Стальные и сталежелезобетонные мосты

Виды стальных и сталежелезобетонных мостов

Наиболее характерными основными системами стальных и сталежелезобетонных пролетных строений, осуществленных в больших автодорожных и железнодорожных мостах, являются

  • Балочные разрезные
  • Балочные неразрезные
  • Консольные
  • Арочные
  • Комбинированные
  • Рамные
  • Вантовые
  • Висячие

Балочные разрезные пролетные строения

Стальные балочные разрезные пролетные строения балочно-разрезных систем являются типичными индустриальными строительными конструкциями из элементов полной заводской готовности. Пролетные строения длиной 33— 110 м балочно-разрезной системы относятся к наиболее массовым типовым конструкциям, применяемым в мостах под железную дорогу.

Наиболее рациональны балочные болтосварные пролетные строения со сварными заводскими соединениями и монтажными соединениями на высокопрочных болтах, что обеспечивает экономию стали и уменьшение трудоемкости монтажа. В железнодорожных мостах с ездой поверху применяют, в основном, типовые сталежелезобетонные пролетные строения с балластным мостовым полотном.

Балочные неразрезные пролетные строения

Стальные пролетные строения балочно-неразрезных систем с решетчатыми фермами получили широкое применение в мостах под железную дорогу. В отечественном мостостроении разработаны и внедрены типовые неразрезные болтосварные пролетные строения с пролетами до 154 м.

Стальные пролетные строения с коробчатыми главными балками неразрезной системы получили большое распространение в мостах под автодорожную нагрузку. Пролет для мостов такого типа — 300 м достигнут при строительстве мостового перехода через бухту Гуанабара между городов и Рио-де-Жанейро и Ниттерой (Бразилия).

Схема пролетного строения, перекрывающего судоходную часть бухты, 200 + 300 + 200 м. В поперечном сечении пролетное строение состоит из двух коробчатых балок со стенками переменной высоты и ортотропной плитой проезжей части. Пролетное строение собрано из шести крупных блоков длиной 262,176 и 262 м с подачей их на плаву.

В качестве плашкоута использовали блок среднего пролета длиной 176 м, устанавливаемый в последнюю очередь. К числу наиболее интересных сооружений этой системы, построенных в СССР, относятся мост через канал им. Москвы в Химках, мост через Обь в Новосибирске, эстакадная часть моста через р. Днепр в Киеве, мост через р. Томь в Томске, эстакада у Рижского вокзала в Москве.

Первым в практике мирового мостостроения цельносварным мостом с неразрезными сплошностенчатыми пролетными строениями является мост им. Е. О. Патона через р. Днепр в Киеве.

Консольные стальные мосты

Консольные стальные мосты с решетчатыми фермами ввиду своей огромной стоимости и неэстетичного вида не получили широкого распространения.

К наиболее крупным сооружениям этой системы относятся мосты через р. Св. Лаврентия в Квебеке (Канада) с пролетом 549 м, через Фортский залив в Шотландии с двумя пролетами по 521 м и через гавань в Осака (Япония) с пролетом 510 м.

Арочные стальные мосты

Арочные стальные мосты применяются относительно редко. Максимальный размер пролета составил 504 м на мосту через залив Кил-ван-Кул в Нью-Йорке (США) и 503 м на мосту в Сиднее (Австралия).

Рамные и комбинированные металлические мосты

В современных металлических автодорожных и городских мостах часто находят применение рамные и комбинированные системы пролетных строений, образованные путем объединения нескольких простых систем. Чаще всего комбинированные системы образуют, сочетая балки или фермы с аркой, дополнительным полигональным поясом, шпренгелем или отдельными дополнительными элементами.

Некоторые виды комбинированных систем имеют существенные технико-экономические преимущества, заключающиеся в меньшей затрате на них металла по сравнению с простыми балочными системами, или в обеспечении большей их жесткости. В большинстве случаев комбинированные системы имеют архитектурные преимущества и поэтому их применяют в городских мостах.

