Схемы металлических пролетных строений

Обновлено: 07.01.2025

Стальные пролетные строения мостов имеют различные статические схемы и конструкции, способы соединения элементов, виды мостового полотна и другие особенности.

По статистическим расчетным схемам главных несущих элементов стальные пролетные строения бывают:

• балочные (разрезные, консольные, неразрезные) — (рис. 7.8);

• рамные (неразрезные, с наклонными стойками и др.) — (рис. 7.9);

• арочные (трех-, двухшарнирные и бесшарнирные) — (рис. 7.10);

• висячие (с гибким кабелем, шарнирной цепью и др.) — (рис. 7.11);

• комбинированные (балка с аркой, балка с кабелем, вантовые и др.). По виду металла пролетные строения бывают из углеродистой или

низколегированной стали, обычного или северного исполнения.

По способу соединения элементов стальные пролетные строения де­лятся на клепаные, сварные, болтосварные, клепано-сварные (на заводе элементы изготавливают сварными, а на монтаже соединяют заклепка­ми или болтами).

По уровню расположения проезжей части пролетные строения быва­ют: с ездой поверху, с ездой понизу, с ездой посередине, а также с двухъярусным расположением проезжей части. Балочные пролетные строения с ездой поверху имеют меньший расход стали, кроме того, применение таких конструкций снижает объем опор.

Рис. 7.8. Виды стальных мостов: а — мост с двухпролетным неразрезным и разрезным однопролетным строе­нием; б — мост с консольными строениями

Рис. 7.9. Схемы рамных мостов:

а — рамный неразрезной трехпролетный мост; б — рамный однопролетный

мост; 1 — стойки; 2 — ригель; l — пролет однопролетного рамного моста;

l₁, l₂, l₃ — пролеты многопролетного рамного моста; h — высота рамы; H — горизонтальная опорная реакция; V — вертикальная опорная реакция

Рис. 7.10. Схемы арочных мостов: а — с ездой посередине; б — с балкой жесткости

Балочно-неразрезные пролетные строения. Главной несущей частью этих пролетных строений являются многопролетные статически неопре­делимые сплошностенчатые балки или стержневые фермы, опирающи-

Рис. 7.11. Схемы висячих мостов: а — с балкой жесткости; б — с закреплением кабелей в устоях; в — с наклон­ными подвесками; 1 — кабель; 2 — деформированное состояние кабеля при за­грузке левого пролета; 3 — балка жесткости; 4 — деформированное состояние балки жесткости при загрузке полупролета; 5 — вертикальная подвеска; 6 — пилон; 7 — оттяжка; 8 — анкерное закрепление оттяжки; 9 — наклонные подвески

еся на одну шарнирно-неподвижную и две или более шарнирно-подвижные опорные части (рис. 7.12).

Рис. 7.12. Балочно-неразрезное пролетное строение

Преимуществом балочно-неразрезных пролетных строений по срав­нению с разрезными являются: меньшая масса стали при больших про­летах, большая вертикальная и горизонтальная жесткость, уменьшение объема кладки опор, возможность навесной сборки без усиления про­летных строений. Экономическая эффективность балочно-неразрезных пролетных строений возрастает с увеличением постоянной нагрузки, т.е. с увеличением длины пролета. Неразрезными фермами перекрываются

пролеты до 300 м, но неразрезные фермы чувствительны к неравномер­ным осадкам опор, поэтому они, как правило, не применяются при сла­бых грунтах.

Балочно-консольные пролетные строения. Главной несущей частью этих пролетных строений является многопролетные шарнирные стати­чески определимые сплошные балки или фермы (рис. 7.13). Они состо­ят из подвесных и анкерных пролетных строений с одной или двумя консолями. Пролет, включающий подвесное пролетное строение и кон­соли анкерного, называется сборным. В зависимости от числа консолей различаются мосты одноконсольные и двухконсольные. Консольные фермы сохраняют преимущества неразрезных, но, будучи разрезными, менее чувствительны к неравномерным осадкам опор, поэтому могут применяться при любых грунтах основания. Величина пролетов, пере­крываемых консольными фермами, достигает 220 м. Недостатком кон­сольных ферм является меньшая жесткость, чем у неразрезных.

Арочные мосты состоят из металлических арочных пролетных стро­ений и массивных опор (рис. 7.14). Арочные мосты бывают со сплош­ными и сквозными арками. Сплошные арки наиболее просты по конфи­гурации и удобны для сборки. Сквозные арочные фермы состоят из кри­волинейных поясов и раскосной решетки. Мостовое полотно и балки проезжей части имеют конструкцию, подобную балочным пролетным строениям. По конструкции арочные фермы могут быть: серповидного очертания, с параллельными поясами, портальные арочные фермы. Стрела подъема арочных ферм составляет от 1/4 до 1/6 пролета, а высо­та от 1/14 до 1/16 пролета. Элементы арочных ферм имеют коробчатые и Н-образные сечения, как у балочных ферм.

