Конструкції пролітних будов

Найширше застосовуються типові автодорожні пролітні будови розрізної і нерозрізної системи з розрахунковими прольотами від 42 до 84 м і габаритами проїзду Г-8, Г-10 і Г-11,5.

Пролітні будови запроектовані в основному зі сталі 15ХСНД, заводські з’єднання зварні, монтажні – на високоміцних болтах.

Згідно з рис. 3.4 збірна залізобетонна плита спирається на дві головні балки і прогін проїзної частини, підтримуваний поперечними зв’язками, що виконують функції поперечних балок.

Збірна залізобетонна плита збирається зі стандартних блоків, що мають вікна для упорів. Крім поперечних швів (крок 21/8 = 2,625 м) над прогоном є ще поздовжній шов. У швах здійснюється зварювання арматурних випусків, після чого шви і вікна омонолічують.

Основна витрата сталі у типових пролітних будовах при прольотах 42 м складає 180...190, при прольотах 63...84 м – 230...260 кг/м2.

Типові автодорожні сталезалізобетонні пролітні будови прольотами 15...33 м розроблені для габаритів Г-8, Г-10 і Г-11,5.

Для однопролітних мостів і шляхопроводів розроблена консольно-рамна попередньо напружена сталезалізобетонна конструкція. Схема консольно-рамного моста наведена на рис. 3.5. Конструкція складається з двохконсольного сталезалізобетонного ригеля з противагами на консолях і двох просторових опорних ніг, утворених стійками і підкосами (одна стійка і один підкіс з обох кінців кожної балки). Консолі, противаги і опорні ноги закриті декоративними стінками устоїв.

Для балковонерозрізних сталезалізобетонних пролітних будов великих прольотів характерним є створення попереднього напруження шляхом натягу високоміцної арматури, що дає серйозну економію сталі. Натяг високоміцної арматури може виконуватися до об’єднання сталі і залізобетону (з обтисненням або сталі, або залізобетону) або після об’єднання сталі і залізобетону в єдину конструкцію.

Рис. 3.4. Типові сталезалізобетонні пролітні будови

Рис. 3.5. Консольно-рамний міст і схема його попереднього напруження та регулювання

Деяке застосування у нас і за рубежем має обтиснення омоноліченою високоміцною арматурою залізобетонної плити до об’єднання її зі сталевою частиною конструкції. Цей прийом використаний, зокрема, при будівництві Калінінського моста через р. Москву і мостів через р. Томь у Томську і Кемерові (Росія).

Рис. 3.6. Міст через ріку Томь в Томську: а – фасад; б – поперечний розріз; в –розташування пучків над плитою; 1 – залізобетонна плита; 2 – пучки високоміцної арматури; 3 – зварний шов; 4 – об’єднувальний кутик; 5 – високоміцний болт

Нерозрізна сталезалізобетонна пролітна будова моста в Томську (рис. 3.6) має прольоти 65,3+6´87+65,3 м. У розтягнутих зонах плити з боків ребер над головними балками розміщені пучки високоміцної арматури. Сталева частина конструкції після збирання на насипі була насунута за допомогою аванбека. Після укладання збірних плит у зонах, що розтягуються, омонолічували тільки поздовжні і поперечні шви, але залишали плити не об’єднаними зі сталевою конструкцією. Потім укладали на сталеві верхні пояси і приварювали до передбачених в ребрах закладних деталей об’єднувальні кутики, після чого натягом високоміцної арматури обтискали залізобетонну плиту в зонах, що розтягуються. Потім натягом високоміцних болтів у горизонтальних полицях об’єднувальних кутиків залізобетонна плита була об’єднана з верхніми поясами сталевих балок, а пучки були омонолічені бетоном.

Для автодорожних мостів середніх і великих прольотів з їздою понизу найбільш економічні ґратчасті комбіновані пролітні будови.

Сегментна конструкція особливо економічна завдяки відповідності обрису епюрі моментів. Всі елементи верхнього пояса зовсім однакові внаслідок розміщення його вузлів по колу на рівних відстанях і рівності розрахункових зусиль по довжині прольоту. При важкій проїзній частині всі розкоси працюють тільки на розтягання і мають мінімальні перерізи, не обтяжені умовами стійкості і граничної гнучкості.

Прикладом може служити побудований у 1967 р. у Нідерландах міст через р. Мервед (рис. 3.7) сегментної схеми з гнучкими розкосами зі сталевих канатів діаметром 79,5 мм. Розкоси були попередньо напружені, що збільшило запаси на виключення окремих розкосів з роботи і створило у жорстких нижніх поясах вигідні початкові від’ємні згинальні моменти.

Прості комбіновані пролітні будови з їздою понизу (схеми Лангера), так само як і суцільностінові жорсткі арки з затяжками, мають високі архітектурні і естетичні переваги. Вони відносно широко застосовуються у закордонних автодорожних мостах, незважаючи на істотно більші у порівнянні з ґратчастими конструкціями витрати металу. Схема одного з японських мостів з фермами Лангера(зі специфічною для японської школи ґратчастою балкою жорсткості) наведена на рис. 3.8.

У нас побудовано досить багато безрозпірних мостів для їзди понизу і посередині з жорсткими ґратчастими арками і затяжками (рис. 3.9, а). Вузли поясів арки розташовані по концентричних колах; кожний пояс складається з однакових прямих елементів; усі розкоси однакові; конструкція виготовляється при мінімальному числі кондукторів. Відстані між підвісками трохи збільшуються до середини прольоту внаслідок зменшення кута нахилу поясів, але відстані між поперечними балками однакові. Такі пролітні будови застосовують на автодорожніх, міських і залізничних мостах.

