S – усилия в тех же элементах, от единичной вертикальной сосредоточенной силы Р = 1, приложенной в середине пролета;
L, Е, F – длины, модули упругости и площади поперечных сечений соответствующих элементов моста;
sq – напряжения в элементах от временной нагрузки.
Знак суммы распространяется на все стержни фермы, а также удерживающие ванты (оттяжки) и пилоны моста.
Таким образом, выражение для d показывает, что прогиб вантовой фермы от временной нагрузки уменьшается:
– с уменьшением напряжений в вантах;
– с увеличением модуля упругости вант;
– с уменьшением отношения временной нагрузки фермы к постоянной.
Прогиб фермы является также функцией величины отношения стрелы фермы к пролету, так как от этой величины зависят усилия в вантах и длины вант.
Наивыгоднейшее значение отношения f/L находится в пределах 1/6 … 1/8. Повышение этого отношения связано с увеличением высоты пилонов и удорожанием сооружения.
Модуль упругости троса, идущего для изготовления вант, составляет 1,5´106 … 1,6´106 кг/см2. Значение модуля можно увеличить до 1,8´106 кг/см2, если трос, перед употреблением в дело, подвергнуть предварительному растяжению, в течение 1 … 1,5 часов до напряжений, превышающих в 1,5 раза расчетное.
Уменьшения, прогибов вантовых ферм можно достичь, снижением напряжений в вантах, или увеличением собственного веса проезжей части, однако оба эти приема связаны с существенным удорожанием стоимости моста.
В связи с этим норму максимально допускаемого прогиба для вантовых мостов увеличивают сравнительно с установленными нормами для мостов балочных и арочных, и по опыту проектирования и эксплуатации, принято считать допускаемым прогиб этих сооружений в 1/300 … 1/500 пролёта.
Вес
Полный вес вантовых ферм с подвесками и удерживающими вантами может быть ориентировочно определен по формуле инженера Е.И. Крыльцова (Крыльцов Е.И. Вантовые мосты. – М.: Трансжелдориздат, 1935 г.):
,
здесь:
g – вес вантовой фермы;
y – конструктивный коэффициент (отношение действительного веса фермы к теоретическому), равный 1,4 … 1,6;
g – удельный вес материала ферм;
n – число панелей в полу пролете;
a – величина панели. Остальные обозначения см выше.
В таблице 9.1 представлены некоторые данные о вантовых мостах, построенных в СССР.
Табл. 9.1.
9.2. Краткий обзор схем радиально-вантовых ферм
Геометрическая неизменяемость вантовых ферм, при гибкости их стержней, является тем признаком, по которому вантовые фермы отличаются от цепных, составляя особый класс висячих ферм. Их формирование, есть последовательное присоединение новых узлов к уже существующим, причем, для обеспечения геометрической неизменяемости, каждый узел фермы прикрепляется к двум другим, уже закрепленным узлам, при помощи двух стержней.
Наиболее простой по способу формирования является вантовая ферма, представленная на рис. 9.7.
Рис. 9.7. Вантовая ферма
Каждый из узлов 1, 2, 3... этой фермы подвешен с помощью двух вант к вершинам обоих пилонов. Обе ванты, поддерживающие любой узел, получают усилия от временной нагрузки, находящейся в пределах только двух смежных, с рассматриваемым узлом, панелях. Эти усилия могут быть только растягивающими.
Недостатком приведенной схемы является большое число длинных пересекающихся вант, делающих систему сложной и неэкономичной. Этот недостаток в значительной мере устраняется в схеме фермы, приведенной на рис. 9.8
Рис. 9.8. Вантовая ферма
В этой ферме, каждый из узлов, 1, 2, 3 и 5, 6, 7 кроме среднего (узел О), подвешен непосредственно только к ближнему пилону. Со стороны второго пилона этот узел подвешен к смежному узлу фермы. В рассматриваемой схеме, как и в предыдущей, каждая ванта может получать только растягивающие усилия, для работы вант на растяжение необходимо, чтобы поясные ванты одного полупролета располагались на прямой с верхней радиальной вантой другого полупролета. Недостатком схемы является высокое положение узла О, большая длина подвесок и высокие пилоны.
9.2.1. Простая радиально-вантовая ферма
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.