Основные несущие элементы арочной системы. Конструктивные разновидности арочных систем

2. В железобетонных мостах арочной системы основными несущими элементами служат своды или арки.

Свод представляет собой криволинейную плиту, ширина которой значительно больше ее толщины. Арка - это кривой брус, поперечный размер которой обычно меньше его высоты. Так как арки (своды) в основном работают на сжатие, в них наиболее эффективно может быть использован бетон высоких марок.

Пролетные строения арочных мостов всегда легче и экономичнее балочных. Однако передача распора опорам требует значительного увеличения их размеров, в особенности крайних опор (устоев). Поэтому арочные мосты обычно целесообразны при хороших грунтах и сравнительно небольшой высоте опор. Железобетонными арками или сводами перекрывают пролеты от 60-80 м и более; современные арочные мосты имеют пролеты до 300 м.

По статической схеме арочные железобетонные мосты можно разделить на распорные и безраспорные. В распорных арочных системах арки или своды опираются пятами на опоры и передают им вертикальные давления и распор, в безраспорных - распор воспринимает затяжка, благодаря чему пролетное строение передает опорам лишь вертикальные давления.

Рис.129. Основные системы железобетонных арочных мостов

1 - надарочные стойки; 2 - арка; 3 - конструкция проезжей части; 4 - подвески; 5 - жесткая арка;

6 - гибкая затяжка; 7 - гибкая арка; 8 - жесткая затяжка; 9 - наклонные подвески.

Арочные мосты могут иметь езду поверху (рис.129, а) или же пониженную езду (рис.129, б). В отдельных случаях проезжую часть устраивают в уровне пят арок. Выбор уровня расположения проезжей части определяется условиями проектирования продольного профиля мостового перехода. При езде поверху проезжая часть опирается на свод или арки с помощью надарочных стоек, а при езде понизу ее подвешивают к аркам подвесками.

Арки (своды) мостов могут быть бесшарнирными, двухшарнирными и трехшарнирными. Бесшарнирные арки (своды) наиболее просты по конструкции. Однако при просадках и смещениях опор, изменениях температуры, усадке и ползучести бетона в них возникают дополнительные усилия и напряжения. 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, но конструкция их несколько усложняется наличием шарниров. Трехшарнирные арки не испытывают дополнительных усилий ни от деформаций опор, ни от изменений температуры, ни от усадки и ползучести бетона. Поэтому их применяют, когда, возможны просадки или смещения опор, а также большие колебания температуры. Трехшарнирная система удобна также в мостах, монтируемых из готовых полуарок.

Очертание оси железобетонных арок принимают возможно близким к кривой давления от расчетной нагрузки. Стрелу подъема арок назначают от 1/2 - 1/3 до 1/8 - 1/10 пролета в зависимости от местных условий.

В безраспорных мостах затяжка может быть в виде элемента, способного воспринимать только растягивающее усилие; арки же работают на сжатие и изгиб. Такую систему называют жесткой аркой с гибкой затяжкой (рис.129, е). В другой разновидности затяжку делают в виде жесткой балки, способной работать и на изгиб. В этом случае арка должна быть гибким элементом (криволинейным или полигональным), работающим на осевое сжатие; такую систему называют гибкой аркой с жесткой затяжкой (рис.129, г). Интересна система с жесткой аркой, гибкой затяжкой и наклонными подвесками (рис.129, д), которые уменьшают изгибающие моменты в арке и позволяют сделать ее более легкой. Безраспорные арочные мосты называют также комбинированными системами.

Опоры арочных мостов воспринимают не только вертикальные силы, но и горизонтальный распор арок. Поэтому их возводят массивными, чтобы предотвратить сдвиг или опрокидывание. Если арки, примыкающие к промежуточной опоре, имеют одинаковые пролеты, то и опора будет симметричной конструкции (рис.130, а). Когда нет необходимости увеличивать вес опоры, ее верхнюю часть можно выполнить облегченной из тонких стоек (рис.130, б). Опора, к которой примыкают арки неодинаковых пролетов, подвергается действию неуравновешенного горизонтального распора со стороны большей арки. Форма такой опоры может быть несимметричной, нейтрализующей распор (рис.130, в).

Рис.130. Виды промежуточных опор арочных мостов

1 - арка; 2 - промежуточная опора.

Устои арочных мостов воспринимают значительные горизонтальные усилия от арок, поэтому их развивают в длину. Устои могут одновременно удерживать грунт насыпи подхода (рис.131, а) или поддерживать стойки надарочного строения (рис.131, б).

Рис.131. Виды береговых опор арочных мостов

1 - арка; 2 - устой.

При залегании прочных грунтов на большой глубине арочные мосты требуют сильного развития (увеличения кладки) опор и мост в целом становится экономически невыгодным.

Вопросы для самоконтроля:

1. Суть рамных мостов.

2. Опоры рамных мостов.

3. Основные несущие элементы арочных мостов.

4. Основные системы железобетонных арочных мостов.

Дата добавления: 2014-01-07