Рис. 3.7. Міст через ріку Мервед

Рис. 3.8. Міст з фермами Лангера в Японії

Рис. 3.9. Решітчаста автодорожня пролітна будова з їздою посередині і поверху: а – з жорсткими решітчастими арками і затяжками; б – решітчаста комбінована нерозрізна

У розвинутих закордонних країнах будують прості ґратчасті пролітні будови автодорожніх мостів з їздою понизу і посередині самих найбільших прольотів з полігональним верхнім або нижнім поясом (а іноді і з обома полігональними поясами.). Шарнірно-консольний міст через протоку Карквінець в Каліфорнії (рис. 3.10, а, б, в) з головним прольотом 336 м цікавий застосуванням набору сталей трьох класів міцності (границі текучості 600, 350 і 240 МПа) і чотирьохярусними зварними коробчатими перерізами поясів.

Рис. 3.10. Великопролітні решітчасті автодорожні пролітні будови з їздою понизу і посередині: а – пролітна будова моста через Карквінець, фасад; б – те саме, розріз мосту; в – міст Ошима, фасад; г – те саме, поперечний розріз

Особливо широко застосовують великопролітні ґратчасті балкові мости в Японії. На рис. 3.10, г, д показаний характерний для японської школи нерозрізний міст Ошима з головним прольотом 325 м, побудований у 1976 р. і є вже четвертим з мостів такого типу в Японії, які монтуються, як правило, просторовими блоками масою 1000...3000 т плавучими кранами.

Найбільш ефективними за зовнішнім виглядом з безрозпірних комбінованих автодорожніх і міських пролітних будов з їздою поверху і посередині є трьохпролітні підпружні пролітні будови (рис. 3.11 і 3.12). Ці пролітні будови ефективні при великій різниці між довжинами середнього і крайнього прольотів, наприклад при співвідношенні 1:2:1. В основі конструкції суцільностінова балка, посилена стиснутою підпругою на ділянках, що примикають до проміжних опор, або на всій довжині, причому на посилених ділянках підпруга розтягує балку. У середній частині великого прольоту конструкція має мінімальну будівельну висоту.

Проста комбінована підпружна пролітна будова зі сталевою ортотропною плитою проїзної частини, запроектована в 1973 р. за схемою 91,8+163,2+91,8 м з їздою поверху, встановлена на мосту через Іртиш в Омську (див. рис. 3.11). При ширині проїзду 22,5 м (і двох тротуарах по 2,28 м) у поперечному перерізі моста чотири головних ферми, у кожній фермі – балка жорсткості і підпруга, що знаходяться в одній площині. Конструкція болтозварна з низьколегованих сталей класів З52/40 і З48/35, балки жорсткості двотаврові зі стінкою 3550 мм і товщиною 12 мм, підпруги Н-подібні з вертикалами 1100´40 мм, стійки Н-подібні.

Підпругами посилені ділянки балки довжиною по 102 м із проміжною опорою в середині ділянки. Кожна ділянка розбита стійками на 10 панелей по 10,2 м. Поперечні зв’язки між балками жорсткості – у кожній площині стійок, між стійками – тільки в площинах опорних стійок. Панель між поперечними балками ортотропної плити 3,4 м, тобто в 3 рази менше панелі між стійками. Ортотропна плита - одноярусна, поздовжні ребра – плоскі, через 0,35 м. Поздовжні зв’язки напіврозкісної схеми встановлені уздовж підпруг і уздовж нижніх поясів балок жорсткості. Витрата сталі на основні конструкції 4012т (439кг/м²).

Ґратчаста комбінована підпружна пролітна будовазісталевою ортотропною плитою проїзної частини побудована в 1972 р. в горах Алтаю (див. рис. 3.12). Прольоти 75+126+63 м, їзда поверху.

Рис. 3.11. Проста комбінована підпружна пролітна будова мосту через Іртиш в Омську

Конструкція болтозварна зі сталі 15ХСНД. Особливість конструкції – членування на відправні марки з масою в межах 5 т (з умови транспортування по гірській дорозі). Балки мають стінки висотою 2,4м і товщиною 12 мм. Підпружні ферми з розкісною решіткою підсилюють ділянки балки довжиною по 84 м. Всі елементи ґратчастих ферм мають Н-подібні перерізи.

Ортотропна плита проїзної частини двох’ярусної конструкції має лист товщиною 10 мм і поздовжні ребра з нерівнобоких кутиків 160´10010 із кроком 320мм, що спираються на ґратчасті комбіновані двохконсольні поперечні ферми, розставлені через 3,5 м. Ці ферми одночасно виконують функції поперечних зв’язків між балками. Пролітна будова має тільки одну систему поздовжніх зв’язків, які розташовані уздовж нижніх поясів балок. Ці зв’язки на посилених ділянках переходять на підпруги. Витрата металу на основні конструкції 1091 т (413 кг/м²).

Рис. 3.12. Решітчаста комбінована підпружна пролітна будова мосту через р. Катунь: 1 – зв’язки по нижніх поясах ферм; 2 – зв’язки по підпругах

Пролітна будова перекриває глибоку ущелина, і єдино можливим для великого прольоту був начіпний монтаж з обох берегів. Можливість начіпного монтажу – одне із серйозних переваг ґратчастої комбінованої конструкції, перед простою комбінованою.

Дата добавления: 2015-07-19