Рис. 7.13. Балочно-консольные пролетные строения

Основными преимуществами арочных пролетных строений по срав­нению с балочными являются следующие: меньший расход стали при больших пролетах, большая вертикальная жесткость, лучшие архитек-

Рис. 7.14. Основные системы металлических арочных мостов: а — арочный двухшарнирный однопролетный мост с ездой поверху; б — трех-шарнирный мост с ездой поверху; в — арочный мост с ездой посередине; г — арка с жесткой затяжкой; д — деталь конструкции арки; 1 — конструкция проезжей части; 2 — надарочные стойки; 3 — арка; 4 — подвески; 5 — затяж­ка; 6 — поперечные балки; 7 — связи в уровне проезжей части; 8 — продолбная балка; 9 — связи вдоль арок (нижние связи)

турные качества. Недостатками являются: сложность унификации и ти­пизации криволинейных арочных конструкций, увеличение объема кладки опор, необходимость устройства более сложных и дорогих фун­даментов, воспринимающих, кроме вертикального давления, горизон­тальный распор арок.

В висячих мостах главным несущим элементом служат гибкие цепи (или кабели), перекинутые через высокие стойки (пилоны) и закреплен­ные концами в анкерных опорах. К цепям подвешивается проезжая часть. Эти мосты применяются в основном на автомобильных дорогах. Висячие мосты обладают малой жесткостью, так как при перемещении нагрузки вдоль моста цепь меняет свою геометрическую форму. Для уменьшения деформативности гибких висячих мостов применяются балки жесткости, наклонные оттяжки (ванты), идущие прямо от верха пилонов и поддерживающие крайние панели проезжей части, жесткое крепление цепи (троса) в центре пролета.

Байтовые мосты представляют собой геометрически неизменяемую систему, в которой проезжая часть поддерживается при помощи на­клонных вант (стальных канатов), спускающихся с пилона. В вантовых мостах все ванты работают на растяжение. Жесткость вантовых мостов обусловлена предварительным напряжением вант.

Байтовые и висячие мосты бывают с одним или двумя вертикальны­ми или наклонными пилонами в виде П-образных, А-образных и других рам или отдельно стоящих стоек из стали или железобетона.

Достоинствами вантовых и висячих систем являются: рациональное использование высокопрочных сталей в растянутых элементах, способ­ность перекрывать очень большие пролеты, высокая экономичность при больших пролетах, возможность навесной сборки, высокие архитектур­ные качества.

По способу устройства мостового полотна пролетные строения стальных мостов бывают: на деревянных мостовых брусьях, металличе­ских поперечинах, сплошном железобетоном основании, на балласте, на ортотропной плите.

Основные части пролетных строений. Стальные пролетные строе­ния мостов (рис. 7.15) состоят из следующих основных частей:

• главных несущих элементов (балок, арок, ферм, и др.);

• продольных и поперечных связей между главными несущими эле­ментами.

Главные несущие элементы пролетных строений представляют со­бой балки, фермы, рамы, арки и другие конструкции различных стати-162

Рис. 7.15. Основные части пролетного строения: 1 — главный несущий элемент-ферма; 2 — распорка верхних продольных и поперечных связей; 3 — диагональ верхних продольных связей; 4 — нижние

ческих схем. Они перекрывают пространство между опорами моста, воспринимают постоянную и временную подвижную нагрузку от про­езжей части и передают ее опорам.

Продольные и поперечные связи устраивают между главными несу­щими элементами. Они располагаются в плоскостях верхнего и нижне­го поясов главных элементов. Связи обеспечивают пространственную неизменяемость, жесткость и устойчивость (рис. 7.16, 7.17).

Рис. 7.16. Схемы поперечных связей между фермами

Проезжая часть металлических железнодорожных мостов устраи­вается на продольных и поперечных балках пролетных строений (рис. 7.18). Высота продольных и поперечных балок в современных конст­рукциях назначается одинаковой. Продольные балки прикрепляются к поперечным, а поперечные балки — к главным несущим элементам пролетных строений. Таким образом, эти балки проезжей части вос­принимают нагрузку от мостового полотна и передают ее главным не­сущим элементам. Продольные балки двутаврого сечения состоят из вертикального листа, поясных уголков и верхнего горизонтального лис-

Рис. 7.17. Схемы продольных

связей между фермами: а — крестовая; б — с дополни­тельными распорками; в — ром­бическая; г — полураскосная

2 1 '4

Рис. 7.18. Проезжая часть металлической

1 — нижний пояс фермы; 2 — продольные

балки; 3 — поперечные балки;

4 — тормозные связи

та. Поперечные балки имеют двутавровые сечения, состоящие из верти­кального листа, поясных уголков и горизонтальных листов.

Смотровые приспособления представляют собой лестницы, трапы с перилами, катучие тележки, подъемные люльки и другие устройства для осмотра, очистки, окраски, ремонта любой части стального пролет­ного строения.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

Стальные и сталежелезобетонные мосты

Стальные балочные разрезные пролетные строения балочно-разрезных систем являются типичными индустриальными строительными конструкциями из элементов полной заводской готовности. Пролетные строения длиной 33— 110 м балочно-разрезной системы относятся к наиболее массовым типовым конструкциям, применяемым в мостах под железную дорогу.

Балочное пролетное строение

Наиболее рациональны балочные болтосварные пролетные строения со сварными заводскими соединениями и монтажными соединениями на высокопрочных болтах, что обеспечивает экономию стали и уменьшение трудоемкости монтажа. В железнодорожных мостах с ездой поверху применяют, в основном, типовые сталежелезобетонные пролетные строения с балластным мостовым полотном.

