Загрузив

московский
АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ
(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ)
В.И.ПОПОВ
ГОРОДСКИЕ
МОСТЫ
И ТРАНСПОРТНЫЕ
РАЗВЯЗКИ
Часть 1
Учебное пособие
Утверждено
в качестве учебного пособия
редсоветом МАДИ(ГТУ)
МОСКВА 2009
Введение
УДК 625.745.1
В
учебное
пособие «Городские
транспортные
сооружения»,
ББК39.112
изданное в 2008 г., вошли разделы, касающиеся
П58
П 58. Попов,В.И. Городские мосты и транспортные развязки: учеб.
пособие/
В.И.Попов; МАДИ (ГТУ). - М.,2009. - 4.1.- 145 с.
эстакад,
зданий
и
нашли
Рецензенты: д-р техн. наук, проф. Васильев А.И. (МАДИ (ГТУ),
д-р техн. наук, проф. Шестериков В.И. (ФГУП
РосдорНИИ).
подпорных
насыпей,
мостам
стен,
многоэтажных
отражение
конусов
и
вертолетных
автомобильных
вопросы
откосов
водоотвода
с
проектирования
площадок
на
автостоянок.
конструирования
укрепления
эстакадам,
на
крышах
Там
проезжей
выемок
проезжей
же
части,
подходах
части,
а
к
также
расчета опорных частей и деформационных швов.
В
части
городских
1 учебного
мостовых
комбинированной
пособия
сооружений
системы
с
приведены
арочной
и
арочными
конструкции
рамной
и
и расчет
систем, а также
рамными
несущими
Программой
транспортных
решения каменных, железобетонных
сооружений с арками, сводами и рамами, применяемых в
вузов.
Пособие
будет
полезно
аспирантам
и
дисциплины
сооружений»
«Проектирование
помимо
сооружений предусмотрено изучение
рамной
элементами.
Приведены конструктивные
и стальных
городских условиях. Отражена история развития каменных городских
и парковых мостов,
Пособие предназначено для студентов городской специализации
транспортных
специалистам в области городского мостостроения.
и
комбинированных
городских
рассмотрения
городских
систем,
а
указанных
мостов
также
арочной,
транспортных
развязок в разных уровнях.
Учитывая,
фуникулеры,
что
то,
в
современных
наряду
с
городах
упомянутыми
выше
сооружаются
в
настоящем
пособии представлены и эти конструкции.
Пособие
отражены
состоит
из
двух
частей.
В
части
вопросы проектирования каменных
мостовых
арочным
сооружений
арочной
и
рамной
каменным мостам уделено
последние
годы
практически
в
не
учебном
1
мостов,
систем.
пособия
а также
При
и
этом
большое внимание, так как в
процессе
рассматривались,
вопросы
хотя
проектирования
каменные
мосты
в
современных условиях не потеряли своего значения.
В
части
мостов
2
висячей
вопросы
УДК 625.745.1
пособия
представлены
и вантовой
проектирования
пособии
ББК39.112
отражены
проектирования
систем,
конструкции
и
развязок.
и
расчет
а также подробно изложены
транспортных
последние
новых
многоуровневых
© П о п о в В.И.
развязок
в
достижения
городах.
в
модернизации
Уделено
В
области
существующих
необходимое
внимание
проектированию городских мостов больших пролетов.
© Московский
автомобильно - дорожный
институт (государственный технический
университет), 2009
1.
МОСТОВЫЕ
СООРУЖЕНИЯ
С
НЕСУЩИМИ
АРОЧНЫМИ
построение композиции фасада с нечетным
одном
из
съездов
характерный
могла
элемент
в
располагаться
композиции
числом пролетов.
триумфальная
римских
мостов.
арка
На
—
Римляне
КОНСТРУКЦИЯМИ
строили на века и учитывали
1.1.
Каменные
арочные
мосты,
виадуки,
акведуки
и
В
частности,
отверстия,
путепроводы
1.1.1 .Исторический обзор развития каменных арочных мостов
арочной
систем
из
и
системы
из камня
конструкций
которых
построенные
является
еще
по сравнению
обладают
большой
древними
Палестинского
и
с
целью
с мостами
преимуществ,
службы.
Известны
нашей
мосты уже во II
сооружение появились
подножия
мостостроением
но
до
эры
и в настоящее время [1].
начали сооружать каменные
Первое такое
у
рядом
срок
римлянами
и которые могут эксплуатироваться
н.э.
Рима
занимались
римляне
прохода,
протяженность
в
127
холма.
не только
г. до
веке
способствовало
акведук
облегчения
водоснабжение
был
неизбежные природные
опорами
служили
располагались
для
пропуска
катаклизмы.
дополнительные
воды
в
паводок
и
вес конструкции.
каменного
мостостроения
строительство
построен
в
144
в
акведуков.
г. до
Риме
значительно
Первый
надземный
н.э. Его длина
составляла
более 90 км с подземной частью в 12 км. При этом работавшие в
то
время
в
искусство
Риме
греческие
рациональные
конструкций,
н.э. в
Прагматичные
для
облегчить
римских водопроводов достигала
над
которые
одновременно облегчали
Развитию
Мосты
других
главным
мосты,
(н.э.)
Римляне
до
центре
и
проезда
городов. Общая
мастера
внесли
пропорции
способы тески и
перевязки
в
частей
строительное
сооружаемых
камней.
Классическим примером римских акведуков служит Гардский
мост,
построенный
в
конце
Сооружение трехъярусное
19,5
и
15,5 м (рис. 1.1).
имели круговое
I
или
начале
II
века
нашей эры.
с пролетами двух нижних ярусов 24,5,
Арочные
своды,
как и в других
мостах,
очертание.
500 километров, 55 из которых проходило по арочным акведукам.
До нашего времени
древнеримской
эпохи,
сохранилось
из
которых
около 30 каменных
в
самом
Риме
-
мостов
6,
и
30
акведуков.
Внешний
слой
некоторых
римских
мостов
прочного и дорогого травертина, внутренние
дешевого
туфа.
Этот
прием
выложен
из
ряды же — из более
использован,
например,
при
Рис. 1.1. Акведук через реку Гард (Гардский мост)
строительстве моста Адриана в Риме.
Строители уже в то время постоянно стремились упростить и
удешевить
возведение каменных сводов. Каменная кладка сводов
представляла
другом,
но
римляне
собой
никак
ряд
не
узких
связанных
использовалм
для
арок,
соприкасающихся
между
кладки
собой.
В
цемент,
то
друг
уже
рецепт
с
время
римляне
Для
заложили
их
мостов
Позднее,
каменные
в эпоху
мосты
средневековья,
со
качественного
стали сооружать
арками,
что
позволяло
В Западной Европе в течение нескольких столетий,
с IV века нашей эры, новые
основы
характерно
в Иране
стрельчатыми
несколько снизить давление на кружала при постройке мостов.
которого
позднее во времена варваров был утерян.
Именно
мостостроения.
наоборот, мосты эпохи
начиная
мосты практически не возводились, а
римского правления разрушались.
симметричное
Только
а X
веке
вследствие
развития торговых
С
XII
странами
во
Франции
и
Италии,
а
позднее
строить
новые
городские
в
7
Европе
началось
после
строительство
завершения
арочных
походов
мостов
со
в Англии и
стрельчатыми
стали
века
отношений
крестоносцев
между
Германии
каменные
сводами,
позаимствованными
из
Сирии,
где
мосты.
сохранились иранские постройки.
Одним
из
известных
арочных
мостов
того
времени,
Своеобразие
сохранившимся
в
в
строительство
г.Праге,
имеющий
16
пролетов
по
23,4
м.
китайские
строители
XIII
и
году
в
г.Вероне
(Италия)
был
построен
Янцзы
мосты
имели
арки,
24
+
28.5
+
48,7
м
шириной
веков.
арочных
мостов
Сооруженные
вытесанные
в
из камней,
каменными балками, и тем
каменный
самым
пролетами
XIV
В
реки
мост эксплуатируется как пешеходный.
которые пересекались с поперечными
1356
с
каменных
до наших дней, является Карлов мост через реку
внесли
Влтаву
долине
современных условиях
В
мост
поверху
6
создавалась
податливая
конструкция,
допускающая
м
осадки опор.
(рис. 1.2).
Мост
характерен
композиционным
решением,
при
Одновременно
котором нарастание
в Китае
возводились
и чисто
декоративные
длины пролетов происходит одновременно с
каменные
парковые
мосты,
имевшие
подъемистые
арочные
изменением толщины опор и продольного уклона проезжей части.
своды
и
значительные
отношению
к
по
величине
центральному
продольные
пролету.
На
уклоны
рис. 1.3
по
приведен
характерный парковый мост, построенный вг.Пекине в 1735 г.
Рис.1.2.
В
через
Мост Кастельвеккио
1377 году
реку
в г. Трацио
Адде
пролет длиной
мосту в
В
был
через реку Адде в г.Вероне
(Италия) при строительстве
достигнут
72 м, который был
рекордный
по
тем
моста
века
в
городах
арочных
из-за
современных
мост
условий,
с
свободных
крытыми.
Примером
Веккио через
равную
магазинами
34,3
В
мостов
недостатка
мостах строили торговые лавки и
и, таким образом, мосты становились
для
движение
Рис.1.3. Парковый
м.
каменный мост вг.Пекине
временам
превзойден только в 1903 г. на
Люксембурге (проект инженера П.Сежурне).
средние
площадей на каменных
жилье
подобного сооружения может быть
реку Арно
во Флоренции (Италия, 1395 г.). Мост имеет ширину, характерную
даже
пешеходное
Мост
ювелирных
под
изделий
XVI
и XVII
сказалось
считали,
По
что
веках
в
Западной
влияние
арки
отличительной
При
делать
на
строительстве
архитекторы
пологими
был построен
особенностью
фасадные
этом
продолжением городской улицы.
мостов стали
г. в г.Париже через реку Сену
Дам,
Европе
античности.
мост должен быть
этой логике
1507
Нотр
имеющий скошенные
сечений
(до
1:6). В
арочный
которого
был
грани, начинающиеся
мост
свод,
у пятовых
и заканчивающиеся в замке (рис. 1.4). Такое техническое
решение
(названное
«корсвьи
рога»)
позволяло
лучше
с
эксплуатируется и в настоящее время.
гидравлической
точки
зрения
8
обеспечить
проход
воды
под
мостом.
Развитие
минимальными
железных
уклонами
дорог
и
потребовало
радиусами
создание
кривизны
многих случаях вместо паромов стали возводить
мосты
и
виадуки. Так,
длинный виадук
своды
из
возведен
Ольи
бутовой
в
1867
году
высотой 54 м,
кладки.
протяженный
В
1851
виадук
во
в
в
мостов с
плане.
Во
многопролетные
Франции был
имевший
году
сооружен
полуциркульные
Германии
в г. Рейхенбах
также
был
, высота которого
составила 78 м.
Рис. 1.4.
Возрастающие
Пятовое сечение свода со скошенной гранью
способствовали
К
концу
движением
мостах,
по
XVIII
века
строительство
было запрещено.
созданию
на
выразительности,
и
в
связи
лавок,
с
возросшим
стесняющих
В то же время
городских
этими
специально образованная
во
городским
движение
развивались
мостах
вопросами
на
тенденции
художественной
Франции
в 1681 г. архитектурно-
занималась
строительная
для
объемы
и сводов.
века
строительства
строители
из-за
приводили
твердения.
использовать
проходило
Внедрению
к
С
цементные
значительно
цементных
(Франция),
мостов,
мостов
применявшихся
растворы
медленного
начали
которых
растворов.
П.Сежурне
каменных
каменных
растворов,
Известковые
деформациям сводов
XIX
твердение
известковых
проф.
постройки
быстрее,
растворов
разработавший
снижающий
образование
трещин и чрезмерные прогибы кружал.
Перроне
(Франция)
в
середине
XVIII
века
Дальнейшим
пятовое сечение свода выше уровня высоких
арочных
и
совершенствованию
кладки опор
большим
середины
растворы,
чем
способствовал
метод
академия.
Инженер
предложил поднять
благоприятным
более
тем
вод
самым
способствовал
созданию
арочных
мостов
конструкций
толчком
мостов
к
развитию
явились
конструкций
разработанные
в
XIX
века
методы
расчета
арок
и
сводов.
Х[Х
века
в
связи
с
развитием
виды
кладок,
что
вело
к
удешевлению
материалы
строительства
и
автомобильного
созданию
широкое
В это
пропуском паводковых
и
начале
потребовалось
транспортных
каменных
последнее
с
двадцатилетие
для
время в мостах стали применять разные по прочности
вод.
В
транспорта
других
строительство
сооружений. Эти тенденции
в
мостов
и
конкурентных с металличесмми
мостами конструкций
арочных каменных мостов.
наибольшей
В
первом
десятилетии
XX
века
в
Германии
и
Италии
степени проявились в Англии. В 1817 году там был построен мост
появились
мосты с шарнирными сводами и большой пологостью.
Ватерлоо с пролетами сводов 36,4 м, а в 1831 году - Лондонский
Наиболее
мост
с пологими сводами (1:5) с наибольшим
пролетом 46,3 м и
значительным можно считать мост Морбенье в Италии,
построенный
шириной 33 м.
Свод
Пролеты
арочных
увеличивались,
что было
каменных
мостов
связано с требованиями
постепенно
техническими
возможностями.
в 1903 году (рис. 1.5).
моста
пологостью
1:7
сложен
из
штучных
камней и
имеет стальной шарнир в замковом сечении.
судоходства и
В
возрастающими
В 1834 году
мост
через реку Ди в Англии имел пролет свода равный 61 м, а акведук
Кэбин-Джон в США-пролет 67,1 м.
мосту
пролет
Адольфа
арочного
явилось
в
Люксембурге (1903
каменного
применение двух
моста
84
м.
г.) был
достигнут
Особенностью
моста
раздельных сводов и железобетонной
ребристой плиты проезжей части.
10
I
общественная
жизнь
не
11
способствовала
такому
строительству.
При создании Кремля как крепости в 1516 году был построен
первый
каменный Троицкий мост из кирпича с Кутафьей
в
превратился
Неглинку.
через
реку
Мост
пешеходный
существует
путепровод,
проходит под землей в специальном
Позднее
Никольский
реку
в
Москве
были
и
так
по
как
сей
река
В
XVII
-
XVIII
городов.
является
начали
веках
веке
каменные
возводили
архитектурных
арочные
и
мосты
железобетонными
мосты
из камня, что
соображений
при
постепенно
и
лишь
делалось
в
в
формировании
башней
но
Неглинка
каменные
строительство каменных
Наиболее
Большой
сооружать
(рис.1.6). На мосту,
в
связано с ростом
значительным
Каменный
1687
году
как и в Западной
из бревен. Длина моста составляла
мосты
через
мостов
реку
закончили
на
площадей и
мостом
мост через
и
в
Европе, были
того
Москву.
1698
году
расположены
лавки, своды опирались на мощные быки со свайным
XX
металлическими
случаях
из
день,
коллекторе.
построены
и Спасский через рвы, а Воскресенский мост -
Неглинку.
Руси активизировалось, что было
населения
периода
Его
Рис. 1.5. Мост Морбенье: а - фасад; б - продольный
разрез; в - конструкция шарниров в малом своде
В
вытеснялись
отдельных
основном
ростверком
140 м при довольно
большой
ширине - 22 м. Мост просуществовал до 1857 году и был заменен
металлическим
месте
был
мостом с фермами.
сооружен
Позднее, в
металлический
арочный
1938
году на его
мост
под старым
названием.
парков и строительстве загородных резиденций.
Большое
Подробнее
с
историей
развития
каменных
количество
каменных
мостов
было
построено
в
мостов можно
Петербурге,
ознакомиться в работе проф. Н.Я.Калмыкова,
и
первые
такие
мосты
появились
на
канале
работавшего в 50-е
Грибоедова (ранее - Екатерининском) и реке Фонтанке.
XX
века на кафедре мостов МАДИ [2].
Мосты
В древней Руси мосты использовали
прежде всего для
Так,
из летописи
следует,
что
в середине X
в
Петербурге
были
выполнены
по
трехпролетной
военных
схеме
целей.
века
и
имели
средний
разводной
пролет.
В
это
же
время
в
был
Царицьп:е
(1775
г.) были
сооружены
парковые
арочные
мосты.
построен каменный мост для похода князя Владимира в Новгород.
Они
Ярослав
Мудрый является,
по сути, автором первого руководства
отличались
интересным
архитектурным
обликом,
над
которым работал архитектор Баженов.
по мостостроению на Руси.
В
Монгольское
нашествие
затормозило
развитие
Лефортове
Руси,
в том
числе
и
каменного.
Во
времена
(Москва)
в
1777
году
через
реку
Яузу
был
мостостроения
построен
на
Петра
I
Дворцовый
мост
(ныне
Лефортовский)
с
пятью
мосты
пролетами по 9,6 м. Мост эксплуатируется и в наши дни, но имеет
возводились только через небольшие реки и овраги.
большую
До
XVI
века
на
Руси
каменных
мостов
не
строили,
ширину,
чем
при
постройке,
за
счет
проведенной
и
реконструкции по проекту
В.А.Пащенко,
работавшего
в
объясняется это тем, что при умении возводить каменные своды
12
60...80 - е годы XX века в МАДИ доцентом
на кафедре мостов.
В период с 1818 по 1815 годы
небольших
Однотипные
каменных
мостика
трехпролетные
13
в Петербурге были построены два
через
канавы
у
берегов
мосты с разводным средним
Невы.
пролетом
были возведены через реку Фонтанку в 1782 - 1788 годах.
В
Москве
овраг
в
1834 году по проекту
Нескучного
Одновременно
проектам
нашего
сада
были
ряд небольших
известных
времени
Марфино
архитектора
построены
три
каменных мостов
архитекторов
Е.Д.Тюрина
каменных
мост
через
мостика.
было сооружен: по
Д.И.Жилярди
сохранился арочный
под Москвой постройки
и
О.И.Бови.
в усадебном
До
комплексе
1837 года (рис. 1.8).
Рис. 1.6. Большой Каменный мост через реку Москву
Уже
в
1786
проекты каменных
таких проектов
году
в
мостов
России
появились
первые
с одним и двумя пролетами.
представлен на рис.1.7. В этих
внимание было уделено
проектах
типовые
Один из
большое
отводу воды из устоев и промежуточной
опоры.
Рис. 1.8. Мост в Марфине
Около
1912
кирпичных
года
арочных
в Москве через
моста -
реку Яузу
были
построены
Матросский и Покровский
два
с пролетами
по 10 м.
Рис. 1.7. Первый типовой проект двухпролетного каменного моста
В 20-е годы XX
каменных
в 1816 - 1834
строившейся
количество
Большое
же время
году был
каменных
мостов
появилось
годах дороге Москва -
Петербург.
на
В это
строятся и каменные арочные мосты в Петербурге. В 1841
реконструирован известный Аничков мост, и после этого он
века были
мостов.
Каменному
1929
Один
мосту
году
из
в Москве.
инженером
разработаны проекты
таких
проектов
и
крупных
относится
Конкурсный проект
П.Щусевым
был
арочных
к Большому
подготовлен
архитектором
в
Жолтовским.
Однако к строительству он не был принят.
Среди
мостов городского типа,
построенных
вне
города
следует
отметить каменный мост через реку Пахру (1928 г.). Автором проекта
стал трехпролетным по схеме 12,16 + 12,50 + 12.16 м.
является
инженер
14
15
Н.И.Мельников.
В
2000
году
мост
был
Мост
реконструирован
и
эксплуатируется
под
современные
представляет
интерес
как архитектурное
сооружение, так
нагрузки
как свод имеет полуциркульное очертание, конструкции сложены из
(рис. 1.9).
Мост,
по
мнению
специалистов,
представляет
собой
кирпича
уникальное
плотных
сооружение, имеющее
каменные
своды, сложенные из
песчаников трех цветов.
малыми
и желтого песчаника,
арками.
В
течение
фасад
моста
нескольких
оформлен
десятилетий
выпуклыми
каменные
арочные мосты практически не возводят.
Следует
отметить,
что
мосты
из
камня
не
потеряли
значения и в современных условиях. Используя достаточно
прочностные
арочной
характеристики
каменного
материала
в
своего
высокие
сочетании
с
системой несущей конструкции, можно строить небольшие
городские мосты в зонах отдыха, парках и садах.
1.1.2. Схемы и виды арочных мостовых сооружений
По
Рис. 1.9. Арочное пролетное строение в боковом
30 - 50-е
строили
годы XX
века в нашей
в основном
мостов было
в горных
стране
схеме
арочные
каменные
мосты
и
другие
мостовые
сооружения могут иметь один или более пролетов в зависимости от
пролете каменного моста через реку Пахру
размеров
пропуска
В
мосты
таких
каменные арочные
районах. Достаточно много
построено в Дагестане. На рис. 1.10 приведен
пример каменного моста пролетом 14,4 м через реку Ахты-Гай.
При
перекрываемого
препятствия,
транспорта, пешеходов
пересечении
используется
засыпку
само
а
также
и требований
небольших
от
особенностей
по пропуску судов.
оврагов
и
речек
обычно
однопролетная схема моста. При этом удерживающие
стены
могут
распространяться
конструкции и тогда длина
чем
проезжей
препятствие
части
за
моста становится
(рис. 1.11,а).
В
пределы
значительно
старых
арочной
больше,
мостах
уклоны
( были больше 8...10% и особенно на пешеходных
мостах. Пролеты таких мостов I составляют,
В отдельных
как правило,
2...20 м.
случаях пролеты достигали 80 м.
При необходимости пересечения
оврага
каменные
(рис. 1.11,6).
арочные
Пятовые
уровня земли
более 20 м.
Для
моста
или
мосты
сечения
воды.
широкой реки или большого
сооружали
арочных
Пролеты
сводов
I
таких
многопролетными
располагали
мостов
высоких
опорах
(рис.1.11,в).
выше
также были не
акведуков и виадуков характерна многопролетная
на
Характерным
схема
примером
сохранившегося городского акведука является Ростокинский акведук
в Москве постройки 1780 г.
Рис. 1.10. Мост в Дагестане
16
17
В зависимости от вида основных
(также
и
бетонные
и
несущих элементов
железобетонные)
мостовые
каменные
сооружения
подразделяются на конструкции:
с узкими сводами (арками).
.
с несколькими сводами;
.
со сплошными сводами на всю ширину поверху;
.
По
арочные
конструкции
мосты
надсводной
части
пролетного
строения
бывают:
с облегченным
со сплошным
•
надсводным строением;
Надсводное
и
надсводным
строение
передачи
строение
транспортных
двухъярусного
двух
•
строением.
_
части
может
промытого
крупного
виде
и
служит
давлений
быть
на
для
свод.
выполнено
отсортированного
в
поддержания
Сплошное
виде
щебня
или
из
камня
между
называют
еще
или
стенами,
бетона.
