Общая характеристика висячих и вантовых мостов. Элементы висячих и вантовых мостовых конструкция и материалы, страница 23

Применительно к висячим системам, регулирование усилий сводится к тому, чтобы при средней расчетной температуре балка жесткости не работала на изгиб от действия постоянной нагрузки (для этого систему собирают сначала как статически определимую, устраивая в балке жесткости временные шарниры, см. п. 8).

Применительно к вантовым системам, искусственное регулирование усилий выполняется чаще всего для достижения следующих целей:

1) увеличения натяжения вантовых элементов с целью создания возможности воспринимать сжимающие усилия;

2) увеличения натяжения для повышения приведенной жесткости вантовых элементов;

3) перераспределения внутренних усилий – например для изменения эпюры моментов в изгибаемых элементах системы – в главном пролете балку выгибают вверх (за счет вертикальных составляющих усилий в вантах) придавая ей дополнительный отрицательный момент (см. рис. 10.5). Однако при этом не следует забывать, что т.о. несколько увеличиваются усилия в вантах и пилоне.

Рис. 10.5. Регулирование усилий в балке жесткости

Обычно регулирование усилий проводят до пуска сооружения в эксплуатацию. Последующее регулирование усилий может понадобиться:

1) если при монтаже не удалось добиться оптимального напряженного состояния балки жесткости;

2) если надо проводить дополнительное регулирование после протекания усадки и ползучести бетона (для железобетонных балок);

3) если по окончании монтажа обнаружены неточности в усилиях в вантах и балках по сравнению с проектными.

Способы создания предварительного напряжения в системе достаточно разнообразны, однако их можно разбить на две принципиально различающиеся друг от друга группы:

1) создание предварительного напряжения, сохраняющегося в ненагруженном состоянии за счет самонапряжений возможных в статически неопределимой системе. В этом случае напряжение создается либо путем регулировки длин, углов поворота, положений опор и т. п., либо за счет временного пригруза различных элементов несобранной еще системы и замыкания ее под нагрузкой (временный пригруз после замыкания системы, как правило, удаляется).

2) создание предварительного натяжения путем включения в систему некоторой постоянной нагрузки, чаще всего собственного веса конструкции или специального балласта.

Создание предварительного напряжения путем использования приемов первой группы возможно только для статически неопределимых систем, в то время как приемы второй группы могут применяться для любых систем, однако недостатком является то, что при этом в системе возникает перегрузка, создаваемая системой балластных грузов.

Обычно регулирования усилий в вантовых системах добиваются подтяжкой вант домкратами (см. рис. 10.6), находящимися на пилоне или на балке жесткости, либо поддомкрачивая балку временными опорами.

Рис. 10.6. Натяжение вант моста Нормандия

Контроль величин усилий в канатах можно проводить:

1) торировочными монометрами включенными в сеть маслопровода домкратов;

2) по провесу канатов;

3) по собственной частоте колебаний каната:      

здесь:

n – число полуволн возбуждаемых колебаний на весь пролет каната n=1;

L – длина каната между закреплениями минус 1 … 2 м для исключения жестких участков у опор;

N – натяжение каната, т;

m = P/g – погонная масса каната, т´сек²/м² ;

Р – погонный вес каната, т/м;

g – ускорение силы тяжести, м/сек².

Учитывая     N=4´t²´L²´m,    если отсчитать время t_к для определенного количества полных колебаний (обычно к=50), тогда:        ,

здесь:

t₅₀ – замеренное время 50 колебаний каната, сек.

10.3. Схемы вантово-балочных мостов

Современные вантово-балочные мосты характеризуются большим разнообразием систем, размеров и способов расположения вант.

Ранее классификация вантовых мостов рассматривалась в разделе 6.

Как все вантовые мосты, вантово-балочные можно классифицировать:

1. По назначению (железнодорожные, автодорожные, городские, пешеходные, трубопроводные и совмещенные);

2. По числу пролетов (двухпролетные, трехпролетные и многопролетные);

3. По материалу балки жесткости (металлические, железобетонные и сталежелезобетонные);