Балочные неразрезные пролетные строения

Стальные пролетные строения балочно-неразрезных систем с решетчатыми фермами получили широкое применение в мостах под железную дорогу. В отечественном мостостроении разработаны и внедрены типовые неразрезные болтосварные пролетные строения с пролетами до 154 м.

Стальные пролетные строения с коробчатыми главными балками неразрезной системы получили большое распространение в мостах под автодорожную нагрузку. Пролет для мостов такого типа — 300 м достигнут при строительстве мостового перехода через бухту Гуанабара между городов и Рио-де-Жанейро и Ниттерой (Бразилия).

Пример балочного неразрезного пролетного строения

Ponte Rio–Niteroi bridge

Схема пролетного строения, перекрывающего судоходную часть бухты, 200 + 300 + 200 м. В поперечном сечении пролетное строение состоит из двух коробчатых балок со стенками переменной высоты и ортотропной плитой проезжей части. Пролетное строение собрано из шести крупных блоков длиной 262,176 и 262 м с подачей их на плаву.

В качестве плашкоута использовали блок среднего пролета длиной 176 м, устанавливаемый в последнюю очередь. К числу наиболее интересных сооружений этой системы, построенных в СССР, относятся мост через канал им. Москвы в Химках, мост через Обь в Новосибирске, эстакадная часть моста через р. Днепр в Киеве, мост через р. Томь в Томске, эстакада у Рижского вокзала в Москве.

Первым в практике мирового мостостроения цельносварным мостом с неразрезными сплошностенчатыми пролетными строениями является мост им. Е. О. Патона через р. Днепр в Киеве.

Консольные стальные мосты

Консольные стальные мосты с решетчатыми фермами ввиду своей огромной стоимости и неэстетичного вида не получили широкого распространения.

К наиболее крупным сооружениям этой системы относятся

Мостовой переход через гавань в Осака (Япония) с пролетом 510 м

Арочные стальные мосты

Арочные стальные мосты применяются относительно редко. Максимальный размер пролета составил 504 м на мосту через залив Кил-ван-Кул в Нью-Йорке (США) и 503 м на мосту в Сиднее (Австралия).

Рамные и комбинированные металлические мосты

В современных металлических автодорожных и городских мостах часто находят применение рамные и комбинированные системы пролетных строений, образованные путем объединения нескольких простых систем. Чаще всего комбинированные системы образуют, сочетая балки или фермы с аркой, дополнительным полигональным поясом, шпренгелем или отдельными дополнительными элементами.

Некоторые виды комбинированных систем имеют существенные технико-экономические преимущества, заключающиеся в меньшей затрате на них металла по сравнению с простыми балочными системами, или в обеспечении большей их жесткости. В большинстве случаев комбинированные системы имеют архитектурные преимущества и поэтому их применяют в городских мостах.

К наиболее интересным мостам рамных и комбинированных систем, построенными мостостроительными организациями, следует отнести

Арочный мост через реку Арпа — stroyone

Большая крутильная жесткость коробчатых главных балок позволила эффективно использовать их для криволинейных в плане мостов и разработать, и внедрить совершенно новую необычную форму пролетных строений С только одной несущей балкой коробчатого сечения по оси проезда (например, эстакада через шлюзы Днепрогэса в Запорожье).

Вантовые металлические мосты

Вантовые системы являются новыми прогрессивными конструкциям и металлических пролетных строений, позволяющими наиболее экономично перекрывать пролеты 600 м и более.

Примеры вантовых мостов

Висячие мосты

В мостах висячей системы применяются рекордно большие пролеты. Например, пролет 1298 м имеет мост через залив Верразано-Нерроуз (США). Строительство висячих мостов больших пролетов является особенностью американского мостостроения.

Это объясняется специфичностью географического расположения многих крупнейших американских городов, которые возникли либо в устьях глубоководных рек, впадающих в океан, либо на берегу океанских заливов.

Большая глубина рек, интенсивное судоходство крупногабаритных океанских судов, тяжелые грунтовые условия делали висячие мосты с уникальными по своей длине пролетами наиболее целесообразными и экономически оправданными.

Примеры висячих мостов :

Общепринятая система висячего моста представляет собой непрерывный гибкий кабель, проходящий по стальным пилонам и закрепленный в анкерах, заложенных на берегах. К кабелю на вертикальных подвесках подвешена балка жесткости, на которую в одном или двух ярусах опирается проезжая часть. Балка жесткости делается разрезной или неразрезной, чаще всего применяется трехпролетная схема, хотя построены и многопролетные мосты.

Пролетные строения со сплошностенчатыми главными балками

В сварном мостостроении нашли распространение пролетные строения со сплошностенчатыми главными балками. Этому способствовали следующие их особенности:

• сплошные главные фермы наиболее приспособлены к технологии заводской сварки, при этом эффективно используется автоматическое оборудование, так как швы ферм удобно расположены, непрерывные, прямолинейные и большой протяженности;
• существенно сокращается количество монтажных элементов и стыков, что имеет важнейшее значение для цельносварных мостовых конструкций;
• монтажные элементы сплошных одностенчатых главных балок наиболее удобны для транспортирования;
• пролетные строения наиболее соответствуют современным пространственно работающим системам и позволяют эффективно использовать материал конструкций с соблюдением принципов концентрации металла, совмещения функций и использования материалов с повышенными механическими характеристиками;
• мосты в наибольшей степени отвечают требованиям эстетики и позволяют легко вписать сооружение вокружающий ансамбль.

