Зміст
- 1 Види сталевих і сталезалізобетонних мостів
- 2 Балкові розрізні прогонові будови
- 3 Балкові нерозрізні прогонові будови
- 4 Консольні сталеві мости
- 5 сталеві Арочні мости
- 6 Рамні та комбіновані металеві мости
- 7 Вантові металеві мости
- 8 Висячі мости
- 9 Прогонові будови з сплошностенчатыми головними балками
- 9.1 Сталезалізобетонні прогонові будови
- 10 Сталева ортотропна плит проїзної частини автодорожніх мостів
- 11 Підвищена і високоміцна сталь
- 12 Монтажу сталевих та сталезалізобетонних прогонових будов
Види сталевих і сталезалізобетонних мостів
Найбільш характерними основними системами сталевих і сталезалізобетонних прогонових будов, здійснених у великих автодорожніх і залізничних мостах, є
- Балкові розрізні
- Балкові нерозрізні
- Консольні
- Арочні
- Об’єднані
- Рамні
- Вантові
- Висячі
Балкові розрізні прогонові будови
Сталеві балкові розрізні прогонові будови балочно-розрізних систем є типовими індустріальними будівельними конструкціями з елементів повної заводської готовності. Прогонові будови завдовжки 33— 110 м балочно-розрізний системи відносяться до найбільш масових типових конструкцій, що застосовуються в мостах під залізницю.
Найбільш раціональні балкові болтосварные прогонові будови зі зварними заводськими сполуками і монтажними сполуками на високоміцних болтах, що забезпечує економію сталі і зменшення трудомісткості монтажу. У залізничних мостах з їздою поверху застосовують, в основному, типові сталезалізобетонні прогонові будови з баластними мостовим полотном.
Балкові нерозрізні прогонові будови
Сталеві прогонові будови балочної-нерозрізних систем з гратчастими фермами отримали широке застосування в мостах під залізницю. У вітчизняному мостобудуванні розроблені і впроваджені типові нерозрізні болтосварные прогонові будови з прольотами до 154 м.
Сталеві прогонові будови з коробчатими; головними балками нерозрізний системи отримали велике поширення в мостах під автодорожню навантаження. Проліт для мостів такого типу — 300 м досягнутий при будівництві мостового переходу через бухту Гуанабара між міст і Ріо-де-Жанейро і Ниттерой (Бразилія).
Схема прогонової будови, що накладається на судноплавну частину бухти, 200 + 300 + 200 м. У поперечному перерізі пролітна будова складається з двох коробчатих балок зі стінками змінної висоти і ортотропної плитою проїзної частини. Пролітна будова зібрано з шести великих блоків довжиною 262,176 і 262 м з подачею їх на плаву.
Як плашкоута використовували блок середнього прольоту довжиною 176 м, встановлюваний в останню чергу. До числа найбільш цікавих споруд цієї системи, побудованих в СРСР, відносяться міст через канал їм. Москви в Хімках, міст через Обь в Новосибірську, эстакадная частина мосту через р. Дніпро у Києві, міст через р .. Томь в Томську, естакада біля Ризького вокзалу в Москві.
Першим в практиці світового мостобудування суцільнозварним мостом з нерозрізними сплошностенчатыми прогоновими будовами є міст ім. Е. О. Патона через р. Дніпро в Києві.
Консольні сталеві мости
Консольні сталеві мости з гратчастими фермами силу своєї величезної вартості і неестетичного вигляду не отримали широкого розповсюдження.
До найбільш великих споруд цієї системи належать мости через р .. Св. Лаврентія в Квебеку (Канада) з прольотом 549 м, через Фортский затоку в Шотландії з двома прольотами по 521 м і через гавань у Осака (Японія) з прольотом 510 м.
Сталеві арочні мости
Сталеві арочні мости застосовуються відносно рідко. Максимальний розмір прольоту склав 504 м на мосту через затоку Кіл-ван-Кул в Нью-Йорку (США) і 503 м на мосту в Сіднеї (Австралія).
Рамні та комбіновані металеві мости
В сучасних металевих автодорожніх і міських мостах часто знаходять застосування рамні і комбіновані системи прогонових будов, утворені шляхом об’єднання декількох простих систем. Найчастіше комбіновані системи утворюють, поєднуючи балки або ферми з аркою, додатковим полігональними поясом, шпренгелем або окремими додатковими елементами.
Деякі види комбінованих систем мають суттєві техніко-економічні переваги, які полягають у меншій витраті на них металу порівняно з простими балковими системами, або в забезпеченні більшої їх жорсткості. У більшості випадків комбіновані системи мають архітектурні переваги і тому їх застосовують у міських мостах.
До найбільш цікавим мостах рамних і комбінованих систем, побудованими мостостроительными організаціями, слід віднести
- міст через річку Смотрич у Кам’янці-Подільському з прольотом 179 м
- міст через озеро Арпу в Джермуке з прольотом 120 м,
- міст через старе русло р. Дніпра у Запоріжжі з прольотом 200 м.
Велика крутильная жорсткість коробчатих головних балок дозволила ефективно використовувати їх для криволінійних у плані мостів і розробити та запровадити абсолютно нову незвичайну форму прогонових будов З тільки однією несучою балкою коробчатого перерізу по осі проїзду (наприклад, естакада через шлюзи Дніпрогесу в Запоріжжі).
Вантові металеві мости
Вантові системи є новими прогресивними конструкцій та металевих прогонових будов, що дозволяють найбільш економічно перекривати прольоти 600 м і більше. Розмір прольоту, склав 300 м при однопилонной схемою на мосту через р. Дніпро в Києві. Проліт 404 м перекритий двухпилонной вантової схемою на мостовому переході через гирло р. Луари в Сен-Назері (Франція).
Висячі мости
У висячих мостах системи застосовуються рекордно великі прольоти. Наприклад, проліт 1298 м має міст через затоку Верразано-Нерроуз (США). Будівництво висячих мостів великих прольотів є особливістю американського мостобудування.
Це пояснюється специфічністю географічного розташування багатьох найбільших американських міст, які виникли або в гирлах глибоководних річок, що впадають в океан, або на березі океанських заток.
Велика глибина річок, інтенсивне судноплавство великогабаритних океанських суден, важкі ґрунтові умови робили висячі мости з унікальними по своїй довжині прольотами найбільш доцільними і економічно виправданими.
До числа найбільших висячих мостів відносяться
- Міст Золоті Ворота в Сан-Франциско (США) з прольотом 1281 м (фото нижче)
- Міст ім. Вашингтона через р. Гудзон в Нью-Йорку (США) з прольотом 1068 м
- Міст через Фортский затоку у Великобританії з прольотом 1006 м
- Міст через р. Тахо в Лісабоні (Португалія) з прольотом 1013 м
- Міст через протоку Босфор (Туреччина) з прольотом 1075 м, через Хамбер (Англія) з прольотом 1410 м.
Міст золоті ворота (Golden Gate Bridge San Francisco California)
Міст ім. Вашингтона через р. Гудзон в Нью-Йорку
Міст через Фортский затоку у Великобританії
Міст через р. Тахо в Лісабоні
Міст через протоку Босфор (Туреччина)
Загальноприйнята система висячого мосту являє собою безперервний гнучкий кабель, що проходить по сталевим пилонам і закріплений у анкери, закладених на берегах. До кабелю на вертикальних підвісках підвішена балка жорсткості, на яку в одному або двох ярусах спирається проїжджа частина. Балка жорсткості робиться розрізної або нерозрізний, найчастіше застосовується трьохпролітна схема, хоча побудовані і багатопрольотні мости.
Прогонові будови з сплошностенчатыми головними балками
У зварному мостобудуванні знайшли поширення прогонові будови з сплошностенчатыми головними балками. Цьому сприяли такі їх особливості:
- суцільні головні ферми найбільш пристосовані до заводської технології зварювання, при цьому ефективно використовується автоматичне обладнання, так як шви ферм зручно розташовані, безперервні, прямолінійні і великої протяжності;
- істотно скорочується кількість монтажних елементів і стиків, що має найважливіше значення для цельносварных мостових конструкцій;
- монтажні елементи суцільних одностенчатых головних балок найбільш зручні для транспортування;
- прогонові будови найбільш відповідають сучасним просторово працюючим систем і дозволяють ефективно використовувати матеріал конструкцій з дотриманням принципів концентрації металу, суміщення функцій і використання матеріалів з підвищеними механічними характеристиками;
- мости найбільшою мірою відповідають вимогам естетики і дозволяють легко вписати споруду вокружающий ансамбль.
Сталезалізобетонні прогонові будови
Найбільш поширеним типом сталевих мостів з сплошно стенчатыми балками є сталезалізобетонні прогонові будови з прольотами у нерозрізних системах до 84 м.
В останні роки запроектовані уніфіковані типові проекти зварних сталезалізобетонних прогонових будов з монтажними стиками на зварюванні і на високоміцних болтах розрізні і нерозрізні.
Для використання несучої здатності залізобетону проїжджій частині передбачається обтиснення розтягнутих опорних ділянок нерозрізних будівель пучками попередньо напруженої арматури, або домкратами, або завданням на монтажі попереднього напруги выгибом сталевих головних балок.
Сталезалізобетонні об’єднані балки знайшли застосування також і в комбінованих системах, як їх складові елементи:
- об’єднані прогонові будови типу балок з попружними арками;
- об’єднані вантові системи з сприйнятим розпором, створює обтиснення залізобетонної проїжджої частини і т. п.
Сталева ортотропна плит проїзної частини автодорожніх мостів
Останнім часом все більш широке поширення знаходить порівняно нова конструкція для вітчизняного сталевого мостобудування — сталева ортотропна плит проїзної частини автодорожніх мостів.
Головна перевага цієї конструкції — невеликий власний вагу та участь її у роботі прогонової будови в якості верхнього пояса головних балок. Порівняно із залізобетонною проїзною частиною сталева ортотропна плит ефективно працює на будь-якій ділянці прогонової будови як в зоні позитивних, так і негативних згинаючих моментів головних балок.
Заводська готовність прогонових будов у багато разів підвищується, що дозволяє різко скоротити терміни будівництва, ліквідувати сезонність монтажних робіт. Менша маса (майже в два рази) сталевих прогонових будов дає їм важливе технологічне якість — можливість виконання головних балок нерозрізних прогонових будов постійної, зручною для транспортування висоти (безгоризонтального членування) для більшості прольотів.
Застосування сталевої ортотропної плити дозволило створити нові високоефективні форми прогонових будов з коробчатими; головними балками, що знайшли широке застосування в балкових розрізних і нерозрізних системах, у складі комбінованих конструкцій, рамних, вантових, висячих та ін.
Підвищена і високоміцна сталь
Новим у зварному мостобудуванні є застосування сталей підвищеної і високої міцності. Сталі з високими міцнісними характеристиками відкривають великі можливості в області збільшення прольотів балкових мостів і вдосконалення конструктивних форм.
Протягом останнього десятиліття високоміцні стали широко застосовуються за кордоном, що дозволило побудувати високоекономічні споруди з рекордною величиною прольоту.
Високоміцні сталі були застосовані при проектуванні та будівництві великого міського моста в Кам’янець-Подільському. Для прогонових будов моста високоміцна сталь була використана в комбінації зі сталлю звичайних марок за принципом бистальных конструкцій:
- для нижніх поясів головних балок — високоміцна сталь
- для інших елементів — сталь з низькими характеристиками міцності.
При цьому допускалися пластичні деформації вертикальних стінок на ділянці сполучення з високоміцними сталями.
Сталь підвищеної міцності була успішно впроваджена на мосту через старе русло р. Дніпра у Запоріжжі, на прогонових будовах заплавній частині Московського мосту через р. Дніпро у Києві, мостах через канал їм. Москви в Хімках, р. Томь в Томську.
Монтажу сталевих та сталезалізобетонних прогонових будов
Основні методи монтажу сталевих та сталезалізобетонних прогонових будов наступні:
- встановлення на опори готових прогонових будов кранами;
- збірка на риштованні монтується в прольоті;
- полунавесная складання;
- навісна збірка;
- перевезення прогонових будов на плавучих засобах;
- насування прогонових будов.
Однією з тенденцій сучасного мостобудування є крупноблочный монтаж: складання прогонових будов із заздалегідь укрупнених елементів. При використанні плавучих засобів маса укрупнених блоків досягає 4— 5 тис. т. Метод крупноблочного монтажу був успішно застосований при спорудженні залізничного мосту через р .. Дон в Ростові і міського мосту через старе русло р. Дніпра у Запоріжжі.