Основные
проезжей
из
а
хорошо
также
можно сделать
Засыпка
возводимыми
щековыми.
надсводное
засыпки
гравия,
песка. Кроме того, надсводное строение
забутки
располагаются
стены
над
или
из
в
забутка
сводами.
части
Эти
простейшего
арочного моста со сводами показаны на рис. 1.12.
Рис.1.11. Основные
схемы
арочных
сооружений из камня
При высоте сооружения более
40...50
м
виадуки и особенн^
акведуки выполняли по двухъярусной схеме. На рис.1.11,г
пример
Применение
способность
виадука,
ярусов
построенного
позволяет
сооружения и одновременно
в
увеличить
улучшить
приведен
Рис.
Германии]
1.12. Арочный
мост
из
естественного
камня:
а
-
фасад
и
продольный разрез; б - поперечные разрезы; 1 - свод; 2 - замок свода;
л
пропускную
пята; 4 - щелыга; 5 - щековая сена; 6 - засыпка; 7 - карниз; 8 -
парапет;
работу высоких
9 -
устой;
10 -
фундамент;
гидроизоляция; 13-дренаж;
11 -
14-ось свода;
обратная
стенка;12
-
15 - бетонная смазка
опор и всего сооружения на горизонтальные воздействия.
Облегченное надсводное
выполняют
на
18
строение
в каменных
из мелких сводов, опирающихся на
основном
своде.
Схема
арочного
мостах
обычно I
стенки, возводимые
путепровода
с
облегченным
надсводным строением из малых сводов приведена на рис. 1.13.
Примером
может
служить
Волоколамского
над
городским
19
эксплуатируемого
сооружение,
шоссе с
акведука
(из
расположенное
каналом
тоннелем,
на
железобетона)
пересечении
им. Москвы. Акведук
проходящим
над
каналом
находится
и,
таким
образом, акведук является частью транспортной развязки.
На
практике
комплексе
с
встречаются
плотиной.
каменные
Образующееся
арочные
мосты
сооружение
в
следует
называть шлюзовым мостом.
Каменные арочные виадуки через глубокие ущелья в некоторых
случаях
имеют достаточно протяженные
подходы,
выполненные в
виде эстакад (рис. 1.15).
Рис. 1.13. Каменный
надсводным
Акведуки
судов.
или
Древние
арочный путепровод
строением
из
мосты-каналы
малых
служат
с
сводов
для
пропуска
римские акведуки использовались
воды
иI
исключительно|
как водопроводы. Современные городские акведуки сооружают для
прохождения
судов
над
улицей
или
дорогой.
Схема
моста
(
-(
акведука приведена на рис. 1.14.
Рис. 1.15. Виадук с эстакадами подходов в Алжире
При
целях
этом
эстакадная
единообразия
выполнена
часть
всего
архитектурного
мостового
решения
сооружения
может
в
быть
многопролетной арочной конструкцией.
1.1.3. Конструкция мостов с арочными сводами
Арочные
своды
железооегонными
из
камня
сводами
обладают
большей
по
сравнению
податливостью
и
в
связи
с
с
этим допускают незначительные растягивающие напряжения. В то
тТмпеТ
°СТЫ
М
С
КЭМенНЫМИ
ЗДми
не подвержены
влиянию
температуры и деформациям опор
°ДН°е
'^ие
НаДСВ
Рис.1.14. Каменный
арочный
акведук
над тоннелем
целесообразно
небольших пролетах мостов (20...30 м), а
при
при
'
более
30
м такая
20
конструкция
может
быть
оправданна
21
поверхности естественных камней: кованая, пиленая,
только при пологих сводах (г / ! _ ^ 1:7, где г- стрела подъема свода,
выразительности.
пролетах
а I - пролет свода).
Щековые стены
поэтому
их
работают
сечение
в
арочном
стен
Существует
несколько
технологий
обработки
шлифованная
и зеркальная.
на
боковое давление
увеличивается
щековых стен и сводов
Если
щековых
книзу
(см.
от засыпки,
рис. 1.12).
и,
Кладка
Продольный разрез
Поперечный разрез у пяты
защищается гидроизоляцией.
мосту
применяется
не устраивают,
а внешнюю
бетонная
забутка,
поверхность
с
то
фасада
моста облицовывают камнем.
При
эксцентричном
испытывает
можно
его
кручение.
стойки.
приложении
Уменьшить
путем организации
через
Такое
передачи
решение
внешней
влияние
давления
было
нагрузки
крутящих
на свод
свод
моментов
посередине
предложено
инженером
П.Сежурне на мосту через реку Гаронну в г.Тулузе (рис. 1.16).
Рис. 1.16. Арочный
В
мосту
целях
уменьшения
мост в г.Тулузе
постоянной
нагрузки на
шековые стены в приопорных зонах имеют
свод
вырезы
на
этом
арочной
формы.
Своды
применяют
7... 10
м.
сводом
на
в
всю
ширину
сравнительно
Типичная
проезжей
узких
конструкция
распора
восприятия
от
или
мостах
с
засыпки
моста
приведена
над
прохожей
шириной
арочного
на всю ширину сооружения
стенку,
поперечную
части
поверху
со
до
сплошным
на рис. 1.17,а.
Для
опорой предусматривают
мс.
сечение
которой
увеличивается
книзу.
. 7. Конструкция арочных
мостов со сводами: а -
с засыпкой;
В
°
-с облегченными
надсводными
строениями; 1
- парапет;
2-
качестве забутки в арочных мостах применяют тощий бетон.
овая
Своды
выполняют из бута, специально
кирпича. Фасадным поверхностям камней
обработанных
сводов
стена; 3 - засыпка;
4 - свод; 5 -
фактуру
для
повышения
опора; 6 -
продольная
камней,,
АСВОДНОГ
придают часто
°
°еНИЯ;
СТР
- "Р°ем
7
часть; 9 - свод перекрытия
бугристую
в
поперечной стене;
8
-
продольного проема моста
архитектурной
В
целях
устраивают
уменьшения
продольные
соответствующих
обеспечивается,
строения
этом
надсводного
Наиболее
опереть
стены
на
плиту
23
22
массы
или поперечные
стен.
если
железобетонную
продольные
строения
в
нем
проемы путем возведения
рациональное
продольные
стены
проезжей части
толщиной
40... 50
решение
надсводного
(рис. 1.17,б). При
см
могут
Важное
еет
значение
выбор
конструкции
при
проектировании
расположения
поперечных
арочных
стен
является
своей нижней
решение,
поверхностью
при
Наиболее
котором
располагается
мостов
надсводной
над устоем или промежуточной опорой.
целесообразным
стена
опорная
так,
как это
быть]
показано на рис. 1.19.
выполнены из кирпича.
устроены
даже
В поперечных
в замковом
эксплуатационный
Возможно
например,
сечении,
стенах,
для
продольных
Такое
от ширины
могут
быть
конструкции в
проемы.
проемов
решение
пролетного
которые
осмотров
период предусматривают
перекрытие
из кирпича.
зависимости
малыми
сводами,
показано на рис. 1.17,
строения
число
малых
в-д. В
сводов
может быть от двух до пяти и более.
При
пролетах
устраивают
более
поперечные
полуциркульными
35...40
проемы.
сводами,
м
в
надсводном
Обычно
пролет
проемы
которых
составляет
м.
0,4
м,
а
Конструкция
толщина
поперечных
облегченного
строении
Рис. 1.19.
перекрывают!
составляет
0,11, где I - пролет основного свода. Минимальная
сводов
0,6... 1,2
не
Расположение
поперечной
стены надсводного строения над устоем
более]
толщина
каменных
надсводного
малых
стен!
строения
Чем
положе
свод,
тем
проще
устроить
опирание
поперечной каменной стены в опорном сечении.
При
показана на рис.1.18.
ширине
каменной
моста поверху более
несущей
параллельных
конструкции
свода.
Такое
на
устройством
поперечного
либо
10 м и для
практике
техническое
еще древние римляне. Совместная
(рис. 1.20,а)
облегчения
применяют
решение
два
применяли
работа сводов достигается
объединяющего
ребристой
каменного
железобетонной
свода
плиты
(рис.1.20,6).
в надсводном
проемами
Конструкция
Рис. 1.18.
арочного
моста
строении:
с
1-
поперечными
малый
свод;
2
-
каменная поперечная стена; 3- засыпка; 4 - основной свод
Рис.1.20. Способы объединения параллельных
а - поперечным сводом;
б-
сводов:
железобетонной
плитой
Использование
24
е
мене
поперечного
свода
для
1/15 длины
пролета
25
1 (рис. 1.22, а).
Эта
величина
может
объединения
быть
основных
уменьшена до
1/20, если свод делать
переменной
ширины
сводов ведет к передаче на них распора, что усложняв!
напряженное
состояние
железобетонная
плита
параллельных
приводит
к
сводов.
Объединяющая
закручиванию
(рис.1.22,б).
основным
»
сводов.
Арочные
экономичные
мосты
с
раздельными
по расходу
сводами
материалов
имеют
фундаменты,
и
чем
болея
мосты с
одним широким сводом.
Применение
обосновано
несущей
узких
сводов
возможностью
конструкции
временные
сводов
и
в
каменных
уменьшения
более
нагрузки. Частичное
достигается
интенсивной
арочных
мостах!
собственной
работой
уменьшение
увеличением
ширины
вылета
Рис. 1.22. Минимальная ширина свода: а - при
массы
сводов
и
постоянной ширине; б - при переменной ширине
на
массы
консолей
плиты
проезжей части (рис.1.21).
Аналогично принимается ширина и железобетонного узкого
свода.
1.1.4. Конструктивные детали каменных арочных мостовых
сооружений
Каменные своды образуют из естественных
или искусственных
камней, применяя следующие виды кладки:
из штучных грубо околотых камней с площадью выбоин не
•
из отборного постелистого бута с толщиной не менее 15 см;
•
из постелистого бута;
•
менее 50 % поверхности камня;
•
то же, но из камней получистой тески с площадью выбоин не
более 50% поверхности камня.
Камни
гранями.
должны
иметь
Применяют
форму
короткие
параллелепипеда
(рис.1.23,а)
и
работы
устойчивости
от
железобетонной
узких
сводов
сжатия.
Из
плиты в
является
опыта
быть
с
плоскими
удлиненные
(рис. 1.23 б). При этом толщина швов на цементном
Рис.1.21. Применение
проезжей части арочного моста с узким сводом
камни
растворе должна
не более 20 мм для бутовой кладки и 6...8 мм - для кладки из
штучных камней и кирпича.
.
^вод
Особенностью
потери
возможное
эксплуатации
мостов следует, что безопасная ширина сводов должна
такиЯ
этом
формируется
швы
получаются
трапецеидальную
форму
путем
радиальной
равной
толщины,
(рис.1.24,а).
Если
укладки
если
свод
камней.
камни
имеет
При
имеют
большую
высоту, то применяются кладки в два и три кольца (рис.1.24,б-д).
быть
26
Рис. 1.25. Фасонные камни свода
не менее
а - в примыкании
к устою; б- в сопряжении надсводной стены и свода
Рис. 1.23. Виды камней для кладки
сводов: а - короткий; б - удлиненный
Камни должны укладываться
камней
с перевязкой швов двух соседниз|
Опоры
и надсводные стены
короткие
устанавливают
камнем.
естественным
(рис. 1.26,а). Приведенная
10 см.
эффектна и в основном
При
в городских мостах
этом
камни,
а
в
одном
в следующем
на рис. 1.26,6 форма
применяется
а
облицовывают
ряду
-
обычно
удлиненные
облицовки менее
в зданиях.
&
Рис. 1.26. Формы облицовки опори надсводных стен: апорядное чередование коротких и длинных камней; бчередование коротких и длинных камней в каждом ряду
Рис. 1.24. Схемы формирования сводов: а - в
один ряд; б-г -
в два кольца; д - в три кольца
В архитектурных целях
из
Особую
форму
имеют
камни
в
местах
примыкания
свод
камней
разной
основной свод выделяется облицовкой
высоты
и
тем
самым
подчеркивается
значимость основного несущего элемента моста (рис. 1.27).
устою и стены надсводного строения к своду (рис. 1.25).
каменных
мостах
сплошные парапеты
"введены
в
и перила
некоторые
качестве
ограждений
применяют
из разных материалов. На рис. 1.28
типы
парапетов
каменных
мостовых
сооружений.
Для
учебных
28
целей
на
рисунке даны
и
основные
Перильное
овременных
полнено
размеры.
ограждение на каменных
мостах часто
выполняют
из камня (рис. 1.29), что придает сооружению массивный вид.
условиях
из стали
29
перильное
ограждение
и железобетона. Для
парковых
может
мостов
быть
перила
иногда делают из керамики.
Важное
значение
деформационные
швы
швы.
располагаются над
надсводного
поверхности
строения.
и
В
для
каменных
надсводном
строении
мостов
может
как
быть
по всей
видимым
вертикальная
имеют
деформационные
пятой и распространяются
Шов
выглядеть
ступенчатая линия
на
линия
высоте
фасадной
или
как
в соответствии с формой кладки.
1.2. Железобетонные мостовые сооружения с арками и сводами
1.2.1. Схемы железобетонных мостов, виадуков и путепроводов
с арками и сводами
Рис. 1.27. Оформление свода и надсводного строения камнями
У каменных мостов есть ряд недостатков, основными из
и
А
которых являются:
•
необходимость доставки каменных
строительства, иногда из дальних
многодельность.
•
трудоемкость механизации
•
Указанных
мосты.
Бетон
очертанию
недостатков
позволяет
в
механизации
плане
по
материалов на место
карьеров;
работ;
лишены
создавать
несущие
работ
железобетонные
разнообразные
конструкции
строительству.
по
при
использование
тественного
камня,
материала.
возводить
косые
арочные
форме
и
максимальной
Важной
железобетонных мостовых сооружений является
особенностью
совместная
сводок и арок с надсводным строением, что обеспечивает
рационлпьное
Проще,
пролетные
работа
наиболее
чем
из
строения
из
железобетона.
ем не менее железобетонные
^
ые
с
применением
ительными
Рис. 1.28.
а - в
Перильные
поперечном
ограждения каменных мостов:
сечении; б -
мосты также имеют
бетона,
напряжениями
недостатки,
отличающегося
от
усадки,
температуры.
большими
ползучести
и
"
вид вдоль моста
Железобетонные
величине
работе
пролеты,
сводов
и
арочные
чем
арок
30
31
мосты
каменные.
на
перекрывают
Благодаря
сжатие
большие
по
преимущественной
достигается
рациональное!
схему
с выносными
пятовых
шарниров
располагать
ниже
пятами
(рис. 1.29, г). При таком
заделанные
уровня
воды
концы
и
сводов
понизить
и
расположении
арок
точку
удается
приложения
распора.
использование
конструкции
пролетными
материала
оказываются
и
железобетонные
арочные
конкурентоспособными
со
несущие
стальными
а
строениями.
Железобетонные
балочными
и
арочные
рамными
имеют
конструкции
архитектурные
по
сравнению
преимущества,
с
что|
делает их эффективными для городских условий.
Мостовые
сводов
с
сооружения
надарочным
по
характеру
строением
и
взаимодействия
конструкцией
арок
и
проезжей част»
можно подразделить на следующие виды:
Рис. 1.29. Схемы арочных
с комбинированными схемами.
•
с простейшей схемой;
•
мостов: а-в виде бесшарнирной арки;
б - в виде трехшарнирной
г
Среди
простейших
трехшарнирная
Бесшарнирная
схем могут быть:
(рис.
1,29,6),
схема
арок
бесшарнирная (рис.1.29,а]
двухшарнирная
или
сводов
(рис.
обеспечивает
-
в виде
но
в то же
на
время
в
температурные
наибольшей
воздействия,
степени
усадку
такая
и
арки; в-
трехшарнирной
ездой поверху; ж-
арки
в виде двухшарнирной
с выносными
с ездой понизу; з-
пятами;
арочные мосты,
виадуки и путепроводы
в
ездой
проезжая
схему
арок
и
перечисленных
сводов
выше
приводит
-
статически
определима.
сводов
и
или
аро
положение
м
чаще
поверху,
часть
понизу
и
посередине.
поддерживается
При
подвешивается,
к
В
стойками
сводам или
езде
первом
или
аркам
посередине
а частично
случае
стенками,
с
помощью
проезжая
часть
опирается на арки или своды
(рис. 1.29,з).
ги
образом,
в
простых
арочных
системах
пролетное
трехшарнирно!
строек <е
25
подвешивается
(рис.1.29,ж).
Он«
частично
пологости
промежуточное
бесшарнирной
до
случае
.
часть
отрицательны)
подвесок
схема
большой
между
пролетах
могут
с
с
ползучесть^
работающими на сжатие с изгибом (рис.1.29,д,е). Во втором
шарниров
влияния
Трехшарнирная
при
целесообразна
занимает
работы
малых
всего
подразделяется
на
несущую
работающую на восприятие
конструкцию
(арки
или
всех нагрузок, и конструкцию
применяю!
проезжей
части,
работающую
на
местные
нагрузки.
Указанное
схемы арочных конструкций. При больших пролета!
определение является условным,
100
м)
на
практике
также
в
основном
схемы мостов. В диапазоне пролетов от 25 до 100 ..
оправданны
шарнирные
схемы
так как в общем случае
основная
применяют
несущая
быть
арки;
д,е - с
с ездой посередине
1.29,в)
высокук
Железобетонные
жесткость,
быть
реагирует
Крайне опасны деформации опор.
Введение
проезжая
уменьшению
факторов.
схема
Двухшарнирная
Таким
особенностям
схемами.
своды),
При
бесшарнирные
(более
бесшарнирные
могут
арочных
конструкция
обязательно
работает
совместно
с
конструкцией проезжей части.
мостовьЛ
омбинированные
конструкций. В практике строительства применяли трехшарнирну*
еры
схемы
конструкций
и
позволяют
образуются
уменьшить
из
простых
основные
схем
с
добавлением
нашли
балок,
применение
комбинированных
затяжек
и
32
других
следующие
элементов.
На
разновидности
практик
арочнь
арка или свод с затяжкой и наклонными
•
балка, усиленная
•
арка или свод с затяжкой;
•
В системе
1
зо,д)
33
в виде арки с затяжкой и наклонными
достигается
высокая
пространственная
подвесок уменьшаются
свод
с
Среди
подвесками;
нашла
затяжкой
подвесками
жесткость. За
изгибающие
моменты
в
по сравнению с
другими системами. Пролеты этой системы достигают 100 м.
гибкой аркой или сводом;
или
наклонных
арке и Б целом сокращается расход железобетона
балка с подпружной аркой или сводом;
•
арка
,
счет
систем:
трехшарнирная
•
и
передач?
распорных
наибольшее
комбинированных
применение
гибкая
систем
арка
с
на
балкой
практике
жесткости
(рис.1.31).
распора на устои (арка Нельсона).
опорных
горизонтальных
свод
Арка
затяжкой.
или
Такая
которые
в
м.
с
не
в
(рис. 1.30,а)
как
такой
составляет
составе
они
при
не
име
воспринимаюто
высоких
передается
Пролеты
арки
быть
так
целесообразна
случае
реакций.
Пологость
может
затяжкой
реакций,
система
этом
составляющая
20...100
затяжкой
опорах,
Рис. 1.31.
горизонтально
системы
1/4...1/5.
виде
Комбинированная
гибкой
арки
с балкой
система
в
жесткости
составляй
Арка
многопролетного
с
гибка
транспортнс
Перечисленные
системы
арочных
мостовых
сооружений
не
исчерпывают список применяемых на практике.
сооружения (рис.1.30,б).
В системе
балка
работает
основном
на
в виде балки, усиленная гибкой аркой (рис.1.30,в,1
на
сжатие.
изгиб
и
Стрела
растяжение,
подъема
а
арка
(или
в этой системе
свод)
1.2.2.
Конструкция
железобетонных
мостовых
сооружений с
несущими сводами
состав/
1/6...1/7,а высота балки-1/25...1/40 длины пролета.
Мосты
со
представляют
каменных
сводами
собой
выполняют
наиболее
с
ездой
устаревшие
мостах, в поперечном сечении
поверху.
конструкции.
могут быть
ширине
к своду
мостового
следует относить
Как
Они
и
в
один и более
параллельно расположенных сводов. Толщина сплошных
ключевом сечении обычно составляет
При
сводов в
1/60... 1/100 длины пролета.
сооружения
поперечном сечении располагают два
что
свыше
и более
криволинейную
9... 10
сводов.
плиту,
м
в
Напомним,
для
которой
отношение толщины к ширине составляет не более 1/8... 1/10.
д
затяжкой; в,г- балка, усиленная гибкой аркой или сводом;
с
Рис. 1.30.
- арка
Комбинированные
или
свод
с
арочные
затяжкой
и
системы:
а,б
наклонными
-
арка
подвесками
На
рис. 1.32
ранием
по
приведен
концам
и
пример
сплошным
арочного
виадука
сводом. На
с
косым
своды опираются
Щековые стены толщиной 0,8 м.
Процент
армирования
34
сводов
составляет
0,4... 1,0
прЯ
ооецкий
скв
площади
распределительной
арматуры
не
более
15%
основной
Характерное армирование свода показано на рис. 1.33.
женера
мост
на кафедре
приведена
на
реку
стенок
свода
сводов
35
Москву,
работавшего
мостов
рис.1. 34.
увеличивающие
Армирование
и
через
В.С.Кириллова,
профессором
вода
диафрагмы,
свода.
плит
МАДИ.
По
выполненный
в
длине
течение
Конструкция
длине
поперечную
показано
по
на
сводов
по
проекту
многих
лет
коробчатого
расположены
жесткость
рис.1.34,а
пролета
коробчатого
Армирование
представлено
на
рис. 1.34,6, в.
0,21-0,30
о
\-
ггаг
Крмцройаипе мат сдода
Рис. 1.32. Косой виадук со сплошным сводом
О
Армиребание
ребро сдвда
750
П
Рис. 1.33. Армирование свода
Поперечная
объединение
При
арматура
имеет
выпуски,
бетона свода со щековыми
пролетах
коробчатыми.
более
Примером
80... 100
подобной
обеспечиваю!:
стенками.
м
своды
обычно
конструкции
мохет
деле
-1.34. Конструкция и армирование коробчатого свода:
служ
ис
поперечного сечения;
б - плит свода; в - стенок свода
Среди
36
современных арочных
Кашираджима
между
островами
мостов следует
Какуи
и
отметить
Кашира
в
свод коробчатого сечения
со
стрелой
подъема
37
мос|
Японии,]
построенный в 2004 г. Мост пролетом 218 м имеет железобетонный
несущий
1/8, чтД
обусловлено местными условиями по продольному профиля
Шарниры в пятах представляют
оные
мостов
части.
Некоторые
показаны на
рис.
собой стальные балансирные
разновидности
1.36.