Сталежелезобетонные пролетные строения

Наиболее распространенным типом стальных мостов со сплошностенчатыми балками являются сталежелезобетонные пролетные строения с пролетами в неразрезных системах до 84 м.

В последние годы запроектированы унифицированные типовые проекты сварных сталежелезобетонных пролетных строений с монтажными стыками на сварке и на высокопрочных болтах разрезные и неразрезные.

Для использования несущей способности железобетона проезжей части предусматривается обжатие растянутых опорных участков неразрезных строений пучками предварительно напряженной арматуры, либо домкратами, либо заданием на монтаже предварительного напряжения выгибом стальных главных балок.

Сталежелезобетонные объединенные балки нашли применение также и в комбинированных системах, как их составные элементы:

• комбинированные пролетные строения типа балок с подпружными арками;
• комбинированные вантовые системы с воспринятым распором, создающим обжатие железобетонной проезжей части и т. п.

Стальная ортотропная плита проезжей части автодорожных мостов

В последнее время все более широкое распространение находит сравнительно новая конструкция для отечественного стального мостостроения — стальная ортотропная плита проезжей части автодорожных мостов.

Главное достоинство этой конструкции — небольшой собственный вес и участие ее в работе пролетного строения в качестве верхнего пояса главных балок. По сравнению с железобетонной проезжей частью стальная ортотропная плита эффективно работает на любом участке пролетного строения как в зоне положительных, так и отрицательных изгибающих моментов главных балок.

Заводская готовность пролетных строений во много раз повышается, что позволяет резко сократить сроки строительства, ликвидировать сезонность монтажных работ. Меньшая масса (почти в два раза) стальных пролетных строений дает им важное технологическое качество — возможность выполнения главных балок неразрезных пролетных строений постоянной, удобной для транспортирования высоты (безгоризонтального членения) для большинства пролетов.

Применение стальной ортотропной плиты позволило создать новые высокоэффективные формы пролетных строений с коробчатыми главными балками, нашедшими широкое применение в балочных разрезных и неразрезных системах, в составе комбинированных конструкций, рамных, вантовых, висячих и др.

Повышенная и высокопрочная сталь

Новым в сварном мостостроении является применение сталей повышенной и высокой прочности. Стали с высокими прочностными характеристиками открывают большие возможности в области увеличения пролетов балочных мостов и совершенствования конструктивных форм.

В течение последнего десятилетия высокопрочные стали широко применяются за рубежом, что позволило построить высокоэкономичные сооружения с рекордной величиной пролета.

Высокопрочные стали были применены при проектировании и строительстве большого городского моста в Каменец-Подольском. Для пролетных строений моста высокопрочная сталь была использована в комбинации со сталью обычных марок по принципу бистальных конструкций:

• для нижних поясов главных балок — высокопрочная сталь
• для остальных элементов — сталь с низкими прочностными характеристиками.

При этом допускались пластические деформации вертикальных стенок на участке сопряжения с высокопрочными сталями.

Сталь повышенной прочности была успешно внедрена на мосту через старое русло р. Днепра в Запорожье, на пролетных строениях пойменной части Московского моста через р. Днепр в Киеве, мостах через канал им. Москвы в Химках, р. Томь в Томске.

Монтажа стальных и сталежелезобетонных пролетных строений

Основные методы монтажа стальных и сталежелезобетонных пролетных строений следующие:

• установка на опоры готовых пролетных строений кранами;
• сборка на подмостях в монтируемом пролете; ;
• навесная сборка;
• перевозка пролетных строений на плавучих средствах;
• надвижка пролетных строений.

Одной из тенденций современного мостостроения является крупноблочный монтаж: сборка пролетных строений из заранее укрупненных элементов. При использовании плавучих средств масса укрупненных блоков достигает 4— 5 тыс. т. Метод крупноблочного монтажа был успешно применен при сооружении железнодорожного моста через р. Дон в Ростове и городского моста через старое русло р. Днепра в Запорожье.

Автомобильный мост (road bridge)

Автомобильные мосты (чаще всего путепроводы) — сложнейшие сооружения, стоимость строительства которых составляет 20 — 30% от общей стоимости дороги. Малые (до 25 м) и средние мосты (25-100 м) и путепроводы, как правило, строят из сборно-монолитного железобетона.

Виды мостов для пропуска автомобильного транспорта

Для пропуска автомобильного транспорта мосты также делятся по статической схеме на :

Вантовые мосты

Висячие мосты

Арочные мосты

Фермы

Ферма под автомобильный транспорт

Рамные мосты

Консольные мосты

Балочные мосты

Мосты и путепроводы как элементы дорожного строительства — наиболее сложные и трудоемкие инженерные сооружения. Строящиеся на автомобильных дорогах мосты и путепроводы должны удовлетворять ряд требований, и в первую очередь:

• технические (расчетно-конструктивные)
• экономические
• производственные
• архитектурно-эстетические и эксплуатационные требования

Внедрение в практику мостостроения неразрезных и рамных конструкций мостов и путепроводов, температурно-неразрезных пролетных строений на основе стандартных разрезных пролетных строений обеспечивает наилучшие эксплуатационные показатели при одновременном снижении материалоемкости.

