Арочные и висячие пролетные строения мостов

Арочные пролетные строения со сплошной стенкой экономичны, красивы, обладают большой жесткостью и хорошими эксплуатационными качествами. Поэтому, если позволяют местные условия, то их широко применяют.

Они могут быть безшарнирными, одно-, двух- и трех шарнирными.

Безшарнирные дают большие температурные напряжения, поэтому в наших условиях невыгодны; одношарнирные обладают низкими эксплуатационными качествами, дают перерасход стали, поэтому применяются редко; двух шарнирные наиболее распространенный вид, они достаточно экономичны и хороши при эксплуатации, в них малы температурные напряжения, линия прогибов плавная, хотя и S – образная; трех шарнирные примерно как двух шарнирные, но хуже эксплуатационные качества, более сложная конструкция, поэтому применяются редко и только в автодорожных мостах.

Кривую арки наиболее рационально задавать по кривой давления от постоянной нагрузки. Такой кривой является парабола, которая в конструкциях заменяется окружностью, что облегчает изготовление арок.

Стрелки арок применяют от 1/2 до 1/20 пролета.

Количество расходуемого материала в первую очередь зависит от изгибающего момента (М) и в меньшей степени от продольной силы (N)/. Изгибающий момент мало зависит от стрелки арки (f): М_а = М_вн – Н*у; Н*у – достаточно постоянная величина.

Наибольший прогиб арки приходится на четверть пролета при загружении половины арки и он настолько большой, что нужно учитывать изменение схемы в расчете:): М_а^’ = М_вн – Н(у - d).

Арочное пролетное строение состоит из арки и прогона, поддерживающего элементы проезжей части и передающего нагрузку на арки через стойки (подвески). При недостаточной строительной высоте прогон может прикрепляться сбоку к арке.

Свободная длина арки в ее плоскости равняется расстоянию между стойками арки, если прогон неразрезной.

В железнодорожных мостах обычно ставят две арки, а в других мостах может быть больше (при езде поверху).

Очертание арки зависит от очертания эпюры моментов. Основное – с двумя максимумами и впадиной между ними (для двух шарнирной арки). Отсюда основное очертание арки – с параллельными поясами в средней части и сужающееся к опорам. Очертание арки с параллельными поясами по всей длине менее красиво и расход материала увеличивается. Серповидная арка еще менее выгодна и применяется только исходя из архитектурных соображений.

Комбинированная система арки с балкой (фермой) уменьшает распор и увеличивает жесткость, особенно при применении предварительного напряжения.

Арочные сквозные пролетные строения имеют весьма разнообразные очертания, но рекомендуются аналогично со сплошностенчатыми.

В мостах с ездой понизу наибольшее распространение получили портальные очертания. Однако они невыгодны из-за уширения к опорам. Преимуществом такого очертания является возможность устройства портальной рамы в торцах мостового бруса, что значительно повышает его устойчивость. Удобны арки с параллельными поясами, если высота бруса достаточна; с целью большей типизации очертания поясов принимают по окружности. Решетка принимается из одинаковых треугольников. Раскосная решетка рациональна, но с точки зрения типизации преимущество остается за треугольной решеткой. На подвесках крепится продольный прогон, поддерживающий элементы проезжей части и который может служить ветровым поясом.

Конструктивная форма арочных мостов, благодаря красивому внешнему виду, применяются и в без распорной (балочной) конструкции. Арка для этого снабжается затяжкой, воспринимающей распор арки. Если затяжка преварительно не напрягается, то конструкция получается тяжелой. При расположении проезжей части по середине, затяжку можно расположить в этом же уровне. Большая длина затяжки повышает гибкость системы. Для повышения жесткости системы в работу включают предварительно напряженную железобетонную плиту проезжей части или мощный прогон, воспринимающий изгибающие моменты.

Большое распространение имеет комбинированная система: балки с подпружной аркой.

Висячие мосты разделяются на висячие комбинированные системы и висячие фермы.

Точки прикрепления вант к пилону делаются продольно подвижными (чтобы пилон работал только на сжатие).

Висячие системы применяются чаще при больших пролетах, где малый вес является особенно важным.

Комбинированная висячая система состоит из двух (редко из одного) кабелей с балками жесткости. Чем больше высота балки, тем меньше деформативность системы. При достаточной жесткости системы ее можно рассчитывать как отвердевшую. Этому отвечают балки высотой (1/60 ¸ 1/70)L. При малой жесткости такой расчет идет в запас прочности.

Рекомендуется при L= 150 м h = (1/60 ¸ 1/70)L; при L = 300 м (1/100 ¸ 1/150)L. Необходимо следить за динамической устойчивостью моста. Высота сквозной балки

(фермы) выше, чем у сплошной. Стрелка провеса кабеля обычно 1/8 L.

Дата добавления: 2014-01-07