Реферат на тему балочные мосты

Обновлено: 08.07.2024

Одной из разновидностей сооружений являются железнодорожные, которые строятся через водные или иные препятствия для последующей укладки полотна. Путепроводы, виадуки и эстакады также являются разновидностью железнодорожных пролетных конструкций.

Железнодорожный мост состоит из пролетных строений, путей и опор, которые поддерживают конструкцию. Фундаменты опор закладываются на прочном грунте или на сваях. Опоры служат основанием для пролетных строений, позволяя им поворачиваться и перемещаться под нагрузкой или при изменении климатических условий. Продольное строение является совокупностью балок, ферм, а также связей между ними и мостового полотна.

Наиболее распространенным материалом для этого типа сооружений является металл, который стал популярен благодаря своей прочности и надежности, а также небольшой массе. 70% ЖДМ являются стальными. При этом металлические конструкции не лишены недостатков, которыми являются большой расход металла и необходимость обслуживания и защиты от коррозии.

К ЖДМ предъявляются особые требования по надежности и прочности из–за высокой нагрузки, ложащейся практически на всю длину сооружения. Архитектура такой конструкции может быть различной.

Основные перимущества мостов из металла

Технологичность изготовления и сборки — главное достоинство металлических конструкций для строительства. Элементы конструкций производятся на оборудованных предприятиях и поставляются на место стройки, где производится их монтаж. Сборка может быть полностью механизированной, благодаря чему становится возможным произвести строительные работы в кратчайшие сроки.

Благодаря универсальности и простоте конструкции металлических пролетных строений мосты могут возводиться в горной местности, через крупные реки (в том числе и с интенсивным судоходством).

Надежность из весьма высока. На обслуживание требуется меньше средств, а сроки службы гораздо больше. Если выполнены все необходимые мероприятия по защите металла от коррозии, а осмотр металлоконструкций на наличие дефектов выполняется регулярно, такие мосты не уступают по надежности и долговечности железобетонным.

Основные элементы металлических мостов

Высокое качество стали и ее характеристики позволяют изготовлять постройки самых разнообразных конструкций и типов.

Балочные — наиболее распространенный на сегодня вид мостов из металла. Технология строительства позволяет перекрывать балками не только средние пролеты, но и исключительно большие (до 500 метров), что часто бывает необходимо при строительстве моста через крупную реку или пролив. Отличительной особенностью сооружний является то, что на опоры оказывается только вертикальное давление, это значительно облегчает строительство при большой высоте опор. БСооружения этого типа имеют сравнительно простую конструкцию, что облегчает их монтаж.
Арочные — являются распорной системой. Они требуют меньших затрат стали, чем балочные конструкции. Однако это налагает некоторые ограничения на использование конструкций такого типа, так как из–за передачи распора опоры должны выдерживать значительную нагрузку. Арочные металлоконструкции наиболее целесообразны при возведеннии объектов на хороших грунтах. В других случаях монтаж может быть затруднен, особенно при значительной высоте опор. Наиболее часто арочные мосты возводятся в городах. При этом он имеет арки сплошного сечения. При строительстве автодорожных объектов применяются арки с балками жесткости. В этом случае арка устанавливается в виде полигонального жесткого пояса. Также арочные конструкции могут быть неразрезными и консольными, однако эти системы не распространены.
Висячие — основными несущими элементами которых являются стальные кабели, цепи или ванты. Если эти элементы закреплены в грунте при помощи растяжек, их можно отнести к распорным сооружениям. Для того, чтобы увеличить вертикальную жесткость, они снабжаются балками жесткости.
Комбинированные строятся из балок или ферм, которые дополнены нижним поясом в виде гибкой арки или шпренгеля. Благодаря особенностям комбинированных конструкций регулирование усилий в их элементах может быть искусственным. Это, в свою очередь, дает возможность удешевить строительство. К комбинированным ММ также относятся сквозные фермы с жестким нижним или верхним поясом.

Основные технологии монтажа металлических пролетных строений.

При монтаже металлических пролетных строений в пролетах применяют следующие способы:

1) сборка пролетных строений на подмостях, устроенных в монтируемом пролете;

2) установка готовых пролетных строений кранами;

3) полунавесная и навесная сборка пролетных строений;

4) Конструкции, собираемые вблизи от места установки, перемещают в пролет: продольной или поперечной передвижкой; перевозкой на плавучих средствах

Сборку в пролете на подмостях применяют редко, так как подмости требуют больших затрат труда и материалов, загромождают русло реки и мешают судоходству. Если все же приходится прибегать к устройству подмостей, их следует делать из сборно-разборных инвентарных конструкций.

