Рис.3.2. Рамно-балочная и рамно-консольная системы мостов
Рис. 3.1. Балочные и рамные мосты
Лекция №12. Основные системы железобетонных мостов: балочные, рамные, арочные, комбинированные.
В современном мостостроении железобетонные мосты получили широкое применение при малых, средних и даже больших пролетах. В них применяются разнообразные конструктивные решения и статические схемы: балочные, рамные, арочные и комбинированные.
Наибольшее распространение получили балочные мосты с использованием разрезных, неразрезных и консольных систем. Балочные разрезные системы (рис. 3.1, а) используют для перекрытия небольших пролетов (6—42 м). Неразрезные балочные мосты (рис. 3.1, б) применяют при пролетах от 30—40 до 100— 130 м. Не раз резная система характеризуется большей жесткостью и меньшей деформативностью пролетного строения от временных нагрузок. Однако применение неразрезной системы возможно только при достаточно прочных грунтах в основании опор. Осадка опор в балочных неразрезных пролетных строениях может вызвать появление значительных дополнительных усилий и служить причиной разрушения моста.
В консольных системах (рис. 3.1, в) подвесные пролетные строения пролетом l1опираются на консоли l2 основных пролетных строений. По распределению усилий консольные системы близки к неразрезным, однако имеют меньшую жесткость и под нагрузкой дают переломы упругой линии в местах сопряжения подвесных пролетных строений с консолями. Вследствие статической определимости консольной системы осадки опор не вызывают в пролетных строениях дополнительных усилий. Опоры неразрезных и консольных мостов вследствие размещения на них по одной опорной части и центрального их загружения имеют меньшую ширину, чем опоры разрезных мостов.
Простейшие рамные системы мостов (рис. 3.1, г) применяют при пролетах 30—60 м. Ввиду совместной работы пролетных строений с опорами изгибающие моменты в пролетных строениях уменьшаются. Это позволяет уменьшить строительную высоту пролетных строений. Весьма широкое распространение получают рамные мосты с наклонными стойками (рис. 3.1, д).
В последние годы получили распространение мосты из Т-образных рам: рамно-балочные и рамно-консольные. Рамно-балочные системы (рис. 3.2, а) мостов получаются из рамных и подвесных пролетных строений, шарнирно опертых на консоли рам. Пролеты / таких систем могут быть в пределах от 40 до 150 м. В ригелях Т-образных рам возникают только отрицательные изгибающие моменты, а в подвесных разрезных пролетных строениях — только положительные. Опоры этих рам от действия вертикальных нагрузок передают на основание вертикальную силу и изгибающий момент.
В рамно-консольных системах Т-образные рамы шарнирно связаны между собой (рис. 3.2, б). Такие системы применяют для пролетов 60—200 м. Опоры мостов этой системы передают на основание еще и горизонтальную силу. Консоли рам могут быть омоноличены, в этом случае получается многопролетная рамная система с пролетами до 250 м.
Рассмотренные рамные системы представляется возможным возводить навесным бетонированием или навесным монтажом.
В России построены также мосты особой рамно-консольной системы (рис. 3.2, в), Т-образные рамы которых состоят из двух полуарок, связанных затяжкой в уровне проезжей части. Т-образные рамы шарлирно связаны между собой в середине пролета. В мостах такой конструкции применены пролеты 90—120 м.
При прочных грунтах в основании опор возможно применение мостов арочных систем (рис. 3.3, а). Арками железобетонных мостов перекрывались пролеты от 50 до 390 м. Опоры этих мостов воспринимают значительные горизонтальные составляющие реакций, что требует развития фундаментов. Сами арки работают преимущественно на сжатие, прочность железобетона в них используется весьма эффективно.
В последние годы находят применение вантовые системы (рис. 3.3, б). Они представляют собой неразрезные балки, поддерживаемые наклонными вантами, закрепленными на вершинах вертикальных пилонов опор. Ванты работают только на растяжение, они создают упругие опоры для балки жесткости, что облегчает ее работу. Пилоны работают в основном на сжатие. Пролеты мостов такой системы в настоящее время составляют 50—400 м.
Современные железобетонные мосты сооружают как монолитными, так и сборными. Монолитные мосты строят различными способами с использованием инвентарной металлической опалубки. Сборные мосты монтируют из элементов, изготовленных на заводе или полигоне. Монолитные мосты более надежны, но темпы их строительства ниже, чем сборных. Их целесообразно использовать при больших пролетах. Применение сборных мостов позволяет увеличить темпы строительства, уменьшить трудоемкость работ на объекте.
Под проезжей частью пролетных строений, в широком смысле этого понятия, подразумевают совокупность конструктивных элементов, воспринимающих действие подвижных нагрузок и передающих их на несущую часть пролетного строения. В состав проезжей части входят мостовое полотно и несущие элементы.
Мостовое полотно расположено над несущими элементами проезжей части и предназначено для обеспечения безопасности движения транспортных средств и пешеходов, а также для отвода воды.
Мостовое полотно железобетонных мостов (как и других) включает следующие конструктивные (см. рис. 1.6) элементы: одежду ездового полотна, одежду тротуаров, ограждающие устройства, устройство для водоотвода, деформационные швы и сопряжение моста с подходами.
Мостовое полотно железобетонных мостов расположено на плите проезжей части, которая является несущим элементом проезжей части и вместе с тем входит в состав основных несущих
конструкций пролетного строения, образуя вместе с ними пространственно работающую систему.
Одежду ездового полотна устраивают для следующих основных функций:
· защищать нижележащие конструкции от механического воздействия, выступая при этом в качестве слоя износа;
· защищать нижележащие конструкции от воздействия атмосферной влаги, служить гидроизоляцией;
· обеспечивать комфортность движения своей гладкой поверхностью.
