Конструкции мостов с жесткими арками
|
В больших пролетах, характерных для арочных мостов, сплошностенчатые жесткие арки делают коробчатого или трубчатого сечения. Характерны сварные двухстенчатые коробчатые сечения арок из четырех листов (рис. 29.4,а), обычно значительно превосходящие своими размерами сечения поясов балочных решетчатых ферм. Сечения таких арок полностью замкнутые, без перфораций, внутри сечений обеспечивается проход для сварки, окраски и обследований. В диафрагмах, необходимых для обеспечения неизменяемости и устойчивости сечения, устраивают соответствующие лазы шириной не менее 0,5 м. На одном из бельгийских арочных мостов арки имеют коробчатое сечение из двух разрезанных прокатных двутавров со вставками стенок (рис. 29.4, в). Двутавры соединены верхним покрывающим листом, продольной диафрагмой в уровне примыкания связей и поперечными диафрагмами. На мосту пролетом 330 м через водохранилище р. Влтавы в Чехии сечение арок высотой 5 м клепано-сварное (рис. 29.4, г). В основе сечения четыре сварных тавра, соединенных клепаными поясными пакетами, продольными стыковыми накладками и поперечными диафрагмами. Устойчивость стенок, имеющих нехарактерную для арок очень малую толщину (14 мм), обеспечена продольными ребрами жесткости.  Трубчатые сечения весьма рациональны для жестких арок значительных пролетов. Согласно шведским экспериментальным данным, давление ветра на трубчатую арку оказывается в 4 раза меньше, чем на коробчатую. На рис. 29.4, д изображено поперечное сечение арки разрушенного в 1980 г. навалом судна моста Аскеро в Швеции пролетом около 280 м. При пролетах менее 50—60 м (вобщем не характерных для арочных мостов) применяют одностенчатые двутавровые жесткие арки без ребер жесткости (рис. 29.4, е). Вертикал такой арки, работающий преимущественно на сжатие, должен иметь толщину около 1/50 высоты сечения, т. е. значительно большую, чем в балках. Надарочное строение моста с жесткими арками состоит из стоек (при езде поверху), проезжей части и связей, причем в плоскости каждого ряда стоек обычно помещают поперечную балку проезжей части. При не слишком больших пролетах панель проезжей части может быть равна панели между стойками, тогда на поперечные балки опираются продольные балки, несущие плиту проезжей части или непосредственно полотно проезда. Верхние концы стоек соединяют надарочные прогоны. В железнодорожных арочных мостах надарочные прогоны являются самостоятельными элементами связей (рис. 29.5, а). В автодорожных и городских мостах функции надарочных прогонов часто выполняют те продольные балки, которые расположены непосредственно над арками (рис. 29.5, б). При весьма больших панелях между стойками или при проезжей части без продольных балок надарочные прогоны являются элементами проезжей части или балки жесткости и несут вспомогательные поперечные балки (рис. 29.5, в), поддерживающие продольные балки или непосредственно плиту проезжей части (рис. 29.5,г). Надарочные прогоны, продольные балки и оба вида поперечных балок могут быть законструированы одинаковой высоты и расположены в одном уровне, образуя балочный ростверк (рис. 29.5, д). Если жесткость балочного ростверка, надарочных прогонов или продольных балок соизмерима с жесткостью арок, она должна учитываться в расчетах воспринятия изгибающих моментов S-образного изгиба. Ширина стойки обычно значительно меньше ширины жесткой арки. Чаще всего стойки присоединяют к арке фасонками, приваренными к верхнему поясу арки (рис. 29.6). В узле примыкания стойки в арке обычно имеется поперечная диафрагма.  Монтажные стыки жестких арок делают вне узлов примыкания стоек. Жесткие арки конструируют из прямолинейных элементов с небольшими, незаметными для глаза, переломами в заводских и монтажных стыках. При относительно небольших пролетах сплошностенчатые жесткие арки составляют из криволинейных элементов. Криволинейность резов кромок стенок усложняет изготовление и приводит к дополнительным отходам металла. В качестве примера рассмотрим конструкцию моста Матсушима, построенного в Японии в национальном парке Унцен Амакуса в 1966 г. (рис. 29.7, а, б). Главный пролет моста 126 м, жесткие трубчатые арки имеют диаметр 1,85 м, т. е. 1/68l. Стойки также трубчатого сечения приварены к аркам без фасонок. В проезжей части интересны алюминиевые перила. Железобетонная плита опирается на три продольные балки, две крайние продольные балки являются надарочными прогонами. Поперечные балки — только в плоскостях стоек. Для сквозных решетчатых арок типы сечений элементов практически не отличаются от применяемых в балочных решетчатых фермах.  Представляет интерес конструкция клепаного решетчатого арочного моста Сайкай (рис. 29.7, в, г), построенного в Японии в 1955 г. и положившего начало широкому распространению характерных для японской школы большепролетных решетчатых балочных, арочных и висячих мостов. Пролет арок 216 м, стрелка 34,5 м, т. е. 1/6,26l. Арки защемлены в опорах, высота арок уменьшается от опор к середине пролета. Пояса арок — коробчатые, решетка арок и стойки надарочного строения — двухшвеллерные на планках при ширине сечения, меньшей ширины сечений поясов арок. Очень интересно и характерно для многих арочных мостов расположение арок и стоек надарочного строения в наклонных плоскостях, что увеличивает горизонтальную жесткость и улучшает динамические качества моста с относительно узкой проезжей частью (7,5 м, т. е. 1/28l). В уровне проезжей части — два относительно мощных надарочных прогона, основные поперечные балки в плоскостях стоек и вспомогательные в третях панели между стойками, три продольные балки. Продольные связи размещены вдоль обоих поясов арок и в проезжей части, поперечные связи, — во всех плоскостях стоек. В России в 50—60-х гг. построено несколько мостов с распорными сквозными арками, имеющими конструкцию, аналогичную показанной на рис. 28.17, а, со стандартной треугольной решеткой и узлами, расположенными на концентрических окружностях. На некоторых мостах (в частности, на мосту через р. Москву у с. Беседы) с ездой посередине применены серповидные арки, но на протяжении двух средних четвертей пролета арки имеют стандартную конструкцию. |