Видео строительства автомобильных мостов

Атрибуты автомобильный моста

• необходимую пропускную способность
• соответствующую пропускной способности дороги, с учетом перспективной интенсивности движения и условий безопасности движения
• Продольный профиль проезжей части запроектированного моста или путепровода должен быть плавным с минимальным количеством деформационных швов.
• На сооружение должен быть организован плавный въезд с переходными плитами, уложенными одним концом на мягкую подушку, устраиваемую на насыпи подхода.
• Поверхностные воды и водные солевые растворы не должны просачиваться к опорам.

Статической схемы путепроводов

В зависимости от статической схемы основной несущей конструкции моста (путепровода) — пролетного строения различают следующие системы мостов:

• балочно-разрезные (как разновидность их — температурно-неразрезные),
• балочно-неразрезные,
• рамные,
• рамно-неразрезные и другие.

Балочно-разрезные системы

Путепровод — балочно разрезной системы

Балочно-разрезные системы имеют ряд важных преимуществ перед другими системами.

• Прежде всего они отличаются определенностью статической работы,
• однотипностью частей
• простотой изготовления и монтажа, что в большей степени отвечает требованиям индустриализации строительства. Даже применение разрезных сборных балок постоянной высоты при параболическом очертании эпюры изгибающих моментов оправдывается простотой их изготовления без явного перерасхода арматуры.

При слабых же грунтах разрезные балочные системы с пролетами до 30 м наиболее приемлемы как системы, менее чувствительные к осадкам.

Применение для разрезных систем непрерывной проезжей части (превращение их в температурно — неразрезные системы) позволяет практически без особого усложнения технологии из­готовления балок улучшить условия эксплуатации сооружения и свести до минимума количество деформационных швов на проезжей части.

В малых и средних мостах разрезные пролетные строения можно компоновать в температурно-неразрезные при различных типах опорных частей и жесткости опор, что говорит о большом диапазоне их применения.

Вместе с тем балочные разрезные системы имеют два принципиальных недостатка:

• во-первых, большой собственный вес по отношению к временной нагрузке, особенно ощутимый при пролетах более 30 м;
• во-вторых, разрезные балки имеют большую строительную высоту и требуют применения опор с широкими оголовками для размещения опорных частей и некоторого увеличения высоты подходов.

Первые объединяют в пролете, вторые — как в пролете, так и на опорах. Опыт строительства неразрезных мостов с пролетами 18; 24 и 30 м свидетельствует об их экономичности и высоких эстетических качествах

Балочные температурно-неразрезные пролетные строения

Температурно-неразрезными названы пролетные строения, образованные путем объединения между собой в уровне проезжей части разрезных балочных или плитных пролетных строений таким образом, что при горизонтальных и температурных воздействиях они работают как неразрезные, а при вертикальных — как разрезные.

К температурно-неразрезным отнесены также объединенные с консолями подвесные пролетные строения в мостах консольных систем.

Автомобильный мост температурно-неразрезной системы

Узел объединения пролетных строений назван шарнирным сопряжением; участок плиты, соединяющий пролетные строения, — соединительной плитой.

Узел температурно-неразрезного пролетного строения

Конструкция шарнирного сопряжения должна обеспечивать непрерывность одежды ездового полотна и воспринимать усилия в пролетных строениях объедененных в температурно-неразрехные плети, не препятствуя их поворотам. Наиболее целесообразно объединение в температурно-неразрезные пролетных строений с пролетами до 33 м включительно. Особенно эффективно применение температурно-неразрезных пролетных строений в сейсмически опасных районах, а также при наличии просадочных грунтов в основаниях опор.

В последнее время в связи с увеличением скоростей и повышением требований к условиям движения при строительстве мостов получают широкое применение конструкции пролетных строений с минимальным количеством деформационных швов.

Таким требованиям в полной мере отвечают температурно-неразрезные пролетные строения, которые в ряде стран, практически вытеснив разрезные пролетные строения, применяются наряду с полностью неразрезными, особенно широко в районах с просадочными грунтами, а также в районах, подверженных сейсмическим воздействиям.

Для температурно-неразрезных пролетных строений, сохраняющих в процессе монтажа преимущества разрезных систем, при эксплуатации характерны качества неразрезных:

• малое количество деформационных швов
• сглаженный угол перелома над опорами
• отсутствие загрязнений торцов балок и опорных площадок.

Это повышает надежность и долговечность конструкций мостов, обеспечивает комфортабельность движения транспортных средств без снижения скоростей.

Классификация пролетных строений по конструкции. Схемы пролетных строений

Проектирование пролетных строений — основная специализация ТРАНССТРОЙПРОЕКТ уже 10 лет. Мы разрабатываем проектную документацию как для небольших пешеходных мостов, так и для больших автодорожных и железнодорожных.

Пролетные строения различают конструктивно, по расчетной схеме работы сооружения и по материалу изготовления. Для каждого конкретного случая подбирается определенный вид с учетом технического задания и существующих условий.

В зависимости от исходных данных и условий эксплуатации для каждого конкретного сооружения конструкторы выбирают оптимальную конструкцию, которая определяет тип моста и его главные физические и эксплуатационные характеристики и составляют схему пролетных строений . Эти изыскания обычно входят в услуги проектирования и расчета пролетных строений.

