Общая характеристика висячих и вантовых мостов. Элементы висячих и вантовых мостовых конструкция и материалы, страница 11

hб³0,001´L´(8,33+0,0033´L),

,

здесь:

L – основной пролет моста;

В – расстояние между крайними балками (фермами) поперек моста, м;

f – стрела провисания кабеля, м.


Для назначения высоты балок жесткости не имеется каких-либо строго установленных рекомендаций, а соотношение высоты балки жесткости и величины основного пролета может колебаться от 1/20 до 1/358 (мост через Босфор, рис. 7.30 и приложения).

Босфор (г

Рис. 7.30. Мост через пролив Босфор в Стамбуле (Турция)


Лекция 3

СИСТЕМЫ ВИСЯЧИХ МОСТОВ

8. СИСТЕМЫ ВИСЯЧИХ МОСТОВ С БАЛКАМИ ЖЕСТКОСТИ

8.1. Однопролетные висячие мосты

8.2. Двухпролетные висячие мосты

8.3. Трехпролетные висячие мосты

8.4. Многопролетные висячие мосты

8.5. Меры повышения жесткости многопролетных висячих

       мостов

8.6. Безраспорные висячие мосты с балкой жесткости

8.7. Особенности применения железобетонных балок

       жесткости

8.8. Дополнительные меры повышения жесткости висячих

       мостов


8. СИСТЕМЫ ВИСЯЧИХ МОСТОВ

С БАЛКАМИ ЖЕСТКОСТИ

Висячими называют мосты, в пролетных строениях которых главными несущими элементами являются растянутые, гибкие, криволинейные (свободно провисающие) нити, поддерживающие с помощью подвесок балку жесткости и передающие усилия на пилоны.

Рис. 8.1. Крупнейший висячий мост мира – мост AkashiKaikyo в Японии

Основной особенностью висячих мостов является то, что их главный несущий элемент – свободно провисающая нить (кабель) – является системой геометрически изменяемой. Кабель не может воспринимать сжимающих усилий, т.к. при этом теряет устойчивость, из-за этого обстоятельства, висячие системы обладают пониженной жесткостью.

Анализируя работу кабелей висячих мостов, следует отметить:

1. Загружение кабеля сосредоточенной силой и загружение равномерно распределенной по длине нагрузкой, дает в результате различные формы равновесия висячей системы (см. рис. 8.2).


Рис. 8.2. Схемы работы кабеля под различными нагрузками

а – модель сосредоточенного воздействия временной нагрузки,

в – модель воздействия распределенной нагрузки от собственного веса.

Учитывая уменьшение общих перемещений кабеля при равномерном распределении нагрузки по его длине (рис. 8.2 а и 8.2 в), можно сделать вывод: в висячих сооружениях необходимо иметь соотношение нагрузок в пользу равномерно распределенных, к ним, прежде всего, следует отнести собственный вес (при больших пролетах (и, следовательно, большом весе сооружения), доля сосредоточенной временной нагрузки будет относительно мала). В уровне проезжей части висячих мостов, следует применять балку жесткости, способствующую равномерной передаче нагрузок на кабель (причем влияние балки на кабель зависит от ее жесткости, чем выше жесткость балки, тем меньше перемещения кабеля, однако очень жесткие балки применять нецелесообразно т.к. дорого).

2. Загружение половины пролета висячей системы вызывает S-образный прогиб (см. рис. 8.3).

Рис. 8.3. Схема S-образного прогиба висячей системы

Под действием нагрузки левая часть моста (балки жесткости) прогибается, вслед за ней опускается вниз левая часть кабеля, в этот момент срабатывает т.н. «эффект нити»: правая часть кабеля распрямляется, поднимается вверх и через подвески заставляет изгибаться вверх балку.

При применении балки жесткости, удается снизить величину S-образного прогиба (см. рис. 8.3), (причем влияние балки на кабель, также как и в предыдущем случае, зависит от жесткости ее на изгиб, чем выше жесткость, тем меньше перемещения кабеля, однако очень жесткие балки применять нецелесообразно т.к. дорого)


Выше отмечалось, что применение мощных жестких балок является затратным и дорогостоящим решением, увеличить экономичность системы, можно разгрузив балку жесткости от действия постоянной нагрузки, передав ее собственный вес на кабель целиком. Для этого на период строительства в конструкцию вводят временные шарниры (см. рис. 8.4), после окончания строительства шарниры заглушают. При таком решении на балку, как правило, передается не более 2 … 5% нагрузок, остальные воспринимает кабель.