Вантовые железобетонные мосты

Конструкции вантовый мостов

Применение вантовых схем для железобетонных мостов является одним из эффективнейших решений при перекрытии больших пролетов, намного расширяющих пределы рационального использования железобетона. Железобетонные мосты вантовой системы могут успешно конкурировать с металлическими при перекрытии пролетов, ранее совершенно недоступных для железобетонных сооружений.

После успешного осуществления первого в практике мостостроения вантового железобетонного моста через гавань р. Днепра в Киеве и моста через озеро Маракайбо в Венесуэле железобетонные мосты такой системы получают все большее и большее распространение.

Особенностью вантовых железобетонных пролетных строений, отличающей их от конструктивных форм железобетонных предварительно напряженных мостов, является то, что для создания сжимающих напряжений в бетоне главных балок использованы внутренние силы самой системы — распор вантов.

Эти сжимающие усилия создаются собственной массой пролетного строения и временной нагрузкой, находящейся на нем. Величина их, практически не зависит от пластических деформаций бетона. Напрягающие элементы — ванты — вынесены далеко за пределы бетонного сечения, что во много раз увеличивает плечо внутренней пары и, соответственно, уменьшает расчетные усилия в системе.

Более эффективное использование материалов конструкции позволяет осуществить пролетные строения с рекордно малой высотой главных балок 1/80—  1/100 пролета, совершенно недостижимой при других системах железобетонных мостов. Статические схемы первых вантовых мостов — моста в Киеве и моста в Венесуэле принципиально отличаются.

Пролетное строение моста через гавань р. Днепра в Киеве представляет собой трехпролетную систему с неразрезной балкой жесткости, свободно опирающейся на рамы пилонов с возможно гибкими стойками и поддерживаемой вантами, закрепленными на вершине последних.

Основными рабочими элементами являются крайние ванты, закрепленные к неподатливым опорным участкам пролетного строения, эффективно разгружающие главные балки и обеспечивающие общую устойчивость пилонов. Пролетные строения моста через озеро Маракайбо (проект проф. Р. Моранди) рамно-консольные (рисунок а).

Примеры железобетонных вантовых мостов - stroyone.com

 

Вантовые железобетонные мосты и их примеры - stroyone.com

Железобетонные вантовые мосты:
а — мост через озеро Маракайбо (Венесуэла);
б — мост через ущелье Вади-Куф (Ливия);
в — мост через р. Парану в Кориенто (Аргентина);
г — мост через р. Ваал (Голландия);
д — мост через р. Фойэл (Ир­ландия);
е — мост через р. Майн в Хэхте (Германия);
ж — мост в Великобритании.

В практике мирового мостостроения последующих лет нашли применение обе схемы вантовых железобетонных пролетных строений.

Примерами осуществленных мостов по типу моста в Маракайбо могут быть

  • мост через ущелье Вади-Куф около Бейды в Ливии пролетом 282 м (рис. б)
  • мост через р. Парану в Кориенто (Аргентина) пролетом 245 м (рис. в) и др.
  • По типу моста в Киеве были сооружены пролетные строения переходов через р. Ваал в Голландии с центральным пролетом 276 м (рис. г),
  • через р.Фойэл в Ирландии с центральным пролетом 210 м (рис. д)
  • через р. Майн в Хэхте (Германия) с центральным пролетом 148,23 м для комбинированного автомобильного и железнодорожного движения (рис. е), в Великобритании с пролетами около 60 м для железнодорожного  движения (рис. ж ) и др.

Нашли применение железобетонные балки жесткости в комбинации с металлическими в двух- и трехпролетных вантовых строениях. Железобетон применяется для балок жесткости анкерных пролетов, что целесообразно, так как при таком решении повышается их масса и, соответственно, уменьшаются отрицательные реакции крайних опор. Кроме того, увеличивается жесткость крайних пролетов, что благоприятно сказывается на статической работе всего пролетного строения.



