Зміст
- 1 вантовій Конструкції мостів
- 2 Вантовий міст через річку Майн у Німеччині
Конструкції мостів вантовий
Застосування вантових схем для залізобетонних мостів є одним з ефективних рішень при перекриття великих прольотів, значно розширюють межі раціонального використання залізобетону. Залізобетонні мости вантової системи можуть успішно конкурувати з металевими при перекритті прольотів, раніше зовсім недоступних для залізобетонних споруд.
Після успішного здійснення першого в практиці мостобудування вантового залізобетонного мосту через гавань р. Дніпра в Києві та мосту через озеро Маракайбо у Венесуелі залізобетонні мости такої системи набувають все більшого і більшого поширення.
Особливістю вантових залізобетонних прогонових будов, що відрізняє їх від конструктивних форм залізобетонних попередньо напружених мостів, є те, що для створення стискаючих напружень у бетоні головних балок використані внутрішні сили самої системи — розпір вантів.
Ці стискаючі зусилля створюються власною масою прогонової будови та тимчасової навантаженням, що знаходиться на ньому. Величина їх, практично не залежить від пластичних деформацій бетону. Напружують елементи — ванти — винесені далеко за межі бетонного перерізу, що у багато разів збільшує плече внутрішньої пари і, відповідно, зменшує розрахункові зусилля в системі.
Більш ефективне використання матеріалів конструкції дозволяє здійснити прогонові будови з рекордно малою висотою головних балок 1/80— 1/100 прольоту, абсолютно недосяжною при інших системах залізобетонних мостів. Статичні схеми перших вантових мостів — мосту в Києві і мосту у Венесуелі принципово відрізняються.
Прогонову будову мосту через гавань р. Дніпра в Києві представляє собою трьохпрольотну систему з нерозрізний балкою жорсткості, вільно спирається на рами пілонів з можливо гнучкими стійками і підтримуваної вантами, закріпленими на вершині останніх.
Основними робочими елементами є крайні ванти, закріплені до непіддатливою опорних ділянок прогонової будови, ефективно розвантажують головні балки і забезпечують загальну стійкість пілонів. Прогонові будови мосту через озеро Маракайбо (проект проф. Р. Моранді) рамно-консольні (малюнок а).
Залізобетонні вантові мости:
а — міст через озеро Маракайбо (Венесуела);
б — міст через ущелину Ваді-Куф (Лівія);
в — міст через р Парану в Кориенто (Аргентина);
р — міст через р Ваал (Голландія);
д — міст через р Фойэл (Ірландія);
е — міст через р. Майн в Хэхте (Німеччина);
ж — міст у Великобританії.
У практиці світового мостобудування наступних років знайшли застосування обидві схеми вантових залізобетонних прогонових будов.
Прикладами здійснених мостів за типом мосту в Маракайбо можуть бути
- міст через ущелину Ваді-Куф близько Бейди в Лівії прольотом 282 м (рис. б)
- міст через р Парану в Кориенто (Аргентина) прольотом 245 м (рис. в) і ін
- За типом мосту в Києві були споруджені прогонові будови переходів через р Ваал в Голландії з центральним прольотом 276 м (рис. г),
- через р. Фойэл в Ірландії з центральним прольотом 210 м (рис. д)
- через р. Майн в Хэхте (Німеччина) з центральним прольотом 148,23 м для комбінованого автомобільного та залізничного руху (рис. е), у Великобританії з прольотами близько 60 м залізничного руху (рис. ж ) і ін
Знайшли застосування залізобетонні балки жорсткості в комбінації з металевими в двох – і трехпролетных вантових будовах. Залізобетон застосовується для балок жорсткості анкерних прольотів, що доцільно, так як при такому рішенні підвищується їхня маса і, відповідно, зменшуються негативні реакції крайніх опор. Крім того, збільшується жорсткість крайніх прольотів, що сприятливо позначається на статичній роботі всього прогонової будови.
Прикладом такого рішення може бути вантове прогонову будову мосту через р. Рейн на автостраді Мангейм-Людвігсхафен в Німеччині. У двухпролетном асиметричному будові з одностороннім пілоном за схемою 267 + 125,16 м анкерний проліт 125,16 м прийнятий із залізобетонною балкою жорсткості.
Стрімкий розвиток будівництва вантових мостів за період, що не перевищує 15 років, не має подібних прикладів в історії мостобудування.
Окремі опрацювання показують, що можливості, які подаються вантовыми схемами для залізобетонних прогонових будов, що ще не вичерпані.
Вантовий міст через річку Майн у Німеччині
Вантове прогонову будову за типом мосту в Києві, але асиметричне і з одностороннім пілоном прийнято на мосту через р. Майн (Німеччина).
Міст призначений для суміщеного залізничного і автомобільного руху. Загальна довжина мосту 300 м, у тому числі вантового нерозрізного залізобетонного будови — 232 м. Ширина моста між поручнями -30,9 м, у тому числі ширина колії залізниці нормальної колії та промислових трубопроводів, розташованих на середній смузі шириною 9 м, ділянок по 10,95 м для трьох смуг авторуху і тротуарів.
Для підвищення жорсткості конструкції (так як міст несе залізничну навантаження) анкерний ділянку балки жорсткості посилений проміжними опорами, разбивающими його на три прольоту 26+29+39 = 94 м. Прогонові будови моста нерухомо закріплені на берегових опорах і підрозділені на дві температурні секції, з’єднані поздовжньо-рухомих шарніром в русловом прольоті.
При такому вирішенні ванти підтримують тільки ділянку 114,9 м руслового прольоти довжиною 148,2 м, а ділянка 33,3 м є вже консоллю балочного берегового прольоту.
У поперечному перерізі мосту дві вантові ферми розташовані в межах розділювальних смуг, що відокремлюють залізничний шлях і трубопроводи від ділянок автопроїзду.
Балки жорсткості прийняті коробчатого перерізу, постійної висоти 2,6 м з шириною коробки між осями стінок, що відповідає відстані між осями вантових ферм 9 м. Автопроезд і тротуари винесені назовні на консолі поперечних балок з кроком 3 м. Кінці поперечних балок пов’язані додатковими поздовжніми балками.
Всі конструкції збірні з монтажним і з’єднаннями. Арматура поздовжнього і поперечного попереднього напруження системи Дивидаг стрижнів з високоміцної сталі діаметром 26 і 32 мм. Ванти прийняті з паралельних стрижнів високоміцної сталі діаметром 16 мм. Кінці стрижнів мали нарізку, що дозволяє зручне їх закріплення до балки жорсткості і пілону з роздільним натягом і регулюванням.
Пучки стрижнів формували по 25 ниток в ванте із застосуванням спеціальних сепараторів для збереження постійного зазору м їжак д у ними і кожуха з листової сталі. Після натягу і регулювання в кожух ін’єктували цементний розчин. Виходив монолітний елемент, розрахований на навантаження 860 тз.
Пілон монолітний у вигляді відкритої рами з окремо стоять стійками, жорстко забитими в балку жорсткості. Стійки для підвищення загальної стійкості пов’язані діафрагмами у нижній третини їх висоти. Загальна висота пілона над проїжджою частиною 50 м.
На кінцях вантового прогонової будови прийнята баластова пригрузка для погашення від’ємних опорних реакцій: на одному кінці — у вигляді баластних призм з бетону в порожнині монолітної конструкції її; на іншому — у вигляді заповнення порожнини коробчатого перерізу балки жорсткості і обважнення плити.
Технологія складання вантового прогонової будови передбачала монтаж балки жорсткості на довжині анкерних прольотів на пересувних риштованні, а в межах головного прольоту — навісний складанням. Конструкції монтували симетрично по обидві сторони від пілона з одночасним бетонуванням стійок його у пересувній опалубці.
Довжини монтажних секцій балок жорсткості відповідали кроку кріплення вантів — 58 м в межах анкерного прольоту і 63 м — в межах руслової частини. Пілон також бетонували секціями, відповідними кроку кріплення вантів, що спрощувало монтаж і полегшувало кріплення і регулювання пучків стрижнів, які утворюють ванти.
В середньому тривалість циклу, що включає врівноважений монтаж двох симетричних блоків балки жорсткості і бетонування однієї секції пілона, склала два тижні.