Мосты с пролетными строениями комбинированных систем

Мосты с пролетными строениями комбинированных систем

В автодорожных мостах, кроме основных систем металлических мостов – балочной, арочной и рамной, достаточно часто применя­ют системы, составленные из двух простых. Такие системы назы­вают комбинированными. Чаще всего их образуют из балочной системы (со сплошной или сквозной стенкой) и арочной. Реже ба­лочную или арочную дополняют стержнями, существенно влияю­щими на работу конструкции. В основном комбинированные сис­темы относительно опорных реакций работают как балочные, не­смотря на наличие арочных элементов, разгружающих балки.

Большую группу комбинированных систем можно составить из пролетных строений с ездой понизу, представляющих соединение балки и арки, расположенной сверху, с разными соотношениями их вертикальных жесткостей.

Например, в последнее время получили распространение про­летные строения, представляющие собой жесткую арку с гибкой затяжкой и часто расположенными наклонными подвесками (рис. 26.6, а). Работа арки в этом случае сильно меняется, сече­ния получаются легче. Наклонные подвески могут быть поставле­ны часто и делают конструкцию похожей на многорешетчатую ферму, но могут составлять и простую треугольную решетку.

Наибольшее применение среди комбинированных конструкций пролетных строений получила система в виде жесткой балки, уси­ленной дополнительным гибким арочным верхним поясом (рис. 26.6, б, в), или гибкая арка с жесткой затяжкой. Чаще эту систему при­меняют в разрезных пролетных строениях (см. рис. 26.6, б), одна­ко возможно ее применение и в неразрезных конструкциях для разгружения среднего пролета (см. рис. 26.6, в). Гибкий арочный пояс позволяет значительно уменьшить моменты в балке и сделать ее сечения более легкими. Обычно полную высоту такой системы Я назначают в пределах 1/7-1/9 пролета l, а высоту балки жесткос­ти Н принимают равной 1/30-1/50 пролета.

В отдельных случаях за рубежом была предложена комбини­рованная система, в которой арка и балка имеют близкие жест­кости (рис. 26.6, г). Соотношение моментов инерции арки и балки обычно принимают I_а:I_б=0,5-1,0. Стрела подъема арки в этих пролетных строениях равна 1/5-1/7 пролета, высоту жесткой за­тяжки берут в пределах 1/50-1/70 пролета.

Жесткие арки и жесткие балки (затяжки) в комбинированных системах выполняют чаще со сплошной стенкой, но при больших пролетах возможно применение и сквозных конструкций (рис. 26.6, д). Система, представленная на рис. 26.6, д, применялась достаточ­но часто. Это неразрезная система, в которой боковые пролеты пе­рекрыты балочной конструкцией в виде фермы с жестким верхним поясом. Средний пролет перекрывают арочные фермы с затяжкой, которая является продолжением жесткого пояса боковых ферм. Во всех системах этой группы распор арочного элемента воспринимает затяжка (гибкая или жесткая), и на опоры переда­ются только балочные реакции, что позволяет значительно облег­чить конструкцию опор и фундаментов.

Рис. 26.6. Схемы мостов комбинированных систем                             Рис. 26.7. Схемы мостов комбинированных систем

                 с ездой понизу ездой                                                                                 с поверху и посередине

Другая, также достаточно распространенная группа комбини­рованных систем может быть образована из жестких балок, под­держиваемых снизу гибким арочным (подпружным) поясом. Воз­можна в этом случае система, в которой жесткая балка опирается на гибкую арку (рис. 26.7, а), передающую распор на опоры. 

Весьма рациональной показала себя система с неразрезной жесткой балкой, усиленной снизу над промежуточными опорами арочными шпренгельными элементами (рис. 26.7, б). Высота ароч­ных шпренгелей может быть в пределах 1/8-1/12 среднего пролета l, а высота неразрезной балки Н за счет разгружающего влияния шпренгелей может быть доведена до 1/60.

В случае перекрытия больших пролетов, особенно если по усло­виям проектирования боковые пролеты должны быть значительно меньше среднего, можно воспользоваться неразрезной системой, где гибкая арка в среднем пролете в основном расположена над балкой, а в крайних — поддерживает ее снизу (рис. 26.7, в). Пол­ную высоту пролетного строения в среднем пролете и над опорами обычно принимают как 1/8-1/12 среднего пролета, а высоту балки жесткости — 1/50-1/70. Отношение длин крайнего пролета и сред­него часто берут в пределах l₁ : l=1/2-1/3.

Конструктивно пролетные строения комбинированных систем, состоящие из балки и арочных поясов, близки к простым основ­ным системам. Сечения дополнительного пояса аналогичны сече­ниям арок или сжатых поясов ферм. Балки жесткости имеют та­кие же сечения, как и балки со сплошной стенкой, элементы ферм и подвесок повторяют решения, характерные для сечений сквозных ферм. Узлы, сопряжения элементов и связи в комбинирован­ных системах решают, как и в простых системах. Однако компо­новка поперечных сечений комбинированных систем, состоящих из балок и арок, имеет ряд особенностей.

Гибкая или жесткая затяжка (балка жесткости) может иметь два основных решения. В первом случае главные несущие конст­рукции (совместно арка и балка) представляют собой плоские системы, каждая из которых имеет и балочный и арочный элемен­ты (рис. 26.8, в, г). На главные несущие комбинированные конст­рукции опирается проезжая часть. Подвески или стойки в таких конструкциях объединяют продольные главные балки с арочными элементами. Подобные решения долгое время были наиболее рас­пространенными.