Примером такого решения может быть вантовое пролетное строение моста через р. Рейн на автостраде Мангейм-Людвигсхафен в Германии. В двухпролетном асимметричном строении с односторонним пилоном по схеме 267 + 125,16 м анкерный пролет 125,16 м принят с железобетонной балкой жесткости.

Стремительное развитие строительства вантовых мостов за период, не превышающий 15 лет, не имеет подобных примеров в истории мостостроения.

Отдельные проработки показывают, что возможности, представляемые вантовыми схемами для железобетонных пролетных строений, еще не исчерпаны.

Вантовый мост через реку Майн в Германии

Вантовое пролетное строение по типу моста в Киеве, но асимметричное и с односторонним пилоном принято на мосту через р. Майн (Германия).

Мост предназначен для совмещенного железнодорожного и автомобильного движения. Общая длина моста 300 м, в том числе вантового неразрезного железобетонного строения — 232 м. Ширина моста между перилами —30,9 м, в том числе ширина одного пути железной дороги нормальной колеи и промышленных трубопроводов, расположенных на средней полосе шириной 9 м, участков по 10,95 м для трех полос автодвижения и тротуаров.

Для повышения жесткости конструкции (так как мост несет железнодорожную нагрузку) анкерный участок балки жесткости усилен промежуточными опорами, разбивающими его на три пролета 26+29+39 = 94 м. Пролетные строения моста неподвижно закреплены на береговых опорах и подразделены на две температурные секции, соединенные продольно-подвижным шарниром в русловом пролете.

При таком решении ванты поддерживают только участок 114,9 м руслового пролета длиной 148,2 м, а участок 33,3 м является уже консолью балочного берегового пролета.
В поперечном сечении моста две вантовые фермы расположены в пределах разделительных полос, отделяющих железнодорожный путь и трубопроводы от участков автопроезда.

Балки жесткости приняты коробчатого сечения, постоянной высоты 2,6 м с шириной коробки между осями стенок, соответствующей расстоянию между осями вантовых ферм 9 м. Автопроезд и тротуары вынесены наружу на консоли поперечных балок с шагом 3 м. Концы поперечных балок связаны дополнительными продольными балками.

Все конструкции сборные с монтажным и соединениями. Арматура продольного и поперечного предварительного напряжения системы Дивидаг из стержней высокопрочной стали диаметром 26 и 32 мм. Ванты приняты из параллельных стержней высокопрочной стали диаметром 16 мм. Концы стержней имели нарезку, позволяющую удобное их закрепление к балке жесткости и пилону с раздельным натяжением и регулировкой.

Пучки стержней формировали по 25 ниток в ванте с применением специальных сепараторов для сохранения постоянного зазора м еж д у ними и кожуха из листовой стали. После натяжения и регулировки в кожух инъецировали цементный раствор. Получался монолитный элемент, рассчитанный на нагрузку 860 тс.

Пилон монолитный в виде открытой рамы с отдельно стоящими стойками, жестко заделанными в балку жесткости. Стойки для повышения общей устойчивости связаны диафрагмами в нижней трети их высоты. Общая высота пилона над проезжей частью 50 м.

На концах вантового пролетного строения принята балластная пригрузка для погашения отрицательных опорных реакций: на одном конце — в виде балластных призм из бетона в полости монолитной конструкции ее; на другом — в виде заполнения полости коробчатого сечения балки жесткости и утяжеления плиты.

Технология сборки вантового пролетного строения предусматривала монтаж балки жесткости на длине анкерных пролетов на передвижных подмостях, а в пределах главного пролета — навесной сборкой. Конструкции монтировали симметрично в обе стороны от пилона с одновременным бетонированием стоек его в скользящей опалубке.

Длины монтажных секций балок жесткости соответствовали шагу крепления вантов — 58 м в пределах анкерного пролета и 63 м — в пределах русловой части. Пилон также бетонировали секциями, соответствующими шагу крепления вантов, что упрощало монтаж и облегчало крепление и регулировку пучков стержней, образующих ванты.
В среднем длительность цикла, включающего уравновешенный монтаж двух симметричных блоков балки жесткости и бетонирование одной секции пилона, составила две недели.

 

 

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

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