Висячие металлические мосты.

1. Арочные и рамные системы металлических мостов.

По статической схеме металлические арки мостов могут быть: бесшарнирные, двухшарнирные,итрехшарнирные. Чаще всего применяют двухшарнирные арки. Они имеют достаточную жесткость и мало реагируют на изменения температуры. Трехшарнирные арки применяют в случаях, когда возможны просадки опор. Бесшарнирные арки, испытывающие большие дополнительные напряжения от изменений температуры, применяют очень редко.

При достаточной строительной высоте арочные мосты возводят с ездой поверху. Если по местным условиям это невозможно, то арки поднимают выше уровня проезжей части, устраивая мост с пониженной ездой или даже с ездой понизу.

Арочные мосты с ездой понизу часто делают с затяжкой, воспринимающей распор арки.

Арочные мосты делают клепанными или сварными.

Арки могут быть сплошного сечения ( применяются при длине пролета до 200 м) и решетчатые (при длине пролета более 200 м)

Стрела подъема принимается 1/6 -1/7 длины пролета.

Высота h арок 1/50-1/60 длины пролета.  

1 – жесткая балка;

2 – верхний полигональный пояс (гибкая арка);

4 – металлическая стойка;

5 – металлический подкос.

Висячие мосты.

В висячих металлических мостах главным несущим элементом служат кабели, работающие на растяжение. К кабелю с помощью подвесок подвешивают балки жесткости с конструкцией проезжей части.

Кабели изготавливают из крученных проволочных канатов, а при больших пролетах – из мощного пучка параллельных проволок.

Крученые канаты для кабелей и вантов висячих мостов делают из стальной холоднотянутой проволоки с пределом прочности 1800 МПа (чем тоньше проволока, тем она прочнее). Толщина проволок составляет 3-5мм.

Для кабелей применяют канаты: имеющие крестовую свивку, при которой проволоки в прядях и сами пряди навиты в противоположные стороны, применяют также плотные или закрытые канаты, в которых наружные слои имеют проволоки фасонного сечения, предохраняющие внутренние проволоки от проникновения к ним влаги. Против ржавления проволоки покрывают оцинковкой и заполняют промежутки между проволоками, прядями и канатами (в кабеле) антикоррозийной смазкой. Благодаря высокой прочности стальных проволочных канатов вес висячих мостов получается наименьшим, что позволяет перекрывать ими очень большие пролеты (до 2-х км.)

Стрела- f- принимается 1/8 пролета.

Кабель проходит над вершинами пилонов и закрепляется концами в устоях. К кабелю с помощью подвесок подвешивают балки жесткости с конструкцией проезжей части моста (рис. 2).

При различных положениях временной нагрузки кабель меняет свое геометрическое очертание. Например, при загружении временной нагрузкой левой половины пролета кабель сильно провисает в этом полупролете за счет правого. В результате пролетное строение значительно прогибается в загруженной половине пролета и в незагруженной вверх, образуя двухволновую (S-образную) форму линии прогиба моста. Чтобы уменьшить большие прогибы, вызываемые деформациями кабеля, устраивают балки (или фермы) жесткости. Чем больше высота балки жесткости, тем меньше прогибы вичячего моста под временной нагрузкой.

Высоту балки жесткости принимают 1/60 пролета, а при перекрытии очень больших пролетов -1/100пролета

Висячие мосты в зависимости от способа закрепления концов кабеля разделяют на распорные и безраспорные.

В распорных мостах усилия концов кабеля передаются на грунт или массивные устои.

В безраспорных мостах часть усилий концевых частей кабеля передается балке жесткости, а часть устою.(В безраспорных мостах горизонтальные слагающие Н усилия в концевых частях кабеля передаются балке жесткости и только вертикальные слагающие требуют закрепления в устоях.)

Из-за передачи распора на балки жесткости возрастает затрата на них металла, но зато устои имеют меньщий объем. Поэтому безрапорные висячие мосты применяют для небольших пролетов (не более 300 м), когда из-за слабых грунтов желательно уменьшить нагрузку на устои.

Пилоны –мощные стойки, шарнирно опертые или защемленные нижним концом на опоры.(кабель проходит над вершинами пилонов и опирается на них с помощью стальных литых подушек).

Рис. 2.

1 – кабель;

2– балка жесткости;

5 – вертикальная подвеска;

6 – пилон;

9– закрепление кабеля, передающее вертикальную его реакцию.

Вантовые мосты.

В вантовых мостах балку жесткости изготавливают неразрезной, а ванты располагают симметрично по обе стороны пилонов.

Крайние ванты в береговых пролетах закрепляют нижними концами над опорами с тем, чтобы вертикальные слагающие усилий этих вантов передавались непосредственно опорам. Горизонтальные слагающие усилий всех вантов передаются балке жесткости.

Достоинство мостов с балкой жесткости и вантами – большая их жесткость по сравнению с кабельными мостами.