При
пролетах
центрирования которых и обеспечения
и размером подмостового габарита 27,3 м.
применяли
было
Наряду с высокой пологостью свода мост имеет облегченную
конструкцию
проезжей
сталежелезобетонной
уменьшить
части
в
виде
конструкции,
двухбалочной
что
позволило
коробчатой
значительно
собственный вес мостового сооружения. Парные стойки
надсводного
строения
высокопрочный
бетон,
опираются на диафрагмы свода. Применя!
проектировщикам удалось
довести
свода в замке до 2,5 м, а в пятах- до 3,5 м. Стальные
балок
проезжей части
алюминиевого
Конструкция
моста
высота
конструкции
имеют антикоррозионную защиту
покрытия.
из цинка
КашираджимД
представлена на рис. 1.35.
использовали
шарниры
стальные
в
виде
стержни,
шарниров
до
свинцовых
30...40
арочных
м
прокладок,
работы на поперечную
пропущенные
через
ранее
для
силу
прокладку
(рис.1.36,а).
При
пролетах
собой бетонные
сводов
более
40
м
шарниры
участки с цилиндрическими
представляли
поверхностями
разных
радиусов.
Свинцовые
конструкции,
и
железобетонные
и при смещениях
дополнительные
изгибающие
Более эффективными
(рис.1.36,б,в).
вкладышем
сводов,
Стальные
(см.
арматурой.
шарниры
в них своды
к
или
выполняют
без
него
шарнирам,
расчете
Над
поверхностей
таких
несовершенны
по
испытывать
из стального
литья
цилиндрическим
рис.1.36,в).
Части
сетками
шарнирами
или
устраивают
части.
шарниров
шарниров
с
(см.
армируют
ключевыми
спиральной
опорных
3,0 м. При
начинают
моменты.
являются шарниры
шарниры
рис.1.36,6)
примыкающие
швы проезжей
простейшие деформационные
Радиусы
до
принимают
проверяют
от 1,5
напряжения
по
соприкасающимся поверхностям.
Часто в мостах со сводами и сквозным надсводным
из
архитектурных
декоративные
включались
соображений
стенки.
в
Для
совместную
того,
строением
устраивают
чтобы
работу
с
фасадные
декоративные
надсводным
стенки
не
строением,
их
снабжают системой деформационных швов.
Своды
°стах
сплошного
и
коробчатого
комбинированных систем.
Дставляют
ременных
сечения
Гибкие
собой железобетонные
городских условиях
линейными,
Рис. 1.35. Мост Кашираджима в Японии
что
связано
своды
применяются
в таких
тонкостенные
гибкие своды
с
и в
системах
оболочки.
иногда
необходимостью
В
выполняют
возведения
°линейного сооружения в плане. На рис. 1.37 показан городской
мост
в
Швейцарии
(г.
38
Швандбах),
у
которого
гибкий!
Под действием
оаботает
железобетонный
конструкций
свод
проезжей
связан
части
с
тонкими
криволинейной
балочной
стро®"
"
иоовании.
внешних
на
39
нагрузок комбинированное
кручение,
В данном
что
должно
пролетное
учитываться
сооружении был достигнут
при
экономичный
стенками трапецеидальной
расход железобетона
равный 0,8 м3.
формы.
Продольный разрез по аи
а
-17.10
-\2,вИ\-
План свода
Я к/иоче
- ш-
Рис. 1.37. Криволинейный
-2.2. Конструкция
1
Рис.1.36. Шарниры арочных мостов: а балансирного типа с вкладышем;
в-
из свинцовой
то же, но
прокладки; б
без
мост комбинированной
железобетонных
системы
мостовых
сооружений с
отдельными арками
вкладыша
Мостовые
рками
городские
распространены
сооружения
больше,
с
отдельными
несущими
со сводами, так
чем сооружения
как
позволяют
обеспечить
40
Обычно
езду
транспорта
поверху,
понизу
I
располагают
увеличение
наклонно
удается
посередине
арочные
устраивают
41
пролетные
в
среднем
строения с ездой понизу и
пролете
многопролетного
сооружения (рис.1.39,а), либо по требованиям судоходства или из
посередине^!.
При езде понизу арки располагаются по краям проезжей част!
и в этом случае
устройством поперечных
понизу
за
архитектурных соображений (рис. 1.39,6,).
поперечной жесткости обеспечивается
связей между ними (рис. 1.38,а,б) или арш
к оси проезжей части. Кроме того, при езде
счет
развития
стрелы
подъема
уменьшить
распор, передаваемый опорам.
Распор
трехшарнирной
нагрузки определяется
езде
арки от
равномерно распределением
по формуле
Н = р! 2 /«
где р - интенсивность
При
,
(1.1)
нагрузки; I - пролет;
понизу
Поперечные
Рис. 1.38.
от 1/ 4
составляет
отношение
!- стрела
стрелы
подъема арки!
подъема
к
пролет!
до 1/7.
Рис.1.39. Схемы арочных мостов: а - с ездой
посередине в среднем пролете; б - понизу
Ширина
величиной
проезжей
15...17
м.
При
части
при
большей
езде
ширине
понизу
ограничена
устраивают три
арки
(рис. 1.40).
строений
сечения
арочных
с ездой понизу: а - с параллельными
арками; б -
с
параллельными
коробчатыми
пролетных
сплошными
арками
.40. Поперечное сечение арочного моста с тремя арками
°Летное
ПР
(Рис 1 4
Р°ения состоит из арок и затяжки в виде
ст
°Перечные Расп°Рки между арками можно исключить
П
)• Примером такого городского моста может служить мост
через
канал
построенный
увеличить
в
им.Москвы
1938
пологость
достигается
за
г.
в
42
Серебряном
Отсутствие
арок.
счет жестких
распорок
Поперечная
полурам,
бору
дает
жесткость
состоящих
йя»»* '*
43
(г.Москва)!
возможности!
конструкций
из поперечны!
балок проезжей части и широких подвесок (см. рис.1.41).
Отношение
высоты
коробчатых
арок
тавляет 2...2,5. Применяя коробчатое
тся
снизить
фибровые
Ь
к ширине
а обычно
или двутавровое
растягивающие
напряжения,
сечение,
так как
змеры ядра сечения в них больше, чем в прямоугольном сечении
(см
рис. 1.42,в).
Коробчатое
при высоте арок п более
1
1^""
1
или двутавровое
сечение
применяют
1 м.
Арки армируют продольными стержнями и хомутами.
Нт
в
коробчатых
сечениях
2
/<*
сечениях
устраивают
-
замкнутые
отдельные
по контуру,
хомуты
в
а в
полках
Хомуты
двутавровых
и
стенке
(см.
рис.1.42,а,б).
1,-щ-ЫЬ,
1
При езде понизу и посередине надарочное строение состоит из
П[
~?
Гг--1
..
"
стоек
'-/-
\
под
каждой
аркой
и
конструкции
проезжей
части,
которая
может быть ребристой (см.рис.1.38).
^
Подвески
железобетона,
конструкции
поперечных
в
арочных
так
мостах
и из стальных
подвесок.
балках
могут
быть
стержней.
Стальные
проезжей
выполнены
На
подвески
части
и
по
рис. 1.43
I
балка; 4 - затяжка!
шайбы.
В
случае
обеспечивается
железобетонных
выпусками
как
подвесок
тяжести
их
из
показаны
заанкериваются
центру
(рис. 1.43,а). В качестве анкеров используют приваренные
Рис. 1.41. Поперечное сечение моста с гибкими арками и жесткой
затяжкой: 1 - арка; 2 - подвеска;3 - поперечная
в
арок
стальные
анкеровка
арматуры подвесок в арках
и проезжей
части (рис. 1.43,6).
Поперечное сечение арок
быть
коробчатым
сплошным
мостовых
(рис. 1.42,а),
сооружений может
двутавровым
(рис. 1.42,б)
или
прямоугольным (рис.1.42,в).
-1.43. Конструкция подвесок арочных мостов: а - в
Ис
Де стальных стержней; б Рис.1.42. Поперечные
б
-
двутавровое;
сечения арок: а - коробчатое;
в -
сплошное
6
прямоугольное
РЖней;
~ти.
в виде железобетонных
1 - анкер; 2 - поперечная
3-
анкеровка
арматуры
балка
проезжей
подвесок
в
арке
В
комбинированных
целесообразно
продольную
малым
выполнять
силу.
расходом
полигональное
объединенных
решение
44
мостах
с
жесткой
балкой
краям,
как
что
арки
получаются
Чаще
всего
изящными
арки
I
имекл
состоя из прямолинейных элементов •
исключить
затяжки
или
изгиб
арок
от
эксцентричной
имеют
сечение
обычно
(рис. 1.44,6),
сказывается
обоих
Арматура гибких арок в целях уменьшения
спиральной.
бчатых
сечений
знаков
на
обычно
двутавровое
вытянутое по
работе
мало
затяжек делают
при
изгиба!
напряжения!
отличаются по
симметричный
противоусадочной арматуры
должно
быт|
предложено
Это
решение
С
академиком
арматура имеет
нормальные
такой
наиболее
их размеров может
эффективно
технической
Передернем
диаметр
арматуры
напряжения
в
около
можно
арках.
В
точки
Г.П.
100...120
для
зрения
При
этом
мм. За счет
значительно
России
было
снизить
построено
несколько мостов с трубчатой арматурой.
На
рис. 1.45
пролетом
понизу.
101 м
приведена
с
Затяжка
схема
и
гибкими арками
имеет
поперечное
и жесткой
коробчатое
сечение
20,2
м
между
арок
арками
обеспечивают
распорок
моста
затяжкой и ездой
сечение,
прямоугольное, армированное трубчатой арматурой.
моста
Устойчивость
двутаврового
по высоте стенок.
арок.
пставляет интерес армирование арок стальными трубками, что
было
пубчатая
использования
(балки)
коробчатое
благоприятно
удается расположить наиболее близя
где возникают наибольшие растягивающие
изгибающие
армирование жестких
количество
45
арки
гибкими, работающими в основном на
В этом случае
железобетона.
очертание,
под углом в местах расположения подвесок. Тако!
позволяет
приложения продольной силы.
Жесткие
(рис. 1.44,а)
высоте,
Арматуру в таких сечениях
к
Так
величине,
Некоторое
расположено
а
не
достаточно
а
арки
-
При ширине
предусмотрено.
широкие
подвески
сечения.
я
аи —
••в* 25*3 а
*:*•«•*
1
*,
*
^
н
—
т
'-.
./*>
>/«*
г
<мя<.
70*М
1
|ШШ1
,4—!
§
М4 —!— дя>
З.ЯЛ —»—
—I— ли
Л38
-Ч—
"-4— д»
/«.-л
Рис. 1.44. Поперечные
сечения и армирование
Рис.1.45. Арочный мост с жесткой затяжкой
жестких затяжек: а - двутавровое; б - коробчатое
46
Мост - городской с трамвайным и автомобильным движением!
Проезжая
поперечных
часть
выполнена
с
в
виде
системы
продольных
I
ездой
мостов
армирование
понизу,
На
в
имеют
которых
рис. 1.46
опорные
сходятся
показаны
узлы
арки,
примеры
арочный
затяжки
Рис1.46,а
•
армирования
иллюстрирует
47
конструкцию опорного узла
кой аркой и гибкой затяжкой с предварительно
атурой
балок и железобетонной монолитной плиты.
Специфическое
часть.
проезжая
ожнями
из
стержней
рабочей
асположенной
диаметром
арматуры
поперечной
неприятия значительных
имеется
таких узлов.
вертикальная
40
мм.
диаметром
Арка
28
моста с
напряженной
армирована
мм
и
часто
арматурой меньшего диаметра.
Для
сжимающих местных напряжений в узле
арматура,
проходящая
через
затяжку
и
аркуВ
*л
а
некоторых
случаях
гибкую
затяжку
проектируют
из
гтальных листов или проката. В конструкции проезжей части при
этом должны
быть
предусмотрены
швы для
исключения
работы
проезжей части на распор.
На рис. 1.46,6
жесткой
затяжкой.
насыщение
показано армирование
В
этом
арматурой
достаточным для
случае
опорного узла
армирование
остается
восприятия
моста с
проще,
однако
существенным.
опорных
реакций иметь
Бывает
наклонную
арматуру, являющуюся поперечной для арки.
Арочные мосты с ездой понизу и с наклонными подвесками по
конструкции
Разница
близки
к
заключается
мостам
только
с
в
вертикальными
конструкции
закреплении в арке и затяжке. Наклонные
подвесками.
подвесок
и
их
подвески выполняют из
стали или железобетона. Недостаток стальных подвесок состоит в
том,
что
при
выключаются
после
незначительных
из работы.
раскружаливания
собственного
веса
сжимающих
Железобетонные
арок
и
части.
усилиях
подвески
передачи
проезжей
на
них
После
они
бетонируют
нагрузки
от
бетонирования
подвесок они могут воспринимать небольшие сжимающие усилия.
На
рис. 1.47
наклонными
приведено
рке
а
армирование
подвесками.
осуществляется
Заделка
в специальных
арматура
подвесок
пролетного
подвесок
приливах
с
гибкой
затяжкой;
б-
с
жесткой
Утолщение
затяжкой
для
зможности
надежной
наилучшего
заделки
в
опирания
строения
в
ниже пояса
заанкеривается
путем
еспечения максимальной длины заделки.
Рис. 1.46. Армирование опорных узлов арочных мостов:
а -
ее
арки
с
затяжке
затяжки. В
отгиба
Опорный узел
нем
и
пролетного
для
имеет
затяжки
строения
и
на
опоры
48
Езда поверху применяется
виадуках.
анспортных
асти
пки
При
этом
стредств
Наиболее
В
городских
высоту
арки.
49
в арочных мостах, путепроводах
достигается
и
наилучшая
практически
рациональны
позволяющие уменьшить
строение.
строительную
пологие
при
любая
езде
видимость
ширина
поверху
часто
требуется
строений
схемы
и
для
пролетное
уменьшить
тогда
мостовых
проезжей
подъемистые
расход материалов на
условиях
пролетных
Характерные
применяют
сооружений
с
отдельными арками при езде понизу показаны на рис. 1.48.
1.Д7-ЛГ н
и
1чЦ-Кн
0)
с
о
а
с
го
а
о
а
а
с. 1.48. Схемы арочных мостовых
а, б -
Для
сооружений с ездой поверху:
мостов с подъемистыми
Дъемистыми
арками;
г
-
арками; в -
для моста с
для виадука с
пологими
арками
(см.
Сечения арок такие
пролеты
спечения
работы
виадука
выполнены
рамными.
сооружения на температурные
ная часть отделена
м
большой
поперечная
ширине моста (более
жесткость
двутавровыми
сооружения
стойками
В
целях
воздействия
собой систем!
конструкцией проезжей части (рис.1.49.а).
При сравнительно
арках
широкими
51
50
овые
же, как и при езде понизу и посередин!
рис. 1.42). Надарочное строение представляет
стоек, объединенных
двух
повышена
от арочной специальными швами.
I
15...18 м) ц
может
при
быт!
развитых
по
ширине арками (рис. 1.49,б).
Для
устойчивости
устраивают
строения
арок
распорки.
между
поперечные
При
ними
по
распорки
сопротивляемость
между
арками
между
большой
высоте
поперечные
потери
ними
по
высоте
Это
м, то
в
Если
должны
повышав
расстояни
конструкции
мощные поперечные
распорки
быть
пролете
надарочног!
промежуточны!
решение
устойчивости.
10...12
длине
стоек
проектируют
(рис.1.49,в).
стоек
превышает
части следует предусматривать
мощные
проезжв!
• И"1*!^ I
балки. Такие
устроены
-Йе?*5
*|^*-».
межи
жесткими арками (см. рис. 1.49,в).
Рис. 1.50. Арочный
0;'
криволинейным
этом
Д'»МЯЛ
случае
сечения
мостов с ездой поверху:
арках;
примера
б, в - при двух
на рис.
косогоре.
1.50
Две
нижним
арочная
а -
пр*
отдельных аркаХ
приведен
арки
арочный
двутаврового
стенок.
единство
и
собой распорную
горизонтальным
классических
конструкцию с
верхним
конструкция
мостов
конструкции арок
Характерные
схемы
с
не
поясами. В
имеет
арочными
и надарочных
мостовых
сооружений
ярко
дисками
продольных
с
арочными
Дисками приведены на рис. 1.51.
виадУ*
сечени*
систему треугольными
горизонтальными
несущая
выраженной оси.
—в! 4 I—
1
Г
Поперечные
отдельных
качестве
на
в пространственную
надарочного строения -
виадук на косогоре
1.2.3. Транспортные сооружения с арочными дисками
Г
Арочный диск представляет
1
0:
Р<К!ЮШ
0
!.1-_
Л;Ъ'<--2
Особенностью
является
Рис. 1.49.
нескольких
В
расположенный
объединены
а стойки
связям*
распоркаМЧ
объединенных
части
для
и в некоторых
совместной
случаях
52
работы
с
конструкцией проезжав
нижней плитой.
случае
иски до
достигается
1°%-
53
уменьшение
Наибольший
по пролету
железобетона
на
(120 м) в России
арочные
мост с
^легченными арочными дисками был построен в 1936 г.
При
состоит
части
пролетах
приблизительно
из арочных
дисков
без
с поперечными балками
больших
дисков
пролетах
на
для
устойчивость
до
50 м
нижних
пролетное
полок
(рис. 1.52,а
улучшения
диски
и
слева),
работы
снабжают
плиты
а
нижних
нижней
строение
проезжей
при несколько
сжатых
поясов
несимметричной
полкой (рис.1.52,а справа).
/'взрез
по (-1
\ па 2-1
Рис. 1.51. Схемы мостов с арочными дисками: а -
с нижней полкой
дисков; б - с нижней плитой дисков; в - без полки и плиты дисков
По
статической схеме
мосты с
арочными
дисками строили в
основном трехшарнирными (рис.1.51,а,б), что позволяло уменьшить
дополнительные
напряжения от усадки и ползучести бетона. Из-за
дисками часто удается
арочными
момента
большого
сопротивления
поперечных
отказаться
сечений
от нижней
мостов Л
полки или
плиты дисков (рис.1.51 ,в).
Сооружение
для
по схеме
уменьшения
рис.1.51,а лучше заканчивать консолью
расхода
материалов
на
устои.
Нижнюю
плиту
можно заканчивать в 1/4 длины пролета, а в средней части дисков
достаточно
иметь
нижние
полки.
Поскольку
в
опорных
участках
силы, то ее срезают и проезжая часть Ш
поддерживается
стойками
Рис.1.52.
поясам
арочных
дисков
придают,
Поперечные
сечения
мостов
с арочными дисками:
при малых пролетах и в средней части пролетов; б °°льших
и в приопорных зонах;
в-
облегченной
а
-
при средних и
конструкции
сечениях
стенка диска не полностью использует свою несущую способность
на действие поперечной
приопорных
(см. рис. 1.51,6)-
Срезанный таким образом арочный диск называют облегченным.
При сравнительно
имеют
главным
образом,
больших
объединяющую
рукция улучшает
облегченными
стенки,
Ть
пролетах
нижнюю
(более
плиту
70...75
м) диски
(рис. 1.52,б).
Такая
работу пролетного строения на кручение.
ст
I
с
Тах
Нижним
круговое очертание (см. рис.1.51,а,б). При пролетах более 70. ..75 М
нижнюю грань дисков лучше выполнять по эллиптической кривой.
дисками
в
поддерживающие
поперечном
ребристую
сечении
проезжую
В
можно
часть
и
°РЬ!тообразные арки (рис.1.52,в).
I
мостах
на
с
арочными
поперечные
дисками
балки
плита
проезжей
(см.рис.1.52,а).
В
части
может
этом
случае
напряжения
в
напряжениями
конструкции
продольные
плите
плиты
в
проезжей
ребра
от
местной
составе
части
(см.
рис.
нагрузки
пролетного
помимо
1.52,6), то
суммируются
строения.
поперечных
тогда плита
Если
балок
<1
т
есть
работает как
опертая по контуру и напряжения от местной нагрузки и от участия
плиты
в
работе
перпендикулярных
На
рис. 1.53
небольшого
всего
пролетного
направлениях
приведен
пролета.
строения
действуют
1
виадука
с
арочными
для
Плита
проезжей
части
имеет
толщину
25
см,
а
поперечные
пки расставлены вдоль пролета с шагом 2,8 м. Опоры массивной
нструкции. Арочные диски имеют круговое очертание
и о зб
м.
Виадук
имеет
два
пролетных
строения
с радиусом
под
каждое
направление движения при общей ширине поверху 23,5 м.
Армирование арочного диска представлено на рис. 1.54.
и поэтому не суммируются.
пример
Арочные диски объединены
дисками
совместно!
гул
работы ребристой конструкцией проезжей части.
•3*24
Рис. 1.54. Армирование арочного диска пролетного строения
Основная
наружного
арматура
контура
искривляется,
по
диска
диаметром
диска.
низу
4
арматура
Рочного
из
а
нормально
Установлены
а
В
диска
стержней
к
24
мм
прямом
расположена
углу
установлена
диаметром
его
диска
только
14
мм.
геометрической
запроектирована
продольная
вдоль
арматура
монтажная
Хомуты
оси.
По
диска
высоте
противоусадочная
арматура.
Арочные диски могут быть
Рматурои.
В
этом
заармированы
случае
и
преднапряженной
достигается
повышенная
Щиностойкость дисков пролетных строений и жесткость.
ре
Рис.1.53. Виадук с арочными
пролеты;
в-
поперечное
дисками: а - общий вид; б сечение
пролетного
крайни^
строения
На
рис.
1.55
показано
56
армирование
пучками
57
напрягаемой
арматуры диска и плиты проезжей части.
Швы проезжей части перекрывают такими же конструкциями,
о и в балочных мостах. Подробно конструкции деформационных
а
ВОВ
рассмотрены
в
учебном
пособии
автора
«Городские
транспортные сооружения» [ 4 ].
Над ключевыми
разрывов,
а
существенно
над
мостах
шарнирами проезжая часть выполняется без
пятовыми
больше,
деформационными
сечениями,
где
предусматривают
швами.
простой арочной
Это
необходимо
системы.
проезжая часть, устраиваемая
В
перемещения
разрывы
предусматривать
комбинированных
с
в
системах
по затяжкам, работает совместно с
арками и сводами.
Рис.
1.55.
Армирование
напрягаемой
строения с арочными дисками: а в диске; б - армирование
напрягаемой арматуры;
арматурой
пролетного
расположение пучков арматуры
пучками плиты проезжей части; 1 - пучки
2 - анкеры
напрягаемой
арматуры
В
части
мостах
арматура в дисках располагается только в зонах
отрицательными
и
моментами
напрягаемой
главных
плиты
(рис. 1.55,а).
арматуры
растягивающих
проезжей
(рис.1.55,б).
