Общая характеристика висячих и вантовых мостов. Элементы висячих и вантовых мостовых конструкция и материалы, страница 14

Основной их конструктивной особенностью является то, что несущий кабель пропускается через все пролеты и закрепляется в анкерных опорах.

Ниже на рис. 8.19 представлены варианты схем моста.

а) При равных пролетах (без бокового пролета)

б) При 0,25´L2 < L₁ £ 0,5´L₂  (с подвешенным боковым пролетом)

в) При L₁ £ 0,25´L₂ (с не подвешенным боковым пролетом)

Рис. 8.19. Схемы многопролетных висячих мостов

К особенностям многопролетных висячих мостов можно отнести:

1. При одинаковых пролетах распор в кабеле от постоянной нагрузки уравновешен;

2. Для этих мостов характерна низкая экономичность, т.к. при увеличении числа пролетов распор в системе уменьшается и следовательно увеличивается изгибающий момент в балке жесткости       М_б.ж. = М_ох – Н´у;

3. В них применяются (как правило) разрезные балки жесткости;

4. Для таких систем характерна пониженная вертикальная жесткость (см. случай загружения одного из пролетов на рис. 8.19);

5. При увеличении числа пролетов общая жесткость системы продолжает снижаться

Многопролетная висячая система один раз статически неопределима (неизвестным является распор – Н), для такой системы по методу сил можно записать   d₁₁´Х₁ + D_1р = 0, т.е. для распора       d_нн´Н + D_нр = 0,      откуда:       Н = – ,

здесь:

D_нр – грузовое перемещение в одном пролете;

d_нн – перемещения от единичного воздействия по направлению распора во всех пролетах;

n – число пролетов.

Для иллюстрации сказанного в п.4 см. пример зарубежных исследований на рис. 8.20;

Рис. 8.20. Пример значения вертикальной жесткости системы

Данное исследование позволяет сделать вывод, что применение многопролетных висячих мостов без принятия специальных мер повышающих их жесткость практически невозможно.

Одним из первых многопролетных висячих мостов на территории бывшего СССР, является мост через р. Днепр в г. Киеве, мост имеет четыре пролета по 134 м, два крайних пролета по 69 м и разводной пролет. Пролеты отделены друг от друга наклонными пилонами, кабель оперт на вершины пилонов подвижно.

8.5. Меры повышения жесткости

многопролетных висячих мостов

1. Устройство жестких пилонов способных воспринимать одностороннюю нагрузку и имеющих на вершине неподвижное закрепление кабеля (см. рис. 8.21).

Рис. 8.21. Проектные проработки моста в Японии

2. Разделение многопролетных мостов на несколько трехпролетных путем устройства промежуточных анкерных опор (см. рис. 8.22 а, б).

Действие постоянных нагрузок на опоре уравновешивается, при действии временных нагрузок – анкерная опора работает на опрокидывание.

а)

б)

Рис. 8.22. а – схема Оклендского моста, б – один из вариантов моста Акаси (Япония)

Общий вид и разрез промежуточной анкерной опоры, на примере опоры Оклендского моста, показаны на рис. 8.23.

  

Рис. 8.23. Общий вид и разрез анкерной опоры Оклендского моста

3. Объединение вершин пилонов дополнительным элементом-затяжкой – кабелем жесткости (см. рис.8.24).

Рис. 8.24. Схема кабеля на пилонах

Применение конструкций пролетных строений с кабелем жесткости, позволяет достичь некоторой экономии за счет уменьшения расхода материала на анкерные опоры.

Особенности работы кабеля:

1. Он должен выдерживать распор, вызываемый временной нагрузкой;

2. Он должен быть способен сопротивляться большим перемещениям;

3. Эффективнее всего он работает при загружении одного пролета;

4. Отрицательно на его работе сказываются температурные воздействия, создающие в кабеле и во всей конструкции дополнительные напряжения;

Для повышения эффективности работы кабеля (увеличения его жесткости, уменьшения провисания, и устранения температурных деформаций) при установке его предварительно натягивают на величину распора от временной нагрузки. При этом в загруженном пролете он работает как распорка, а в незагруженных, не меняет своего натяжения, следовательно не деформируется.