Сибмост: Расчет и проектирование в SOFiSTiK арочного и арочно-вантового пешеходных мостов

О проекте:

Проекты вантового и арочно-вантового пешеходных мостов в Кировском районе г. Новосибирска. Цель проекта - обеспечить переход в разных уровнях пешеходов через ул. Ватутина и съезды транспортной развязки мостового перехода через р. Обь по Оловозаводскому створу.

Архитектурно-пространственные решения пешеходных мостов определялись градостроительной ситуацией с учетом зрительного восприятия сооружения с разных расстояний, в т.ч. во время движения. Необходимость одновременного пересечения ул. Ватутина и съездов, а также наличие большого количества подземных коммуникаций на участках строительства, предопределили сложную разветвленную геометрическую схему мостов.

Мост №1 расположен севернее транспортной развязки со стороны р.Тула и пересекает ул. Ватутина и съезды №1 и №2 транспортной развязки. Отметки пересекаемых проезжих частей различаются более чем на 4м. Мост запроектирован трехпролетным арочно-вантовым с тремя полуарками, сходящимися в центральной точке под углом 120°. Арочный свод через систему вертикальных подвесок поддерживает балки прохожей части.

Мост №2 расположен южнее транспортной развязки со стороны торгового центра «МЕГА» и пересекает ул. Ватутина и съезд №3. Мост запроектирован двухпролетным вантовым с одним пилоном. Угол между осями пролетных строений - 37,1°.
Все основные несущие конструкции прохожей части, арок и пилона - металлические.

Задачи: 

• рассчитать основные несущие конструкции мостов на действие постоянных и временных нагрузок (пешеходы, снег, ветер)
• проверить выполнение требований норм проектирования по ограничению периодов собственных колебаний конструкций
• оценить поведение конструкции под воздействием ветровых нагрузок
• разработать и смоделировать процесс монтажа основных конструкций мостов с учетом производства работ в стесненных условиях и наличия интенсивного движения транспорта по ул. Ватутина

В 2011 году наша организация выбрала программный комплекс SOFiSTiK как наиболее мощное средство для конечно-элементного анализа строительных конструкций, в частности мостов. Модульная структура SOFiSTiK позволила подобрать оптимальный для решения наших расчетных и проектных задач пакет модулей. Немаловажным достоинством SOFiSTiK мне представляются широкие возможности по вводу исходных данных: в зависимости от задачи можно использовать как удобный графический ввод в препроцессоре SOFiPLUS через интерфейс знакомого всем пакета AutoCAD, так и текстовый ввод данных на языке CADINP, предоставляющий практически безграничные возможности по параметрическому описанию объектов анализа и управлению процессом расчета.

К.В. Жданов
Инженер проектного отдела ОАО «Сибмост»

Решение:

Расчет мостов проводился методом конечных элементов в программном комплексе SOFiSTiK. Для расчета были созданы стержневые пространственные модели мостов с использованием препроцессора SOFiPLUS на базе AutoCAD. Взаимодействие свайного фундамента с грунтовым основанием смоделировано упругими связями с жесткостями, отражающими характеристики грунтового массива.

Моделирование процесса сооружения моста производилось при помощи модуля CSM, позволяющего учесть историю нагружения конструкции.

Для расчета моста на подвижные нагрузки (толпа пешеходов) использован аппарат линий влияния (модуль ELLA).
Для учета возможного выключения гибких элементов вант и подвесок из работы при появлении в них сжимающих усилий проводился нелинейный расчет конструкции.

Результат: 

• подобраны сечения всех несущих элементов мостов (полуарок, пилона, балок прохожей части)
• определено необходимое количество стрендов на каждую из вант и подвесок
• произведен расчет предварительного натяжения вант и подвесок
• выбрана технология и определена последовательность монтажа конструкций мостов