Рисунок 1 Схема сборки пролетных строений на подмостях

а- низовая сборка на сплошных подмостях; б- верховая сборка на нижних поясах ферм, надвинутых по промежуточным опорам; в- секционная сборка; 1 – смонтированная часть конструкции; 2 – сборочный кран; 3 – устанавливаемый элемент; 4 – сборочные подмости.

Технология монтажа готовых металлических пролетных строений кранами аналогична сборке кранами балочных разрезных пролетных строений железобетонных мостов. Этот способ монтажа применяют преимущественно при пролетных строениях малых размеров, устанавливая целые пролетные строения, отдельные фермы или блоки из двух ферм с последующим соединением их между собой связями.

Полунавесная и навесная сборка заключается в постепенном наращивании пролетного строения между постоянными опорами моста.

При полунавесной сборке для опирания монтируемых конструкций в пролете устраивают временные промежуточные опоры. Расстояние между опорами определяется длиной вылета пролетного строения, при котором оно может работать как консоль. Если допускаемая величина вылета составляет половину пролета или полную его длину, то возможна навесная сборка без временных промежуточных опор: в первом случае – от постоянных опор в обе стороны до середины пролета (уравновешенная сборка), а во втором – от одной постоянной опоры до следующей.

Рисунок 2 Схема полунавесной и навесной сборки

Рисунок 3 Схема монтажа продольной надвижкой

1 – накаточный путь; 2 – перекаточные тележки; 3 – шпальная клетка; 4 – монтажный кран; 5 – подкрановый путь; 6 – улавливающий тупик для тележек; 7 – каретки; 8 – аванбек; 9 – опора моста.

При поперечной передвижке ПС собирают на подмостях расположенных параллельно оси моста и перемещают в пролет по пирсам. Сборочный кран при этом перемещается с одной рабочей стоянки на другую.

При перевозке ПС на место установки плавучими средствами конструкции собирают у берега, затем буксируют к месту установки.

Рисунок 4 Схема продольной переждвижке с плавучей опорой

Рисунок 5 Схема погрузки пролетных строений на плавучие опоры

Во время подъема (опускания) пролетных строений на гидравлических домкратах допускается: перекос домкрата не более 0,005 ширины его основания; свободный выход поршня без установки полуколец (стопорных гаек или клеток с клиньями) до 15 мм;

одновременный подъем (опускание) пролетных строений не более чем в двух и обязательно смежных точках опирания (подвеса);

разность отметок опорных узлов поднимаемого (опускаемого) пролетного строения в продольном и поперечном направлениях не более 0,005 расстояния между опорными узлами при подъеме на домкратах и 0,01 - на полиспастах.

Пролетные строения при невозможности использования кранов следует опускать с высоты 2 м и более преимущественно на стальных инвентарных цилиндрических песочницах. При этом должны быть приняты меры, обеспечивающие устойчивость песочниц и восприятие горизонтальных нагрузок от ветра и перекоса пролетного строения.

Пролетные строения следует опускать на песочницах поочередно, снижая концы пролетного строения на высоту, не превышающую 0,005 длины пролета. Одновременное опускание стальных пролетных строений на всех песочницах допускается при тщательном геодезическом контроле за положением каждого опускаемого пролетного строения, причем превышение одного из опорных узлов над другим должно 6ыть не более 5 см.

Список литературы:

2. Владимирский С.Р. - Металлические пролетные строения с ортотропными плитами. Конструирование и расчет: Учебное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - Санкт-Петербург, 2006. - 114 с.: ил.

3. Мандриков А.П. Примеры расчета металлических конструкций: М. Стройиздат, 1991- 431 с.

4. Строительные нормы и правила: СНиП П-23-81(стальные конструкции).

5. Жабинский А.Н. Шевченко С.В, Металлические конструкции. Балки и балочные перекрытия: Мн. БГПА, 2000-112 с.

6. ТКП 45-3.03-232-2011, Мосты и трубы: строительные нормы проектирования.

Toggle navigation

Ремонт в регионах

Мосты искусственные инженерные сооружения, служащие для перевода данной дороги или водотока над различного рода препятствиями.

Строение моста

В состав моста входят две основные его части: опоры и пролетные строения. Промежуточные опоры, называемые быками, имеют своим назначением передавать давление от пролетных строений соответствующему нижележащему основанию; концевые же опоры — устои — выполняют кроме того роль подпорных стенок, поддерживающих давление подходящей к мосту насыпи. Пролетное строение, под которым подразумевается совокупность всех частей кроме опор, имеет своим назначением передавать давление полезной нагрузки на опоры.

