Основные системы металлических мостов

Крупные городские мосты были построены через р. Днепр в г. Киеве (1853), через рукава р. Великой в г. Острове (1853), мосты с проволочными кабелями были возведены в г. Брест-Литовске через р. Западный Буг (1836), через р. Нарев в Ново-Георгиевске. Широко применялись также арочные и висячие мосты. Крупнейшим металлическим мостом является городской мост в Сан-Франциско через пролив Золотые ворота, построенный в 1937 г пролетом 1280 м.

Общие сведения о металлических мостах

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МОСТЫ

Металл является наиболее совершенным из материалов, приме­няемых для строительных конструкций. В городских мостах металл используют для пролетных строений. Опоры же металлических мостов в большинстве случаев делают из бетона или камня. В особенно вы­соких мостах и виадуках, а также в путепроводах и эстакадах метал­лическими иногда делают и надземные (или надводные) части опор.

Преобладающее большинство металлических мостов выполняют из строительной углеродистой стали. Для большепролетных сооруже­ний, а также конструкций, требующих наименьшего веса (например, разводные пролеты мостов), применяют сталь повышенного качества. Известны случаи применения легких дуралюминиевых сплавов.

Благодаря высокой прочности современных строительных сталей металлические мосты могут перекрывать пролеты, далеко превосходя­щие пролеты мостов из других материалов. Крупнейшие современные металлические мосты достигают пролетов до 1000 м и более.

Существенное преимущество металлических мостов заключается в возможности применения индустриальных методов их изготовления и сборки.

Большой недостаток металла - его ржавление (коррозия) от дей­ствия влаги, сернистых газов и других вредных воздействий - требует защиты поверхностей металлических мостов стойкими красками, а также тщательного надзора за состоянием металла в эксплуатации. Благодаря своим положительным качествам, особенно существенным при перекрытии больших пролетов, металлические мосты широко при­меняются в городах для пересечения больших рек; металлическими часто делают и путепроводы.

Металл как строительный материал для мостов применяется давно. Известно, что в глубокой древности железные мосты строили в Китае и, по-видимому, в Индии.

Появление металлических мостов в Европе относится ко второй половине XVIII в. В то время мосты делали чугунными, балочной и арочной систем.

Из чугунных мостов, построенных в России, необходимо отметить го­родской мост через р. Неву в Петербурге, возведенный в 1850 г. та­лантливым русским инженером С. В. Кербедзом (1810…1899 гг.). Этот мост просуществовал 87 лет и был разобран в связи с тем, что перестал удовлетворять возросшим требованиям городского движения.

По статическим схемам металлические мосты можно разделить на следующие основные системы:

1) балочные мосты;

2) арочные мосты;

3) висячие мосты.

Кроме того, в металлических мостах применяют также различные комбинированные системы, образованные путем сочетания простых или добавления к простым системам дополнительных элемен­тов. В отдельных случаях металлические мосты возводят в виде рамных систем.

Балочные мосты в современных условиях могут перекры­вать пролеты до 300…500 м. Применяют балочные мосты разрезной, неразрезной и консольной систем.

Мосты с балочно-разрезными пролетными строениями имеют простую конструкцию, легко поддаются типизации и стандар­тизации, удобны для изготовления и сборки.

Неразрезные мосты требуют меньшей за­траты металла, чем разрезные, благодаря разгружающему действию со­седних пролетов. Они обладают несколько большей жесткостью и да­ют возможность применять навесной способ сборки (без подмостей). Опоры неразрезных мостов получаются более тонкими, чем разрез­ных. К недостаткам неразрезных мостов относятся появление дополнительных напряжений при неравномерных осадках опоры и большие температурные удлинения при многопролетной схеме.

Промежуточной по своим свойствам и условиям работы является консольная система. По затрате металла кон­сольная система близка к неразрезной системе. Благодаря статической определимости просадки опор не вызывают в консольной системе до­полнительных напряжений. Однако консольная система имеет слож­ные конструктивные места - сопряжение подвесных пролетов с кон­солями. Необходимо также отметить, что в случае повреждения одного из основных консольных пролетов неизбежно обрушение конструкций со­седних пролетов. В связи с указанным в последние годы в металли­ческих мостах консольно-балочная система применяется очень редко.

Металлические арочные мосты, являясь распор­ной системой, требуют меньшей затраты металла на пролетные строе­ния, чем мосты балочных систем. Но зато более мощными приходится делать их опоры. При хороших грунтовых условиях применение арочной системы часто бывает целесообразно. Благодаря высоким архитектурным качествам арочные мосты часто строят в городах.

Главная особенность висячих мостов состоит в том, что основными несущими их элементами служат цепи, кабели или ванты, выполняемые из высококачественной стали большой прочности.

Если цепи или кабели закреплены концами с помощью оттяжек в грунте или в специальных устоях, то висячий мост называют рас­порным.

Висячие мосты для увеличения жесткости снабжают балками жесткости, превращающими систему в комбинированную. Если за­крепить оттяжки кабеля (цепи) на концах балки жесткости, то си­стема превращается в безраспорную. Безраспорная висячая система имеет такие же опорные реакции, как балочная система.

Кроме рассмотренных систем, в городских мостах применяют ряд комбинированных систем, образованных из балок (или ферм), усиленных снизу полигональным арочным поясом или подкосами.

Комбинированные системы имеют ту особенность, что благодаря их статической неопределимости можно искусственно регулировать усилия в их элементах, что позволяет экономить металл.

Дата добавления: 2014-10-15