Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Металлические мосты Минимаркер Мосты с вантовыми фермами

Мосты с вантовыми фермами

Страница 2 из 5

Основные схемы. Первыми вантовыми конструкциями в мостах были радиально–вантовые фермы. Наиболее проста по своему формированию ферма из подвешенных к пилонам вантовых одноугольников. Каждая пара вант, образующая один из нижних узлов фермы, работает на нагрузку, находящуюся в пределах панелей, смежных с этим узлом. При этом в вантах возникают только растягивающие усилия. Недостаток фермы – наличие большого числа длинных пересекающихся друг с другом вант, что усложняет ее конструкцию и снижает жесткость. Этот недостаток в известной мере ослабляется в ферме, предложенной французским инженером Жискляром и образуемой тоже из одноугольников (см. рис. 6.1, а). Однако двумя вантами непосредственно к пилонам подвешивается только средний узел фермы, а все остальные подвешиваются одной вантой к ближайшему пилону, а другой к смежному, ранее образованному узлу фермы. В поясных вантах ферм Жискляра могут возникать только растягивающие усилия: они имеют однозначные линии влияния усилий. Линии влияния усилий в радиальных вантах обычно двухзначные. Изменяя по высоте положение нижних узлов вантовой фермы, можно изменять соотношение площадей положительного и отрицательного участков линии влияния усилий в радиальных вантах. Избежать полностью отрицательного участка можно только в том случае, если все поясные ванты одного полупролета фермы будут лежать на одной прямой с верхней радиальной вантой второго ее полупролета. Такая структура фермы нецелесообразна, так как она приводит к увеличению высоты пилонов и длины подвесок.

Схемы вантовых мостов

Рис. 6.1 – Схемы вантовых мостов

Учет растяжения всех вант фермы постоянной нагрузкой позволяет выявить более благоприятную схему фермы, обеспечивая в то же время работу ее радиальных вант только на растяжение от действия временной нагрузки. Это достигается, если для каждой радиальной ванты фермы выполняется условие

17032014_f2

где g – интенсивность расчетной постоянной нагрузки, принимаемая с коэффициентом перегрузки n = 0,9; ω1, ω2 – площади положительного и отрицательного участков линии влияния усилия в рассматриваемой ванте; m – коэффициент условий работы, обеспечивающий запас растяжения ванты постоянной нагрузкой и принимаемый равным 1,2–1,3; p – интенсивность расчетной временном нагрузки для загружаемого участка пролета фермы.

Для уменьшения провисания длинных радиальных вант их можно присоединять при помощи подвесок, располагаемых в нескольких точках по длине ванты, к специальному свободно провисающему канату, протягиваемому между вершинами пилонов и не входящему в состав фермы, или же опирать на него через стойки, если ванта располагается выше каната. Влияние провисания вант на работу фермы можно также уменьшить постановкой дополнительных вертикальных гибких элементов, препятствующих свободному выпрямлению вант при загружении моста временной нагрузкой. Применением наклонных сомкнутых подвесок можно увеличить длину панели ферм и сократить число радиальных вант, сохранив целесообразный размер панели проезжей части. Дальнейшего увеличения панели ферм и уменьшения числа радиальных вант при сохранении неизменной панели проезжей части можно достичь, применяя несомкнутые наклонные подвески. В приводимом на (рис. 6.3) примере это позволило сократить число радиальных вант до шести вместо 16 в ферме Жискляра. Схема вантовых ферм с наклонными подвесками, а также некоторые другие схемы вантовых ферм были предложены проф. Е. И. Крыльцовым.

Схема моста с радиально–вантовыми фермами и наклонными подвесками

Рис. 6.3 – Схема моста с радиально–вантовыми фермами и наклонными подвесками: 1 – наклонные подвески; 2 – радиальные ванты

Более экономичные по расходу стали – лучевые фермы, в которых роль поясных вант выполняют пояса продольных связей пролетного строения. Известным преимуществом лучевых ферм по сравнению с фермами Жискляра является также возможность осуществлять их монтаж консольно–навесным способом. Недостаток ферм – трудность выполнить условие (6.2), особенно для верхних вант, из–за фиксированного по высоте положения нижних узлов ферм.

