Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Металлические мосты Минимаркер Пролетные строения, образуемые арками с затяжками

Пролетные строения, образуемые арками с затяжками

Страница 1 из 4

Арки с затяжками можно применять как в пролетных строениях с ездой понизу, так и в случае повышенного относительно опорных узлов арок расположения проезжей части.

Пролетные строения, образуемые арками с затяжками, применяют редко по тем же причинам, что и пролетные строения с обычными внешне распорными арками. Одним из обстоятельств, обусловливающих целесообразность применения таких пролетных строений, может быть их архитектурное достоинство.

Жесткое объединение арок отдельных пролетных строений в неразрезную конструкцию ограничивает свободу перемещения и поворота их опорных сечений, благодаря чему, несколько уменьшаются расчетные усилия в арках и затяжках, увеличивается вертикальная жесткость пролетных строений, линия их прогибов от вертикальной нагрузки получается плавной, что особенно важно для железнодорожных мостов.

Примером пролетного строения, образуемого арками с затяжками, при повышенном относительно опорных узлов арок расположении проезжей части и затяжек, может служить автодорожный мост через р. Москву у пос. Беседы (рис. 5.4), построенный в 1953 г. по проекту ЦНИИ Проектстальконструкции. Мост имеет три пролета. Боковые пролеты перекрыты железобетонными арками.

Автодорожный мост через р. Москву, 1953 г

Рис. 5.4 – Автодорожный мост через р. Москву, 1953 г: 1 – план балочной клетки; 2 – связи по верхнему поясу; 3 – распределительная вертикальная ферма связей

Для уменьшения неуравновешенного распора, передаваемого арками среднего пролета на опоры при загружении его временной вертикальной нагрузкой, было принято конструктивное решение, которое может служить примером творческого инженерного подхода к выбору схемы пролетного строения: средний пролет перекрыли арками с затяжками, поставленными на уровне проезжей части, причем затяжки прикрепили к аркам после их раскружаливания. Распор от постоянной нагрузки среднего пролетного строения полностью воспринят опорами, уравновешивания распор от постоянной нагрузки, передаваемой на опоры железобетонными арками боковых пролетов. Для исключения влияния деформаций опор моста, вызываемых постоянной нагрузкой, на усилия в элементах металлических арок, их нижний пояс в замковом сечении был замкнут после раскружаливания арок. Поэтому на постоянную нагрузку металлические арки работают как трехшарнирные. Временная вертикальная нагрузка передается аркам, связанным в уровне проезжей части затяжками. Однако из–за невозможности свободного удлинения затяжек распор, вызываемый временной нагрузкой, распределяется между опорами и затяжками в соотношении, зависящем от упругой податливости опор и изменения температуры.

В трехпролетных мостах, имеющих значительно больший средний пролет по сравнению с боковыми, целесообразным может оказаться сочетание арок с затяжками в среднем пролете с балочными пролетными строениями в боковых пролетах, связанными с арками в неразрезную систему.

В пролетных строениях рассмотренных схем (см. рис. 5.4) арочных ферм предусматривают возможность упрощения их заводского изготовления, однако расстояния между подвесками оказываются при этом разными. Поэтому поперечные балки проезжей части, имеющей панель постоянной длины, приходится опирать на затяжки вне узлов прикрепления к ним подвесок. В результате затяжки работают не только на растяжение, но и на изгиб. Это заставляет увеличивать их высоту и площадь поперечного сечения. Так, например, затяжки арочных пролетных строений автодорожного моста (см. рис. 5.4) имеют двухстенчатое сечение высотой около 1 м, обладающее достаточно высокой изгибной жесткостью относительно горизонтальной оси.

Рациональное конструктивное решение для пролетных строений рассматриваемого типа – использование в качестве затяжки продольных балок и стальной ортотропной плиты проезжей части.

