Конструкции автодорожных и городских пролетных строений
|
Для автодорожных мостов средних и больших пролетов с ездой понизу наиболее экономичны решетчатые комбинированные пролетные строения. В бывш. СССР значительное число таких балочно-разрезных клепано-сварных пролетных строений было построено в 50-е гг. по типовым и индивидуальным проектам Проектстальконструкции и Киевского филиала Союздорпроекта. Пролетные строения ПСК применялись сегментной схемы пролетами 62,4; 83,2 (рис. 28.13, а, б); 104 и 124 м; пролетные строения КфСДП — с параллельными поясами пролетами 63, 83,2 (рис. 28.13, в, г) и 126 м. В обеих конструкциях сборная железобетонная плита включена в совместную работу с поперечными, балками. Обе конструкции весьма экономичны по расходу металла, так как имеют оптимальную схему проезжей части, лишенной продольных балок, и панель проезжей части не зависит от панели главных ферм. Расход стали для пролета 83,2 м составляет соответственно 214 и 249 кг/м2.  Сегментная конструкция особенно экономична благодаря соответствию очертания эпюре моментов. Все элементы верхнего пояса совершенно одинаковы вследствие размещения его узлов на окружности на равных расстояниях и постоянства расчетных усилий по длине пролета. При тяжелой проезжей части все раскосы работают только на растяжение и имеют минимальные сечения, не обремененные условиями устойчивости и предельной гибкости. Решетчатые комбинированные фермы с параллельными поясами из вертикальных двутавров отличаются большими панелями, редкой решеткой и стандартизацией элементов. Многопролетные мосты удобно монтировать и навесным способом, и продольной надвижкой.  Решетчатые комбинированные пролетные строения применяются и в зарубежных автодорожных мостах с ездой понизу. Примером может служить построенный в 1967 г. в Нидерландах мост через р. Мервед (рис. 28.14) сегментной схемы с гибкими раскосами из стальных канатов диаметром 79,5 мм. Раскосы были предварительно напряжены, что увеличило запасы против выключения отдельных раскосов из работы и создало в жестких нижних поясах выгодные начальные отрицательные изгибающие моменты. В 60-х гг. решетчатые комбинированные пролетные строения в автодорожных мостах с ездой понизу перестали применять в России, поскольку число строящихся автодорожных металлических мостов с ездой понизу уменьшилось, иметь для них на заводах специальную оснастку стало нерентабельным и изготовлять начали простые решетчатые автодорожные конструкции, унифицированные с широко применяемыми железнодорожными пролетными строениями, имеющими хорошую заводскую оснастку. Уменьшение числа автодорожных металлических мостов было связано с директивным внедрением сборного железобетона, а уменьшение числа автодорожых мостов с ездой понизу — с увеличением скоростей движения. Упомянутые простые решетчатые автодорожные пролетные строения с ездой понизу применяют сейчас (по проектам Ленгипротрансмоста) при установке рядом с железнодорожными пролетными строениями в совмещенных мостах, а также в случае необходимости навесного монтажа. Примером может служить неразрезное болтосварное пролетное строение 3х110 м через Волгу у Калязина, запроектированное в 1977 г. из стали 15ХСНД (рис. 28.15). Генеральные размеры главных ферм и типы сечений их элементов соответствуют III серии типовых железнодорожных пролетных строений. Три продольные балки несут железобетонную плиту, не включенную в работу и расчлененную поперечными швами. Продольные балки не включены в совместную работу с нижними поясами ферм и имеют два разрыва на длине неразрезного пролетного строения. Верхние и нижние продольные связи — ромбической схемы. Расход металла на основные конструкции 1219 т (336 кг/м2).  Обладающие высокими архитектурными и эстетическими достоинствами простые комбинированные пролетные строения с ездой понизу (схемы Лангера), равно как и сплошностенчатые жесткие арки с затяжками, относительно широко применяют в зарубежных автодорожных мостах, несмотря на существенно больший по сравнению с решетчатыми конструкциями расход металла. Схема одного из японских мостов с фермами Лангера (со специфичной для японской школы решетчатой балкой жесткости) приведена на рис. 28.16. В России построено довольно много разработанных Проектстальконструкцией внешне безраспорных мостов для езды понизу и посередине с жесткими решетчатыми арками и затяжками (рис. 28.17, а). Узлы поясов арки расположены на концентрических окружностях; каждый пояс состоит из одинаковых прямых элементов; все раскосы одинаковы; конструкция изготовляется при минимальном числе кондукторов. Расстояния между подвесками несколько увеличиваются к середине пролета вследствие уменьшения угла наклона поясов, но расстояния между поперечными балками одинаковы. Это вызывает заметные изгибающие моменты в затяжке, конструируемой соответственно достаточно жесткой. Такие пролетные строения применены на автодорожных, городских и железнодорожных мостах.  