Конструкция проезжей части. Балочная клетка проезжей части. Сборные и монолитные плиты. Современные металлические мосты, страница 2

В современных металлических мостах, особенно при перекрытии больших пролетов (от 80-100 м и выше), применяют проезжую часть с металлическим ортотропным настилом (рис. 22.2, д).Распределенная нагрузка от веса проезжей части с металлическим настилом обычно лежит в пределах от 2 до 3,5 кН/м² в зависимости от типа покрытия. Покрытие ездового полотна, устраиваемого по ортотропной плите, должно иметь хорошую связь с поверхностью металла, что может быть достигнуто наваркой на нее арматурных стержней. Элементы ортотропного настила состоят из горизонтального стального листа толщиной 12 - 18 мм, подкрепленного ребрами, приваренными к нему с шагом 25-35 см (рис. 22.3). Высота ребер может быть принята в пределах ¹/₈ – ¹/₁₀ их пролета, т. е. расстояния между поперечными балками, поддерживающими настил.

Прикрепляющие настил ребра могут быть выполнены из проката разного профиля. При этом ребра могут иметь как открытый профиль, так и замкнутый.

Очень часто применяют ребра из полосовой стали (рис. 22.3, а) толщиной 12—16 мм и высотой около 200 мм. Это наиболее простой вид ребер ортотропных плит, но он не всегда эффективен из-за необходимости обеспечения устойчивости свободного края ребра в сжатой зоне. С этой точки зрения более рациональны швеллерные, уголковые или тавровые ребра жесткости (рис. 22.3, б, в, г). Но они гораздо менее рациональны по расходу металла на ортотропный настил и поэтому их применяют реже.

Иногда в ортотропном настиле используют специальный профиль из полосовой стали с утолщением на одном крае (рис. 22.3, д). Этот тип ребер занимает промежуточное положение по показателям между ребрами из полосовой стали и из профильного металла.

В современных конструкциях находят применение ребра замкнутого профиля из прокатных уголков (рис. 22.3, е) или из гнутого листа (рис. 22.3, ж, з). При этом возрастает жесткость ортотропного настила и уменьшается число сварных швов, так как ребра замкнутого сечения ставят через 50-70 см.

Ортотропный настил опирается на поперечные балки и обычно входит в сечение главных балок как верхний пояс. Применение ортотропного настила целесообразно при пролетах более 80-100 м.

Балочная клетка проезжей части

В балочных мостах со сплошной стенкой конструкция проезжей части опирается непосредственно на главные балки или передает давление на систему дополнительных балок – балочную клетку. Опирание конструкции проезжей части прямо на главные балки (рис. 22.4, а, б) обычно устраивают при небольших (до 4-6 м) расстояниях между ними. Если расстояние между главными балками превышает 3-4 м для уменьшения пролета несущей части настила могут быть установлены продольные, поперечные или те и другие балки проезжей части.

В пролетных строениях со сплошной стенкой с железобетонной плитой проезжей части балочную клетку только из поперечных балок (рис. 22.4, в) устраивают редко. В этом случае плита проезжей части имеет пролет вдоль движения, причем этот пролет будет равен расстоянию между поперечными балками и может быть довольно большим. Обычно шаг поперечных балок совпадает с шагом поперечных связей, и они представляют единую конструкцию.

В случае применения ортотропного настила основным решением служит конструкция с поперечными балками (рис. 22.4, г), которые входят в состав ортотропной плиты и передают нагрузку на главные балки.

При относительно больших расстояниях между главными балками и железобетонной плите наиболее распространена балочная клетка с продольными и поперечными балками (рис. 22.4, д, е).Расстояние между продольными балками равно 2-3 м. Поперечными балками могут служить поперечные связи (см. рис. 22.4, е). В мостах со сплошной стенкой продольные балки опирают на верх поперечных балок (этажное сопряжение). Чтобы уменьшить дополнительные напряжения в балках проезжей части от влияния деформаций верха главных балок желательно опирание продольных балок на поперечные делать продольно подвижным. Такой тип опирания может быть осуществлен применением специальных опорных частей, закреплением продольных балок над поперечными консольным листом (рис. 22.5, а, б).

Последний вид прикрепления обеспечивает возможность небольших продольных перемещений продольных балок за счет гибкости консольного листа. Обычно продольные балки делают неразрезными. Если бы продольные балки были жестко закреплены на поперечных, в них возникли бы дополнительные осевые усилия, а в поперечных балках – изгиб в горизонтальной плоскости и кручение (рис. 22.6). Это объясняется тем, что верхние пояса главных балок, находящиеся в уровне установки продольных балок, под действием продольной силы N при изгибе деформируются от вертикальной нагрузки Р и заметно изменяют свою длину и расстояния между верхними поясами поперечных балок. При продольно-подвижном закреплении неразрезных продольных балок балочная клетка практически не включается в работу главных балок. Балочная клетка чаще всего выполняется из двутавровых сечений со сплошной стенкой. При небольших пролетах (до 3-4 м) балки могут быть выполнены из прокатных двутавров, при больших пролетах их сваривают из листового проката. Высота балок составляет ¹/₈ – ¹/₁₂ их пролета.

Если пролетное строение имеет большие расстояния между главными балками, рациональны поперечные балки в виде ферм.

Сквозные поперечные балки могут быть совмещены с поперечными связями пролетного строения или могут входить как верхний элемент в их конструкцию (см. рис. 22.4, в, е).