Пролетные строения со сплошными балками

ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ СО СПЛОШНЫМИ БАЛКАМИ        [3, с.23-54]

22.1. Виды пролетных строений со сплошными балками  [3, с.23-26]

В пролетных строениях со сплошными балками глав­ным несущим элементом служит балка, в которой верхний, нижний пояс и стенка составлены из листового прокатного металла, причем стенка сделана сплошной. Обычно используют в таких балках двутавровое или коробчатое поперечное сечение.

По статической схеме пролетные строения со сплошными бал­ками могут быть разрезными, неразрезными или консольно-балочной системы (рис. 22.1).

В настоящее время пролетные строения со сплошными главны­ми балками применяют в очень широком диапазоне пролетов от 20—30 м до 250—300 м. Это наиболее применимая конструкция металлических мостов. Основным достоинством балок со сплош­ной стенкой можно считать простоту конструкций и изготовления, которые значительно дешевле, чем в случае применения ферм или других типов пролетных строений.

При пролетах до 40—60 м применяют пролетные строения раз­резной системы (рис. 22.1, а). Конструкция разрезных пролетных строений проста и экономически рациональна при относительно небольших пролетах. Но если основной пролет превышает 60 м, экономичнее неразрезные пролетные строения (рис. 22.1, б, в, г) так как они позволяют уменьшить расход металла в пролетных строениях и материала промежуточных опор.

При перекрытии пролетов 60—80 м применяют главные балки со сплошной стенкой с постоянной высотой (рис. 22.1, б). Балки со сплошной стенкой и постоянной высотой позволяют упростить изготовление и осуществлять монтаж пролетных строений надвижкой с контейнерно-тыловой сборкой в удобных условиях на подхо­дах к мосту.

При пролетах свыше 80 м над промежуточными опорами возни­кают настолько большие отрицательные моменты, что приходится увеличивать высоту опорных сечений. Балки получают нижний пояс с очертанием его по ломаной (рис. 22.1, в) или по кривой (рис. 22,1, г). В этих случаях осложняется изготовление балок и их мон­таж. Обычно при ломаном очертании нижнего пояса стараются сохранить постоянную высоту на большей части длины пролетного строения.

Криволинейное очертание нижнего пояса значительно услож­няет изготовление конструкций и поэтому применяется обычно при очень больших пролетах, превышающих 120—150 м. Необходимо отметить хорошие архитектурные качества балок с криволинейным очертанием нижнего пояса.

Значительное увеличение жесткостей приопорных сечений в не­разрезных балках с ломаным и криволинейным очертанием ниж­него пояса приводит к заметному перераспределению моментов и высот сечений: сечения, близкие к промежуточным опорам, тре­буют больше материала и большие высоты, а средние сечения могут быть осуществлены с меньшей высотой, что еще более улуч­шает экономические показатели и внешний вид неразрезных про­летных строений. Чаще всего проектируют трехпролетные неразрезные балочные пролетные строения. Но возможны неразрезные системы и с большим количеством пролетов. Основным ограниче­нием неразрезной длины балки обычно служат температурные деформации системы и усложнение конструкции деформационных швов из-за этого.

Соотношение средних и крайних пролетов неразрезных балок l₂: l₁ обычно лежит в пределах 0,7—0,8, когда наибольшие значе­ния моментов в соседних пролетах получают близкие значения.

Во второй половине XIX в. и в начале XX в. к неразрезным конструкциям, особенно в случаях плохих грунтов, относились осторожно из-за больших дополнительных усилий в случае неравно­мерных или больших осадок опор. Поэтому вместо неразрезной системы часто применяли балочно-консольную (рис. 22.1, д). Последняя в настоящее время в мостах со сплошными балками практически не применяется. Создание современных фундаментов на сваях или мощных оболочках глубокого заложения позволяет строить вполне надежные опоры и устраивать неразрезные пролет­ные строения при любых грунтовых условиях.

Пролетные строения со сплошными балками имеют обычно езду поверху, что позволяет упростить конструкцию проезжей части создает защиту несущих конструкций от атмосферных воздействий, улучшает условия проезда автомобилей по мостам. Высота глав­ных балок при этом полностью входит в строительную высоту. Поэтому в случаях жестких ограничений строительной высоты, что случается крайне редко, могут быть устроены пролетные строения со сплошными балками и ездой понизу.

Высота главных балок в пролете h и над опорами H зависит от многих причин. В первую очередь она определяется требуемой жесткостью пролетных строений и стремлением к минимальному расходу металла. Также она может быть ограничена местными условиями. Серьезное влияние на высоту балок оказывают проч­ность применяемой стали (класс стали), конструкция поперечного сечения пролетного строения, количество балок в поперечном сече­нии и методы возведения моста. Поэтому высота балок при рав­ных пролетах может заметно различаться в зависимости от кон­кретных условий. Но приближенно принято назначать высоту про­летных строений в долях перекрываемого пролета.