Конструкции пролетных строений

• Балочное пролетное строение. Отличия состоят в особенностях перекрытия пролетов балками и воспринимаемых нагрузках. Усилия на опоры преимущественно вертикальные.
• Ферменное пролетное строение. Различают разрезные и неразрезные фермы, отличия состоят в особенностях перекрытия пролетов фермами и воспринимаемых нагрузках. А также фермы различают по уровню расположения проезда для транспортных средств, фермы с ездой по низу, поверху и посередине. Особенностью фермы является работа её элементов только на растяжение или сжатие, а пространственность конструкции обеспечивает высокую жёсткость и экономию материала основных несущих элементов конструкции.
• Арочное пролетное строение. Пролет изготовлен в виде арки, которая держит нагрузки. Горизонтальные усилия преобразуются в вертикальные, мост работает на сжатие.
• Конструкции комбинированного типа. Сочетают одновременно арочную и балочную принципиальные конструкторские схемы. Имеют универсальное применение.
• Рамное пролетное строение. Могут иметь Т- или П-образный вид, пролетные строения – ригели, опоры – стройки.
• Висячее пролетное строение. Промежуточные опоры не устанавливаются, несущая конструкция из гибких узлов, крепление выполняется к пилонам.
• Вантовое пролетное строение. Несколько устойчивее, чем подвесные типы пролетных строений , в качестве несущего элемента используется вантовая ферма из большого количества стальных канатов.

Расчетные схемы пролетных строений

• Разрезные расчетные схемы
• Неразрезные
• Консольные
• Температурно-неразрезные

Материалы основных несущих элементов пролётного строения

Железобетонные конструкции пролетных строений мостов

Такие конструкции пролетных строений применяются в основном для небольших пролётов, в пределах до 33 метров. Применение типовых железобетонных балок экономически оправдано вдали от крупных населённых пунктов где нет повышенных архитектурных требований и сжатых сроков строительства. Недостаток конструкций – высокий собственный вес, требующий тяжёлой грузоподъёмной техники на стадии строительно-монтажных работ и более массивные опоры и фундаменты на стадии эксплуатации, увеличенное время производства строительно-монтажных работ, связанное с мокрыми процессами, отсутствие архитектурной выразительности. Большая собственная масса требует строительства мощного фундамента. Применяются в случае необходимости создания простого небольшого и недорогого мостового сооружения вдали от городской черты.

Сталежелезобетонные конструкции пролетных строений мостов

Монолитная железобетонная плита позволяет значительно понижать уровень шума при проезде большегрузного транспорта в сравнении с другими конструкциями, а так же использовать для ограждения готовые монолитные железобетонные элементы.

Недостаток конструкций – относительно высокая сметная стоимость и увеличенное время производства строительно-монтажных работ. Применяются в случае необходимости создания геометрически сложного мостового сооружения в составе больших городских транспортных развязок. Требуют большого объема предварительной подготовки строительной площадки и наличия специальной строительной техники и механизмов. Все эти факторы обязательно должны учитываться на этапе проектирования сталежелезобетонных мостов.

Металлические конструкции пролетных строений мостов

Наиболее рациональные для пролётных строений, более 70% всех железнодорожных мостов построены из металла, поскольку сталь одинаково хорошо работает как на растяжение, так и на сжатие и максимально соответствует требованиям восприятия больших знакопеременных усилий от железнодорожных нагрузок. К преимуществам металлических пролётных строений следует отнести стабильность физикомеханических характеристик стали на протяжении всего жизненного цикла сооружения (до 100 лет), а так же высокие темпы монтажа. Отдельные элементы собираются на предприятиях-изготовителях, на строительной площадке происходит только монтаж готовых элементов в единую конструкцию. К недостаткам следует отнести необходимость выполнения периодических мероприятий по защите металлических элементов от коррозии.

Использование металлических конструкций пролётных строений позволяет применять во время строительства высокотехнологичные методики – значительно повышается надежность всех нагруженных узлов, увеличивается производительность труда, снижается себестоимость, ускоряется ввод в эксплуатацию сооружения. Все эти факторы значительно сокращают сроки окупаемости инвестиций.

После анализа указанных данных, геодезических изысканий и оценки фактических условий эксплуатации сооружения выбирается наиболее оптимальная схема пролетных строений и согласуется с заказчиком. Зачастую выбирается неразрезное пролетное строение, рассчитывается надвижка пролетных строений. Все работы выполняются с учетом существующих государственных стандартов и отраслевых нормативных актов. Специалисты нашей компании выполняют проектирование любых видов и типов пролетных строений . Среди наших работ - такие, как мост через железнодорожные пути по ул. Суюнбая (г. Алматы), автодорожный мост через р. Есиль у с. Куйгенжар (Астанинская обл) и многие другие.

Для консультации по выбору типа пролетного строения позвоните по телефону (495) 543-42-56.

Конструкции пролётных строений со сквозными фермами.

В металлических мостах средних и больших пролетов, как правило, применяют пролетные строения со сквозными фермами и массивные опоры.

Сквозная ферма с полигональным верхним поясом: криволинейный по параболе

Конструктивно сквозная ферма имеет главные фермы, продольные и поперечные связи.

Рис. 3.16 а – общий вид фермы; б – ферма; в – поперечные связи; г – продольные связи; д – продольные и поперечные балки проезжей части; е – мостовое полотно

Проезжая часть может располагаться понизу или поверху пролетного строения. Главные фермы из линейных элементов имеют различные очертания. Они изготавливаются из высокопрочных низколегированных сталей с болтосварными соединениями.