Примером может служить оригинальное по конструкции пролетное строение автодорожного моста через р. Майн в ФРГ, возведенное в 1964 г. (рис. 5.5). В нем использована комбинированная система в виде жесткой арки и жесткой затяжки. Каждая из арок пролетного строения образуется двумя трубами (1) диаметром 2 м и толщиной стенки 20 мм. Трубы арки связаны между собой по всей длине сплошной продольной диафрагмой (4), поставленной по оси (5) арки. Стенки труб усилены с внутренней стороны продольными ребрами жесткости (3). У стыков секций труб, расположенных вблизи мест прикрепления к арке подвесок (6), поставлены внутренние и наружные диафрагмы (2). К последним болтами крепятся подвески (6).

Схема и поперечный разрез пролетного строения моста через р. Майн, 1964 г.

Рис 5.5 – Схема и поперечный разрез пролетного строения моста через р. Майн, 1964 г.

Большая жесткость арок из их плоскости (λ = 23,5) позволила отказаться от устройства между арками связей, которые при расстоянии между арками 36 м было бы конструктивно сложно выполнить. Концы труб, образующих арки, приварены непосредственно и при помощи продольных фасонных листов (7) к ортотропной плите проезжей части, имеющей на концевых участках увеличенную толщину горизонтального листа и усиленной дополнительными поперечными ребрами.

Такая конструкция обеспечивает надежную передачу распора арок системе, состоящей из ортотропной плиты и шести достаточно мощных продольных балок (см. рис. 5.5).

Второй пример оригинального решения конструкции пролетного строения, в котором используются арки с затяжками, – совмещенный мост через пролив Фемарн–Бельт, сооруженный в 1963 г. (рис. 5.6). Главный пролет 284,4 м перекрыт пролетным строением с наклонно поставленными арками, к которым при помощи гибких подвесок подвешена конструкция проезжей части, воспринимающая распор арок (рис. 5.7).

Мост через пролив Фемарн–Бельт, 1963 г.

Рис. 5.6 – Мост через пролив Фемарн–Бельт, 1963 г.

Мост предназначен для пропуска железнодорожного и автомобильного транспорта в одном уровне. Размещение транспортных путей вынужденно принято несимметричным относительно оси пролетного строения (см. рис. 5.7), что привело к очень неравномерному распределению тяжелой железнодорожной нагрузки между арками (более 80% нагрузки приходится на ближнюю к железнодорожному пути арку). Для вовлечения наклонно поставленных арок в совместную работу они на протяжении средней трети пролета объединены в единую конструкцию (см. рис. 5.6). При вертикальных подвесках и принятых из условий прочности и устойчивости размерах арок оказалась недостаточной жесткость пролетного строения. Поэтому поставлены гибкие подвески из стальных канатов, наклонные в двух направлениях (см. рис. 5.7). Для обеспечения запаса на растяжение подвесок постоянной нагрузкой, усилия в которых имеют двухзначные линии влияния, она со стороны железнодорожного пути искусственно увеличена укладкой между продольными балками, поддерживающими железнодорожный путь, балласта в виде металлического лома и бетона.

Поперечный разрез комбинированного пролетного строения

Рис. 5.7 – Поперечный разрез комбинированного пролетного строения: 1 – арка; 2 – подвеска; 3 – перила: 4 – поперечная балка; 5 – стальная ортотропная плита; 6 – продольные балки; 7 – ось автомобильной дороги: 8 – ось пролетного строения; 9 – ось железной дороги

Благодаря таким мероприятиям арки с затяжками на временную подвижную нагрузку работают как многорешетчатые фермы с жестким криволинейным верхним поясом. Они утратили возможность иметь S–образный прогиб при загружении временной нагрузкой части пролета. Прогибы стали однозначными, а их расчетный максимум в середине пролета составляет всего 1/1995 пролета, причем несколько больше половины этого прогиба возникает за счет упругого удлинения подвесок, а остальная часть за счет деформации арок и затяжки, роль которой выполняет конструкция проезжей части пролетного строения.


© 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