К наиболее интересным мостам рамных и комбинированных систем, построенными мостостроительными организациями, следует отнести

  • мост через реку Смотрич в Каменец-Подольском с пролетом 179 м,
  • мост через озеро Арпу в Джермуке с пролетом 120 м,
  • мост через старое русло р. Днепра в Запорожье с пролетом 200 м.

Большая крутильная жесткость коробчатых главных балок позволила эффективно использовать их для криволинейных в плане мостов и разработать, и внедрить совершенно новую необычную форму пролетных строений С только одной несущей балкой коробчатого сечения по оси проезда (например, эстакада через шлюзы Днепрогэса в Запорожье).

Вантовые металлические мосты

Вантовые системы являются новыми прогрессивными конструкциям и металлических пролетных строений, позволяющими наиболее экономично перекрывать пролеты 600 м и более. Размер пролета, составил 300 м при однопилонной схеме на мосту через р. Днепр в Киеве. Пролет 404 м перекрыт двухпилонной вантовой схемой на мостовом переходе через устье р. Луары в Сен-Назере (Франция).

Висячие мосты

В мостах висячей системы применяются рекордно большие пролеты. Например, пролет 1298 м имеет мост через залив Верразано-Нерроуз (США). Строительство висячих мостов больших пролетов является особенностью американского мостостроения.

Это объясняется специфичностью географического расположения многих крупнейших американских городов, которые возникли либо в устьях глубоководных рек, впадающих в океан, либо на берегу океанских заливов.

Большая глубина рек, интенсивное судоходство крупногабаритных океанских судов, тяжелые грунтовые условия делали висячие мосты с уникальными по своей длине пролетами наиболее целесообразными и экономически оправданными.

К числу крупнейших висячих мостов относятся

  • Мост Золотые Ворота в Сан-Франциско (США) с пролетом 1281 м (фото ниже)
  • Мост им. Вашингтона через р. Гудзон в Нью-Йорке (США) с пролетом 1068 м
  • Мост через Фортский залив в Великобритании с пролетом 1006 м
  • Мост через р. Тахо в Лиссабоне (Португалия) с пролетом 1013 м
  • Мост через пролив Босфор (Турция) с пролетом 1075 м, через Хамбер (Англия) с пролетом 1410 м.

Мост золотые ворота (Golden Gate Bridge San Francisco California)

Мост золотые ворота (Golden Gate Bridge San Francisco California) - stroyone.com

Мост им. Вашингтона через р. Гудзон в Нью-Йорке

Мост им. Вашингтона через р. Гудзон в Нью-Йорке - stroyone.com

Мост через Фортский залив в Великобритании



Мост через Фортский залив в Великобритании - stroyone.com

Мост через р. Тахо в Лиссабоне

Мост через реку Тахо в Лиссабоне - stroyone.com

Мост через пролив Босфор (Турция)

 

Мост через пролив Босфор (Турция) - stroyone.com

Общепринятая система висячего моста представляет собой непрерывный гибкий кабель, проходящий по стальным пилонам и закрепленный в анкерах, заложенных на берегах. К кабелю на вертикальных подвесках подвешена балка жесткости, на которую в одном или двух ярусах опирается проезжая часть. Балка жесткости делается разрезной или неразрезной, чаще всего применяется трехпролетная схема, хотя построены и многопролетные мосты.

Пролетные строения со сплошностенчатыми главными балками

В сварном мостостроении нашли распространение пролетные строения со сплошностенчатыми главными балками. Этому способствовали следующие их особенности:

  • сплошные главные фермы наиболее приспособлены к технологии заводской сварки, при этом эффективно используется автоматическое оборудование, так как швы ферм удобно расположены, непрерывные, прямолинейные и большой протяженности;
  • существенно сокращается количество монтажных элементов и стыков, что имеет важнейшее значение для цельносварных мостовых конструкций;
  • монтажные элементы сплошных одностенчатых главных балок наиболее удобны для транспортирования;
  • пролетные строения наиболее соответствуют современным пространственно работающим системам и позволяют эффективно использовать материал конструкций с соблюдением принципов концентрации металла, совмещения функций и использования материалов с повышенными механическими характеристиками;
  • мосты в наибольшей степени отвечают требованиям эстетики и позволяют легко вписать сооружение вокружающий ансамбль.

