Пролетные строения со сплошными балками, страница 10

Кроме полезных добавок, в сталях находятся вредные примеси: сера и фосфор. Содержание серы и фосфора в строительных ста­лях строго ограничивается, так как сера делает сталь красно­ломкой (плохо сопротивляющейся механическим воздействиям при повышенных температурах), а фосфор вызывает хладно­ломкость, т. е. хрупкость при низких температурах. Последнее обстоятельство особенно важно для мостов. Поэтому различают 3 типа исполнения конструкций мостов и применяемых при этом сталей:

1) конструкции, работающие при температурах не ниже -40 °С (обычное исполнение);

2) находящиеся в местностях с расчетными минимальными температурами от -40 до -50 °С (исполнение северное А);

3) построенные в районах с минималь­ной расчетной температурой ниже -50 °С (исполнение север­ное Б). В соответствии с типом исполнения нормируется и содер­жание вредных примесей в сталях. Например, малоуглеродистая сталь 16Д может применяться только при обычном исполнении, т. е. в местностях, где минимальная расчетная температура не ниже -40°С.

Коррозия стали всегда была основным ее недостатком, кото­рый требовал значительных расходов во время эксплуатации мос­тов. Для защиты от ржавления металлические мосты необходимо систематически окрашивать. В последнее время используют и дру­гие способы защиты стали от окисления: оцинковку, покрытие спе­циальными пленками. Последние способы долговечнее окраски, но пока не получили широкого распространения в мостовом строи­тельстве. Вероятно, наиболее рациональным методом борьбы с коррозией мостовых стальных конструкций можно считать приме­нение сталей, содержащих добавки меди,—сталей типа Корген. На поверхности конструкций из этих сталей образуется плотная пленка окислов, которая хорошо защищает сталь от дальнейшей коррозии. В СССР выпускаются стали такого типа—стали марок 10ХНДП, 10ХДП, 12ХГДАФ.

По прочностным показателям все стали разделены на классы, обозначаемые буквой С и числом, показывающим величину преде­ла текучести (физического или условного) традиционно в десятых долях мегапаскалей. Малоуглеродистая сталь 16Д относится к классу С23, низколегированные стали 15ХСНД и 10ХСНД— к классам С35 и С45 соответственно. Стали класса С60 и выше от­носятся к высоколегированным.

Кроме перечисленных сталей, применяемых в мостах в виде проката, для изготовления опорных частей и шарниров используют литую сталь марок 20Л, З0Л и 35Л.

В висячих и вантовых мостах кабели и ванты делают из высо­копрочной проволоки и тросов заводского изготовления.

Помимо сталей металлические мосты могут строиться из алю­миниевых сплавов. Сплавы алюминия с медью, магнием и другими элементами имеют высокую прочность, приближающуюся к прочности сталей, а также малую плотность, что позволяет проектиро­вать из них рациональные мостовые конструкции. К недостаткам алюминиевых сплавов относятся их более высокая деформативность (в 3 раза) и вдвое больший коэффициент температурного расширения, чем у сталей. С учетом повышенной коррозийности некоторых алюминиевых сплавов в местах контакта с бетоном эти недостатки ограничивают применяемость алюминиевых сплавов в мостах. Кроме того, пока стоимость алюминиевых конструкций мостов выше, чем стальных.

Однако несколько мостов из алюминиевых сплавов построено, и они хорошо проявили себя в эксплуатации. В перспективе можно предположить, что алюминиевые сплавы будут целесообразны в разводных пролетных строениях, а учитывая повышенную хладостойкость алюминиевых сплавов, и в северных труднодоступных районах.

Несмотря на то, что стальные пролетные строения позволяют перекрывать очень большие пролеты, приближающиеся к 2000 м, ясно, что возможности применения стали в мостах еще далеки от предельных. Достаточно давно делают попытки применения в мос­тах и других металлов, в частности алюминиевых сплавов, которые имеют прочность, близкую к прочности стали, и позволяют значи­тельно уменьшить собственный вес пролетных строений. И хотя в мире имеется пока еще небольшое количество мостов из алюми­ниевых сплавов, причем пролеты балочных мостов не превышают 35 м, а арочных 90 м, можно предположить, что в будущем алюми­ниевые сплавы смогут конкурировать со сталями при проектирова­нии металлических мостов. Но сейчас стоимость алюминиевых сплавов заметно выше стоимости сталей. Поэтому сталь и является основным материалом металлических мостов.