Классификация мостов

В соответствии с типом опор и пролетных строении мосты бывают неподвижные, когда и опоры и пролетные строения неподвижны, и подвижные, причем в случае , сооружении наличия подвижных опор и пролетных строений - называются наплавными; если же подвижна только часть пролетного строения - называются разводными.

В зависимости от рода материала, принятого в пролетном строении, различают:

деревянные,
металлические (в настоящее время как правило — стальные),
железобетонные и каменные, причем под последними подразумеваются - как собственно каменные (из различного рода каменных кладок), так и бетонные.

В соответствии с эксплуатационным назначением мосты разделяются на

железнодорожные,
автодорожные,
городские,
пешеходные,
мосты-акведуки,
мосты-каналы.

По характеру воздействий, испытываемых опорами, мосты могут быть:

балочными, когда от пролетных строений на опоры передаются вертикальные воздействия,
арочными, когда опоры получают от пролетных строений наклонные воздействия, направленные в наружные от рассматриваемого пролета стороны,
висячими, когда воздействия, испытываемые опорами, оказываются также наклонными, но направленными внутрь рассматриваемого пролета.

В многопролетных мостах пролетные строения :

разрезными, т. е. отдельными, самостоятельно работающими в каждом пролете;
неразрезными, т. е. представляющими собой одно неразрывное целое на протяжении ряда пролетов,
консольными, непрерывно перекрывающими один или ряд пролетов и снабженными свешивающимися в соседние пролеты частями — консолями, концы которых служат опорами для соседнего балочного пролетного строения.

История возникновения мостов

Большое строительство новых железных и автомобильных дорог в СССР, реконструкция части существующей ж.-д. сети, а также крупнейшие работы по реконструкции и благоустройству городов привели к крупному строительству М. Металлические мостовые конструкции СССР резко отличаются от дореволюционных.

Первые, осуществленные человечеством мосты были деревянные и наплавные. К числу таких относятся, построенные Киром Персидским на наполненных воздухом мешках из толстой кожи через реку Евфрат в 538 г. до н. э., Ксерксом через Дарданеллы (Геллеспонт) во время похода против греков в 481 г. Последний имел длину около 1 км и был устроен на лодках, связанных льняными канатами. Вообще наплавные, освобождавшие человека от очень сложной работы по постройке опор, основанных на грунте, были известны и римлянам, которые пользовались для устройства своих переправ мосты на бочках, и китайцам, строившим переправы на лодках, связанных железными цепями.

Деревянные мосты

Деревянные мосты на неподвижных опорах появились также еще в древние времена; сохранились сведения о деревянном балочном - на каменных опорах, построенном около 7—8 в. до н. э. через Евфрат в Вавилоне, деревянном мосте Юлия Цезаря постройки 56 г. до н. э., арочном деревянном мосте Трояна на каменных опорах через Дунай постройки 104 г. (рис. 4). Этот мост общей длиной около 1 км имел 20 каменных опор высотой около 46 м и арочные пролеты длиной около 52 м. Остатки ряда опор этого моста сохранились до настоящего времени в Венгрии.

После падения Римской империи деревянное мостостроение на долгие годы заглохло в своем развитии, и только в эпоху Возрождения снова наблюдается оживление в данной области, причем в этот период обращают на себя внимание деревянные фермы итальянского инженера Палладио (рис. 5), уже очень сильно приближающиеся к фермам современного типа.

Во второй половине 18 в. очень много сделали в области развития деревянного мостостроения самоучки-плотники Грубенман, построившие в частности в 1778 г. мост через реку Лиммат у Веттингена (фиг. 6) пролетом 119 м, не превзойденным до настоящего времени. В конце 18 и 19 вв. в деревянном мостостроении получили значительное распространение арочные мосты.

Здесь можно отметить построенные швейцарским плотником И. Риттером мост через реку Кандель в Берне пролетом 51 м, в Мелингене пролетом 48 м (фиг. 7); через реку Сену в Иври (около Парижа), имевший 5 разных пролетов величиной несколько Выше 20 м (фиг. 8), построенный в 1828 г. и просуществовавший до 1881 г.; через Делавар в Трентоне (рис. 9) пролетом 60 м, построенный в 1804 г. и прослуживший с некоторым усилением 70 лет; через Schuylkill в Филадельфии (рис. 10) с отверстием 104 м, построенный в 1813 г.; через ущелье Gascade-Gleen в Америке (рис. 12) пролетом 84 м, построенный в 1849 г.

