого цвета.
Залежи этой руды встречаются в заболоченных местах, в бассейнах рек Большой Кокшаги, Рутки, Малой Кокшаги и других. На реке Железная (приток р. Рутки) бурый железняк лежит слоем толщиной до 1 метра и отличается высоким содержанием железа [6].
|
|
|