Главные фермы стальных пролетных строений представляют собой плоские геометрически неизменяемые стержневые конструкции, состоящие из элементов нижнего и верхнего поясов и элементов решетки: раскосов, стоек, подвесок.Пояса и раскосы являются основными конструктивными элементами фермы; стойки, подвески, шпренгели, работающие только на местную нагрузку, называются дополнительными. Пересечения раскосов, стоек, и подвесок с поясами ферм называются узлами ферм, а горизонтальное расстояние между центрами смежных узлов называется панелью (рис. 3.17).

Рис. 3.17. Основные конструктивные элементы фермы:

1 — нижний пояс; 2 — верхний пояс; 3 — сжатый (восходящий) раскос; 4 —растянутый (нисходящий) раскос; 5 — стойка; 6 — подвеска; 7 — панель нижнего пояса; 8 — панель верхнего пояса; А — узел верхнего пояса фермы;

Б — узел нижнего пояса фермы; а — длина панели; n — количество панелей;l — длина пролетного строения; h — высота фермы.

Основные расчетные размеры главных ферм:

Расчетный пролет фермы – расстояние между центрами опорных узлов по горизонтали. Принимается от 33 до 110м, кратным 11м.Для пролетных строений железнодорожных мостов он принимается от 33 до 110 м, кратным 11 м, а также 127,4; 144,8; 158,4 см.

Высота главных ферм – расстояние между осями горизонтальных узлов в сечении нижнего и верхнего пояса по вертикали. Высота главной фермы назначается из условия минимального расхода стали, требуемой жесткости фермы и габарита приближения строений. Высота фермы обычно составляет 1/5—1/7 расчетного пролета. В железнодорожных мостах с ездой понизу высота главных ферм принимается не менее 8,5 м для беспрепятственного прохождения подвижного состава.

Длина панели фермы – расстояние между центрами соседних узлов пояса. Длина панели фермы — это расстояние между центрами соседних узлов поясов. Длина панели влияет на расход стали для главных ферм, балок проезжей части и связей между главными фермами. Увеличение длины панели уменьшает количество элементов и узлов фермы, но увеличивает пролеты продольных балок, массу стали проезжей части. Длина панелей принимается 5,5—11 м.

Угол наклона раскосов влияет на конструкцию узлов фермы. Наивыгоднейшим углом наклона раскосов к горизонтали является 40—50°.

Рис. 3.18. Основные части пролетного строения:

1 – портальная рама; 2 –верхние продольные связи; 3 – поперечные связи;

4 – верхний пояс фермы, 5 – распорка верхних продольных связей;

6 – подвеска; 7 – нижний пояс фермы; 8 – раскос; 9 – стойка;

10 – продольная балка проезжей части; 11 – поперечная балка;

12 – продольные связи проезжей части; 13 – нижние продольные связи фермы

По очертанию поясов фермы могут быть с параллельными поясами или с полигональным верхним поясом. В мостах наибольшее распространение получили фермы с параллельными поясами и простой треугольной решеткой.

Сквозная ферма с параллельными поясами

Применяются также фермы с полигональным верхним поясом и треугольной решеткой.

Для уменьшения длины панели в фермах больших пролетов используются шпренгели (понизу).

Решетка ферм состоит из наклонных элементов — раскосов, работающих на растяжение и сжатие, вертикальных элементов — стоек, работающих на сжатие, и подвесок, работающих на растяжение; для уменьшения длины элементов применяются стяжки и распорки.

Главные фермы имеют раскосную, ромбическую, треугольную, шпренгельную и другие решетки (рис. 3.19).

Рис. 3.19. Схемы решеток ферм:

а, б — фермы с раскосными решетками; в — полураскосная решетка; г — многораскосная решетка; д, е, ж — фермы с ромбической решеткой; з — ферма с полигональным верхним поясом и шпренгельной решеткой; и — треугольная решетка; к — треугольная решетка со стойками; л — треугольная решетка со стойками и подвеской; м — многорешетчатая ферма; н — двухрешетчатая ферма; о — крестовая решетка;п — двойная треугольная с полуподвесками и полустойками; р — ферма с параллельными поясами и шпренгельной решеткой

Раскосные решетки состоят из нисходящих, растянутых раскосов и сжатых стоек или восходящих преимущественно сжатых раскосов и растянутых подвесок, для больших пролетов применяется полураскосная и многораскоснаярешетки. Ромбическая решетка состоит из перекрещивающихся раскосов и одного горизонтального или вертикального элемента, обеспечивающего геометрическую неизменяемость фермы. Треугольная решетка представляет собой восходящие и нисходящие раскосы со стойками или со стойками и подвесками. Шпренгельная решетка состоит из основной раскосной или треугольной решетки и шпренгелей, расположенных у верхнего или нижнего пояса. Могут применяться фермы безраскосные, имеющие между поясами только вертикальные элементы — стойки.

Выбор вида решетки фермы производиться путем сравнения расхода стали, количества элементов и узлов, трудоемкости, стоимости и других технико-экономических показателей.

Под воздействием вертикальной нагрузки в балочных разрезных сквозных фермах верхние пояса работают на сжатие, а нижние на растяжение. Величина этих усилий возрастает с увеличением расчетного пролета и уменьшается с увеличением высоты фермы. Раскосы, восходящие от опор к середине пролета, испытывают сжатие, а нисходящие — растяжение.

