Балочные пролетные строения мостов

Пролетные строения со сплошной стенкой и ездой поверху весьма распространены и весьма рациональны по обще конструктивным и эксплуатационным качествам и наиболее приспособлены к применению сварки. Требуется минимальная высота при должной экономичности и жесткости (основная задача при проектировании).

Высоту стараются принимать так, чтобы было не более одного продольного шва в стенке балки. Уменьшение высоты главных ферм лимитируется условиями экономичности и жесткости (прогибами) и для того и для другого требуется искусственное уменьшение изгибающих моментов, что производится искусственной разгрузкой, перераспределением усилий и предварительным напряжением.

Пролетные строения балочных мостов со сплошной стенкой могут быть разрезными, неразрезными и консольными. Консольные мосты не имеют преимуществ, по сравнению с неразрезными, и сейчас почти не применяются.

В разрезных мостах h_б =(1/8 ¸ 1/10)L. Продольный стык весьма дорогой и неконструктивный (искривление полу балок от усадки сварных швов), выполняется на монтаже; в клепаном варианте более возможен, но трудоемок.

Расстояния между балками при езде поверху составляют2 – 2,3 м (в железнодорожных мостах) и 3 – 3,5 м (в автодорожных мостах).

Для уменьшения высоты балок используют:

- разгрузку при помощи консолей с оттяжками;

- включение железобетонной плиты проезжей части моста в работу балки;

- предварительное напряжение растянутого пояса;

- неразрезность многопролетных балок;

- изменение сечения неразрезных балок за счет криволинейного нижнего пояса (на опорах большая высота, а по середине меньшая, что увеличивает пропускной подмостовый габарит);

- комбинацию нескольких указанных выше случаев.

Конструктивные требования: принимать высоту балок не более 3.6 м, чтобы не делать продольного шва; рекомендуется принимать не более пяти пролетов (обычно одинаковых, кроме крайних, но иногда (архитектурные требования) увеличиваются к середине).

Объединение железобетонных плит со стальными балками для обеспечения их совместной работы используют: хомуты, шипы, через закладные детали на высоко прочных болтах (фланцевые соединение) или на сварке. Прикрепляющие устройства располагаются в широких швах или окнах и омоналичивают. Продольные швы должны быть перекрыты поперечной арматурой и заварены. Высота балок может быть доведена до 1/12 ¸ 1/18 (для железнодорожных мостов) и 1/16 ¸ 1/25 (для автодорожных мостов) без учета толщины плиты. Расчет металлической части производится по упругой стадии, а в бетонной части допускается пластическая работа. В железнодорожных мостах объединенные балки проверяются на выносливость.

В неразрезных балках на опорных участках (растянутая зона) железобетонная плита должна быть предварительно напряжена, что особой трудности не представляет. В над опорной части балки может быть еще и нижняя плита, работающая на сжатие. Тогда в над опорной части балки получается мощное коробчатое сечение, в результате чего происходит перераспределение моментов: пролетные моменты уменьшаются, а следовательно, уменьшается и сечение (например, Калининский мост в Москве).

Коробчатое сечение может быть и по всей длине. При больших пролетах железобетонные плиты заменяются металлическими листами, укрепляемыми в сжатой зоне против потери устойчивости, а в растянутой - от провисаний и погнутий. В неразрезных балках широко применяется предварительное напряжение. При этом высота в середине пролета может быть уменьшена до (1/50 ¸ 1/60)L. Предварительное напряжение возможно до и после объединения и рекомендуется при большой постоянной нагрузке. При большом количестве канатов их рационально крепить к мощным поперечным диафрагмам, распределяя по всей ширине моста; можно крепить к выступам на поясах (упоры подвижные и неподвижные).

Пролетные строения балочных разрезных мостов с ездой понизу. Наиболее распространены сквозные главные фермы средних пролетов (более 60 ¸ 80 м).

Компоновка главных ферм начинается с выбора формы, которая зависит от вида нагрузки и конструктивных соображений: параболическая, полигональная и с параллельными поясами (соответственно, при равномерно распределенной нагрузке: постоянной и временной; при неравномерной временной нагрузке; по конструктивным соображениям). Применение мостов с фермами с параллельными поясами позволяет наиболее типизировать и унифицировать конструкции моста. Расход металла и жесткость зависят от высоты фермы, поэтому в зависимости от пролета мосты разбиваются на две-три серии с одинаковой высотой. Обычно высота берется примерно (1/6 ¸ 1/7)L.

Длина панели главных ферм зависит от высоты и угла наклона раскосов. Панель проезжей части обычно меньше, что требует шпренгельной решетки или комбинированной системы: ферма с балкой (в последнем случае проезжая часть моста становится независимой от пролета моста, что способствует типизации). Более экономичная проезжая часть, возможная при применении комбинированной системы, является главным фактором экономии металла. Обычные соотношения h_б / L (1/70 ¸1/80)L; h_б /d (1/10 ¸ 1/15)d; h_б /h_ф (1/8 ¸ 1/10)h_ф; h_ф/ L (1/8 ¸ 1/6)L.

Проезжая часть компонуется по принципу упрощенной или нормальной балочной клетки.

Комбинированная система «ферма с балкой» многократно статически неопределима. Рассчитывается приближенными методами или с использованием ЭВМ.

Фермы с мощными стержнями при h_ст / l > 1/15 должны рассчитываться с учетом жесткости узлов. Осевые усилия рекомендуется определять по шарнирной схеме. При расчете стержней с учетом жесткости узлов расчетное сопротивление повышается на 20%, что эквивалентно допуску пластических деформаций и является вполне обоснованным.

Учет жесткости узлов при расчете на выносливость цельносварных мостов при любых

h / l, а для клепанных при h / l > 1/15.

Предварительное напряжение в мостах с ездой понизу менее эффективно и применяется редко.

Пролетные строения со сквозными неразрезными фермами применяются при L = 100 – 150 м. Они легче разрезных, но менее типизированы. При езде поверху нижний пояс обычно криволинейный, Решетка чаще треугольная, реже раскосная, первый раскос нисходящий; опорная реакция передается через опорную стойку. Здесь применяют регулирование усилий(например, в трех пролетных мостах крайние опоры опускают и тем разгружают среднюю часть). Очертание часто принимают с параллельными поясами. Такая конструкция близка к разрезным мостам с несколько меньшей высотой (1/10 – 1/8)l.

Консольные мосты не имеют преимуществ перед неразрезными и применяются сейчас редко и только в автодорожных мостах из-за конструкционных недостатков: наличие перегибов линии прогибов и ударов, когда нагрузки проходят над стыками в пролете.

Дата добавления: 2014-01-07