Сталежелезобетонные пролетные строения

Наиболее распространенным типом стальных мостов со сплошно стенчатыми балками являются сталежелезобетонные пролетные строения с пролетами в неразрезных системах до 84 м.

В последние годы запроектированы унифицированные типовые проекты сварных сталежелезобетонных пролетных строений с монтажными стыками на сварке и на высокопрочных болтах разрезные и неразрезные.

Для использования несущей способности железобетона проезжей части предусматривается обжатие растянутых опорных участков неразрезных строений пучками предварительно напряженной арматуры, либо домкратами, либо заданием на монтаже предварительного напряжения выгибом стальных главных балок.

Сталежелезобетонные объединенные балки нашли применение также и в комбинированных системах, как их составные элементы:

  • комбинированные пролетные строения типа балок с подпружными арками;
  • комбинированные вантовые системы с воспринятым распором, создающим обжатие железобетонной проезжей части и т. п.

Стальная ортотропная плита проезжей части автодорожных мостов

В последнее время все более широкое распространение находит сравнительно новая конструкция для отечественного стального мостостроения — стальная ортотропная плита проезжей части автодорожных мостов.

Главное достоинство этой конструкции — небольшой собственный вес и участие ее в работе пролетного строения в качестве верхнего пояса главных балок. По сравнению с железобетонной проезжей частью стальная ортотропная плита эффективно работает на любом участке пролетного строения как в зоне положительных, так и отрицательных изгибающих моментов главных балок.

Заводская готовность пролетных строений во много раз повышается, что позволяет резко сократить сроки строительства, ликвидировать сезонность монтажных работ. Меньшая масса (почти в два раза) стальных пролетных строений дает им важное технологическое качество — возможность выполнения главных балок неразрезных пролетных строений постоянной, удобной для транспортирования высоты (безгоризонтального членения) для большинства пролетов.

Применение стальной ортотропной плиты позволило создать новые высокоэффективные формы пролетных строений с коробчатыми главными балками, нашедшими широкое применение в балочных разрезных и неразрезных системах, в составе комбинированных конструкций, рамных, вантовых, висячих и др.

Повышенная и высокопрочная сталь

Новым в сварном мостостроении является применение сталей повышенной и высокой прочности. Стали с высокими прочностными характеристиками открывают большие возможности в области увеличения пролетов балочных мостов и совершенствования конструктивных форм.

В течение последнего десятилетия высокопрочные стали широко применяются за рубежом, что позволило построить высокоэкономичные сооружения с рекордной величиной пролета.

Высокопрочные стали были применены при проектировании и строительстве большого городского моста в Каменец-Подольском. Для пролетных строений моста высокопрочная сталь была использована в комбинации со сталью обычных марок по принципу бистальных конструкций:

  • для нижних поясов главных балок — высокопрочная сталь
  • для остальных элементов — сталь с низкими прочностными характеристиками.

При этом допускались пластические деформации вертикальных стенок на участке сопряжения с высокопрочными сталями.

Сталь повышенной прочности была успешно внедрена на мосту через старое русло р. Днепра в Запорожье, на пролетных строениях пойменной части Московского моста через р. Днепр в Киеве, мостах через канал им. Москвы в Химках, р. Томь в Томске.

Монтажа стальных и сталежелезобетонных пролетных строений

Основные методы монтажа стальных и сталежелезобетонных пролетных строений следующие:

  • установка на опоры готовых пролетных строений кранами;
  • сборка на подмостях в монтируемом пролете;
  • полунавесная сборка;
  • навесная сборка;
  • перевозка пролетных строений на плавучих средствах;
  • надвижка пролетных строений.

Одной из тенденций современного мостостроения является крупноблочный монтаж: сборка пролетных строений из заранее укрупненных элементов. При использовании плавучих средств масса укрупненных блоков достигает 4— 5 тыс. т. Метод крупноблочного монтажа был успешно применен при сооружении железнодорожного моста через р. Дон в Ростове и городского моста через старое русло р. Днепра в Запорожье.

Поделиться:
2 Комментария

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.