В первой же половшие в 30 годах 19 в. в Америке появились пролетные строения со сквозными деревянными фермами самых разнообразных систем, явившиеся толчком для дальнейшего развития деревянного мостостроения. Из большого количества применявшихся в то время в Америке ферм особо рациональными и практически жизненными оказались дощатые многорешетчатые фермы сист. Тауна (рис. 12), в которых раскосы соединялись с поясами помощью деревянных цилиндрических нагелей, а также фермы Гау (рис. 13), имевшие брусчатые пояса, связанные между собой крестообразно расположенными деревянными брусчатыми раскосами и металлическими тяжами. Так как раскосы при этом оказывалось возможным рассчитывать работающими только на сжатие, то конструкция узла в ферме получалась очень простой: раскосы упирались в специальную узловую подушку, врубавшуюся в пояс. Фермы Тауна и фермы Гау нашли затем очень широкое применение в Европе и в частности в России, где например фермы Гау в усовершенствованном (инженером Журавским) виде были использованы в 40-х годах 19 в. при постройке моста Октябрьской железной дороги.

Один из крупнейших таких мостов этой железной дороги (через реку Мету) имеет 9 неразрезных пролетов по 61 м каждый. Дощатые фермы типа Тауна и фермы Гау оказались настолько рациональными, что до сих пор считаются основными в деревянном мостостроении. В последующий промежуток времени изменились и усовершенствовались лишь некоторые их детали. Следует отметить, что в России с начала 90-х годов довольно широко применялись сплошные дощатые фермы типа, предложенного инж. Лембке, по существу ничем принципиально не отличавшегося от фермы типа Тауна.

Со второй половины 19 в., когда стали широко распространяться металлические мосты, в области деревянного мостостроения начался застои, сменившийся небольшим подъемом лишь после войны 1914—1918 гг. В этот период в СССР был разработан целый ряд новых типов деревянных мостов, в частности фермы Гау с ездой понизу с полигональным очертанием верхнего пояса (рис. 14), фермы Лангера (рис. 15), фермы с ездой понизу с параболическим очертанием верхнего пояса (рис. 16) и др. Однако осуществленные пролеты всех этих деревянных ферм не превосходили 52,5 м.

Каменные мосты

Первые каменные мосты были небольших пролетов, причем первоначально они были балочной системы. Крупное развитие каменное мостостроение получило в эпоху Римской империи, причем в основном здесь находят применение полуциркульные своды пролетами не выше 34 м и с достаточно значительной толщиной опор, что ясно видно из рис. 17, изображающей общий вид остатков моста Августа через р. Неру (около Рима); средний пролет этого равный 34 м, имел ползучий свод.

С начала 18 в. с развитием теоретической работы в области строительной механики каменное мостостроение получает дальнейшее развитие, следуя в основном по пути уменьшения стрелы подъема сводов и толщины опор. Особенно много было сделано в этот период в области каменного мостостроения известным французом Перроне, осуществившим в частности такие сооружения, как:

Saint-Махепсе, построенный в 1772—1786 гг. и имеющий действительную пологость сводов 1 : 11,2 (по проекту пологость предполагалась равной 1 : 12) и толщин промежуточных опор — около 1 : 10 пролета, образованных к тому же пз четырех каменных колонн, связанных попарно (решение по тому времени очень смелое);
Nemours постройки 1795 — 1804 гг., имеющий своды пологостью 1 : 15,6 толщину быков в 1 : 7 пролета.

После периода некоторого затишья с конца 19 в. снова наблюдается дальнейшее развитие каменного мостостроения, связанное с именами опять-таки француз Сежурне и Фрейсинэ. Здесь следует отметить такие , как:

через реку Изонцо (Италия) пролетом 85 м, построенный в 1906 г.,
через реку Ло в Вильневе (Франция) пролетом 98 м и наконец
величайший в мире по пролету бетонный de la Caille, построенный в 1928 г. и имеющий расчетный пролет 140 м.

Железобетонные мосты

Первые железобетонные мосты появились менее чем 50 лет тому назад, причем уже в 1908 г. был построен известный Гмюндертобельский виадук (Швейцаэия) пролетом 79 м, а через 20 лет (1930 г.) во Франции у Бреста был сооружен железобетонный мост с рекордными до сего времени в каменном и железобетонном мировом мостостроении пролетами, равными 186. Немного меньшего пролета (181 м) железобетонный был построен в 1934 г. в Трансберге (Швеция).