Подвески и стойки служат для уменьшения свободной длины панели. Стойками называются элементы, работающие на сжатие, подвесками — элементы, работающие на растяжение.

Для главных ферм малых пролетов наилучшей является простая треугольная решетка.

Для средних пролетов, до 110 м включительно, — треугольная решетка с подвесками и стойками.

Для больших пролетов, более 120 м, применяется треугольная решетка с подвесками и шпренгелями у нижнего пояса, позволяющими сохранить оптимальную длину панели иугол наклона раскосов при большой высоте ферм. Для уменьшения свободной длины сжатых панелей верхнего пояса подвески шпренгеляпродолжаются до верхнего пояса, а для уменьшения свободной длины стоек и подвесок ставятся горизонтальные стяжки.

Для повышения уровня унификации, улучшения технологии изготовления и монтажа, снижения трудоемкости и стоимости главные фермы близких пролетов принимаются одинаковых систем, высоты ферм и длины панели.

Так, например, типовые главные фермы пролетами 88 и 110 м имеют параллельные пояса, треугольную решетку с подвесками и стойками, одинаковую высоту 15 м, длину панели 11 м и расстояние между фермами 5,8 м.

Элементы ферм представляют собой прямолинейные стержни, воспринимающие большие продольные усилия и поэтому имеющие значительные площади поперечных сечений. Элемент состоит из набора уголков и листов необходимых размеров и в определенном количестве, объединенных в неизменный стержень. В современных пролетных строениях наиболее применимыми являются сечения коробчатой и Н-образной формы.

Коробчатые сечения состоят из двух вертикальных и двух горизонтальных листов, жестко соединенных сварными швами, вертикальные листы являются основными и более толстыми, чем горизонтальные. Коробчатые сечения имеют большую жесткость при изгибе и кручении, они экономичны по расходу стали, менее подвержены коррозии, но сложны в изготовлении. Применяются как для поясов ферм, так и для сжатых раскосов.

Коробчатые элементы из сплошных листов герметизируются установкой по их концам сплошных поперечных диафрагм, препятствующих проникновению внутрь коробок влаги, снега и грязи. Применение герметичных элементов сокращает площадь окраски и замедляет коррозию, что снижает эксплуатационные расходы и увеличивает срок службы фермы.

Элемент фермы коробчатого сечения

Н-образные сечения состоят из двух вертикальных и одного горизонтального листа, соединенных сваркой. Преимуществом их является простая открытая конструкция, удобная для изготовления. Недостатки этих сечений состоят в: возможности загрязнения и необходимости частой очистки и окраски горизонтальных элементов; опасности быстрой коррозии стали; меньшей жесткости относительно горизонтальной оси. Поэтому Н-образные сечения применяются для наклонных и вертикальных элементов, воспринимающих небольшие нагрузки.

Элемент фермы Н-образного сечения

Рис. 3.20. Сечение поясов сквозных ферм:

а — швеллерное; б — коробчатое; в — П-образное и швеллерное; г — двутавровое Н-образное; д — одностенчатое; е — коробчатое

Рис. 3.21 Сечения решеток ферм:

а, б – швеллерные; в – двутавровые; г,д – плоские; е,ж,з - уголковые

Узлы главных ферм представляют собой соединения концов элементов, оси которых сходятся в одной точке — центре узла (рис. 3.22). К узлам ферм прикрепляются поперечные балки и элементы связей. Концы элементов ферм соединяются при помощи фасонных листов: фасонок-накладок, фасонок-вставок, фасонок-приставок. Фасонки должны быть простой формы, минимальных размеров и толщиной не менее 12 мм.

Рис. 3.22. Конструкция узла ферм:

1- нижний пояс фермы; 2- стойка; 3- раскос; 4- фасонка

Конструкция узлов ферм должна быть простой и удобной для монтажа, предотвращать возможность скапливания воды и грязи.

Связи между фермами. Главные фермы стальных пролетных строений соединяются в плоскостях верхних и нижних поясов продольными связями, а в плоскостях раскосов, подвесок или стоек — поперечными связями.

Продольные связи представляют собой фермы, поясами которых являются пояса главных ферм. Решетка связей может быть треугольной, ромбической, крестовой, полураскосной и других систем.

Поперечные связи между главными фермами располагаются в вертикальных плоскостях стоек и подвесок ферм или в наклонных плоскостях промежуточных раскосов через 11—12 м.

Тормозные рамы, устраиваемые в железнодорожных пролетных строениях, передают продольные тормозные усилия от балок проезжей части на пояса ферм и далее на неподвижные опорные части. Тормозные рамы располагаются посередине пролета. Рамы образуются из диагональных связей и распорок между продольными балками или из диагональных продольных связей и дополнительных раскосов.

Портальные рамы передают ветровую и другие поперечные нагрузки с верхних продольных связей на опоры. Они располагаются по концам пролетных строений в плоскостях опорных раскосов или стоек или первых подвесок главных ферм.

Портал пролётного строения.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Читайте также:

  
• Лист просечно вытяжной из черных металлов
  
• Гардеробная из металлических стеллажей
  
• Металлическая связь примеры веществ
  
• Прием металла в кузнецке
  
• Как укрепить замок на металлической двери