В развитых зарубежных странах строят простые решетчатые пролетные строения автодорожных мостов с ездой понизу и посередине самых больших пролетов с полигональным верхним или нижним поясом (а иногда и с обоими полигональными поясами). Шарнирно-консольный мост через пролив Карквинец в Калифорнии (рис. 28.18, а, б, в) с главным пролетом 336 м интересен применением набора сталей трех классов прочности (пределы текучести 600, 350 и 240 МПа) и четырехъярусными сварными коробчатыми сечениями поясов. Особенно широко применяют большепролетные решетчатые балочные мосты в Японии. Представленный на рис. 28,18, г, д характерный для японской школы неразрезной мост Ошима с главным пролетом 325 м построен в 1976 г. и является уже четвертым из мостов такого типа в Японии, монтируемых, как правило, пространственными блоками массой 1000—3000 т мощными плавучими кранами.  Для автодорожных и городских мостов с ездой поверху сквозные пролетные строения применяют в России и большинстве зарубежных стран в настоящее время редко. Простые решетчатые автодорожные и городские пролетные строения с ездой поверху, в которых проезжая часть опирается только на узлы главных ферм, полностью ушли в прошлое. Сейчас применяют только комбинированные фермы с жестким верхним поясом или балкой жесткости. Интересны автодорожные двухстенчатые решетчатые комбинированные клепаные и, клепано-сварные сталежелезобетонные неразрезные пролетные строения с пролетами 70—105 м, возведенные в 50-х гг. по проектам Проектстальконструкции на мостах через Сож, Березину, Днепр (см. рис. 28.17,б). В корытах Н-образных верхних поясов размещены уголковые упоры для объединения с железобетонной плитой, имеющей ребро над главными фермами. Характерный способ монтажа — навесной сборкой легким деррик-краном. Наиболее эффективным видом внешне безраспорных комбинированных автодорожных и городских пролетных строений с ездой поверху и посередине являются трехпролетные подпружные пролетные строения (рис. 28.19 и 28.20) — отечественная конструктивная ферма, разработанная в Проектстальконструкции Г.Д. Поповым и использованная затем другими советскими проектными организациями, а также за рубежом. Эти, пролетные строения эффективны при большой разнице между длинами среднего и крайних пролетов, например при соотношении 1:2:1. В основе конструкции сплошностенчатая балка, усиленная сжатой подпругой на примыкающих к промежуточным опорам участках или на всей длине, причем на усиленных участках подпруга растягивает балку. В средней части большого пролета конструкция имеет минимальную строительную высоту. Применяют и решетчатые комбинированные трехпролетные подпружные пролетные строения.  Простые комбинированные подпружные сталежелезобетонные пролетные строения установлены, в частности, на мостах через Оку у Коломны (1950 г., пролеты 71+154+71 м, езда поверху) и через Белую в Уфе (1956 г., пролеты 68+148+68 м, езда посередине). В этих пролетных строениях подпруг меньше, чем балок жесткости, каждая подпруга расположена в промежутке между двумя балками жесткости. Простое комбинированное подпружное пролетное строение со стальной ортотропной плитой проезжей части, запроектированное в 1973 г. Ленгипротрансмостом по схеме 91,8+163,2+91,8 м с ездой поверху, установлено на мосту через Иртыш в Омске (см. рис. 28.19). При ширине проезда 22,5 м (и двух тротуарах по 2,28 м) в поперечном сечении моста четыре главных фермы, в каждой ферме — балка жесткости и подпруга, находящиеся в одной плоскости. Конструкция болтосварная из низколегированных сталей классов С52/40 и С48/35, балки жесткости двутавровые со стенкой 3550 мм и толщиной 12 мм, подпруги Н-образные с вертикалами 1100х40 мм, стойки Н-образные.  Подпругами усилены участки балки длиной по 102 м с промежуточной опорой в середине участка. Каждый участок разбит стойками на 10 панелей по 10,2 м. Поперечные связи между балками жесткости — в каждой плоскости стоек, между стойками — только в плоскостях опорных стоек. Панель между поперечными балками ортотропной плиты 3,4 м, т. е. в 3 раза меньше панели между стойками. Ортотропная плита — одноярусная, продольные ребра — плоские, через 0,35 м. Продольные связи полураскосной схемы имеются вдоль подпруг и вдоль нижних поясов балок жесткости. Расход стали на основные конструкции 4012 т (439 кг/м2). Решетчатое комбинированное подпружное пролетное строение со стальной ортотропной плитой проезжей части построено в 1972 г. по схеме ЦНИИПроектстальконструкции и проекту Ленгипротрансмоста в горах Алтая (см. рис. 28.20). Пролеты 75+126+63 м, езда поверху. Конструкция болтосварная из стали 15ХСНД. Особенность конструкции — членение на отправочные марки с массой в пределах 5 т (из условия транспортирования по горной дороге). Балки имеют стенки, высотой 2,4 м и толщиной 12 мм. Подпружные фермы с раскосной решеткой усиливают участки балки длиной по 84 м. Все элементы решетчатых ферм имеют Н-образные сечения. Ортотропная плита проезжей части двухъярусной конструкции имеет лист толщиной 10 мм и продольные ребра из неравнополочных уголков 160х100х10 с шагом 320 мм, опирающихся на решетчатые комбинированные двухконсольные поперечные фермы, расставленные через 3,5 м и выполняющие одновременно функции поперечных связей между балками. Пролетное строение имеет только одну систему продольных связей полураскосной схемы, идущих вдоль нижних поясов балок, а на усиленных участках переходящих на подпруги. Расход металла на основные конструкции 1091 т (413 кг/м2). Пролетное строение перекрывает глубокое ущелье, и единственно возможным для большого пролета был навесной монтаж с обоих берегов. Приспособленность к навесному монтажу — одно из серьезных преимуществ решетчатой комбинированной конструкции перед простой комбинированной. |