В рассмотренных статически определимых вантовых фермах работу всех или большинства стержней только на растяжение обеспечивают выбором определенной схемы их расположения и растяжением постоянной нагрузкой.

Основные размеры вантовых ферм. О возможном размере пролета радиально–вантовых ферм дают представление примеры построенных мостов с такими фермами; при легкой временной нагрузке пролеты могут быть доведены до 180– 200 м. Стрелу фермы при выбранных пролете и панели фермы, определяющую углы наклона радиальных вант, назначают прежде всего из условий требуемой вертикальной жесткости моста. В возведенных мостах стрела составляет 1/5–1/8 пролета фермы. По аналогичным соображениям оттяжки пилонов целесообразно делать по возможности короче. Угол их наклона к горизонтали обычно равен 35–40º. Размер возвышения пилонов над проезжей частью при подвешивании ее к фермам при помощи подвесок принимают равной 1,2–1,3 стрелы фермы. Панель радиально–вантовых ферм целесообразно давать по возможности большей с тем, чтобы уменьшить число вант и узлов в ферме. Последнее особенно важно для снижения конструктивного коэффициента фермы. Он обычно бывает сравнительно высоким(ψ = 1,40÷1,65) вследствие того, что теоретический вес фермы с вантами из высокопрочных стальных канатов существенно меньше ее действительного веса из–за большого расхода стали на узлы. В то же время панель фермы должна быть согласована с панелью проезжей части. Она должна равняться панели проезжей части или быть кратной ей (см. рис. 6.1, а и 6.3).

Пролет мостов с решетчатыми вантовыми фермами, может быть значительно большим, чем с раднально–вантовыми. Это обусловлено тем, что в решетчатых фермах есть более широкие возможности для создания необходимого запаса растяжения в вантах. Кроме того, монтаж таких ферм проще, чем радиально–вантовых ферм, благодаря тому, что их верхний пояс занимает под действием собственного веса проектное положение при любом пролете фермы, а раскосы имеют относительно небольшую длину. В отношении размера перекрываемого пролета решетчатые вантовые фермы могут конкурировать с висячими системами. Стрелу провисания верхнего пояса решетчатых ферм принимают из условий обеспечения их вертикальной жесткости, равной 1/8–1/10 пролета, а высоту ферм в середине пролета – 1/25–1/35 пролета.

Размер панели решетчатых вантовых ферм влияет на размер запаса растяжения в раскосах, создаваемого постоянной нагрузкой. Так, для того чтобы наибольшее сжимающее усилие в одном из средних раскосов фермы, вызываемое временной нагрузкой при загружении ею полупролета фермы, не превосходило го растяжения постоянной нагрузкой, последняя должна быть (в килоньютонах на метр моста)

17032014_f3

где р – интенсивность временной расчетной нагрузки при загружении ею половины пролета фермы, кН.м; m – число панелей фермы.

Последнее выражение свидетельствует о том, что панель ферм целесообразно принимать по возможности большей: в этом случае уменьшаются число панелей и постоянная нагрузка, при которой обеспечивается необходимый запас растяжения в раскосах фермы. В возведенных мостах с такими фермами размер их панели составляет 1/8–1/12 пролета. Высоту балки жесткости, подвешиваемой к нижним узлам фермы, назначают из условия ее работы на изгиб в пределах панели фермы (с целью уменьшения панели проезжей части по сравнению с панелью фермы), равной 1/100–1/200 пролета фермы.

Вантовые фермы применимы в мостах с различным числом пролетов. В трехпролетных и многопролетных мостах крайние пролеты целесообразны размером около 0,4 основного пролета. В мостах с числом пролетов более трех необходимы дополнительные меры, повышающие жесткость пролетных строений. Эти меры могут быть аналогичны применяемым в многопролетных вантовых мостах с балками жесткости.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика