Части пролетных строений и виды мостового полотна
|
Основными частями металлического пролетного строения являются: главные фермы, проезжая часть, связи. Сплошностенчатые главные фермы называют обычно главными балками. Главные фермы (балки) перекрывают пролеты и передают нагрузки на опоры. Проезжая часть служит для пропуска транспорта и пешеходов, она воспринимает подвижные нагрузки и передает соответствующие усилия главным фермам. В состав проезжей части наряду с несущими конструкциями проезда и тротуаров входят мостовое полотно, перила, конструкции водоотвода, деформационные швы, а в автодорожных и городских мостах, кроме того, барьерные или парапетные ограждения проезда (при деревянном мостовом полотне — колесоотбои). В металлических мостах применяют три главных вида несущих конструкций проезжей части: балочная клетка — совокупность стальных поперечных и продольных балок, несущих мостовое полотно; железобетонная плита, плоская или ребристая (с железобетонными или стальными ребрами или балками); стальная ортотропная плита — сварная стальная конструкция в виде горизонтального листа, подкрепленного ребрами и балками. Связи между главными фермами (балками) в зависимости от их расположения называют поперечными, верхними продольными и нижними продольными. Связи обеспечивают устойчивость главных ферм (балок) распределяют вертикальные нагрузки между ними и воспринимают горизонтальные нагрузки. Связи придают работе пролетного строения ярко выраженный пространственный характер. Связи устраивают иногда и между балками проезжей части. В состав проезжей части или связей включают обычно располагаемые над опорами домкратные балки (или фермы), необходимые для подъема и опускания пролетного строения при монтаже, при предварительном напряжении и регулировании, при ремонтах и т. д. Кроме перечисленных основных частей металлическое пролетное строение должно иметь: опорные части, передающие усилия между пролетным строением и опорами, закрепляющие пролетное строение на опорах и обспечивающие необходимые свободные перемещения пролетного строения относительно опоры; для большинства конструкций — смотровые приспособления, облегчающие текущее содержание пролетного строения. На пролетное строение могут быть установлены опоры светильников или контактной сети и уложены трубы и кабели различных коммуникаций (безопасных для эксплуатации моста). Одним из принципов рационального проектирования является, как известно, принцип совмещения функций. В современных конструкциях металлических пролетных строений этот принцип используется настолько широко, что некоторые части пролетного строения иногда совмещаются полностью. В такой конструкции отнесение конкретного элемента к той или иной части пролетного строения оказывается весьма условным. Например, плита или продольные балки проезжей части могут в значительной части выполнять функции поясов главных ферм. Пояса главных балок, развитые в плиты, выполняют одновременно функции продольных связей. Конкретные конструкции с совмещением функций частей пролетного строения будут рассмотрены далее. Широкое использование принципа совмещения функций стало возможным благодаря успехам в практике выполнения уточненных расчетов и приводит к существенной экономии стали в современных металлических пролетных строениях. Большое влияние на конструкции и показатели пролетных строений оказывает устройство мостового полотна. Для современных железнодорожных металлических пролетных строений характерны следующие конструкции мостового полотна: 1) на деревянных поперечинах (рис. 23.2,а); 2) железобетонное безбалластное (рис. 23.2,б); 3) на балласте (рис. 23.2,в). Мостовое полотно на деревянных поперечинах отличается малой массой (0,8 т на 1 м длины) и хорошими динамическими качествами. Главные недостатки его состоят в больших эксплуатационных расходах и малой долговечности, а также в дефицитности требуемого лесоматериала и большой трудоемкости устройства. Это мостовое полотно и сейчас является самым распространенным на железнодорожных мостах России, однако применение его на новых мостах в связи с перечисленными недостатками сокращается. Некоторое применение имело полотно на металлических поперечинах. В настоящее время вместо полотна на поперечинах все чаще укладывают новое железобетонное безбалластное мостовое полотно с креплением рельсов через резиновые прокладки непосредственно к железобетонным плитам. Это мостовое полотно имеет несколько большую массу (1,5 т на 1 м длины), но обладает значительно лучшими эксплуатационными и строительными показателями, а также обеспечивает повышенную безопасность в случае схода колесной пары с рельс.  Мостовое полотно на балласте применяют чаще всего в железобетонном балластном корыте (рис. 23.2,в), масса такой конструкции очень велика (4,5 т на 1 м длины), что серьезно ограничивает пролеты (до 55—66 м), в которых балластное полотно при включенном в работу железобетонном корыте не вызывает перерасхода стали. Главные преимущества балластного полотна — однородность пути на мосту и на подходах, простота и надежность на уклонах и кривых. В настоящее время возобновляется применение этого мостового полотна в металлическом корыте с днищем в виде ортотропной плиты и с усиленной антикоррозионной защитой. Для автодорожных и городских металлических пролетных строений характерны следующие конструкции мостового полотна: 1) тяжелое с оклеечной гидроизоляцией поверх железобетонной плиты (рис. 23.2, г); 2) легкое по стальной ортотропной плите (рис. 23.2, д); 3) деревянное поверх стальных балок. Тяжелое ездовое полотно (рис. 23.2, г) имеет массу около 300 кг/м2; вместе с железобетонной плитой масса проезжей части составляет 650—800 кг/м2, причем в связи с увеличением толщин слоев покрытия при ремонтах в действительности масса оказывается еще значительно больше (что учитывается введением увеличенных коэффициентов перегрузки к соответствующей части постоянной нагрузки при проектировании). Легкое мостовое полотно (рис. 23.2, д) имеет массу всего 60—80 кг/м2; вместе со стальной ортотропной плитой масса проезжей части составляет 220—260 кг/м2. Поверхность стального листа должна быть подвергнута пескоструйной очистке, металлизирована цинком или алюминием и покрыта слоем специального эпоксидного клея, также защищающего стальной лист от коррозии. По жидкому клею рассыпается мелкий щебень, после чего укладываются два тонких слоя высококачественного полимерасфальтобетона. Стоимость и трудоемкость такого мостового полотна оказывается существенно большей, чем тяжелого по железобетонной плите. Деревянное автодорожное мостовое полотно (масса 150—180 кг/м2) применяют сейчас преимущественно только на временных металлических мостах. Конструкции мостового полотна на деревянных поперечинах, на металлических поперечинах, железнодорожное безбалластное из раздельно работающих железобетонных плит, автодорожное деревянное называют расчлененными; эти конструкции состоят из раздельно работающих изгибаемых элементов. В мостах небольших пролетов расчлененное мостовое полотно может, выполняя функции несущих конструкций проезжей части, опираться непосредственно на главные балки. Другие конструкции мостового полотна всегда опираются непосредственно на несущую железобетонную или стальную плиту проезжей части. |
