Арочные железобетонные мосты

В мостах арочной системы основными несущими элементами яв­ляются арки (или своды). Поскольку арки (своды) в основном рабо­тают на сжатие, в них может быть наиболее полноценно использован бетон высоких марок. Благодаря тому, что арки передают свой распор опорам, пролетные строения арочных мостов обычно оказываются бо­лее легкими и экономичными, чем балочные. Однако передача опо­рам распора приводит к значительному увеличению их размеров, осо­бенно крайних опор (устоев). Поэтому расход материалов на опоры арочных мостов значительно превышает расход материалов на опоры балочных мостов, особенно при слабых грунтах в основании и при не­обходимости глубокого заложения фундаментов. В связи с этим при плохих грунтах устройство арочных мостов не всегда возможно.

Железобетонными арками или сводами в мостах перекрывают про­леты от 20…30 м и более. Наибольшие пролеты, которые могут быть в современных условиях перекрыты железобетонными арками, дости­гают 250…300 м.

Благодаря легкой и экономичной конструкции современных ароч­ных железобетонных пролетных строений и красивому внешнему ви­ду их часто применяют в городских мостах.

По статической схеме, арочные мосты можно разделить на:

1) распорные арочные системы;

2) арочные системы с затяжками (безраспорные).

Враспорных арочных системах арки или своды опира­ются пятами на опоры и передают им вертикальные опорные давле­ния и распор.

Проезжую часть устраивают над арками или сводами (рис. 16, а), в пределах стрелы арок (рис. 16,6) или на уровне пят арок (рис. 16, в)

При езде поверху проезжая часть опирается на арки с по­мощью надарочных стоек, а при езде понизу она подвешивается с помощью подвесок. Выбор уровня расположения проезжей части за­висит от условий вертикальной планировки моста.

Арки (своды) могут быть бесшарнирными, двухшарнирными и трехшарнирными.

Бесшарнирные арки (своды) наиболее просты по конструк­ции, так как не прерываются шарнирами. Однако они имеют недо­статок, заключающийся в том, что от просадок и смещений опор, изменений температуры и усадки бетона в них возникают дополни­тельные усилия. Поэтому бесшарнирные арочные мосты нельзя при­менять при слабых грунтах, а так­же в районах с резкими колеба­ниями температуры.

Двухшарнирные арки в меньшей степени подвержены дополнительным напряжениям. Конструкция их несколько усложняется вследствие наличия шарниров. Применяют довольно редко, в основном при пологих арках для снижения в них температурных и усадочных напряжений.

Трехшарнирные арки имеют то преимущество, что в них не возникают дополнительные усилия при деформации опор, а также при изменениях температуры и усадке бетона. Наличие трех шарни­ров усложняет конструкцию арок; кроме того, шарниры несколько уменьшают вертикальную жесткость моста. Поэтому трехшарнирные арки применяют главным образом в тех случаях, когда в основании опор моста лежат мало надежные грунты, при которых возможны осадки или сдвиги опор. В последнее время трехшарнирную систему применяют для сборных мостов, монтируемых из готовых полуарок.

Очертание оси арок принимают близким к кривой давления от расчетной нагрузки. Стрела подъема арок, в зависимости от мест­ных условий, изменяется в довольно широких пределах:от 1/2…1/3 до 1/10…1/15 пролета.

В арочных мостах с затяжкой распор арок восприни­мается затяжкой, благодаря чему пролетные строения передают опо­рам только вертикальные давления. Затяжка может представлять со­бой гибкий элемент, способный воспринимать только растягивающее усилие от распора арки; арка в этом случае работает на сжатие и из­гиб. Следовательно, пролетное строение состоит из жесткой арки с гибкой затяжкой (рис. 16, г).

Другая разновидность арочных мостов имеет затяжку в виде жест­кой балки, работающей на растяжение и изгиб; арку в этом случае выполняют в виде гибкого элемента, предназначенного для работы на осевое сжатие. Такую систему называют гибкой аркой с жест кой затяжкой (рис. 16, д).

Применяют также жесткую арку с гибкой затяжкой и наклонными подвесками (рис. 16, е). Устройство наклонных подвесок уменьшает изгибающие моменты в арке и позволяет сделать ее более легкой.

Арочные мосты со сплошными сводами применяют довольно часто, так как они имеют простую конструкцию и могут быть выполнены с наименьшей конструктивной высотой. Это часто имеет большое значение для городских мостов по условиям вертикальной их планировки или из архитектурных соображений.

Такие мосты со сводами всегда имеют езду поверху. В поперечном сечении пролетного строения может быть расположен либо один свод, имеющий ширину, равную или несколько меньше полной ширины моста, либо два или несколько более узких параллельных сводов.

Своды армируют продольными стержнями, следующими их очертанию. Перпендикулярно основным стержням укладывают распределительную арматуру. Кроме того, устанавливают распределительную арматуру. Кроме того, устанавливают хомуты, связывающие верхнюю и нижнюю арматурные сетки свода. Надводную конструкцию армируют аналогично балочным и рамным мостам.

При перекрытии больших пролетов своды сплошного сечения получаются тяжелыми, и становится более рациональным применение пустотелых – коробчатых сводов.

Для уменьшения сечения сводов применяют мосты с отдельными арками. В поперечном сечении арки устраивают прямоугольными, а при больших пролетах – двутавровыми или коробчатыми.

Арочные пролетные строения с затяжкой применяют в мостах с ездой понизу в тех случаях, когда требуется перекрыть большие пролеты системой, не передающей распор на опоры. В этом случае распор арок воспринимают затяжки.

Рис.16. Основные системы железобетонных арочных мостов

Дата добавления: 2014-10-15