части
Криволинейное
способствует
погашению
напряжений. Напрягаемая
проходит перпендикулярно оси
В качестве напрягаемой арматуры может быть
с
трехшарнирными
устраивают
Деформационные
швы,
водоотвод
и
опоры
арочных
под
бесшарнирных мостах
располагают
проезжая
Напрягаемая
с
расположение
нормальных
арматура
моста
использована и стержневая арматура периодического профиля.
в
часть
арками
шарнирами
разрезы
арок
в
проезжей
(рис.1.56,а).
с ездой понизу разрезы в проезжей
местах
не
пересечения
будет
разрезах располагают
работать
шарниры
с
как
арками.
В
затяжка
этом
В
части
случае
(рис. 1.56, б).
- один неподвижный,
а другой
В
-
подвижный.
При езде поверху в стойках надарочного строения
дополнительные
(рис.1.56,в,г).
моменты
Стойки
(рис.1.56,д,е).
от температуры
при
этом
Наибольшие
создаются в наиболее
Перемещения
1.2.5.
по
возникают
и временной нагрузки
испытывают
величине
3-
образный
изгибающие
изгиб
моменты
коротких стойках.
от
температуры
по
концам
пролетного
строения равны
мостов
Л = аТ(1/2),
где
Для
обеспечения
образования
различных
работы арочных
существенных
факторов
в
мостовых конструкций бвЛ
дополнительных
них
устраивают
напряжений
специальные
а -
коэффициент
репад температуры;
Для
исключения
работы
°нцам устраивают шарниры
Дарочное
строение
а
(1.2)
линейного
расширения;
Т
-
расчетный
I - пролет.
Пе
от
разрезы
(деформационные швы).
коротких
стоек
на
изгиб
по
(рис.1.56,ж). Иногда с той же
разделяют на
их
целью
несколько независимых рам
Рис.
(
58
59
Выбор вида опор арочных мостов диктуется рядом факторов,
а именно: грунтовыми условиями, соотношением
горизонтальных
возвышением
степенью
реакций,
пят
заделки
арок
постоянной
и
сводов
и
над
фундаментов
в
вертикальных
временной
обрезом
грунт
и
нагрузками,
фундамента,
основания
и
архитектурными соображениями.
Промежуточные
опоры
можно подразделить
на
следующие
виды:
.
со сплошным заполнением от уровня пят до проезжей части
(рис. 1.57,а,в);
Продольно - поМиЛноу
продольной
«
с облегченной верхней частью (рис.1.57,б,г).
Деформация
о/п повышения /яенаераанрК
нв1'
деформация
от одностороннего загошЬения
Рис. 1.56. Расположение разрезов и шарниров в арочных мостах
с
-1-57.
Промежуточные
опоры
арочных
мостов:
а,в
-
со
°шным заполнением верха; 5,г-с облегченной верхней частью
л
Опоры
случае
со сплошным
60
поры.
заполнением
(см.рис.1.57,а) применяют в
пологих арок и сводов или при разных по длине
пролетах.
Увеличение
массы
опоры
позволяет
При
свайном
или
61
другом
искусственном
основании
одошва фундамента может оставаться горизонтальной.
смежным
снизите
растягивающие напряжения по низу фундамента.
Опоры
с
облегченной
целесообразны для
и при подъемистых
Ширина
пролета.
тело
опор
При
верхней
частью
(см.рис. 1.57,6)
мостов с высокими опорами (более
ЩТвн
Вид па Н
12...15 м)
арках и сводах.
на
уровне
неодинаковых
опоры
делают
пят
составляет
пролетах
справа
симметричным,
несимметричным с развитием в сторону
1/9...1/13
и слева
а
длины
от опорь!
фундамент
-Я
меньшего пролета. При
современной технологии устройства буронабивных свай и столбов
большой
мостов
длины
при
(более 30...40 м) промежуточные опоры арочных
любых
пролетах
могут
быть
симметричными
и в
фундаментной части.
На
опоры
рис. 1.57,в,г
каменных
сплошную
верхом
приведены
арочных
для
сравнения
промежуточные
мостов. Из архитектурных
соображений
верхнюю часть опор прорезают проемом со сводчатым!
(см.рис.1.57,в).
отсутствовать,
если
Верхняя
часть
опоры
надопорное пространство
может
вообще
перекрыть
сводом
(см. рис.1.57,г).
Концевые опоры арочных мостов по своей форме согласуются
с
кривой давления.
стену
Верх
(рис.1.58,а),
обратными
обратные
устоев
представляет
удерживающую
стенками.
стенки
рис.1.58,а).
С
могут
учетом
грунт
изменения
выполняться
Железобетонные
собой подпорную
за
устоем
давления
переменной
стенки
можно
постоянной толщины. Размер фундамента
вдоль
между,
от
грунте
толщины
выполнять
(см.
•
пролета следует
ис.1.58.
зависимости
назначать
в
от
или
положении
плотных
расположения
свода
точки
с подошвой
вертикальной
грунтах
пересечения
фундамента.
грани
основания
опоры
подошве
Устои
енками;
ст
оси арки
продолжения
известном
б
-
арочных
мостов:
массивный
заградительной стенкой;
в-
с
а
-
массивный
проемом
тонкостенный
в
с
теле
обратными
опоры
с
уголкового профиля
При
длинЛ
В узких и пешеходных
фундамента определяется по рис.1.58,а.
°м
ел
При
придают наклон в сторону пролета для
фундамента
УСТОЯ
и
в
этом
мостах обратные
случае
в
опоре
стенки сливаются с
устраивают
поперечные
Р°емы (рис. 1.58,б), что облегчает опору. Для того чтобы
вода не
повышения устойчивости
62
63
(рис
стенку (см.рис. 1.58,б). Массивные устои армируются по условиям
дренаж распространяется на всю ширину устоя и насыпи подхода
заливала
опору
внутри
в
проеме
устраивают
заградительную
.1.60,6).
бетонирования и поэтому могут считаться бетонными.
В
50.,.70
современных
м
чаще
всего
арочных
мостах с пролетами
применяют
примерно д0
тонкостенные железобетонные
устои уголкового профиля (рис. 1.58,в).
На
рис. 1.59
большого
шириной
пролета.
2
приведен
Устой
9,25
бетон
м.
пример
имеет
м, переходящую
фундамента
железобетонных
применен
в тело
высокого
устоя
верхнюю
опоры
Основание
призматических
более
арочного
подпорную
с шириной
устоя
свай.
класса,
-
Под
чем
моста
стену
по обрезу
свайное
опорной
в остальной
из
частые
части
тела устоя.
Рис.1.60. Организация
а -
вид
Для
мостах
вдоль
отвода
водоотвода
с
стекает
в
проезжей
продольный
по вертикальным
опорам,
из устоя арочного
моста; б - в поперечном
воды
устраивается
собирается в коллекторы,
затем
вода
очередь
и
части
Вдоль
проезжей
части
моста:
направлении
арочных
поперечный
мостов
уклоны.
на
Вода
расположенные под проезжей частью
водоотводным трубам, прикрепленным
отводные
попадает
в
коллекторы,
водоемы
по
в
шахматном
которым
через
Устройства или в городскую канализационную
в
и
к
свою
водоочистные
сеть
порядке
(рис. 1.61,а,б).
по
обоим
краям
Рис. 1.59. Пример устоя арочного моста
проезжей части располагают приемные воронки с водоотводными
РУбками,
т
Важное
значение
для
долговременной и
соединенными
наклонными
трубами
с
коллектором
надежной работы
(Рис.1.61 )В,г).
устоев
имеет
правильная
расположенного
устраивают
по
организация отвода
между
обратными
воды
стенками.
из
грунта,
Для
этого
дренаж из слоя щебня или гравия сечением 0,7 х 0,41
слою глины
3...5% для
толщиной
около 0,25 м. Дренажу
свободного протекания
отводимой
придают укЛ°Н
воды (рис.1.60,а)-
Рис. 1.61.
Водоотвод
расположения
водоотводных
коллектором;
сечении;
1 -
&й
приемная
в
64
Вода
с
узел
с
проезжей
части
65
городских
мостов
обязательно
должны отводиться за пределы сооружения, подвергаться
3
специальных
площадках
потом
или
водоочистных
сооружениях
отводиться
информация
об
в
реку
очистных
очистке
устройствах (гидроботанических
принудительной
или
другой
сооружениях
очистки)
водоем.
на
и только
Подробно
городских
мостах
дается в учебном пособии автора [ 4 ].
1.3. Стальные арочные мосты, виадуки и путепроводы
1.3.1.Основные
виды стальных
арочных
мостов,
виадуков и
путепроводов
В городских условиях
конструкция
применяются
стальные арки как основная несущая
в
мостах,
виадуках
и
путепроводах.
Арочных эстакад на практике не встречается. Арки применяются в
последние
5
лет
также
как
пилоны
вантовых
мостов
и
путепроводов.
По статической схеме стальные арочные сооружения такие
же,
как и железобетонные
арки
дают
части
арочного
устройств;
б
сопряжения
вдоль
-
моста:
узел
а
труб
части;
в
2 -
-
схек
трубкой
и
трубок
С
поперечном
вертикальные
стали
арок
в
при
двухшарнирной
в
Бесшарнирные
степени
обеспечить
пролетных
этом
схеме
образуются
очертание
по
этих
конструкции.
наибольшей
сечение
При
(рис. 1.62,а).
серповидное
наибольшее
в
в
использование
развитое
моменты
арках
и
строениях.
находится
арок
четвертях
(рис.1.62,б).
изгибающие
в
пяте
максимальные
пролета
В
и
арки
трехшарнирных
высоте сечение должно быть
сечениях
моменты
в четвертях
имеют
самое
большое значение (рис.1.62,в).
Современные
сопряжения
водоотводных
водоотводных
проезжей
водоотводной
мостовые
возможность
рациональное
Наиболее
проезжей
-
расположение
воронка
изгибающие
имеют
/7/70 м плит
разрез
пролета
с
водоотводных
труб;
г -
коллектор
отводящие трубы; 3 - нижний коллектор; 4 - водоотводные трубки; 5-1
оснований
способы
позволяют
АвУХшарнирные
в
схема
тогда,
создания
основном
схемы
'рехшарнирная
"применяется
надежных искусственных
применять
арочных
удобна
когда
мостов
с
точки
необходимо
бесшарнирные
и
и
путепроводов.
зрения
быстро
монтажа
и
смонтировать
Ролетное строение.
п
коллектором
66
67
реку Хуанпу в Шанхае [4] . Его пролет
^провой рекорд
по длине
1_|ЬЮ Ривер в США
Арочные
пролета
составляет 550 м. До этого
имел
мост через долину
реки
- 518 м.
мосты
ряд преимуществ,
жесткостью,
по сравнению
а именно:
меньшим
с балочными мостами имеют
они обладают
расходом стали
и
высокой
вертикальной
обеспечивают
высокие
архитектурные качества, что важно для городских сооружений.
за. и
Арочные фермы чаще
всего
выполняют
по
двухшарнирной
схеме (рис. 1.63,а).
Рис. 1.62.
арочной
Основные
системы:
однопролетная
трехшарнирная;
статические
а
-
схемы
однопролетная
двухшарнирная;
г-
в
мостовых
сооружений
бесшарнирная;
-
б
-
однопролетная
арочно-неразрезная; д - арочно-консольная
Рис. 1.63. Схемы мостов с арочными фермами: ас серповидными фермами; б имеющими
Арочно-неразрезная
положения
проезда
опорных
но
требует
упростить
для
регулирования
позволяет обеспечить плавность
(рис. 1.62,г).
позволяет
(рис.1.62,д)
либо
Арочно-консольная
конструкцию
сохранения
концевых
проезжей
ряда
и
путепроводы
фермы.
факторов
Наибольший
Выбор
и,
имеют
типа
прежде
пролет
без
от
моста
пояса
с ездой поверху
с ездой посередине и с фермами,
пояса;
в
-
в средней части
конструкции; г - с
Арочные
°нтажа
м
сплошностенчатые
несущей
всего,
арочного
параллельные
параллельные
концам
с
фермами,
имеющими
и серповидные участки по
портальными
арочными
фермами
схема
опор, но
части
профиля.
Рактике
п
мосты
арочные
от
схема
частей,
транспорта
трудности
создаются
переломов
Арочные
арки
зависит
пролета.
конструкции
°ясами
фермы
из-за
с
наличия
применяют
параллельными
однотипных
также
поясами
элементов
арочные
в средней части пролета
°нцам конструкции (рис.1.63,в).
к
перекрываемого
со сплошными
арками достигнут в Китае в 2003 г. при строительстве
фермы
удобны
для
(рис. 1.63,б).
с
На
параллельными
и серповидными участками по
Портальные
фермы
удобны
°нтажа от опор к середине пролета, однако такие фермы
для
имеют
ибольшую массу (рис. 1.63,г).
На
моста через
Стрела
пролета,
подъема
а высота
арочных
68
ферм
1/14...1/16 пролета.
составляет
1/4...1/10
Сплошностенчатые арки!
выполняют с пологостью 1/5... 1/18.
Стальные
эффективны
несущие
комбинированным.
комбинированных
или
арочные
конструкции
в сочетании с балками, и тогда
становится
фермы
жесткой
систем
сплошной
затяжкой
безрг.спорными,
характерны
гибкой
(рис.1.64,6).
арки
В
что уменьшает
с
этом
Для
весьма
пролетное строение
однопролетных
схемы
гибкой
случае
расход
в
виде
арочной
(рис.1.64,а)
арки
материалов
:
или
становятся!
на опоры.
|
Арки соединяют между собой поперечными связями, что улучшает
пространственную
прикрепляется
Балка
работу
системы.
Проезжая
часть
подвесками к аркам или арочным фермам.
может располагаться
и тогда совместная
над гибкими арками (рис.1.64,в),
работа балки и арки обеспечивается за счет!
стоек.
Арочные
схемах
конструкции
применяются
и
в
многопролетных
мостов и других транспортных сооружений. На рис.1.64,г|
представлена
арочная ферма, объединенная
в боковых
пролетах
с балочными фермами в неразрезную систему. Арочные
в
таких
сооружениях
трехпролетной
составляют
100
схеме моста обеспечивается
м
и
пролеты
более.
Рис. 1.64.
При
арочными
зрительная легкость
виде
эффектной является
неразрезной
рамках
балки
многопролетная
по
126,3
м.
-
в
боковых
пролетах
пролете
такой
и|
рка;
а
Схемы
мостовых
сооружений
а, б, в -
проезжая часть;
6 - жесткая
со стальными
однопролетные
арками и
комбинированной
1 - арочная ферма; 2 - гибкая
4 - подвеска; 5 -
затяжка;
7 - стойка;
гибкая
сплошная
8 - балочная
ферма
(рис.1.64,д).
очередь) была возведена
реку
Применение
затяжка; 3 -
конструкция
с гибкой аркой в среднем
полуарками
конструкция (первая
мостового перехода через
-
фермами:
системы; в, г, д - многопролетные;
и ажурность конструкции.
Наиболее
в
подпружными
Подобная
в
Енисей
Комбинированные
в 2008 г.
элементами
недалеко от
Красноярска. Средний арочный пролет моста составляет
боковые
системы
постоянно
системы
г
с
арочными
совершенствуются.
"ожет служить построенный
231 м, а
позволяет
несущими
Примером
этому
в Малайзии (г. Куала - Лумпур) в 2002
Рочно-вантовый мост (рис. 1.65) с главным пролетом 300 м.
а
значитепьно понизить высоту балок и создать достаточно жесткую
конструкцию. При езде поверху (рис.1.64,е) улучшается
видимость
проезда транспорта.
В
70
71
ользовались при пролетах арок до 40...60 м (см. рис.1.66,а), а
иСП
коробчатые
соединения
(см.рис. 1.66,6)
отдельных
-
при
элементов
больших
сечений
пролетах.
между
Для
собой
^пользовали прокатные уголки.
Примером
соединениями
УСТЬИНСКИЙ
арочных
могут
мосты
городских
служить
через
было
применение
мостов
Большой
реку
в
заклепочными
и
постройки
проекта -
впервые
с
Каменный
Москву
Особенностью второго моста (автор
0М.)
Большой
1938
г.
инженер Вахуркин
мире
предварительного
напряжения в стальной мостовой конструкции (рис. 1.67).
Рис. 1.65. Арочно-вантовый мост в г. Куала - Лумпуре
данном
системы
сооружении
мостов,
концептуальных
представляет
схем
собой
что
сочетаются
арочная
свидетельствует
мостовых
не
только
сооружений
инженерное
о
в
и
вантовая
расширении
городе.
сооружение,
Мост
но V,
доминантную городскую инсталляцию.
Стальные
применение
наплавных
в
арочные
конструкции
городских условиях
мостов,
комбинированные
распределить
различные
для
путепроводов
системы,
усилия
от
несущие
и
находят
В
и
большее
числе для
основном это
наилучшим
нагрузок
и
все
мостов, в том
виадуков.
позволяющие
внешних
элементы
способом
воздействий на
обеспечичь
эффективное
--0-использование стали в конструкции.
1.3.2.
Конструкция
стальных
мостовых
сооружений
с
арочными несущими элементами
Сплошностенчатые
арки
имеют
относительно
простую
конструкцию и применяются в мостах при различных уровнях ездь1
и
под
разные
нагрузки,
в
том
числе
железнодорожные
*
ис.1.бб.
р
и
такими
в
мостах
применяли
заклепочные
века) и поэтому
соединениями
(рис.
соединения
(Я°
Поперечные
сечения
стальных
арок: а, б - двутавровое
коробчатое с заклепочными соединениями; в- двутавровое; г, д -
коробчатые со сварными соединениями; е ~
совмещенные [5,6].
Ранее
середины 50-х годов XX
с
заклепки
фрагма;
Чиа
соединения;
4 -
2-
отверстие;
сварной
5-
трубчатое
шов;
3
перфорация
-
сварное;
поперечная
нижнего листа
сечения арок выполняли
1.66,а,б). Двутавровые
Рис. 1.67.
Большом
Схема
72
мосту
арки;
обеспечения
поперечные
73
жесткости коробчатых сечений
диафрагмы
специалистов
рис.1.66,д).
при
При
с
вырезами для
изготовлении
большой
и
высоте
на
в
арках устраивают
прохода сварщиков и
стадии
арок
эксплуатации
(более
1,2
м)
в
(см.
них
располагают и горизонтальные диафрагмы.
Для
исключения
появления
конденсата внутри арок нижние
листы снабжают отверстиями - перфорацией (см.рис.1,66,д). Арки
предварительного
Устьинском
сплошностенчатые
преднапряженной
2
арматуры;
в
-
г.
напряжения
Москве:
стальные
3 - балки
на
обычно
делают
постоянного
сечения
из удобства
изготовления.
Однако в двухшарнирных и трехшарнирных арках в соответствии
1
пластины
проезжей
части
с
распределением
изгибающих
моментов
сечения
делают
переменными, уменьшая их к шарнирам. При этом часто средние
блоки
длиной
0,4... 0,6
длины
пролета
арок
выполняют
постоянного сечения, что упрощает изготовление.
Сварные
двутавровые
сечения
арок
применяют
в
Наиболее
современных условиях
при пролетах до 60...70 м (рис.1.66,в).
стенку
выполняют достаточно
большой толщины
(не
Оно
для
того,
чтобы
развивают
коробчатого
исходя
имеют
Для
не
устраивать
по ширине
для
ребер
улучшения
Круглое
мостах,
сечение арок -
путепроводах
сечение
характеристики
и
имеет
поэтому
и
трубчатое
пешеходных
высокие
круглое
переходах.
аэродинамические
целесообразно
для
арок
большого
пролета (более 300 м).
сечения
обладают
по
повышенной
эстетики
высоте
вертикальной
удобства
сечения.
так и из
более 70
такие сечения применяют
из соображений
вытянутое
повышению
целом.
низа
широко применяется в городских транспортных
менее
сооружениях:
сечения)
Поясные листы
Арки
и поэтому они целесообразны при пролетах
м, хотя в современных условиях
пролетах,
обычно
в
от
рациональное
При
(рис.1.66,е).
высоты
1/50
этом
жесткости.
поперечной устойчивости арок.
жесткостью в сравнению с двутавровыми как в плоскости,
их плоскости
малых
Арки
способствует
строения
нижним
В
этом
что
пролетного
сварного
листом
случае
сечения
на некотором
легче
Относительная
распределения
высота
арок
материала
и
из
условия
обеспечения
вертикальной жесткости составляет 1/50...1/60
Монтажные
и при
(рис.1.66,г,д).
сечение,
жесткости
изготовления
вертикальные листы объединяются
расстоянии
соединения
клепаных
рационального
поперечной
и
длины пролета.
арок
выполняли
на
накладках с заклепками, в современных сооружениях соединения
выполняют полностью
высокопрочных.
е
н
отличаются
сварными или на болтах, в том числе - на
Конструкции монтажных соединений практически
от
таких
же
соединений
в
балочных
мостовых
конструкциях.
Сечения
наложить
сечений
современных
арочных
сплошностенчатых
ферм
арок.
не
Ранее
отличаются
арочные
от
фермы
нижние сварные швы (см.рис.1.66,г).
понтировали в основном из элементов двутаврового сечения, а в
Современные
технологии
позволяют
накладывать
сварны6
стоящее время
-
На
швы по углам сечений (см.рис.1.66,д).
Ширина
сечений
наложения сварных
коробчатых
Фермы
арок
по
швов должна быть не
условиям
менее
коробчатого и трубчатого сечений. Арочные
имеют различную форму и решетку.
простот»1
600 мм.
Наиболее
распространены
74
треугольная
(см.
рис. 1.63,б)
ц
раскосная решетки (см. рис.1.63,г). Примером крупного городского
моста
с
арочными
служить мост в
фермами
с
раскосной
структурой
что
улучшает
работу
верхнего
75
коробчатого
сжатого
пояса
на
устойчивость.
может
г. Сиднее пролетом 502,9 м (рис.1.68,а).
В
современных мостах арочные
трубчатых
элементов.
Узловые
фермы часто собирают из
соединения
при этом
выполняют
на сварке. В 2001 году в, Китае был возведен арочный мост через
каньон
реки
Бейпанянг
с арочными
фермами из стальных труб,
заполненных бетоном (трубобетон). Пролет моста с ездой поверху
составляет
сечении
236
м.
Глубина
расположены
две
каньона равна 280
арочные
фермы
м.
В поперечном
из труб
диаметром
1000 мм с толщиной стенок 16 мм (рис. 1.69).
Рис.1.68.
Мост
схема монтажа;
в
г. Сиднее (Австралия):
1 - верхний
пояс;
2-
а-
фасад;
б-
анкерные канаты
Рис.1.69. Поперечное
Длина
панелей
арочных
ферм составляет
обычно
м.