Большие успехи в железобетонном мостостроении достигнуты в СССР. В частности можно указать на крупнейшие многопролетные арочные эстакады с пролетами выше 50 м в мостах через Волгу и Днепр; через канал Москва — Волга у станции Химки — 4-путный железнодорожный арочный мост пролетом 30 м; городской мост через Ангару в Иркутске пролетами по 80 м; оригинальный по конструкции мост через Неву в Ленинграде с пролетами по 105 м с применением трубок, заполненных бетоном; один из новых мостов (Москворецкий) в Москве пролетом 98 м.

Металлические мосты

Появились лишь в 18 в.; во всяком случае есть основания считать, что первым осуществленным железным был пешеходный висячий мост на железных цепях через р. Тиз в Англии пролетом 21 м, построенный в 1747 г. Вообще же висячие мосты во второй половине 18 в. начали очень сильно развиваться, особенно в Америке, где к 1809 г. уже было построено около 40 мостов по системе, предложенной и запатентованной Финлеем. Очень быстро стали расти пролеты висячих мостов, причем в 1826 г. был уже построен Менейский в Англии пролетом 177м.

В Европе весьма серьезное распространение висячие мосты получили во Франции, где к 1830 г. уже было 10 штук через р. Рону, а в 1834 г. француз Chalcy построил в Оренбурге висячий мост пролетом 264 м с применением кабеля, образованного из отдельных тросов. Переход в висячих мостах на кабели, очень существенно облегчивший их вес и сделавший конструкцию проще, оказался чрезвычайно плодотворным для висячего мостостроения и получил широкое развитие, особенно в Америке. Весьма крупную роль в деле развития висячих мостов сыграло также введение балки жесткости, существенно увеличившей вертикальную жесткость. Крупнейшие висячие мосты, построенные в Америке,— Бруклинский мост (1883 г.) в Нью Иорке со средним пролетом 486,5 м. Делаварский в Филадельфии (1926 г.) пролетом 533 м; Гудзонский им. Вашингтона в Нью Иорке (1931 г.) пролетом 1 067,5 м; через Золотой залив в Сан-Франциско (1937 г.) пролетом 1 281 м.

Следует отметить, что для таких крупных пролетов роль балки жесткости вследствие незначительности влияния подвижной нагрузки по сравнению с влиянием чрезвычайно большого собственного веса сильно снижается; в частности в Гудзонском мосту балка жесткости принята высотой, равной около пролета. Крупнейшие висячие мосты, осуществленные в Европе, — старый мост через Дунай в Будапеште (1804 г.) пролетом 200 м, новый - через Дунай в Будапеште (1903 г.) им. Елизаветы пролетом 316 м, новый через Рейн в Кельне (1930 г.) пролетом 315 м.

В СССР висячие мосты большого распространения не получили.

Балочные мосты

Наибольшее однако практическое применение с начала 20 в. получили простые треугольные и раскосные фермы без шпренгелей и со шпренгелями. Широкое распространение в металлическом мостостроении получили балочно-консольные фермы, предложеные Гербером. Крупнейшие мосты этой системы, пользующиеся мировой известностью, — Фортский в Англии (1889 г.) пролетом 518 м; Квебекский через реку Св. Лаврентия в Канаде (1917 г.) с рекордным в мире для балочных мостов пролетом в 549 м. В СССР балочно-консольные мосты применялись как в автодорожном, городском, так ив железнодорожном мостостроении. В частности крупнейших мостов (Саратовский) через Волгу общей длиной около 1,8 км имеет в основной своей части балочно-консольную систему с наибольшими пролетами около 200 м.

Первые металлические арочные мосты были чугунными. После замены в арочных чугуна сталью (примерно со второй половины 19 в.) металлическое арочное мостостроение стало очень быстро развиваться с точки зрения перекрытия все больших пролетов. Так, уже в 1887 г. во Франции был построен известный металлический виадук Гараби пролетом 165 м. Наиболее крупные металлические арочные, построенные в — Хелльгетский - через Ист-Ривер в Нью Порке (1917 г.) пролетом 298 м; через гавань в Сиднее в Австралии (1931 г.) пролетом 503 м; через канал Кил-Ван-Кулл (1931 г.) пролетом 511 м.

Балочный мост является мостом , чьи палубы осуществляется одним или несколькими из древесины, стали, армированного или предварительно напряженного бетона балок . Балочные мосты оказывают только вертикальное воздействие на свои промежуточные или концевые опоры, а силы, возникающие в конструкции, в основном являются изгибающими .

