Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Проектирование деревянных и железобетонных мостов Минимаркер Конструктивные формы и армирование железобетонных вантовых мостов

Конструктивные формы и армирование железобетонных вантовых мостов

Страница 2 из 4

Балки жесткости вантовых систем выполняют две основные функции: непосредственно воспринимают временную нагрузку от проезжей части и передают ее на ванты, а также передают нагрузку на опоры, работая в составе вантовой системы. Таким образом, балка жесткости при центральном загружении вантового моста работает, как правило, на изгиб и сжатие, возникающее вследствие передачи на нее горизонтальных составляющих усилий в вантах. При эксцентричном положении временной нагрузки в балке жесткости возникают крутящие моменты. Кроме того, на нее передаются горизонтальные поперечные нагрузки, например, от действия ветра. Изгибаясь в горизонтальной плоскости, она должна передавать эти силы на опоры. Конструктивные формы балки жесткости назначают с учетом указанных особенностей ее работы.

Нашедшие применение балки жесткости можно условно разделить на две разновидности. Первая из них характеризуется более четким разделением функций проезжей части и собственно балок жесткости вантовой системы (рис. 9.6, а). В поперечном сечении предусматривают две раздельные балки жесткости, соединенные балками проезжей части. Крутильная жесткость всего поперечного сечения в целом невелика; без большой погрешности можно при анализе работы конструкции моста расчленить ее на плоские системы.

Типы поперечных сечений балок жесткости

Рис. 9.6 – Типы поперечных сечений балок жесткости

В этом случае, как правило, удобнее конструировать узлы прикрепления вантов. Если, как это обычно бывает, балки жесткости находятся в плоскости вантов, то нет необходимости в мощных поперечных балках, с помощью которых на балки жесткости передаются усилия от вантов. С другой стороны, смещение временной нагрузки с оси моста в поперечном направлении вызывает существенную перегрузку одной из плоскостей системы. В расчете это учитывают введением коэффициента поперечной установки.

Вторая разновидность – общая балка жесткости (рис. 9.6, б). Коробчатое сечение обладает большой жесткостью на кручение, поэтому при эксцентричном загружении пролетного строения временной нагрузкой углы закручивания невелики и при любом положении вертикальной нагрузки по ширине обе плоскости вантов загружены практически одинаково. Эта особенность позволяет получить заметную экономию материалов по сравнению с раздельными балками жесткости.

Недостатком общей балки жесткости является необходимость в применении поперечной конструкции в виде поперечных балок или диафрагм, устраиваемой в местах прикрепления вантов. Эта конструкция нужна для вовлечения в работу в составе балки жесткости частей ее сечения, располагаемых далеко от мест непосредственного прикрепления вантов. Ванты, расположенные в одной или двух плоскостях, прикрепляют к стенкам коробки. В этом месте необходимо поставить лишь вертикальную поперечную диафрагму, проходящую внутри коробки. Горизонтальные составляющие усилий в вантах распределяются по всему сечению через плиту проезжей части, играющую роль горизонтальной диафрагмы. Однако при двух плоскостях вантов это решение дает неэкономичную (слишком широкую) коробку. При проектировании балки жесткости в виде коробки меньшей ширины с консолями аналогично неразрезным балкам для передачи усилий с вантов на балку жесткости и для вовлечения всего поперечного сечения ее в работу вантовой системы ванты прикрепляют обычно к наклонной поперечной балке, проходящей внутри коробки и выступающей за ее пределы в виде консолей (рис. 9.7). Однако надо учитывать, что поперечная балка изгибается в наклонной плоскости значительными усилиями, получается тяжелой и требует значительного расхода железобетона, а членение конструкции на монтажные элементы затрудняется.

Прикрепление вантов к балке жесткости с помощью наклонной поперечной диафрагмы

Рис. 9.7 – Прикрепление вантов к балке жесткости с помощью наклонной поперечной диафрагмы

Поперечные сечения раздельных балок жесткости могут быть двутавровыми, П–образными и коробчатыми (рис. 9.8). Наиболее простое двутавровое сечение целесообразно применять при сравнительно небольших усилиях в вантах, когда можно их прикрепить к закладным частям, заделанным непосредственно в бетон. П–образное сечение допускает прикрепление вантов к диафрагме, расположенной между стенками сечения. При этом к анкерам, которыми заканчиваются канаты вантов, имеется доступ снизу, что позволяет удобно закрепить и натянуть ванты при их монтаже. Коробчатое сечение, имеющее значительную крутильную жесткость, лучше использовать при достаточной высоте балки жесткости, обеспечивающей возможность свободного прохода людей внутри коробки.

Типы поперечных сечений раздельных балок жесткости

Рис. 9.8 – Типы поперечных сечений раздельных балок жесткости

Проезжую часть, расположенную между раздельными балками жесткости, выполняют, как правило, из П–образных поперечных или Т–образных элементов, плиты которых соединяют поперечными швами омоноличивания, образуя плиту проезжей части. Эта плита может быть частично введена в состав расчетного сечения балки жесткости при условии надежного соединения с ней элементов проезжей части. Для этого рекомендуется обжать проезжую часть пучками преднапряженной арматуры, проходящими сквозь балки жесткости (рис. 9.9). Проезжая часть, имеющая только поперечные элементы, состоит из одинаковых монтажных блоков и в этом отношении имеет преимущество перед балочной клеткой, образуемой поперечными и продольными балками.

Прикрепление элементов проезжей части

Рис. 9.9 – Прикрепление элементов проезжей части

Элементы проезжей части устанавливают на выступы, предусматриваемые в балках жесткости, и прикрепляют к балкам жесткости сваркой закладных частей, омоноличиванием стыков и натяжением поперечных пучков арматуры.

К общим относят также плитные балки жесткости в виде плиты постоянной толщины, которую можно облегчить пустотами как и простые плитные пролетные строения. Плитные балки жесткости имеют простую конструкцию. Для уменьшения напряжений в местах прикрепления вантов приходится, как правило, усиливать плиту устройством ребер. Вантовые мосты с балками жесткости в виде плит могут найти применение при пролетах до 80–100 м.

Балки жесткости армируют аналогично неразрезным балкам. Расположение рабочей арматуры принимают в соответствии с огибающими эпюрами моментов и поперечных сил в процессе монтажа, регулирования усилий и затем при эксплуатации моста. Эпюры моментов монтажной стадии часто существенно отличаются от эпюр в эксплуатационный период; в этом случае может быть предусмотрено монтажное армирование съемными арматурными элементами. Ввиду того, что балка жесткости обжата усилиями в вантах, предварительно напрягаемая арматура может оказаться ненужной на значительной части длины балки.

Применяют два вида вантовгибкие и жесткие. Гибкие ванты делают из отдельных канатов заводского изготовления, прядей или пучков параллельных проволок высокой прочности. Канаты, изготовляемые на заводе, состоят из отдельных свитых проволок или витых прядей (рис. 9.10, а). Целесообразны пучки из параллельных проволок, имеющие больший модуль деформаций, чем витые канаты, за счет отсутствия деформаций, возникающих в витых канатах из–за выпрямления и взаимных перемещений отдельных проволок. Витые канаты и пучки из параллельных проволок нуждаются в надежной защите от проникновения в них влаги и возникновения коррозии проволок. Для этого проволоки оцинковывают, канаты окружают водонепроницаемыми оболочками и т. п. Легче решается задача защиты от коррозии при использовании так называемых закрытых канатов, состоящих из фасонных проволок, уложенных вплотную, чтобы внутрь не могла попасть вода (рис. 9.10, б).

Типы канатов

Рис. 9.10 – Типы канатов

Каждый вант состоит из одного или, если прочности не хватает, из нескольких канатов. При этом канаты располагают плотно, объединяя их между собой (устраивая общую коррозиезащитную оболочку) либо раздельно в одном или нескольких горизонтальных рядах. В местах прикрепления вантов к балке жесткости или к пилону каждый канат или пучок ванта необходимо закреплять отдельно, причем следует обеспечивать возможность регулирования усилия в каждом канате. Концы канатов должны быть заделаны в анкеры, конструкцию которых для пучков принимают такой же, как для элементов предварительно напрягаемой арматуры. Для канатов заводского изготовления обычно применяют стальные стаканные анкеры с коническим отверстием, в которое заводят конец каната. Проволоки каната распускают, разгибают веерообразно в коническом канале анкера и заливают легкоплавким сплавом (рис. 9.11).

Анкер

Рис. 9.11 – Анкер

Жесткие ванты, как правило, делают из канатов или пучков, окружая железобетонной оболочкой с предварительным напряжением, чтобы в бетоне не появились трещины при эксплуатации моста. Усилия в вантах от постоянной нагрузки целесообразно передать на канаты, чтобы облегчить железобетонную оболочку и уменьшить усилия преднапряжения, которые в этом случае должны компенсировать растягивающие усилия только от временной нагрузки. Поэтому включение в работу железобетонных оболочек, а в большинстве случаев и их установку рекомендуется выполнять после окончания монтажа системы и регулирования усилий в ней.

Железобетонная оболочка (2) может состоять из двух половин, соединяемых болтами (рис. 9.12, а). Полость, где расположены канаты (1) инъектируют цементным раствором или заполняют антикоррозионным составом. Иногда в железобетонных оболочках устраивают открытые снизу или сверху прорези (3), позволяющие надеть оболочку на вант после окончания монтажа пролетного строения (рис. 9.12, б, в). После создания предварительного напряжения в оболочке прорези заполняют цементным раствором.

Сечения жестких вантов

Рис. 9.12 – Сечения жестких вантов

Необходимо учитывать, что гибкие ванты изгибаются под действием собственного веса. При увеличении усилия в ванте он выпрямляется, за счет чего возникают дополнительные перемещения точек его прикрепления. В расчете это может быть приближенно учтено введением переменного, зависящего от усилия модуля упругости материала вантов.

Для жестких вантов влияние прогибов имеет меньшее значение. Поэтому необходимо конструировать ванты так, чтобы они могли воспринимать собственный вес. Это обеспечивают подвешиванием элементов железобетонных оболочек к тросам до их замыкания и учетом дополнительного провеса вантов и добавочных усилий в них от собственного веса оболочки. При этом оболочки могут быть установлены без провеса. Оболочки иногда монтируют на подмостях и передают собственный вес на их конструкцию, устанавливая соответствующую арматуру. Если изгибающие моменты от собственного веса значительны, уменьшают пролет ванта, применяя специальные нерабочие элементы.


© 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