Нисходящие
раскосы
при
этом
сечение моста в Китае: 1 - труба; 2 - бетон
не более
Фермы
6...12
располагаются
расположены
с
наклоном,
и
поэтому
диагонали
четырехугольника.
Все
раскосы
в
разную
длину,
что
элементов
не
дает
арочной
имеет некоторые
арочных
ферм
повышает
пространственную
возможность
фермы.
В
большепролетной
конструкции.
Раскосы,
образующие
этом
треугольную
решетка
до 6,16 м. Такое
таких
расположение
имеют
типизацию
треугольная
расстояние
по
между фермами меняется от пяты к замку от 19,6
короткой
фермах
Жесткость
обеспечить
отношении
решетку,
выполнены
из Н
-
образного
профиля.
преимущества,
Фермы соединены между собой продольными ветровыми связями
хотя длина панелей получается
неодинаковой.
Ромбической формы, а также поперечными связями, в плоскости
Монтаж
арочной
фермы
удобно
вести навесным
способом
°торых устанавливали стойки надарочного строения.
к
стальными
заанкеривается
мосту в г. Сиднее верхний
(рис. 1.68,б).
На
канатами
пояс арочной фермы
Арочные фермы монтировались из блоков длиной 7,1...8,6 м
асти,
эстакадной част
в грунте
На
подмостях,
'"'оков
между
развернутых
собой
на
склонах
выполняли
на
каньона.
сварке.
Соединение
Образовавшиеся
полуарки
поворотом
76
относительно
частей устанавливали в проектное
крайних
опор
эстакадных
г. в
институте
на
по
ЦНИИПСК
участке
восьми
круговым
для
железнодорожных
средних
кривым.
панелей
Боковые
высотой имели равные
2 6 м, прогонов высотой
железобетонной
положение.
Рациональное решение арочных ферм было получено еще в
1944
котором
очерчены
переменной
изготовление и монтаж
мостов, м
пояса
участки
плиты
77
1757 мм и объединяющей монолитной
(рис. 1.71,в).
Арки
моста
-
коробчатые
вытянутые по высоте.
а
ферм
ферм
г-*
с
по длине пояса, что упрощало
конструкций
(рис. 1.70).
«<|1^А«
Рис. 1.70.
Схема
пролетного
строения
с
арочными фермами по проекту ЦНИИПСК
Рис. 1.71. Арочный
мост в Чехии:
а - фасад
и поперечный разрез;
б - стойка; в - проезжая часть; 1 - железобетонная
В
часть
арочных
пролетных
поддерживается
опираются
обычно
строения
строениях
стойками
поперечные
относительно
смещены
балки
располагают
этой
с ездой
и
поверху проезжая
прогонами,
(рис.1.71).
по
оси
конструкции проезжей
оси
на
Стойки
арок,
но
которые
подобного
сооружения
Надарочные
мм,
части
их
работать
поперечная балка; 3 - стойка; 4 - арка; 5 - плита
6 -
упоры
плиты;
7 - прогон;
может
стойки
шарнирно
(рис. 1.71,б).
колебаний
быть
независимо
служить
выполнены
закрепленных
монтаже.
и
от
мост
из
на
Стойки заполнены
при
8 - плита
консоль;
2 -
проезжей части;
тротуара;
9 - перила
надарочного
могут
(рис. 1.71,а). Наличие прогонов
Сопряжение
стоек
надарочного
этом жесткое соединение
позволяет
Примером
(см.рис.1.71).
450...1000
проезжей
уменьшения
части
шарнирным, как это видно из последнего
Под
конструкции арок.
Чехии
диаметром
прогоне
для
проезжей части образована из сварных поперечных
в
труб
арке И
гравием
действием
Роезжей части
п
Широких
внешних
проще
что
мостах
требует
строения
примера,
может
счет
монтажа.
совместной
изгибаются в плоскости
стойки
изгибаются
соответствующей
быть
и жестким. При
по конструкции и для
нагрузок и за
и арок стойки
городских
Управлении,
и
в
работы
арок, а в
поперечном
проверки
стоек
при
Роектировании.
п
Конструкция
балок с шагом
Для
исключения
сопряжение
78
дополнительных
предусматривают
только
в
напряжений
длинных
жесткое
стойках,
в
коротких стойках закрепление по концам устраивают шарнирным.
Многие
несущими
современные
элементами
городские
возводят
с
сооружения
арками.
городских
Наклон
улучшает
повышает
моста
(Дания)
мостов
не
на
одной
из
арочными
увеличение
балки
только
обзорность
приведен
на
этом
арки
так и наклонно, что в
архитектурные качества объекта.
пешеходных
применением жесткой
арок
но
такого
с
ездой понизу. При
располагают как в вертикальной плоскости,
определенной степени улучшает
Для
легко достигается
сооружения,
Пример
Г.Копенгагене
проходе
Мост
поперечных связей
бЫть
по
открытым
устроено
по
продольной
может
трубчатые
В
каждой
арки,
диафрагмой.
образована
балок.
79
между арками, и, таким образом, мост может
(рис. 1.73).
две
листовой
быть
продольных
из
плоскости
соединенные
Конструкция
ортотропной
При такой
проезжей
может
между
быть
собой
проезжей части
плиты
части
и
удается
системы
надежно
передать распор от арок жесткой балке.
Для повышения
пролетов
проезжей части с
эстетические данные
при
рис. 1.72.
магистралей,
в
городских
пространственной жесткости трубчатые арки
мостах
и
путепроводах
устраивают
вертикальной оси, как это показано на рис. 1.74
наклонными
к
(Нидерланды).
мосту.
находится
выходящих
в
из
города.
ч>
^1
Ь-^
;
1
Рис. 1.73.
|
л
.
1
Пролетное
.
1
строение в виде жесткой арки и балки:
стальная труба; 2 -
поперечная
Ребро жесткости; 4 -
1 -
диафрагма арки; 3 - продольное
продольная
диафрагма; 5 -
ось
сдвоенной
Рис. 1.72. Пешеходный мост в Г.Копенгагене
арки; 6 - подвеска; 7- продольные балки проезжей части
Арка
трубчатого
вертикальной
сечения
имеет
плоскости.
значительный
Подвески
наклон
выполнены
Л
арки
в
последние
годы
Особенностью
из
Расположение
преднапряженных канатов, заанкеренных в балке.
Трубчатые
находят
широкие
жесткость трубчатых арок позволяет отказаться
Повышенная
в сочетании
применение
с различными по конструкции балками.
от
Двутавровые
конструкции
уровня
моста
проезжей
неразрезные
балки
является
части
высотой
пониженное
(рис.1.74,а).
4,25
50+170 + 50 м. Применение широкополочных
м
Две
имеют схему
двутавровых
позволило проектировщикам уменьшить количество
балок
вертикальных
Ребер жесткости Трубчатые арки объединены по длине только в
трех сечениях. В качестве подвесок использованы высокопрочные
роезжей
п
части
(рис. 1.75).
81
Подвески
пролетного
строения
расположены в плоскости арок.
фигурные поперечные ребра (рис. 1.74,6).
заполнены из канатов производства компании \/81- (Швейцария) и
канаты. Для анкеровки канатов в трубчатых арках предусмотрены
Вначале
проезжую
монтировали
часть,
которая
балок.
поперечных
балок,
коробчатых
выгиб.
Монтаж
на
была
шести
При
временных
балкам
арок
железобетонной
бетонирования
путем
образована
продольных
этом
коробчатых
чего пролетному
подвесок, после
положение
вели
опорах
из
двух
двутавровых
придавали
с проезжей
плиты
выгиба.
балочную
главных
балок
и
продольный
части.
производили
строению придавали
исключения
обеспечивала натяжение
Такая
После
монтаж
проектное
технология
подвесок и создание преднапряженкя в
плите проезжей части.
Арочные
совместной
несущие
работе
использования
крутильная
элементы
с
а
по
за
рис. 1.76.
эффективны
балки
счет
вертикальная
Подобная
на
оси
структурами.
коробчатой
достигается
высокая
аркой.
приведена
весьма
балочными
стальной
жесткость
конструкции,
обеспечивается
строения
расположена
с
В
аркой
балочной
жесткость
пролетного
коробчатая
строения,
при
случае
высокая
замкнутой
(изгибная)
конструкция
Стальная
пролетного
арка
отделяя
одно
направление движения от другого.
Узлы
сопряжения арок с жесткими балками проектируют на
болтовых
Рис.1.74. Конструкция моста с наклонными трубчатыми арками: а
-
поперечное сечение
пролетного
строения;
б - сечение арок
или
сварных
технологических
болтах
балку
соединениях
возможностей.
снабжают
Для
в
зависимости
монтажного
приваренными
на
от
соединения
заводе
на
опорными
Фасонками, между которыми устанавливают концевую часть арки,
Сочетание
наклонных
арок
с
балками
характерно
и
для
отечественного мостостроения. В 2007 г. закончено строительство
первой
очереди
городского моста
через
реку
Большая
Охта на
после
чего
затягивают
значительных
автомобильной
строением
дороге
вокруг
комбинированной
Санкт-Петербурга
системы
из
с
Рхнего
°единения
Эта
пояса.
приопорная
с
(рис. 1.77, а).
балки
ребрами.
сжатого
Ве
усилий
сечения
Укороченными
двух
болты
наклонных
Риопорного
п
кольцевой
пролетным
наклонных коробчатых арок и сталежелезобетонной конструкции
от
Из-за передачи
арки
часть
вертикальными
повышает
случае
устойчивость
сварного
может
балке
верхнюю
усиливают
мера
В
фасонка
иметь
монтажного
двутавровое
чение, как и арка. Тогда сварные швы по стенке и поясам арки и
Се
82
фасонки
устраивают
в
83
разных
сечениях
для
исключения
ослабления узла (рис. 1.77,6).
3
I-'
о
к
я
/г
л
с
о
ш
РИС. 1.76. Комбинированное стальное пролетное строение с одной
о.
со
О)
О.
Ш
т
аркой
по оси:
сечение;
1 -
а -
арка;
фасад
2 -
пролетного
подвеска;
3 -
строения;
стенка
б -
балки;
поперечное
4 -
нижняя
плита; 5 - поперечные связи; 6 - ортотропная верхняя плита
О
о
^•
и
о
г-
«с
о
о
5
О.
4'
^с. 1.77.
болтовом
Конструкция узлов сопряжения арки с балкой:
соединении;
б
-
Дополнительные укороченные
пролетного
строения;
при
сварном
а - при
соединении;
ребра; 2 - приопорная
4 - сварные
1-
фасонка; 3 -
монтажные
швы
Подвески
Н-образного
строения
с
84
сечения
помощью
объединяют
1.78,а,б).
опорному ребру жесткости балки (рис.
фасонок,
пролетного
с
балкой
приваренных
пролета
таких
арки
жестко
конструкциях
опорные
реакции
против отрыва.
и
соединяют
балки
по
поэтому
85
с
балками
концам
их
проезжей
имеют
опорные
Возможно также применение
части
части.
В
отрицательные
закрепляются
жестко
заделанных
нцевых стоек.
ко
,
'
'
*
>
:
••"•
^,^
»*I -
:
т+
г~
•>]
Г1
^
г'
\
^
-
X
^
-С
-(
!„
Рис. 1.78. Конструкция сопряжения подвесок с балкой пролетного
строения: а,б канатов;
с Н-образнымй подвесками;
1 - подвеска; 2 - стыковые
в - с подвесками из
накладки; 3 - коротыш; 4 -
ребра жесткости; 5 - балка; 6- накладки; 7 - канат; 8 -анкер
Подвески
применением
стаканный
из
канатов
стальных
объединяют
фасонок,
между
с
балкой
которыми
также
Конструкция
виадуков
сопряжения
целесообразно
собой
элементов,
местах
систему
позволяет
применение
со
связями и
стойками.
Арки
в
производить
или
в
виде
сечениях
Рис.1.79. Виадук в в/де жесткой балки с гибкой подпружной аркой:
1
-
балка;
2 -
арка;
3 -
продольные связи балки; 5 -
связи
между
арками;
из
стальная
трехпролетной
среднем пролете
реку Белую
через
нижние
ортотропная плита
безраспорных
неразрезной
и полуарок в боковых
В качестве примеров
мост через
148 м и мост
4 -
поперечные связи между балками; 6
8 - верхняя
образующихся
арки в
рис. 164,д).
пролетом
в г.Уфе
таких
балки,
пролетах
конструкций можно
(1958
р.Енисей
г.) с центральным
вблизи
г.Красноярска
с
наибольшим пролетом 231 м (2004 г.).
коробчатых
опирающихся на
пятовых
7 - подкос;
Для городских мостов характерно применение
систем,
гибкой
(см.
назвать
системы
Конструктивно балка
одностенчатых
объединенных
сопряжения
- стойка;
с
заводится
анкер, опирающийся на поперечные ребра-диафрагмы
(рис.1.78,в).
подтяжку канатов в процессе эксплуатации сооружения.
Для
балки с подпружной гибкой аркой (рис.1.79).
представляет
несущих
стойки, соединенные с арками. Монтажные стыки арок устраивают
в
В
балках
°Ртотропную
Губчатого
таких
плиту
пролетных
проезжей
сечения.
строений
части,
Монтажные
обычно
арки
стыки
используют
коробчатого
балок
или
выполняют
на
сокопрочных болтах, а стыки ортотропной плиты делают болто-
ВЬ|
опираются на шарнирно-неподвижные опорные части. В середине
арными.
При
Св
монтаже
неразрезную
балку
надвигают
с
применением
аванбека.
Арки
86
монтируют
с
готовой
балочной
87
2. РАСЧЕТ АРОЧНЫХ МОСТОВЫХ
СООРУЖЕНИЙ
конструкции [ 8 , 9 ] .
2.1.
Назначение основных
размеров арок, сводов, надарочных и
надсводных строений
Вопросы для самоконтроля
Перед
Когда и где началось строительство каменных
2.
Каковы преимущества каменных мостов?
1.
основные
особенности
римских
выполнением расчетов арочных конструкций
размеры,
а
также
ось
арок
или
сводов.
назначают
Размеры
мостов?
элементов
3. Каковы
акведуков?
арочных
конструкций
зависят
от
местных
условий
Назовите
пересечения,
а
именно:
размера
судоходного
габарита,
известные акведуки.
геологических
4.
В чем заключались
особенности
требований.
Назовите
дороги
наиболее
известные
данных,
уровня
высокой
воды,
архитектурных
первых китайских каменных
мостов?
5.
каменные
мосты
в
и
Для
улицы,
мостовых
сооружений,
необходимо
проектируемых
учитывать
требуемый
через
высотный
России,
габарит
проезда,
а
также
необходимость
обеспечения
построенные в XI - XIII веках.
безопасности движения под сооружением.
6.
Приведите
основное
схемы
каменных
арочных
мостов,
Для
городских
мостов
стрела
подъема
несущей
арочной
акведуков и путепроводов.
конструкции должна быть назначена такой, чтобы пятовые
7. Приведите
шарниры
разновидности каменных мостов со сводами.
не затоплялись
схемы
9. Приведите
арочный
8. Изобразите
мост с поперечными
водой и не подвергались воздействию ледохода. В
проемами.
бесшарнирных системах затопление
арочных
железобетонных
пят допускается.
мостовых
Наименьший
пролет, таким образом, может быть найден, если
сооружений.
соблюдены указанные
Изобразите
12.
Какие опорные части применяют в арочных мостах?
11.
Как армируются арочные своды?
10.
Наиболее
пролету
поперечные
сечения
яелезобетонных
для
выше требования.
рациональным
арочных
отношением
конструкций
является
Более пологие арки и своды требуют
состоит
стрелы
сильно
подъема
к
1/10...1/12.
развитых по ширине
опор.
Приведите схему арочного моста с жесткой затяжкой.
13.
чем
величина
мостов с
отдельными арками.
В
14.
особенность
арочных
мостов
с
В
арочными
Расход
зависимости
материалов
от
на
соотношения
арочную
стрелы
конструкцию
подъема
к
изменяется
пролету
и можно
дисками?
найти такое соотношение
15.
Каковы
принципы
расположения
деформационных
швов
этих величин, при котором расход будет
в
минимальным.
На
рис.2.1
показан
график
изменения
объема
арочных мостах?
Железобетона
Приведите схемы стальных
17.
Изобразите устои арочных железобетонных мостов.
16.
°дъема
т'
п
мостов
с арочными фермами.
арок
к
моста
длине
в
зависимости
пролета
I
.
Как
от
отношения
видно
из
стрелы
графика,
для
°нкретного моста это соотношение составило/4.
к
У*
'/7~*/*
К
Обычно
отношение
89
толщин
арок
и
сводов
в
пяте
и
замке
изменяется в диапазоне от 1,4 до 2,0.
Цель
назначения
изгибающих
моментов
называется
моменты,
Ось,
сечениях.
материала
в
распределению
примерное
в
оси
от
арок
и
сводов
постоянных
обеспечивающая
и
несущих
внутренних
сводится
временных
осью.
[10].
по
На
в
их
изгибающие
Распределение
конструкциях
сил
наибольших
к снижению
нагрузок
минимальные
рациональной
таких
них
распределение
соответствует
рис.2.2
абсолютной
показано
величине
изгибающих моментов от некоторой подвижной нагрузки.
-г-1
У
I
|
'/*
Рис.2.1. Зависимость расхода железобетона в
зависимости от
отношения стрелы подъема к пролету
Размеры железобетонных
арок и сводов зависят, прежде всего,
от их пологости. Кроме того, на размер поперечного сечения влияет
класс
бетона,
Ориентировочно
процент
армирования
можно указать
и
величина
толщины сводов и арок
нагрузки.
в замковом
сечении по следующим отношениям:
о1;, = (1/60... 1/80) I -
для сплошных сводов;
с!3 = (1/45...1/50) I - для отдельных арок,
(2.1)
Рис.2.2.
Примерное
статических
различных
от
моментов
распределение
подвижной
нагрузки
схем:
1 -
изгибающих
по
длине
арок
бесшарнирной;
2 -
одношарнирной; 3-двухшарнирной; 4-трехшарнирной
где I - расчетный пролет свода или арки.
Для
мостов
комбинированных
систем
с
арками
эти
отношения не
справедливы.
Толщину
Исследованию
рациональной
оси
арок
посвящено
количество работ, в том числе монография докт. техн.
сечения
в
пятовом
сечении
можно
определить по
формулам
Киселева
В.А.,
в
течение
многих
лет
большое
наук, проф.
заведовавшего кафедрой
Роительной механики МАДИ[11].
ст
с!|< = с13 / соз фц
с!к = с1э соз фк
- для
- для
бесшарнирных и трехшарнирных систем;
двухшарнирных систем.
(2.2)
Наиболее
к
часто на практике за рациональную ось принимали
Ривую давления от постоянных и половины временных нагрузок.
Такое
решение
приводит
к
90
наибольшему
снижению
изгибающих
моментов в трехшарнирных системах. В статически неопределимых
температура,
влияет
сводах
арках
и
преднапряжение
на
величины
бетона
усадка
изгибающих
и
моментов
ползучесть
значительно
бетона,
а
также
При т
сооружения
в
которых
строение
практический
задача
смысл.
проектировании
бесшарнмрных
арочных
арок
по
мостов
длине
изменение
пролета
момента
принимают
сое фх = 1-
тот факт, что современные
представляют
в
и
совместной
собой
работе
дополнительные
отыскания
Тем
автор сделал
91
= 1 уравнение (2.3) превращается в квадратную параболу.
При
инерции
по
следующей зависимости:
и поэтому для таких систем рациональная
ось представляется достаточно сложной.
Следует также учитывать
мостовые
системы,
надарочное
конструкций
которой
учетом
не
получить
участвуют
Для
оси
где
ось арки с
п = 4 / Л соз ф|< и на практике принимается равным
При п = 1,2 арка имеет постоянное сечение
арки,
таких
теряет
а
при п =
1,0
изменение
момента
инерции
0,2... 1,2.
по длине
происходит
пролета,
по закону
косинуса.
Для
работу [12], в
рациональную
(2.4)
арочные
комбинированные
элементы
рациональной
менее можно отметить
попытку
двухшарнирных
мостовых
арок
изменение
их жесткости
по длине пролета принимают по формуле
совместной работы с надарочным строением.
Известно
выражение
предложенное
кривой
давления
в
виде
(2-5)
/ Л сов (в = 1 - ( к - 1 / Щ 5 ,
катеноида,
инженером Легеем:
где к = \з фк/ ^ ; ^ - момент инерции в сечении х.
(2.3)
= т(сгЦк-1)/(т-1),
Трехшарнирные
арки
обычно
проектируют
с
постоянным
сечением по длине.
где {- стрела
подъема; ^ = 2 х / 1 ;
к = агсЬ т
= !п (т + л/т2 -
координата сечения по отношению к замку; !_ - пролет арки; т
д5; Эк- интенсивность
1 ); х = д*/
2.2.
Определение усилий в бесшарнирных арках
нагрузки в пяте; д 5 - интенсивность нагрузки в
Бесшарнирная арка
замке.
элементами
арочного
независимость
или свод являются
мостового
работы
арок
и
основными
сооружения.
надарочного
Если
одами производится определение
могут
в
применяться
является
ключевом
несколько
основная
сечении
момента,
з
так
основных
система,
и
\/с
-
несущими
то
после
симметричных
систем.
Наиболее
образующаяся разрезанием
введением
поперечной
называемом
арками или
внутренних усилий в сечениях.
Для бесшарнирных статически неопределимых
Рок
Рки
ибающего
Риложенных
п
допускать
строения,
Распределения временной нагрузки между отдельными
Св
а
Удобной
а
Зг
Рис.2.3. Схема к определению кривой давления арки
трех
неизвестных: М с -
силы
упругом
и
Н
центре
-
С
распора,
(рис.
2.4).
Такое
решение
приводит
к
90
наибольшему
снижению
изгибающих
моментов в трехшарнирных системах. В статически неопределимых
температура,
влияет
сводах
арках
и
преднапряжение
на
величины
бетона
усадка
изгибающих
и
моментов
ползучесть
значительно
бетона,
а
также
При т
сооружения
в
которых
строение
практический
задача
смысл.
представляют
в
и
совместной
проектировании
бесшарнмрных
арочных
арок
мостов
по длине
изменение
пролета
момента
принимают
сое фх = 1-
собой
работе
дополнительные
отыскания
Тем
автор сделал
91
= 1 уравнение (2.3) превращается в квадратную параболу.
При
ерции
ин
по
следующей зависимости:
и поэтому для таких систем рациональная
ось представляется достаточно сложной.
Следует также учитывать тот факт, что современные
мостовые
системы,
надарочное
конструкций
которой
учетом
получить
Для
оси
где
ось арки с
п = Л / Л соз фк и на практике принимается равным
При п = 1,2 арка имеет постоянное сечение
арки,
таких
теряет
а
при п =
1,0
изменение
момента
инерции
0,2... 1,2.
по длине
происходит
пролета,
по закону
косинуса.
Для
работу [12], в
рациональную
(2.4)
арочные
комбинированные
участвуют
элементы
рациональной
не менее можно отметить
попытку
двухшарнирных
мостовых
арок
изменение
их жесткости
по длине пролета принимают по формуле
совместной работы с надарочным строением.
Известно
выражение
предложенное
кривой
давления
в
виде
(2.5)
катеноида,
инженером Легеем:
где к = ик соз ф|(/ ^ ; и х - момент инерции в сечении х.
у = Нспек-1)/(т-1),
Трехшарнирные
(2.3)
арки
обычно
проектируют
с
постоянным
сечением по длине.
где ? - стрела подъема; ^ = 2 х / 1 ;
к = агсг) т
координата сечения по отношению
д5; Эк- интенсивность
= !п (т + л/т2 -
к замку; !_ - пролет арки; т
1); х = д*/
2.2.
Определение усилий в бесшарнирных арках
нагрузки в пяте; д 5 - интенсивность нагрузки в
Бесшарнирная
замке.
элементами
арка или свод являются
арочного
независимость
мостового
работы
арок
и
основными
сооружения.
надарочного
Если
несущими
допускать
строения,
Распределения временной нагрузки между отдельными
то
после
арками или
сводами производится определение внутренних усилий в сечениях.
Для бесшарнирных статически неопределимых
Р°к
а
могут
Удобной
а
Рки
Зг
Рис.2.3. Схема к определению кривой давления арки
в
применяться
является
ключевом
ибающего
в
несколько
основная
сечении
момента,
Сложенных
так
основных
система,
и
\/с
-
симметричных
систем.
образующаяся
введением
поперечной
называемом
трех
Наиболее
разрезанием
неизвестных:
силы
упругом
и
Н
центре
-
С
Мс
-
распора,
(рис.
2.4).
Расположение
неизвестных
92
усилий
в
упругом
центре
дает
положение упругого
,,
центра
определяется
по
В
общем
едующих
сЛ
^
^,
93
Опорные реакции в арках определяют,
числитель
означает
статический
случае
неизвестные
могут
быть
определены
из
выражений:
(2.6)
момент
оси х' -
как в разрезной балке
с пролетом равным пролету арки.
возможность определять их независимо одно от другого.
Вертикальное
формуле
Мс=Е5мЗ/бмм,
V(.=
где
относительно горизонтальной
арки, а знаменатель
упругих
сил с!з/
(2.7)
Е^
х' , проходящей через ключ
где бнэ
,
5у5 , бм - единичные перемещения в основной системе от
внешних воздействий 3 по направлению лишних неизвестных; бнн ,
- их сумму (см. рис.2.4).
буу , 5мм - перемещения от неизвестных Н, У с , Мс , равных единице
по их направлению.
Если
-х
учитывать
в единичных
перемещениях
изгибающих моментов М и нормальных
только
сил N. то общее
влияние
выражение
для б,* будет иметь вид
с!з/ ЕА Х ,
где
М,
,М|(
, Ы,
,
М|<
-
соответственно
продольные силы от безразмерных
системе;
А
-
площадь
(2.8)
изгибающие
моменты
сил Х| = 1 и Х к = 1 в
поперечного
сечения
арки.
и
основной
Остальные
обозначения такие же, как и ранее.
Выполнив
полученные
вычисления
значения
в
по
формуле
формулы
(2.7),
построения линий влияния неизвестных
(2.8)
получим
и
подставив
выражения
для
усилий Н, \/ с , Мс
(2.9)
Л
Де
г
О
р =( |
сс&рх из/ ЕЛ,) / ( $ У15/ЕЛ).
о
о
Выражение для
Ус после преобразований и упрощений имеет
вид
= Е5V 8 3/(x 2 с^з/Е^ x ).
Рис.2.4.
Основная
бесшарнирной
система
и
арке: а-основная
линии
влияния
(2.10)
усилии
система; б - ж - л и н и и влияния
Аналогично
94
выражение для Мс будет иметь следующий вид:
де М и N -
г
95
изгибающий момент и продольная сила в сечении арки
и свода в основной системе от нагрузки Н = 1.
ил
М0 = I 6М5 8 /
Линии влияния внутренних
координатой X
вычисляются
(2.11)
усилий в произвольном сечении с
через линии основных неизвестных, а
именно:
л.в. М х = л.в.М0-л.в.Н у-л.в.У с х +л.в.Мс;
л.в. Ох = л.в.Оо - л.в.Н 51П фх - л.в.\/с соз ф х ;
Л.В. Ых = Л.В. М0 + Л.В.Н СОЗ фх - Л.ВЛ/С 51П фх .
В формулах
(2.12) л.в. М0 ,л.в.<30,
сечении х , построенные,
Линии
влияния
представлены
л.в. М0 - линии влияния
(2.12)
усилий в
как в разрезной балке.
внутренних
усилий
в
заданной
системе
на рис.2.4,б - ж.
Загрузив
нагрузками,
линии
получают
влияния
постоянными
расчетные
усилия,
по
и
которым
временными
производят
проверки сечений арок и сводов.
2.3.
Определение усилий в двухшарнирных арках
В
двухшарнирных
принимают
распор
строительной
М0
1М0
Н
арках
или
(рис.2.5,а).
сводах
за
Исходя
из
неизвестное
представлений
е
механики, можно записать
Н = (I М0 у о!з/ЕЛ
где
-
+К
соз фх
/ ( {у2 с)з/ Е4 + [ соз2 ф х с!з/ЕАх),
изгибающий момент
и продольная
сила
в основной
системе.
Представленное выше выражение для Н можно также записать так:
-2.5.
Ис
Основная
Ухшарнирной
Чв
Н = (I М0 М из / ЕЛ) / (I М2 из / ЕЛ + I Ы2 с]з / ЕАХ),
о
с
система
и
линии
влияния
усилий
в
арке: а - основная система; б - е - линии влияния
(2.13)
о
При
важно
изменении
при
возникает
расчете
96
ь
температуры
стальных
температурный
коэффициент
линейного
линию
усилий
влияния
в
двухшарнирной
арочных
распор
Н
=
и)
/
арки
5Нн
расширения
97
X
(особенно
строений)
,
где а
-
материала
1_ - пролет арки.
распора
сечениях
пролетных
(а {
температурного
арки; I - изменение температуры;
Зная
влияния
арки
Н,
можно
или
построить
свода
по
линии
4ИМ
следующим
формулам:
л.в.Мх = л.в.Мо - л.в.Н у ;
л.в.Ох = л.в.<20 соз фх
- л.в.Н
зш фх;
л.в.Ых = л.в. 00 зт фх + л.в.Н соз ф„.
Линии влияния
2.4.
(2.14)
М х , О х , Ых показаны на рис.2.5, б - е.
Определение усилий в трехшарнирных арках
Трехшарнирные
поэтому
линии
представляют
арки
влияния
собой
являются
статически
внутренних
отрезки
определимыми и
усилий
прямых
в
линий
их
сечениях
(рис.2.6).
Рис.2.6. Линии влияния усилий в трехшарнирной
арке
Распор
симметричной трехшарнирной арки равен:
2.5. Некоторые вопросы
М0
-
изгибающий
пролетом
момент
равным пролету
в
середине
разрезной
балки с
арки
с
началом
координат
(2.14).
на
арочных комбинированных систем производят методами
строительной механики. Конструкции в виде арки с затяжкой, а также в
виде
арки; {- стрела подъема арки.
параболической
расчета арочных систем
(2.15)
Н = М0/Г,
Расчет
где
Линии влияния в трехшарнирной арке строят по формулам
Для
опоре ее ось описывается
гибкой арки с жесткой
затяжкой представляют
собой однажды
статически неопределимые системы.
левой
Для
арочных
мостов
необходимо
проводить
проверки
УСТОЙЧИВОСТИ арок и сводов в их плоскости и из плоскости. При этом
выражением
Устойчивость из плоскости сводов более обеспечена, чем в плоскости
у
=
(2.16)
41
сводов, так
как жесткость
сводов в горизонтальной плоскости выше,
Чем в вертикальной.
В
мостах
с
отдельными
Распорками, поперечная
аркам,
жесткость
соединенными
определяется
поперечными
работой
всей
98
99
конструкции в целом как пространственной
системы, что
обеспечивает
схемы арочного пролетного
более
высокую устойчивость
арок из их плоскости, чем
в плоскости
строения с ездой поверху
приведены
на
рис. 2.7.
арок.
Важное
плоскости
значение
в открытых
Арочные
многократно
современных
имеет
проверка
устойчивости
мостах, не имеющих поперечных
мосты с наклонными
статически
условиях
всего
арок
системы,
проводить
на
из
их
а
х
распорок.
подвесками представляют
неопределимые
легче
и
их
базе
собой
расчет
ш
-
-чт
в
численных
методов.
Мосты
из арочных
классической
напряжений
менее
дисков трудно поддаются расчету методами
строительной
механики,
так
как
при
проектировании
методы,
подобных
основанные
на
мостов
В
Тем не
использовали
достаточно
монографии
[16]
приведен
линий
влияния
соотношения их жесткостей т
гибких
арок
их
деформированной
часто
расчетах
прогиб
схеме.
от
временной
Приближенный
надарочную
отделяют
от
взаимодействием
несущих
арок
и
нагрузки
балке и арке при т
мостов
и, таким
совместно
м
образом,
строения.
В
в
балках
определения
и
арках
= Е^ Е6^ , где Е и Еб -
модули упругости материала арки и балок;
усилий
зависит
в
от
соответственно
О а , ^ - моменты инерции
сечения арки и балки.
На рис.2.8 представлены линии влияния изгибающих моментов в
расчет по
конструкцию
арок
надарочного
работают
алгоритм
балках проезжей части и арках при их совместной работе.
Характер
значительных
[ 3 ].
случае
значительным и поэтому расчет таких систем правильнее
по
практических
поверху
пренебрегают
Рис.2.7. Схемы арочного моста: а -действительная; б - расчетная
распределение
в дисках не подчиняется закону плоских сечений.
ранее
приближенные
упрощениях
В
оказывается
производить
деформированной схеме приведен в учебнике [ 6 ].
В
ездой
действительности арки или своды
= 4, где видно, что ординаты линии влияния М в
балке почти в 6 раз меньше, чем ординаты линии
Данный случай
соответствует
системе
влияния
в виде жесткой
М в арке.
арки с гибкой
балкой.
со стойками и
проезжей частью.
Размеры
аналогичных
стойками
надарочного
конструкций,
в
плоскости
строения
сечение
вначале
построенных
железобетонных
арок
поперечном
мостах
стоек
назначают
ранее.
обычно
напряжения
расположенных
в
возникают
средней
части
в
на
основе
между
4...6
наиболее
пролета.
напряжений короткие стойки снабжают по
более
шарнирно
Расстояние
составляет
назначают в диапазоне 25...40
м. В
см. В
направлении стойки имеют размер 50 см и более.
Наибольшие
стойках,
таких
Другие
высокие
стойки
закрепленными
по
при
расчете
Для
коротких
исключения
концам шарнирами.
также
можно
концам. Действительная
считать
РИС.2.8. Линии влияния в балке и
с
арке
пролетного
строения
ездой поверху: а - в балке проезжей части; б - в несущей арке
и расчетная
Для
изменения
арочного
пролетного
100
3. Напишите формулу,
101
характеризующую изменение момента
инерции двухшарнирной арки по длине пролета.
строения
изгибающих моментов в
пролетом
балке
и
арке
52
м
характер
представлен
на
4.Что
такое
упругий
центр,
принимаемый
при
расчете
бесшарнирных арок?
рис.2.9.
5. Напишите формулы определения линий влияния
внутренних
усилий в трехшарнирной арке.
6.Как влияет надарочное строение на распределение
усилий в
арочном пролетном строении с ездой поверху?
3.
МОСТОВЫЕ
СООРУЖЕНИЯ
С
РАМНЫМИ
НЕСУЩИМИ
КОНСТРУКЦИЯМИ
3.1. Общие сведения
Рамные
О
<
2
системы
работой пролетных
3
особенность
мостах,
отличаются
строений - ригелей
обусловила
путепроводах
и
широкое
эффективной
совместной
с опорами - стойками. Эта
применение
эстакадах.
За
счет
рам
в
городских
совместной
работы
ригелей и стоек удается понизить высоту пролетных строений, что
Рис.2.9. График распределения изгибающих моментов в балке
в зависимости от соотношения
арке; 2 - в
арке
пролетного
их жесткостей:
строения; 3-в
1 -
балке
и арке
важно для городских условий.
Совместность
в самостоятельной
проезжей
части
обеспечивает
работы
пролетных
эффективное
строений
использование
как железобетона, так и стали, применяемых
При т
т
= 0 имеет место случай жесткой балки и гибкой арки. Если
= 1, то жесткости балки и арки одинаковы и, стало быть,
состоит
из жесткой балки
и жесткой
арки.
Если т
=
оо,
система
то балка
-
конструкций. Жесткое
разгрузить
соединение ригелей
изгибающие
моменты
в
с
опора'ми
прочностных
для рамных
свойств
мостовых
со стойками позволяет
ригелях
и
одновременно
Уменьшить размеры опор.
В
жесткая, а балка - гибкая и тогда арку можно рассчитывать отдельно
железобетонных
железобетона
от надарочного строения.
сооружениях
оказывается
до
рамной
15...20%
системы
меньше,
чем
расход
в
мостах
балочных систем.
Стальные
Вопросы для самоконтроля
мостовые
сооружения
с
рамными
конструкциями возводят реже, чем железобетонные.
1.
Каково
рациональное
городских мостов
отношение
стрелы
подъема
арок
бальных
рам
проектируют
Легкие опоры рамных
к пролету?
Д
2. Что называется кривой давления?
8и
сооружения,
а
городские
путепроводов
также
несущими
Чаще всего из
путепроводы
и
эстакады.
и эстакад улучшают внешний
меньше
стесняют
пространство под
°оружением, улучшают условия видимости под путепроводом или
с
°такадой.
э
102
В мостовых сооружениях применяют
•
бесшарнирные
вертикальными
заделанными
•
Т-
рамы
или
с
следующие
гибкими
образные
рамы
или
с
гибкими
наклонными
виды рам:
рамы
с
жесткими
с
гибкими
применяют
или
температуры.
рамные
консоли
каналы,
так
и
в
путепроводах.
в
используют
в
в
рамы с
которых
стойки
Г-образные
систему
раме
в
с
заделанными
ригеле
меньше,
стойками,
моменты
так
стойками
чем
как
в такой
В этих
системах
железобетонные
а
части.
м.
103
необходим также
учет
напряжений
из железобетона
50-е годы XX века простейшие городские
мосты
В
в
Ригели таких
продольных
рациональному
5,0...6,0
и
одних
других
путепроводы
случаях
-
рамных
и
плиты,
таких
выполнялись
рама
выполнялась
имела
в
виде
балок,
перекрытых
(главных) балок
т.е.
сооружений
2,5...3,5
по
боковые
портала
конструкций представляют
поперечных
Шаг продольных
пролету
Пролет
собой
плитой
соответствовал
м, поперечных
составлял
не
более
20
м
(см.рис.3.2,а) и 60 м (см. рис.3.2,б).
Стойки
рамы
в мостах через овраги, ущелья, а также в путепроводах.
бесшарнирной
моментов
опертыми
схеме.
(рис.3.2,а),
(рис.3.2,б).
в фундамент;
стойками
в путепроводах,
Т- образные рамы находят применение как в городских мостах
реки,
В
т ползучести и усадки бетона.
3.2. Типы конструкций мостов и путепроводов
Построенные в 30 -
жесткими
шарнирно
вертикальными
с жесткими стойками, заделанными
проезжей
рамы
и эстакадах и реже в мостах. Бесшарнирные
стойками
О
жесткими
стойками,
или
стойками,
однопролетной
с фундаментом;
рамы
наклонными стойками, заделанными
Г-образные
или
наклонными
в фундамент;
бесшарнирые
вертикальными
соединенными
•
•
фундамент.
Бесшарнирные
путепроводах
жесткими
используются как подпорные стены для удержания грунта насыпи.
через
применяют
изгибающих
шарнирно
воспринимают
фундамент,
рам
по схеме
либо
требовалось
имели
рис.3.2,а
шарнирное
располагать
либо
жестко
опирание.
шарниры
выше
заделывались
Во
втором
уровня
в
случае
земли
для
обеспечения их работоспособности.
величина
же
раме с
заделанные
стойки
по обоим концам (рис.3.1).
а
-
ЧЩГДР7
1
Рис.3.2.
Схемы
однопролетных
рамных
путепроводов:
а
-
с
боковыми консолями; б - в виде портальной рамы; 1 - продольная
Рис.3.1.
Эпюры
изгибающих
рамах: а - с заделанными
Отличительной
возникновение
моментов
от
стойками; б - с
особенностью
значительных
постоянной
(главная)
нагрузки
шарнирными
рамных
балка;
2-
стойка (опора); 3 -
поперечная
балка
стойками
систем
напряжений
является
от
действия
При
насыпи
для
использовании
находится
проезжающих
некоторых
104
схемы
по
между откосными
автомобилей.
случаях
типу
рис.3.2,б
грунт
крыльями стоек
Между
устраивали
откосными
поперечные
105
конуса
и невидим
крыльями
в
железобетонные
распорки.
Относительная
составляет
высота
ригеля
в
двухшарнирных
1/20...1/25 длины пролета, а в бесшарнирных
1/30... 1/35 длины пролета. В узлах сопряжения
рамах
рамах -
ригеля со стойками
высота продольных ребер больше, чем в пролете из-за увеличения
там изгибающих моментов.
Для
снижения
изгибающих
применяли противовесы
В многопролетных
неразрезную
и
моментов
в
ригеле
раньше
в его консолях.
рамных
консольную
составляет обычно
мостах и путепроводах применяют
схемы.
Длина
температурных
ветвей
60...70 м. При гибких стойках эта длина
может
быть и больше. Пролеты многопролетных рам составляют
10...30м.
При консольной схеме
теле
насыпи,
как
это
крайние стойки могут располагаться в
показано
пролеты не используются для
на
рис.З.З.а.
При
этом боковые
проезда, что является недостатком
Ригель
же,
и стойки
как
и
в
в
многопролетных
однопролетных
широких
путепроводах
пересечении
сооружениях
мостах
в
и
выполняют
путепроводах.
поперечном
городских каналов
одновременно
ранее часто выполнялись
и
Рис.3.3.
нагрузки
наклонных
крайние
стойками
промежуточных
В
(рис.3.3,5).
можно выполнить
При
тех
схемы;
б -
рамные
мосты
неразрезной
балки; 4 -
и
схемы;
путепроводы:
в -
а
-
с массивными
поперечная распорка между стойками
опора;
многопролетных
отделяются
опор
распорок выше уровня воды
элементов
опоры
поперечные
опоры; 5 - массивная
6 - режущая
грань
опоры моста
В
направлении
опоры рамных
же
одна
от
путепроводах
другой
швом,
температурные
который
образуется
ветви
путем
опирания на единый фундамент спаренной стойки (рис.3.4,а).
На
и подпорной стеной набережной и
массивной конструкции. Для восприятия
между
ледорезных
промежуточные
Многопролетные
консольной
промежуточными опорами: 1 - ребристый ригель; 2 - гибкие стойки;
3 -
схемы.
такими
городских
устанавливают несколько стоек с шагом 3...6 м (см. рис.З.З.а).
При
мостов являются
ледовой
целесообразно устройство поперечных
условиях
системы
практике
мостовых
благоприятной
температурные
находили
применение
сооружений.
работы
При
этом
в
многопролетной
воздействия
между
рамно-консольные
целях
обеспечения
конструкции
на
консолями смежных ригелей
Устраивали подвесное пролетное строение (рис.3.4,б).
массивными
режущей гранью (рис.3.3,в).
«-Ц
1
106
Представленные
путепроводы
плитные
показана
^
•Г7Я7
77}
77С.
-
в
имели
с
выше
рамные
конструкции
выполняли
из
косое очертание в плане.
наиболее
конструкции,
распространенной
ребристой
путепроводах находили применение
что
минимальной
в
ряде
высоты
путепровода
случаев
было
сооружения.
через
На
вызвано
рис.З.б.а
железную
дорогу
с
"У7? —~?7?—^—' \ЗЯ~
улучшающие
на температурные воздействия: а б
с подвесным
шов;
пролетным
2- подвесное
рамных
деформационные
не
конструкция
плитным ригелем и стойками - стенками.
_
Конструктивные решения,
стоек;
современных
устраивают
107
т
монолитного железобетона. Часто в условиях городов такие мосты
и
Наряду
конструкцией ригеля в рамных
и
требованиями
1
я*
\
Т7~77?
Рис.3.4.
путепроводов
сдвоенных
температурный
В
эстакадах
ветви,
строений
отделяющие
При
работу
этом
1 -
строение
путепроводах
и
температурные
подвесных
(рис.3.5.).
рамных
с применением
строением;
пролетное
многопролетных
швы,
пролете.
предусматривают
пролетных
Такое
решение
значительно упрощает конструкцию пролетных строений. Наиболее
просто это достигается при плитном ригеле рамной системы.
Рис.3.6.
Рамный плитный
путепровод через железную дорогу: а - с
ригелем сплошного сечения;
железной дороги;
Плитная
Рис.3.5.
Расположение деформационного
многопролетной
городской
шва
в
пролете рамной
точки
2 -
б -
стержни
с коробчатым ригелем;1 ненапрягаемой
конструкция ригеля
зрения
изготовления
значительно
и
арматуры
проще
армирования.
насыпь
ригеля
ребристой с
С
учетом
эстакады: 1 - деформационный шов
Распределения
изгибающих
высоту вблизи стоек. В
моментов
целях
ригель
уменьшения
имеет
переменную
собственной
массы
108
109
пролетных строений в рамных мостах при пролетах более 30...40 м
целесообразно
применить
пустотелую
конструкцию
ригеля
Рабочая
арматура
лучшего зацепления
(рис.3.6,6).
В современных условиях рамные мостовые сооружения чаще
всего
выполняют из предварительно
В
отдельных
использовать
случаях,
напрягаемую
напряженного железобетона.
когда местные
арматуру,
условия
возможно
не позволяют
использование
арматуру
Армирование основных конструктивных элементов
в
рамных
принципе
пролетных
мостов
и
аналогично
строений.
сварных
продольной
путепроводов
армированию
В качестве арматуры
каркасов,
рабочей
состоящих
арматуры,
из
хомутов
и
в
в средней части
арматуры
имеет
периодический
соответствии
с
профиль
огибающей
для
эпюрой
пролета. На рис,3.7,а показана выноска
ригеля
величине
с
нумерацией
стержней.
Стержни
в нескольких рядах по высоте, что
расчетных
изгибающих
моментов.