Два критерия позволяют различать лучи: форма или материал, пересечение двух позволяет определить большое количество лучей. Есть четыре формы балок: балки из сплошных стенок, балки коробчатого сечения, балки решетки и балки тетивы . Материалом балки (балок) может быть металл, железобетон , предварительно напряженный бетон , дерево или, в последнее время, композитные материалы.

Резюме

История металлических балочных мостов

Металлические балки можно разместить под дорогой или по обе стороны от нее. Сплошные балки в настоящее время являются наиболее широко используемыми, поскольку их производство относительно простое. Коробчатые балки имеют лучшее сопротивление кручению, чем балки из сплошных стенок. Фермы, состоящие из горизонтальных металлических стержней, вертикальных или наклонных, называемых кадрами, широко использовались в XIX - го века или железнодорожные мосты. Они используются сегодня только тогда, когда конструктивные ограничения не позволяют устанавливать балки под тротуар. В тетива прогоны не следует путать с переменной высотой решетки балками. Внешне они похожи на нее, но на самом деле это арка, нижняя соединительная балка которой выполняет роль тяги.

Металлические балки под тротуар с ортотропной плитой
Металлический ящик с ортотропной плитой
Металлические балки под тротуаром без участвующей плиты
Металлический шкаф без участвующей панели
Боковые балки металлические фермы
Металлический костыльный мост
Трубчатый мост
Другая металлическая конструкция

Мосты железобетонные балочные

Железобетонные балки расположены параллельно под проезжей частью, почти всегда с твердой сердцевиной, соединенной в поперечном направлении железобетонными стенами, образующими распорку . Кровля (плита) представляет собой железобетонную плиту, которая выполняет роль верхнего соединительного пояса балок. В зависимости от соответствующих размеров и способов соединения этих двух элементов различают три типа железобетонных настилов мостов: настилы с ребристыми плитами, трубчатые настилы (есть нижняя плита помимо верхней, мы также можем говорить о коробчатой). и цельнолитые плиты перекрытия (без балки). Эти мосты залиты. К этому типу относятся многие мосты средней длины, пересекающие автомобильные и автомобильные дороги.

Рамка
Одинарный или двойной портал
Перекрытый мост
Железобетонный ребристый перекрытый мост
Балки железобетонные под мостовую
Железобетонные ребра
Армированная тетива
Прочая железобетонная конструкция

Балочный мост из предварительно напряженного бетона

Балки из предварительно напряженного бетона используются для возведения конструкций пролетом не менее 30 или 40 м. В спектр решений входят:

Ребристые плиты, которые можно построить только на подвесе, и диапазон решающих пролетов которых едва превышает шестидесяти метров;
Пост-натяжные балочные мосты, позволяющие строить виадуки с независимыми пролетами с пролетами от 30 до 60 материалов или двусторонними (обычный главный пролет от 35 до 65 м)
Коробчатые мосты, построенные в консольной форме, обычно позволяют достигать больших пролетов порядка 130 или 140 м, но область использования которых простирается до 200 м главного пролета. Этот метод состоит в возведении конструкции, симметрично консольной опорой опор, в последовательных секциях, называемых сегментами, залитых на месте или предварительно изготовленных, причем стабильность обеспечивается последовательным натяжением предварительно напряженных тросов, закрепленных на конце каждого сегмента.

Предварительно напряженная бетонная плита или перемычка из ребристых плит
Виадуки с независимыми пролетами с предварительно напряженными балками (VIPP)
Адгезионные предварительно напряженные балки (PRAD)
Другие балки под мостовой или ребра из предварительно напряженного бетона (PSI-DP)
Костыльный мост
Прочие конструкции из предварительно напряженного бетона

Балочный мост из фибробетона

Производители цемента проводят исследования в сторону более легкого бетона, требующего меньше энергии для производства. Фибробетон - одна из последних инноваций, позволяющая проявлять архитектурную и техническую смелость.

Так обстоит дело с пешеходным мостом Mucem, который соединяет его с фортом Сен-Жан в Марселе, который представляет собой мост с боковыми балками из фибробетона. Используемый бетон является одной из последних инноваций мирового лидера, но он изо всех сил пытается выйти на рынок, обусловленный ценами, сверхвысококачественным пластиком и высокоэффективным фибробетоном.

