Тема 7.5. Арочные, рамные, висячие и вантовые системы металлических мостов

Мосты арочных, рамных и комбинированных систем

По статической схеме металлические арки мостов могут быть: бесшарнирные, двухшарнирные и трехшарнирные. Чаще всего применяют двухшарнирные арки (рис. 19.1, а). Они имеют достаточную жесткость и мало реагируют на изменения температуры. Трехшарнирные арки (рис. 19.1, б) применяют в слу­чаях, когда возможны просадки опор. Бесшарнирные арки, испыты­вающие большие дополнительные напряжения от изменений тем­пературь!, применяют очень редко.

При достаточной строительной высоте арочные мосты возводят с ездой поверху (см. рис. 19.1, а, б). Если по местным условиям это невозможно, то арки поднимают выше уровня проезжей части, устраивая мост с пониженной ездой (рис. 19.1, в) или даже с ез­дой понизу.

Арочные мосты с ездой понизу часто делают с затяжкой (рис. 19.1, г), воспринимающей распор арки.

Арки металлических мостов могут быть сплошного сечения или сквозными в виде решетчатых ферм. Арки сплошного сечения (см. рис. 19.1, а, б, г), простые по конструкции и удобные для сбор­ки, чаще всего применяют в автодорожных и городских мостах при пролетах до 150—200 м, а решетчатые арочные фермы (см. рис. 19.1, в) — при пролетах, превышающих 120—150 м. Стрела подъема арок составляет от ¹/₂ до ¹/₆— ¹/₈ пролета. В мостах с ездой поверху обычно применяют подъем порядка ¹/₇—¹/₈, а при пониженной езде ¹/₅—¹/₆ пролета. Арки сплошного сечения в боль­шинстве случаев делают постоянной высоты по всей длине проле­та или же с уменьшением высоты сечения к пятовым шарнирам (серповидного очертания). Высоту 1г арок в замке назначают ¹/₅₀—¹/₆₀ пролета.

Очертание оси арок может быть параболическим или круговым. Круговое очертание дает возможность устройства арок из стан­дартных элементов одинаковой длины с однотипными радиальны­ми стыками (рис. 19.2, е). Сквозным арочным фермам тоже жела­тельно давать круговое очертание постоянной высоты, чтобы иметь возможно большее число одинаковых по длине элементов и одно­типных узловых соединений.

Арочные мосты делают клепаными или сварными. Конструк­тивные особенности арок сплошного сечения дают возможность эф­фективно применять в них сварку.

Сечение арок при пролетах до 40—50 м может быть двутавро­вым (рис. 19.2, а), а при пролетах более 50—60 м — коробчатым (19.2, б, в). Встречаются также мосты с арками кругового сечения. Доступ в арки замкнутого сечения обеспечивается через специаль­ные отверстия — лазы.

Для пространственной неизменяемости и горизонтальной жест­кости пролетных строений в них устраивают продольные связи (рис. 19.1, д) вдоль арок (нижние связи) и в уровне проезжей час­ти (верхние связи). Железобетонная плита проезжей части может заменять верхние связи. В металлических пролетных строениях с пониженной ездой продольные связи между арками прерывают в пределах конструкции проезжей части и заменяют жесткими ветровыми рамами.

В конструкции надарочного строения основными могут быть поперечные или продольные балки, непосредственно опирающиеся на надарочные стойки. Крайние продольные балки обычно вводят в состав верхних продольных связей в качестве так называемых ветровых поясов. Надарочные стойки сопрягают с арками и балками проезжей части жестко или шарнирно. Жесткое сопря­жение (рис. 19.2, г) проще по конструкции. Однако деформации пролетного строения вызывают изгиб стоек и дополнительные на­пряжения в них.' Устройство шарниров на концах надарочных сто­ек (см. рис. 19.2, д) устраняет эти напряжения.

Пятовые участки арок усиливают для лучшей передачи давле­ний шарнирами.

При сборке арок бывает необходимо регулировать положение опорных шарниров как вдоль оси арки, так и в поперечном направ­лении при помощи специальных клиньев (рис. 19.2, ж).

В современных автодорожных мостах для перекрытия проле­тов 80—150 м находят применение комбинированные системы ме­таллических пролетных строений, представляющие собой сочета­ние балки, усиленный полигональным поясом, аркой или дополни­тельными стержнями.

Одна из наиболее распространенных комбинированных систем— это жесткая балка, усиленная полигональным верхним поясом (рис. 19.3, а). Эта система, называемая гибкой аркой сжесткой затяжкой, не дает экономии по срав­нению с решетчатыми фермами, но она имеет архитектурные преимуще­ства, так как над проез­жей частью выступают только довольно тонкие верхние пояса и подвески. Допол­нительный пояс может быть установлен и под разрезной или неразрез­ной (рис. 19.3, б) балкой. Представляет интерес система, состоящая из консольной или неразрез­ной балки, имеющей про­межуточные опоры в виде металлических стоек и металлических стоек и подкосов. Эта система получила название балочно-рамной (рис. 19.3, в).

Особенность таких комбинированных систем в том, что их бал­кам могут быть искусственно приданы начальные усилия (изги­бающие моменты), обратные тем, которые в дальнейшем возни­кают под действием расчетных нагрузок. Это дает возможность доводить высоту балок, пролета и обеспечивает неко­торую экономию металла.

Встречаются также металлические пролетные строения рамных систем с вертикальными или наклонными (рис. 19.3, г) опорами — ногами. Их применяют главным образом для путепроводов.

Сложные в изготовлении и при монтаже металлические ригельные мосты редко применяются в отечественном мостостроении.

Дата добавления: 2014-12-07