На
поперечных сечениях показано изменение степени армирования по
длине
ригелей
арматурой
неразрезных
применение
стержней
с бетоном. По высоте балок ригеля рабочую
располагают
моментов, а именно: в верхних волокнах в приопорных сечениях и в
нижних основной
рабочей арматуры расположены
рамных конструкций с ненапрягаемой арматурой.
соответствует
3.3.
Армирование
ненапрягаемой
балочных
целесообразно
системы
пролета.
рассмотренного
Хомуты,
воспринимающие
случая
имеют
поперечную
четыре
ветви.
силу,
для
Продольная
противоусадочная арматура имеет гладкий профиль.
Армирование
гибких
стоек
рамы
показано
на
рис.3.7,б.
Поскольку наибольший изгиб стойки испытывают в плоскости рамы,
то
и основная
арматура сосредоточена
Арматура стоек заводится в ригель до
наклонных стержней в приопорных зонах (рис.3.7,а).
обеспечения
изгибающих
а
надежной
заделки
моментов.
по внешним
граням стоек.
плиты проезжей части для
при
Продольные
восприятии
стержни
узловых
стоек
связаны
хомутами для образования каркаса и восприятия поперечных
Стойки
опираются
на
монолитный
фундамент,
сил.
и арматура
стоек входит в тело фундамента для надежной анкеровки (рис.3.8).
При
шарнирном
опирании
стоек
на
фундамент
арматуру
стоек
обрывают у их нижнего конца.
33
Ы.
и. '
' X
__,
^1 1 —Эя
• р^
-1^
«
:
и
Рис.3.7.
,
'|
«
А"
ь
^:
Армирование
арматура
продольных
элементов
балок
рамного
ригеля;
б -
путепровода:
армирование
а
стойки
с.3.8. Армирование фундамента и стойки рамного путепровода
и
Арматура
представляет
замкнутых
фундамента
собой
хомутов,
противоусадочной
арматурную
110
для
По
же,
по
низу
восприятия
как
ригеля
каркас,
контуру
и
стоек,
состоящий
фундамента
фундамента
из
и
устраивают
сосредоточенных
давлений,
армирование
концов
изгибающий
консолей
имеет
пролетными
особенности.
опорного давления
момент
и
поэтому
необходимой для
конструкциях такие
конструкции
сопряжения консолей с подвесками применяют редко.
Принципиальное
приведено
стержни
на
армирование
рис.3.10.
периодического
арматура
Стойки
от стоек фундаменту.
рамно-консольных сооружениях с подвесными
консоли (рис.3.9) от действия
на
111
трещины. В современных мостовых
так
пространственный
расположенных
арматуры.
сетку
передаваемых
В
строениями
Выступ
арматурой,
горизонтальной
работает
в
приопорных
путепровода
диаметром 32 мм
и
В качестве
профиля
зонах
плитной
рабочей
рамной
арматуры
диаметром
также
армированы
принята
32
мм.
конструкции
применены
Наклонная
того же
вертикальной
противоусадочной
арматурой
диаметра.
арматурой
диаметром
12 мм.
подвески
армируется
верхней
растянутой
зоны.
Рис.3.10. Армирование
Армирование
плитного
массивных
рамного
опор
путепровода
рамных
сооружений
Рис.3.9. Армирование выступа консоли рамно-консольного моста
производится по контуру тела опор, и эта арматура предназначена
для
Кроме
того,
выступ
интенсивно
армируется
обеспечения
большого
диаметра
(32...40
мм)
для
и
работы
главных
выступа
растягивающих
на
поперечную
напряжений.
силу
слоя
бетона
от
бетонирования
повреждений
при
и
защиты
эксплуатации.
восприятия
Арматура
силы
качественного
наклонными
поверхностного
стержнями
поперечной
обеспечения
ригеля
заделывается
в
массивной
части
опоры
в
Для
устанавливают
соответствии с требованиями норм.
хомуты. Опорная плоскость армируется несколькими рядами сеток.
Выступы испытывают
и
поэтому
в
таких
при эксплуатации ударные воздействия,
конструкциях
часто
образуются
наклонные
3.4.
Конструкция
городских
112
мостов
с
напрягаемой
113
Ригели и стойки рамных мостов во многих случаях выполняют
коробчатыми
рамных
(см. поперечное
сечение
рис.3.11,б).
Ригели
могут
быть также ребристой конструкции.
арматурой
Применение
арматурой
40...50
м
единицу
рамной
позволяет
при
системы
обеспечить
одновременном
длины
в
сочетании
перекрытие
уменьшении
сооружения,
с
напрягаемой
пролетов
объема
повысить
более
бетона
прочность
и
трещиностойкость конструкции.
В
городских
оказываются
возведения
эпюры
в
условиях
весьма
очень
моментов
эффективно
однопролетные
целесообразными
стесненных
на
большей
использовать
монолитных
конструкций,
а
местах.
части
из-за
рамные
мосты
возможности
их
Наличие отрицательной
длины
навесные
также
мостов
способы
монтажа
позволяет
бетонирования
сборных
и
сборно-
монолитных конструкций.
В
данном
путепроводы
параграфе
и
путепроводов
и
не
эстакады.
эстакад
рассматриваются
Конструкция
рамной
системы
рамные
железобетонных
подробно
освещена
в
учебнике [ 9 ].
Рамные
образных
рамных
и
мосты
реже
мостов
с
напрягаемой
Г-образных
арматурой
конструкций.
следующие:
выполняют
Применяемые
рамно-неразрезная
из Тсхемы
(рис.3.11,а),
рамно-консольная (рис.3.11,б) и рамно-подвесная (рис.3.11,в).
В
указанных
схемах
промежуточные
опоры
русле реки, что характерно для многопролетных
Мосты
через
набережные,
средний
городские
каналы,
вдоль
расположены в
городских мостов.
которых
устроены
часто проектируют по трехпролетной схеме, у которой
пролет
перекрывает
находятся над набережными.
существенно
пролетных
меньше,
весь
канал,
а
боковые
пролеты
При этом боковые пролеты по длине
чем
средний
изгибающих
пролет,
моментов
в
а
для
боковых
Рис.3.11. Схемы рамных городских предварительно напряженных
мостов: а,б, в - через реки; г- через канал; 1 - шарнир; 2 - подвесное
пролетное строение; 3 - пучок напрягаемой арматуры; 4 - противовес
снижения
пролетах
предусматривают заполнение ригеля бетоном, которое играет роль
противовеса (рис.3.11 ,г).
Рамные
мосты
с
114
напрягаемой
арматурой
115
перекрывают
пролеты до 150...180 м и более.
Рамная
система
наиболее
систем, не считая арочной.
жесткая
Введение
в
ряде
случаев,
Например,
на
такое
среди других
сооружений, но с другой
решение
это может быть
значительное
мостовых
шарниров в уровне проезжей
части снижает эксплуатационные качества
стороны,
условиями.
прерывать
диктуется
местными
связано с невозможностью
время
судоходство
или
железнодорожное движение под строящимся путепроводом.
Устройство
в
непрерывной
рамно-подвесных
проезжей
эксплуатационные
и
рамно-консольных
части
качества
позволяет
сооружений
и
мостах
улучшить
снизить
влияние
шарниров на работу несущей конструкции в целом.
В
рамных мостах
используют
как вертикальные
наклонные. При этом последние позволяют
вертикальную
схема
и
жесткость
сооружения.
конструкция
образованного
стойками,
в
ригеле
и
с
стоек
фундаментом
к
опоры, так и
существенно
рам
на фундамент.
Пучки
наклонных
примыкания
рис.3.12,а,
б
повысить
приведена
многопролетного
однопролетных
опирающимися
конструкцию (рис.3.12,в).
как
узла
На
рамного
из нескольких
шарнирно
ребристую
проходят,
жесткого
армирован
с
моста,
наклонными
Ригель
имеет
напрягаемой арматуры
стойках.
ригелю
Для
устроена
диафрагма (см. рис.3.12,6). Железобетонный
стоек
арматурой для восприятия
обеспечения
треугольная
шарнир в сопряжении
криволинейно
изогнутой
опорной реакции и местных напряжений
(рис.3.12,г).
Приведенная
имеет
конструкция, возведенная в г. Тулузе (Франция),
благоприятный
архитектурный
вид,
что
немаловажно
для
городского транспортного сооружения. По подобной схеме построен
мост
через
реку
треугольными
Суру
в Пензе.
стойками
Большой
возведен
мост рамной системы с
через
канал
им.
Москвы
в
Рис.3.12. Многопролетный рамный мост с наклонными стойками: а
- схема части моста; б - конструкция рамы моста; в - поперечное
сечение ригеля; г- шарнир наклонных стоек; 1 - очертание нижнего
Хлебникове.
пояса ригеля; 2 - напрягаемые пучки ригеля; 3 - пучки стойки моста
116
117
Ригели рамных мостов имеют переменное сечение по длине
пролета
(см.
в соответствии с распределением изгибающих моментов
рис. 3.11
исходя
и 3.12).
Реже ригелю придают
из технологических
соображений как
постоянную высоту,
это, например, было
однопролетного
мощный
на
на
моста,
устой,
другой
уклоне
где
устой,
у
которого
анкеруется
но
вместо
ригель,
облегченной
стойки
шарнирно
конструкции.
виадук (Франция) подобной конструкции
8%.
Левый
структуру, ригель -
Рамные
анкерный
устой
переменное коробчатое
имеет
сечение.
задней грани левобережного устоя расположена напрягаемая
мосты
сборной
конструкции
собирают
навесным
способом (уравновешенный навесной монтаж) из блоков заводского
изготовления.
располагается
сделано на мосту в Хлебникове.
При большом перепаде высот берегов возможна конструкция
рамного
предусмотрен
опирающийся
Приведенный на рис.3.13
расположен
пустотелую
По
пучковая арматура. Ригель бетонировался секциями длиной 3,55 м
мостах
Напрягаемая
только
каналах
начинали
в
уровне
вести
Монтажные
арматура
сверху.
сборной конструкции
открытых
Монтаж
опоры.
наращивания
На
при
первых
этом
проезжей
блоков
располагали
перемещали
при
монтаже
построенных
напрягаемую арматуру
плиты
с приопорных
краны
консолей
два симметричных
напрягаемыми
над
в
рамных
размещали в
части
(рис.3.14,а).
обе стороны
опорой
в сторону
и
по
пролетов.
от
мере
Каждые
блока после натяжения арматуры удерживались
пучками.
Стыки
перед
натяжением
арматуры
смазывались клеем на основе фенолформапьдегидной смолы.
После
завершения
монтажа
всех
блоков
производили
обетонирование открытых каналов для напрягаемой арматуры.
навесным способом.
Длина монтажных блоков чаще всего составляла 3...4 м, что
было
обусловлено
кранов.
грузоподъемностью
Указанный
способ
монтажа
консольных
был
монтажных
характерен
для
мостов
-Ш-.
больших
пролетов
основном
имели
количество
рама
(120...150
м
коробчатое
блоков
могла быть
(рис.3.14,6).
ПгЗ-1
и
более).
сечение.
могло быть
При
При
этом
блоки
меньших
минимальным.
в
пролетах
Каждая Т-образная
образована из двух блоков переменной высоты
Такое
решение
было
характерно
для
ригелей
двутаврового сечения. Напрягаемую арматуру также располагали в
открытых
каналах.
Анкеры
напрягаемой
арматуры
располагали
в
утолщениях плиты проезжей части коробчатых блоков и в верхнем
поясе двутавровых блоков.
Опыт
эксплуатации
недостатки
такого
мостов
с
способа
открытыми
каналами
армирования.
К
выявил
арматуре,
расположенной близко к уровню проезжей части и обетонированнои
на
месте
монтажа,
интенсивная
Рис.3.13
со
временем
коррозия
проникала
высокопрочных
вода
и
происходила
проволок
пучковой
арматуры.
Рамный однопролетный виадук на уклоне
Рис.3.14. Рамные железобетонные мосты сборной конструкции: а -
арматуре
рамного
Армирование
(рис.3.16,а),
монтируемые
-
из
коробчатых
коробчатые блоки; 4 -
подвесного
блоков;
стойка;
пролетного строения;
6-
5 -
б
-
монтируемые
напрягаемая
из
арматура
двутавровые блоки ригеля
моста
119
сборной
конструкции,
как
показано
на
рис.3.15.
Рис.3.15.
консольного
моста: а -
верхней полите;
сборного
вдоль
коробчатого
ригеля
пролета с фасада;
б -
рамно-
в плане по
1 - анкеры; 2 - блоки; 3 - нижняя плита; 4 - стенка
коробчатого ригеля; 5 - пучки напрягаемой арматуры; 6 - ось моста
Стыки
(рис.3.16,в)
двутавровых блоков; 1 - пучки напрягаемой арматуры; 2 - анкеры;
3
сборных
ригелей
плоскими
или
выполняют
наклонными
зубчатыми
плоскими
вертикальными
(рис.3.16,6),
(рис.3.16,г,д).
с
Придание
ступенчатой или зубчатой формы способствует улучшению
уступом
стыкам
работы
стыков на поперечную силу.
На практике стыки блоков выполняли сухими, на растворе или
В
современных рамных мостах
размещают
в закрытых
каналах.
пучки напрягаемой арматуры
При этом
анкеры
располагают ъ
бетоне,
а также
клеевые
Работу,
на
стыки
и от
клею.
со
них
в
Сухие плоские стыки,
временем
последние
показали
а также
плоские
неудовлетворительную
годы отказались. Этому во многом
120
Относительная
пролета
и клеевыми стыками. Плоские стыки требуют качественной клеевой
напряженных
способствовали аварии железобетонных мостов с плоскими сухими
подготовки
торцевой
напрягаемой
поверхности
блоков
и
надежного обжатия
сечениях
мостов
высота
121
ригеля
составляет
рамных
1/40...1/60
предварительно
длины
в
середине
и 1/10...1/ 30 в опорных сечениях. Если высота в опорных
доходит
рассмотрению
арматурой.
подобных
ригеля
в
до
10
качестве
случаях
на
м,
то
вариантов
целесообразно
мостов
практике применяли
(рис. 3.18).
ограничивала
Многодельность
перейти
других
систем.
к
В
сквозную конструкцию
сборной
конструкции
их массовое применение.
тптг
II)!
"
Рис.3.18.
Рамно-подвесной
мост
с
решетчатым
ригелем:
1
-
подвесное часторебристое пролетное строение; 2 - стойка рамы
(рис.3.17,6) или по линейной
зависимости
По
приведенной
несколько
Г"
К
1
.г-1
Гч.
д~_,
на
рис.3.18 схеме
мостов рамной
системы,
в СССР
в том
числе
было
построено
мост через реку
Дон, конструкция ригеля которого показана на рис.3.19.
•ч?
6? 74м
-Ь- ^
Рис.3,17. Изменение
использованием
В
случае
высоты блоков ригелей рамных
вута;
б - по кривой;
использования
вута
мостов: а - с
в - по линейной зависимости
(при
пролетах
менее
80
м)
отношение высоты блока у грани стойки к высоте ригеля после вута
составляет:
Изменение
Ь2
/
п-,
=
высоты
1,2... 1,4.
блоков
Наклон
ригеля
по
вута
обычно
кривой
или
равен
по
1: 3.
линейной
Рис.3.19. Конструкция ригеля моста через реку Дон: а образной рамы; б - треугольный
зависимости
применяют при пролетах более 80 м. При этом высота
блок ригеля;
1-
фасад Т--
части; 2 - подвесное пролетное строение; 3 - монолитная стойка; 4
блока у стойки п2 в 1,5...3,5 раза больше, чем в конце консоли или в
плита проезжей
- шарниры; 5 - треугольный блок; 6 - узлы с выпусками арматуры
середине пролета гн (см. рис. 3.17,в).
двух
Монтаж
ферм,
уровне
ригеля
вели
объединенных
нижнего
омоноличивали
и
пояса.
122
навесным
плитой
По
напрягали
способом.
Ригель
проезжей части
мере
пучками
монтажа
из
24
состоит
из
и распорками в
панелей
их
высокопрочных
123
натянуты с торца ригеля. При этом арматура в зависимости от мест
ее обрыва может быть заанкерена
глухими анкерами или анкерами
стаканного типа.
Конструкция
подкосов
в
комбинированных
системах может
быть разнообразной. На рис.3.21, а - г приведены некоторые типы
проволок.
Широкое
применение
комбинированной
снабжены
этом
системы
такой
системы,
имеют
на
практике
состоящей
нашли
мосты
из рамы с подкосами. Мосты
однопролетную
схему.
Гибкие
стойки
при
подкосов, примененные на практике. Подкосная опора, включенная
в совместную работу со сплошным ригелем, создает эффективную
комбинированную
систему,
хорошо
сопротивляющуюся
внешним
нагрузкам.
позволяет
предварительно
производить
напряженным
искусственное
подкосом,
регулирование
что
усилий
в
системе.
Гибкие
стойки
шарнирно
выполняют из пучков
стержней
диаметром
сопрягаются
с
ригелем.
Подкос
высокопрочной арматуры или из напрягаемых
до 40 мм.
Рис.3.21.
Разновидности подкосов и их армирование: а - г - типы
подкосов;
д
напрягаемыми
-
армирование
пучками;
1
-
комбинированной
арматура
подкосов;
конструкции
2
напрягаемой арматуры; 3 - пучки напрягаемой арматуры
Рис.3.20.
ригеля;
Мост
в
виде
2-ребристая
рамы
с
часть
подкосами:
ригеля;
1 -
коробчатая
3-шарнир;
4
-
часть
подкос
на
рис.3.20
мост
имеет
в приопорных зонах и открытое
что
связано
напрягаемой
с
коробчатое
сечение
оптимизацией
арматуры
в
сечение
в остальной
конструкции
расположены
располагаются
в
арматура
плите
проезжей части
подкосов
может
быть
(см.
-
анкер
рис. 3.21,в).
одновременно
и
арматурой ригеля/ак это показано на рис.3.21,д.
части
ригеля.
закрытых
в ригеле
Напрягаемая арматура подкосов проходит по всей их высоте.
Анкеры
Напрягаемая
Приведенный
ригеля
пролета,
Пучки
каналах
и
Как
в
рамных
мостах,
124
так
и
в
мостах
комбинированной
системы, для повышения жесткости сечений и их трещиностойкости
напряжения
бетону
ригеля
125
вокруг
пучков
размещают
спиральную
арматуру.
применяют поперечное предварительное напряжение (рис.3.22).
Рис.3.23. Армирование
-
пучки
ригеля;
2-
фасад
в
моста;
б -
поперечное сечение
напрягаемые
качестве
мостах
пучки;
2
напрягаемой
-
ригеля;
закладные
арматуры
рамно-подвесной
системы.
1 -
стержни; 6 - бетон
Пример
торцевой
армирования
поверхности
передачи
3
моста: 1
арматура вокруг пучков;3 -
4 - стальная опорная
1 -
плита;
5-
анкеры
анкерные
поперечная
арматура
После натяжения пучков ригеля производится обетонирование
-
анкеров
пучки
напрягаемой
напрягаемой
арматуру,
строения.
консоли
балок
усилий
омоноличивания;
верхние
детали;
используют
Поскольку на
сил,
рамно-
ригеля.
арматуры
арматуры
проходящую
Кроме
достаточно
того,
против
выступы
образования
имеют
в уровне опирания
из-за
часто
наличия
в
коррозии.
обычную
подвесного
узле
устанавливают
больших
рабочую
пролетного
поперечных
поперечную
стержневую
арматуру.
выступ
передаются значительные сосредоточенные силы, то его
армируют.
на
местах
выступа консоли рамно-подвесного
спиральная
напрягаемой арматуры;
Рис.3.22. Поперечное предварительное напряжение плит ригеля: а
-
поперечные
продольная арматура; 4 - нижние поперечные напрягаемые пучки
Помимо
В
высокопрочной проволоки или стержни большого диаметра.
Важным с точки зрения обеспечения надежности сооружения
является узел опирания подвесных пролетных строений на консоли
ригеля
консоли
усиленно
подвесного моста приведен на рис.3.23. Напрягаемые пучки ригеля
заанкериваются
В
рамных
мостах
опорные
узлы
снабжаются
диафрагмами,
обеспечивающими жесткость контуру поперечного сечения,
более благоприятное
а также
восприятие опорных изгибающих моментов и
поперечных сил.
Для
В
исключения трещин в
монолитных
мостах
с
гибкими
стойками
одностенчатые
предварительного
Если
(рис.3.24,а).
опорных
Диафрагмы
в
Целесообразно
узлах
стойки
составляют
имеют
устроить
одно
целое
коробчатое
со стойками
сечение,
пространственную
то
диафрагму,
конструкцию
треугольную
из двух
образованную
наклонных
126
127
стен, создающих весьма жесткую
(рис.
3.24,6).
В
мостах
сборной
3.5. Конструкция стальных рамных мостовых сооружений
конструкции
стойки
могут быть
напрягаемой арматуры,
объединены
с ригелем
с помощью
имеющей анкеры на стенках двухстенчатой
Стальные
рамные
мосты
в
городах
возводят
реже,
чем
диафрагмы (рис.3.24,в).
железобетонные.
специальной
большинстве
виде
Прежде
защиты
от
всего
это
коррозии
случаев рамные
виадуков,
связано
стоек
мостовые
с
необходимостью
рамных
конструкции
мостов.
применяют
путепроводов и эстакад. Расположение
В
в
стальных
стоек в водной среде нецелесообразно.
Среди
применяемых
схем
рамных
мостовых
сооружений
можно указать следующие:
•
сплошностенчатая
однопролетная
рама
с
вертикальными
стойками (рис.3.25,а);
•
сплошностенчатая
многопролетная
рама
с
вертикальными
стойками (рис.3.25,б);
решетчатая рама с наклонными или вертикальными
•
сплошностенчатая рама с наклонными стойками (рис.3.25,в);
•
стойками
(рис.3.25,г);
•
Рис.3.24.
Типы
диафрагм
пространственная
арматурный
из
каркас;
омоноличивания;
рамных
наклонных
2 -
пучки
4-
мостов: а стен;
в -
напрягаемой
3 -
Схемы,
1 -
бетон
арматуры
комбинация
сплошностенчатой
рамных
стойки
мостов
рамных
Кроме
того,
в
принципе
имеют
мостов. Чаще,
мостов
опоры
имеют
рамных
такую
же
чем в балочных
предварительное
мостов
имеют
армирование, чем опоры мостов балочных
В современных условиях рамные городские
изображенные
путепроводах,
а
представленные
схему
на
на
с
гибкими подкосами
рис.3.25,а,б,
рис.3.25,б
рис.3.25,в,
г,
и
д
в
чаще
схемы применяют
используют
эстакадах.
всего
в
Схемы,
применяют
для мостов,
в
но в том
случае, когда шарниры по концам стоек расположены выше уровня
воды.
Схема
рис.3.25,в
используется
и
для
устройства
путепроводов.
более
систем.
балки
(рис.3.25,д).
одностенчатая; б двухстенчатая;
напрягаемой арматуры;
анкеры
виадуках. Реже указанные
Опоры
конструкцию, что и опоры балочных
мостах,
напряжение.
интенсивное
Пролеты,
составляют
перекрываемые
30...160
м
и
стальными
более.
рамными
Относительная
мостами,
высота
сечений
мосты чаще всего
сплошностенчатых ригелей в рамных мостах составляет 1/40... 1/60
выполняют
монолитной
конструкции,
что
обеспечивает
высокую
длины
пролета.
В решетчатых
системах высота ригеля доходит до
надежность и долговечность сооружениям.
1/10...1/15 пролета.
Рис.3.25,
Основные
сплошностенчатые
сплошностенчатая
рама
схемы
рамы
рама
с наклонными
128
Рамные
применяют
с
путепроводы
для
стальных
опорные
и
части
мостовых
сооружений:
вертикальными
д -
стойками;
стойками;
г -
комбинированная
стойки; 4 -
рам на фундамент
-
сечения,
моментов.
шарниры.
что
а,
б -
в
двутавровое
1 -
осуществляют
рам
выполняют
распределению
защемление
что
в
фундамент
способствует
с
129
вертикальными
трамвайного
стойками
движения.
При
часто
этом
20...30 м. Ригели и стойки
Наиболее
ответственным
со стойкой: 1 -
листы в месте закругления;
В этом узле сосредоточены
напряжения,
пролет
уменьшению
большие
является
ребра жесткости;
3 - опорная часть
нормальные
и местные
которые могут привести к потере устойчивости стенки.
распространение
мостостроения
распору
Ригель
рамные
высоту
Применяют
рис. 3.27,а
Смотрич
в
Каменец
схеме
можно
с
состоит из двух
ребра
продольные
плитой
ортотропной
получили
мосты с наклонными
ригеля
как трехпролетную,
показана схема
г.
трехпролетной
стойками позволяют уменьшить
распор,
сечение.
Узел сопряжения ригеля
2 - дополнительные
-
решетчатая
рама;
балка; 5 - подкос
обычно
Стойки
соответствует
Жесткое
крайне редко из-за восприимчивости рамных систем к
создают
устройства
пролеты таких сооружений составляют
имеют
узел сопряжения ригеля со стойками (рис.3.26).
нов
Рис.3.26.
рамных
с наклонными
стойками;
стойка; 2 - ригель рамы ; 3 - вставка
Поэтому стенку ригеля и стойки усиливают ребрами жесткости.
Большое
Опирание
через
переменного
изгибающих
применяется
осадкам опор и воздействию температуры.
Рамы с наклонными
ригеля
изгибающих моментов в ригеле.
понизить
так
до
в
стойками.
(1974
практике
Благодаря
1/60...1/80
и многопролетную
городского рамного
Подольске
эстакадными
коробчатых
проезжей
г.).
пролета.
схемы.
моста через
Мост
участками
с
имеющей
Наклонные
На
реку
выполнен
обеих
балок, объединенных
части,
(рис. 3.27,6).
по
сторон.
поверху
замкнутые
стойки
имеют
переменное
сечение,
130
уменьшающееся
к
низу.
Стойки
Стойки
коробчатого
блоков,
сопряжения
сечения
образованы
объединенных
стоек
трапецеидальной
с
ригелем
формы.
из
нескольких
монтажной
обеспечены
Перед
сваркой.
из
сварных
трех
стенок
Монтаж
к
ригелю
и
нижней
части
стоек
с
вырезами,
моста
8... 12
длиной
прикрепляли
с
что
обеспечивает
жесткий
контур
сечениям в узле.
короткой
устройством
стоек,
сборка
швов
вставку
131
шарнирно
Ригель в месте сопряжения со стойками снабжен диафрагмой
сопряжены с фундаментом.
пространственных
Точность
вставкой
(рис.3.28,6).
помощью монтажных болтов, которые после сварки демонтировали
(рис.3.27,в).
м.
осуществляли
(рис.3.28,а)
верх
которых
навесным
Монтажу
опирали
способом
ригеля
на
блоками
предшествовала
временную
опору
а
Рис.3.27. Рамный стальной мост с наклонными стойками через реку Смотрич: а
- фасад
моста; б - поперечное
сечение
ригеля; в - узел сопряжения стойки с
ригелем; 1 - коробчатая балка; 2 - замкнутые ребра ортотропной плиты; 3 диафрагма
ригеля; Л -
болты; 6 - сварные
продольное ребро жесткости
швы; 7-трапецеидальная
ригеля;
вставка
5 -
Рис.
3.28.
Монтаж
рамного
временные опоры;
моста
5 -тележка;
через
6 - блок;
реку
7-
Смотрич:
монтажный
1-4
-
кран
монтажные
наклонной стойки
Блоки
ригеля
подавали
эстакадным частям
Монтажные
стыки
части
на
132
тележках
по
ранее
смонтированным
моста. Монтаж осуществляли деррик - краном.
выполняли
на
сварке.
Замыкание
на
изготовленного
выполняли с прирезкой по месту
средней
заводе
с
припуском
60
мм.
ригеля
среднего
После
в
пролета.
Система,
напряженной,
плите
что
таким
133
образом,
особенно
становится
рационально
при
предварительно
железобетонной
проезжей части.
блока,
полного
монтажа ригеля производили приварку вставок стоек.
Рамно-балочные
жесткую
неразрезную
вертикальные
комбинированные
или
консольную
стальные
балку,
мосты
имеют
опирающуюся
на
стойки с подкосами (рис.3.29).
у
-ч Ь
;ь.
\г
*ъ
1
**
1ц,
гА
^
^
в
'
^
Рис.3.30.
\
Рамно-балочный мост: 1 - неразрезная балка; 2- стойка;
3 - подкос;
^
»\
/^
' ~^
^г
4-
Схемы
рамно-балочных
таких
которой
пригружения
систем
мостов:
Рамные
а,
1 - балка;
начинают
придают
консолей
с
в - с неразрезной
2 - стойка;
балки,
3 - подкос
опирающейся
предварительный
(рис.3.30).
железобетонная
плита
проезжей
части;
5-связи
^
"^
используются
Рис.3.29.
балкой; б - с консольной балкой;
Простейший
выгиб
способ
на
мосты
для
железнодорожного
нижнем
для
Монтаж
стойки,
уровне.
решетчатой
организации
-
в
верхнем
Решетчатые
обеспечения
железнодорожными
конструкции
движения
уровне
рамные
пешеходного
и
в
в
ряде
двух
случаев
уровнях:
автомобильного
конструкции
движения
-
в
применяются и
над
оврагами
и
путями.
путем
придания
3.6. Расчет рамных и рамно-балочных систем
балке выгиба - это бетонирование плиты проезжей части в боковых
пролетах.
заданный
После
выгиб
разгружение,
этого
устанавливают
балки.
что
Наличие
позволяет
подкосы,
выгиба
снизить
балки
Расчет
фиксирующие
обеспечивает
высоту
сечений
ее
до 1/60
внутренних
любой
усилий
конструкциях
системы
в
заключается
наиболее
рамной
или
в
ответственных
комбинированной
определении
элементах,
систем
-
а
в
ригеле,
стойках и подкосах.
Наиболее
просто
усилия
На
рис.
с
3.31
приведена
линиями
135
134
заделанными
Т
можно
определить
в
мостах
рамно-
консольной и рамно- подвесной системы.
системы
поперечных сил
схема
влияния
моста
каждая
стойками (рис.3.32,а). Под действием тормозных сил
стойка
получит
перемещение
Л,
соответствовать реактивная сила Р, , величина
которому
будет
которой зависит от
высоты стойки Н-,.
рамно
изгибающих
-
подвесной
моментов
М
и
О в наиболее опасных сечениях.
г
г
таг
3
Рис.3.32.
силы:
Рис.3.31. Линии влияния усилий в рамно-подвесной
системе моста
значения
изгибающих моментов
и
поперечных
в местах заделки ригеля
сил возникают
подвесном
рамных
(сечение
пролетном
внутренние
2).
в стойки опор (сечение 1).
Все линии
строении
усилия (см. линии
влияния
должны
влияния
мостов необходима проверка прочности
быть
имеют
Схемы
к
а - расчетная
Если
стойку
Наибольшие
на рис.3.31 приведены линии влияния для сечения в
Для сравнения
ригеля
расчету
схема
рассмотреть
(рис.3.32,б),
соответствии
по
с теорией
многопролетной
рамы;
также
л
рамы
к
заделанную
которой
сопротивления
на
тормозные
расчету
нижним
приложена
материалов
сила
стойки
концом
Р,
то
в
перемещение
(3.1)
Изгибающий момент в заделке при этом будет равен:
М3 и 03 ). Для
стоек,
б - схема
отдельную
верху
верха стойки будет определяться по формуле
(3.2)
Д = РН3/ЗЕ1,
откуда
середине
В
консоли
Р = 3 Л Е! / Н 3 ,
где Е! - изгибная жесткость стойки.
однозначный характер.
определены
М = РН.
(3.3)
и поэтому
должны быть построены линии влияния М, а также давления V.
Для
важен
рамных
расчет
Эстакаду
многопролетных
на
действие
при этом
можно
эстакад
тормозных
рассматривать
с
сил
гибкими
и
опорами
температуры-
как шарнирную
раму
с
Исходя
из
формулы
(3.2),
136
можно
записать
выражение
для
расстояния
от
начала
Линейное
(3.4)
137
координат до
ригеля соответственно Х 2 ,
реактивных сил
Р, = 3 Д ЕЬ / Н3,.
Х0,Х3
перемещение
и
из
условия
л
/(.
равновесия
следует
I
Р,
=I
Т,
где а и
'-/
1-
соответственно
стоек
и
неподвижной точки
.
4
действия
коэффициент
температуры
(3.9)
линейного
расширения
материала стоек и изменение температуры.
для
'!
Г~Т
момента
в
Т\
заделке
• *
-^
(3.6)
для
инерции
одинаковы,
определения
будет
Г7
.
Л
-А=ь», " Ч
\
з
и
,-
Н * 3
-х
2.^
\
1
'
>
^
1
тек!
изгибающего!!
момент
Схема
температурные
к
расчету
воздействия:
многопролетной
о - неподвижная
рамы
точка
на
на ригеле
должен
Мц = Р, Н, = (3 Д Е1, / Н3,) Н,
также
эстакады
(рис.3.33).
Мв = (3 Е1/ Н 2 ) а 1 (X;
с
При
Под
отсутствии
внешних
(3.10)
-Х 0 ).
(3.11)
упругих
сил
справедливо
условие
равновесия
от
Х Р = 0.
линейные
Расположим
= 3 Д Е1/ Н2! .
Учитывая (3.9), выражение (3.10) получит вид
температуры.
стоек
деформироваться
получат
Д|.
/ ^
Гы
&
-
ч
/
из (3.6) получим
(3.7)
у
и их момент
(3-8)
(3.8) изгибающий
испытывают
рамной
высотой
стойки
равные
Изгибающий момент в заделке стойки 1 .будет равен
стойки.
эстакад
схему
разной
система
этом
верха
о
-
изгибающего
-
\— и.
^
пи
^
(3.3) и (3.4)
стоек
выражение
формуле
рамных
и
При
уровне
-Хо),
то
_
IТ = 3 Д Е Е( I, / Н \, а затем получить
(3-5)
Т / 3 Д Е Е (I, / Н3 ),
1
п - число стоек рамной системы.
выражение
формулы
(3.5),
^ЕТ/^Е^/Н3,).
всех
простейшее
Рис.3.33.
в заделке произвольной стойки ], т. е.
по
стойки
трехпролетную
пролетами
температуры
действием
краям.
в
X
от
определяется по формуле
Д = сЩХ1
Поскольку
можно записать:
Д = I
где
Запишем
стойки ], используя
М, = Р] Н; = (3 Д Е1, / Н 3 ) Н].
Принимая во внимание
ъ
,
-1 .
М;=
Г.
•**'
Если высота
получаем
момента
, = Е Т Н / п.
Найденный
учитываться при проверке прочности сечения
Гибкие
значительные изгибающие моменты от действия
Рассмотрим
одинаковыми
к
середины
перемещения
начало
(3.12)
Используя выражения (3.10) и (3.11), получим:
координат в месте расположения первой стойки и обозначим
Р = 1(3 Д, Е1( / Н3,) = ЗЕ а I
- Хо) I; / Н3, = 0.
(3.13)
е.*/
Из
выражения
(3.13)
следует:
138
139
/е
^(Х,
,
Каноническое уравнение метода сил при расположении
силы
- Х0) I, / Н , = 0 или можно
Р = 1 в точке I в матричной форме имеет вид
записать:
^Х,
I, / Н3! =
I
Из
Х011; / Н3 !*'
(3.14)
1
(3.14) можно определить
положение неподвижной точки 00, а
[ А ] { Х 0 ) } + {Л(|)Р} = 0,
где [ А ] - матрица единичных
именно:
Х0 = (IX;
I, / Н 3 ) / (X I! / Н3).
/
/
(3.17)
перемещений, {Х(|)} - вектор лишних
(3.15)
^
Если все стойки одинаковые, то
неизвестных;
Хо^^Х,/
п.
{А(|)р} - вектор грузовых перемещений.
(3.16)
Соответственно
имеем
Зная положение точки 0, можно определить значение изгибающих
моментов в заделке всех стоек, которые затем должны быть учтены
при проверках прочности
сечений
стоек.
^12
Расчет
рамных
путепроводов
с
наклонными
производить
в
матричной
допущения:
момент
форме.
инерции
При
сечений
этом
...
б1п
стойками
022
удобно
следующие
...
б2п
вводятся
(3-18)
принимают без
б„2 ...
учета арматуры; не учитывается
бпп
влияние продольных и поперечных
деформаций при определении лишних неизвестных.
Рассмотрим рамную систему, приведенную на рис. 3.34,а.
X®!
х®2
(3.19)
«Р}=
{Д«
А°2Р
(3.20)
пР
Для
всех
положений
единичной
силы
Р
уравнение
(3.17)
запишется в виде
[А][Х(1),
1234
9
-Ч--'' >...-*
где
/У
{2 М
'- - '
/О //
1 1
Х(2>
1,2,..., к
Из
,...,Х(|()] + [А(1>р,
А ( 2 ) Р,...,А ( Ю р]
=0,
(3.21)
- положение единичной силы Р.
выражения
(3.21)
получаем
матрицу
влияния
лишних
неизвестных:
[ Х(1),
Х(2)
Х(К> ] = - [ А Г
[Д(1)Р , Д(2)Р , ..., Л«Р ]
(3.22)
или:
Рис.3.34.
Схемы
к
расчету
рамной
системы
с
наклонными
стойками: а - заданная система; б - основная система; 1,2, 3 и т.д.
-
сечения, в которых
определяют
усилия;
Х1 - Х3 -
Х<\2
Х<1)2,
1
Х«,
Х(2 2
А(1)1Р,
Х«2
А(1)2Р,
=
неизвестные
х(1)п,
х(2)П
А(2)1Р,- „Л
А (2)2 Р,.. .,Д°°2Р
-1Г*А
*Г
^ 1
у(Ю
!••• 1 Л
П
А(1)ПР,
А(2)пР,.. , Л(ЮПР
(3.23)
где [ А ]"1 - обращенная матрица
140
где
{М(|>0} -
141
[А].
Выражение для окончательной
{М0)} = {М®о} + {М1}Х0)1
-
эпюры моментов будет таким:
+{М 2 }Х® 2 ,...,
+{М П }Х 0)П ,
(3.24)
вектор изгибающих моментов в основной системе; {М,
вектор изгибающих моментов в основной системе от Х(<\ 1.
В более компактной форме выражение (3.24) можно записать
Xй!
так: {М(|)} = {МИ0}
или
{М®}
= {М0)0}
Учтем
все
(3.25)
М2 ..... М„
+ [ М ] {Xй}.
случаи
(3.26)
загружения
единичной
силой, и
Рис.3.35. Линии влияния
Мосты
М<*>] = [ М(1)0, М(2)0, .-., М(Ю0] + [М] [Х ( 1 ) , Х(2)
матрица
влияния
,..., Х ( | ° ] ,
изгибающих
X
(К)
]
рамно-балочной
В
[ М(1), М(2)
[М] -
моментов в сечениях рамного путепровода
тогда
выражение (3.26) перепишется так:
внутренних усилий
или в краткой форме:
[М] = [М0] + [М] [Х(1), Х(2)
где
качестве
примера
на
системы
рис.3.36
в различных
(3.27)
моментов
рассчитывают
приведены
в два
линии
этапа.
влияния
сечениях.
Из
в заданной
"/ГП
системе;
[М0]
-
матрица
влияния
изгибающих
моментов
в
основной системе.
Учитывая (3.22), выражение (3.27) запишется так:
[М] = [М0] - [М] [ А ]-1[Д(1)Р , Д(2)Р , ..., А(К)Р ] .
По
выражению
приведены
линии
путепровода.
(3.28)
влияния
Аналогично
строят
М
линии
в
влияния
различных
можно построить
(3.28)
М.
На
сечениях
линии
рис.3.35
рамного
влияния других
силовых факторов.
Рис.3.36. Схемы к расчету рамно-балочной системы
на
Вначале
142
143
рассматривают двухконсольную балку, опирающуюся
стойки, и определяют
в
ней усилия
от действия собственного
Литература
веса,
опорных
также
давлений,
нагрузок,
изгибающие
рамную
передаваемых
которые
моменты.
систему,
создают
На
подвесными
начальные
следующем
образующуюся
определяют усилия
от остальной
после
части
этапе
балками,
а
отрицательные
рассматривают
установки
постоянных
подкосов,
и
нагрузок и от
временной нагрузки.
Для
1. Каменные мосты России. Обзорн. информ./ В.И.Шестериков. - ФГУП
«Информавтодор», вып.7. М. - 2004. - 92 с.
2. Каменные
на
рис.3.36
системы
в
качестве
лишнего
Железобетонные
мосты
/ Н.И.
автомобильных дорогах /
Поливанов.
-
М.:
Автотрансиздат,
1956.-624с.
4. Городские транспортные сооружения / В.И. Попов. - М.: МАДИ (ГТУ),
(3-29)
2007. - 357 с.
5.
+ I
и бетонные мосты и трубы на
Н.Я.Калмыков. - М.: Автотрансиздат, 1957. - 263 с.
3.
приведенной
неизвестного принимают распор
Н = -5рН/5нн.
При этом перемещение
бнн = 1 (М2Н / Е1)с1х
(^н / ЕА) з,
(3.30)
где Мн - изгибающий момент в ригеле от Н = 1; I -
момент инерции
сечения ригеля; Мн - продольная сила в ригеле, стойке и подкосе от
Н = 1; А - площадь сечения стойки, подкосов и ригеля.
Перемещение
Арочный
мост
рекордного
пролета
в
Шанхае
(Китай).
Иен
Мастертон // Мостостроение мира. - 2004. - № 1-2. - С. 22-24.
6.Проектирование металлических
мостов: учебник для вузов; под ред.
А.А.Петропавловского - М.: Транспорт, 1982. - 320 с.
7.Мосты и тоннели на железных дорогах: учебник для вузов; под ред.
брн представляет собой упругую линию прогиба
ригеля от действия Н =1, которую можно получить,
моментов
построив эпюру
в ригеле от загружения его фиктивной нагрузкой
в виде
эпюры Ми.
В.О.Осипова.
8.
- М.: Транспорт,
Особенности
1988. - 367 с.
конструкций и
расчета
современных
металлических
мостов / В.И.Попов.- М., МАДИ, 1986. -72 с.
9.
Проектирование
транспортных
сооружений
/
М.Е.Гибшман,
В.И.Попов.- М.: Транспорт, 1988. -427 с.
Вопросы для самоконтроля
10. Строительная
строительству
1.
Каковы
пролеты,
перекрываемые
рамными
мостами
с
ненапрягаемой арматурой?
2.
Покажите
характерную
11.
механика / В.А.
расположения
напрягаемой
12 Расчет
Киселев.- М.: Изд-во литературы по
и архитектуре, 1967. - 549 с.
Рациональные
формы арок и подвесных
М.: Изд-во литературы
схему
арматуры в рамно-консольном пролетном строении.
3.
арочных
по строительству
мостов / Л.П.
систем / В.А
Киселев..-
и архитектуре, 1953. - 350 с.
Поляков.
- Госстройиздат
УССР
-
Киев, 1962.-354с.
Каковы разновидности стыков сборных конструкций ригелей
рамных мостов?
4.
Изобразите конструкцию стыка ригеля со стойкой стального
рамного моста.
5.
Покажите
последовательность
определения
внутренних
усилий в рамном путепроводе с наклонными стойками.
144
145
Вопросы для самоконтроля
Оглавление
3. Мостовые сооружения с рамными несущими конструкциями... 101
3.1. Общие сведения
1. Мостовые сооружения с несущими арочными конструкциями
1.1. Каменные арочные мосты, виадуки, акведуки и путепроводы.
1.1.1.Исторический обзор развития каменных арочных мостов
4
4
4
19
1.1.3. Конструкция мостов с арочными сводами
15
1.1.2. Схемы и виды арочных мостовых сооружений
-|01
3.2. Типы конструкций мостов и путепроводов из железобетона.. 103
3.3.Армирование основных конструктивных элементов
3.4.
Конструкция
городских
рамных
мостов
с
арматурой
108
напрягаемой
-\-\2
3.5. Конструкция стальных
рамных мостовых сооружений
127
1.1.4. Конструктивные детали каменных арочных мостовых
сооружений
23
1.2. Железобетонные мостовые сооружения с арками и сводами..29
1.2.1. Схемы железобетонных
1.2.2.
1.2.3.
Конструкция
Конструкция
-|43
Литература
142
Вопросы для самоконтроля
133
3.6. Расчет рамных и рамно-балочных систем
мостов, виадуков и путепроводов с
арками и сводами
29
железобетонных
мостовых
конструкций
несущими сводами
с
33
железобетонных
мостовых
конструкций
с
51
1.2.4. Транспортные сооружения с арочными дисками
39
отдельными арками
1.2.5.
Деформационные
швы, водоотвод и опоры арочных
мостов
56
1.3. Стальные арочные мосты, виадуки
1.3.1.Основные
виды
стальных
и путепроводы
арочных
мостов,
65
виадуков
путепроводов
1.3.2.
и
65
Конструкция
стальных
мостовых
сооружений
с
арочными
86
Вопросы для самоконтроля
70
несущими элементами
2. Расчет арочных мостовых сооружений
2.1.
87
Назначение основных размеров арок, сводов, надарочных и
надсводных строений
2.2.
87
Определение усилий в бесшарнирных арках
Некоторые вопросы расчета арочных систем
2.5.
Определение усилий в трехшарнирных арках
2.4.
Определение усилий в двухшарнирных арках
2.3.
91
94
96
97