Волокнистая вытяжка играет ту же роль, что и армирование железобетона или предварительно напряженного бетона, за счет повышения прочности на разрыв, без проблем с размещением стержней (расстояние до поверхности и до любых микротрещин) и их коррозии. Балка здесь имеет секцию типа IPN с интересным эстетическим эффектом благодаря своей тонкости.

Смешанный железобетонный мост

Мост из стали и бетона состоит из конструкционных элементов из стали и армированного или предварительно напряженного бетона , особенность которых заключается в том, что эти материалы работают в соответствии со своими оптимальными характеристиками, в частности, при сжатии для бетона и при растяжении для стали. Его элементы соединяются в виде механических звеньев, образуя единое целое.

Их название часто сводится к выражению смешанные мосты, хотя смесь может относиться к другим материалам, таким как дерево и камень, и таким же образом мы можем говорить только о мостах со смешанными стальными / бетонными настилами, тогда как мосты с опорами и палубы состоят из два материала поочередно считаются смешанными мостами. Конструкции, состоящие только из железобетона или предварительно напряженного бетона, несмотря на сталь, которую они имеют, не считаются композитными мостами.

Балки с покрытием
Балки под тротуаром с участвующей плитой
Металлический ящик с панелью-участником

Расчет

Балочные мосты относительно легко рассчитать, особенно если они имеют постоянное сечение, так как все остальные расчеты вытекают из этого. Это первый выученный расчет RDM ( Сопротивление материалов ). Именно эта модель служит основой для программного обеспечения для расчета методом конечных элементов . Расчет усложняется из-за неоднородности сечения.

Строительство

Балки размещены с обоих концов на цилиндрах, чтобы обеспечить определенное вращение и скольжение, что позволяет избежать дополнительных паразитных напряжений во время реализации, а также во время изменения температуры или нагрузки ( гипостатизм ).

При сооружении больших и внеклассных железобетонных автодорожных мостов русловую судоходную часть реки перекрывают, как правило:

балочно-консольными,
рамно-консольными,
рамно-подвесными
арочными
неразрезными пролетными строениями большой длины.

Пример строительства рамно-консольного железобетонного моста

Балочные железобетонные разрезные пролетные строения

Пойменные и несудоходные участки реки с одного или двух берегов перекрывают балочными в большинстве случаев разрезными пролетными строениями.

Балочные мосты являются наиболее простыми по конструкции и удобными в постройке благодаря несложным формам пролетных строений, малым размерам опор и возможности применения экономичных типов оснований.

Разрезная конструкция позволяет наиболее полно удовлетворить основным требованиям, предъявляемым к сборным балкам индустриального изготовления. Пролетные строения такого типа обычно используются при сооружении автодорожных мостов с пролетами до 42 и реже 65 — 70 м. При строительстве железнодорожных мостов балочные железобетонные разрезные пролетные строения имеют преимущественное применение при пролетах величиной до 33 м.

Разновидности поперечных сечений автодорожных мостов

Разнообразие условий сооружения автодорожных мостов, связанное с необходимостью обеспечить различные ширину проезда и строительную высоту конструкций, привело на практике к созданию многочисленных вариантов поперечных сечений пролетных строений.

При проектировании балочных пролетных строений уделяется большое внимание выбору оптимальной высоты балок и расстоянию между ними в поперечном сечении. Проектными и научно-исследовательскими институтами рассмотрены и проанализированы различные варианты унифицированных пролетных строений.

На основе проведенного анализа в дальнейшем балки автодорожных мостов рекомендуются для пролетов 33 м высотой 170 см и для пролетов 42 м — 210 см. Расстояния между балками дифференцированы в зависимости от величины пролетов.

Балочные ребристые пролетные строения автодорожных мостов для возможности их индустриального изготовления, перевозки и установки в пролет членятся продольными швами на отдельные монтажные блоки. В пролетных строениях длиной более 33 м, как правило, применяется также и поперечное членение балок на транспортабельные блоки.

В поперечном сечении пролетное строение автодорожного моста состоит из балок различной формы:

Двутавровых
Тавровых
Коробчатых
П-образных, соединяемых между собой посредством стыкования поперечных диафрагм и плиты или путем поперечного натяжения высокопрочной арматурой.

На выбор поперечного сечения влияют и архитектурные требования. Количество главных балок в поперечном сечении пролетных строений назначают в зависимости от ширины и конструкции проезжей части, а также от величины перекрываемого пролета.

Типовые балочные железобетонные конструкции мостов

Основным типом железобетонных конструкций мостов являются конструкции индустриального изготовления. Их изготовляют на специальных заводах МЖБК (мостовые железобетонные конструкции) или централизованных механизированных полигонах, перевозят к месту строительства по железной дороге или автотранспортом и устанавливают на место кранами.

