Основные виды пролётных строений.

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

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

• балочные (разрезные, консольные, неразрезные) — (рис. 3.6);

Рис. 3.6. Виды стальных мостов:

а — мост с двухпролетным неразрезным и разрезным однопролетным строением; б — мост с консольными строениями

 

• рамные (неразрезные, с наклонными стойками и др.) — (рис. 3.7);

Рис. 3.7. Схемы рамных мостов:

а — рамный неразрезной трехпролетныймост; б — рамный однопролетный мост; 1 — стойки; 2 — ригель; l — пролет однопролетного рамного моста; l ₁, l ₂, l ₃ — пролеты многопролетного рамного моста; h — высота рамы;H — горизонтальная опорная реакция; V — вертикальная опорная реакция.

 

• арочные (трех-, двухшарнирные и бесшарнирные) — (рис. 3.8);

Рис. 3.8. Схемы арочных мостов:

а — с ездой посередине; б — с балкой жесткости

 

• висячие (с гибким кабелем, шарнирной цепью и др.) — (рис. 3.9);

Рис. 3.9. 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.

 

• вантовые;

Рис. 3.9.1. Вантовые мосты

 

 

• комбинированные (балка с аркой, балка с кабелем, вантовые и др.).

По виду металла  пролетные строения бывают из углеродистой илинизколегированной 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.

Балочно-неразрезные пролетные строения. Главной несущей частью этих пролетных строений являются многопролетные статически неопределимые сплошностенчатые  балки или стержневые фермы, опирающиеся на одну шарнирно-неподвижную и две или более шарнирно подвижные опорные части (рис. 3.10).

Рис. 3.10. 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 перекрываютсяпролеты 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 частьюэтих пролетных строений является многопролетные шарнирные статически определимые сплошные балки или фермы (рис. 3.11).

Рис. 3.11. Балочно-консольные пролетные строения

 

Арочные мосты состоят из металлических арочных пролетных строений и массивных опор (рис. 3.12). 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.

Рис. 3.12. Основные системы металлических арочных мостов:

а — арочный двухшарнирный однопролетный мост с ездой поверху; б — трехшарнирный мост с ездой поверху; в — арочный мост с ездой посередине; г — арка с жесткой затяжкой; д — деталь конструкции арки; 1 — конструкция проезжей части; 2 — над арочные 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)

 

Основными преимуществами арочных пролетных строений по сравнению сбалочными являются следующие: меньший расход стали при больших пролетах, большая вертикальная жесткость, лучшие архитектурные 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. 3.13) состоят из следующих основных частей:

- главные несущие элементы (балки, арки, фермы);

- продольные и поперечные связи между главными несущими элементами;

- проезжая часть;

- смотровые приспособления.

Продольные и поперечные связи устраивают между главными несущими элементами. Они располагаются в плоскостях верхнего и нижнего поясов главных элементов и обеспечивают пространственную неизменяемость, жесткость и устойчивость конструкции.

Проезжая часть устраивается на продольных и поперечных балках пролетных строений (Рис. 3.13)

 

Рис. 3.13

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