С целью сокращения количества типов пролетных строений мостов, обеспечения технологичности их изготовления разрабатываются унифицированные пролетные строения. При этом проведена унификация поперечных размеров блоков пролетных строений так, чтобы при изготовлении нескольких типоразмеров блоков могла быть применена одна и та же металлическая опалубка. Кроме того, стандартизованы различные детали — арматурные пучки и сетки, тротуары и перила, опорные части и водоотвод.

В унифицированных пролетных строениях ребристые пролетные строения делятся на балки таврового сечения, форма которых учитывает требования заводской технологии. Пролетные строения автодорожных мостов запроектированы без диафрагм с распределением нагрузки посредством плиты, работающей на изгиб. Расстояние между осями соседних блоков принято для пролетных строений под железную дорогу равным 180 см, для мостов под автомобильную дорогу — 210 см.

Предварительно напряженные пролетные строения под один железнодорожный путь пролетами 22,9; 20,9 и 32,9 м выполняются из двух Т-образных блоков весом соответственно 82,9; 107,6 и 130 т. Блоки соединены между собой диафрагмами — торцевыми и промежуточными и не имеют ребер жесткости.

Виды балок по условиям изготовления и монтажа

По условиям изготовления и монтажа балки пролетных строений применяются двух типов:

Цельно перевозимые пролетные строения. Цельноперевозимые балки применяются обычно для перекрытия пролетов длиной до 33 м. При постройке мостов через крупные реки в практике имело место изготовление цельноперевозимых балок длиной до 70 м. В этих случаях балки изготовляли на припостроечных полигонах и устанавливали в пролет на плавучих опорах.
Поперечно члененные пролетные строения. Для сооружения балочных пролетных строений длиной 42 м, а в отдельных случаях до 50 м, применяют поперечно члененные балки. При этом балка собирается из блоков длиной от 3 до 6 м весом от 7 до 12 т. Блоки изготовляют на заводах и доставляют на строительную площадку обычными видами транспорта.

На заводах МЖБК и централизованных механизированных полигонах цельноперевозимые балки длиной до 33 м изготовляют с натяжением пучков на упоры до бетонирования. Изготовление балок, как правило, осуществляется на передвижных стендах по поточно-агрегатной технологии.

В зарубежной практике для перекрытия пролетов средней длины широкое распространение получили комбинированные сборно-монолитные пролетные строения, состоящие из двутавровых балок, объединенных по верху монолитной железобетонной плитой, включенной в работу на временную нагрузку.

Монтаж разрезных балочных пролетных строений длиной от 33 до 70 м в зависимости от местных условий, наличия кранового оборудования и сроков строительства осуществляется различными способами.

Распространенные методы монтажа

К числу наиболее распространенных методов монтажа относятся следующие:

Монтаж пролетных строений при помощи козловых и портальных кранов, охватывающих конструкцию моста и пути подачи элементов. Этот метод монтажа применим при сооружении пойменных участков мостов высотой до 15—20 м. При помощи этих же кранов в таких случаях сооружаются и опоры моста. К недостаткам метода монтажа пролетных строений при помощи козловых и портальных кранов следует отнести необходимость большого расхода материалов на устройство подкрановых эстакад. На реках с большой глубиной, каменистым дном, на судоходных реках и в период ледохода, паводка применение этого метода становится затруднительным, а иногда и невозможным.
Монтаж пролетных строений автодорожных мостов при помощи консольно-шлюзовых кранов различного типа. В Советском Союзе широкое применение нашли консольно-шлюзовые краны грузоподъемностью 60 т для сборки пролетных строений длиной до 33 м и консольно-шлюзовой кран грузоподъемностью 100 т для установки балок длиной 42 м. За рубежом известны случаи применения уникальных кранов консольно-шлюзового типа грузоподъемностью около 170 т для установки балок длиной 53,5 м.
Метод сборки пролетных строений путем сочетания продольной передвижки балок на перекаточных тележках с двухребордчатыми колесами по эстакадам, смонтированным из элементов УИКМ, и последующей их поперечной надвижки по опорам моста в пролет. Этот метод встречается в практике сравнительно редко.
Монтаж пролетных строений методом установки на плавучих опорах или при помощи плавучих кранов различной грузоподъемности.

Особенности применения наиболее распространенных методов монтажа рассмотрены на приводимых ниже примерах из опыта строительства балочных мостов.

Читайте также: