Підвісні мости. Складання вантових та висячих мостів

Міст, в якому основною несучою конструкцією є гнучкий елемент - кабель (дротяний кабель, сталеві канати, шарнірний ланцюг), а проїжджа частина до нього підвішена. Висячі мости бувають найчастіше трипрогонові.

Для того щоб зменшити деформацію проїжджої частини при русі навантаження, у висячих мостах застосовують ферми або балки жорсткості, роль яких зростає зі зменшенням прольоту, тому що при значних прольотах постійне навантаження (власна вага кабелю, підвісок і проїжджої частини) настільки велика , У порівнянні з рухомим навантаженням, що переміщення останньої мало впливають на форму кабелю. Кінці кабелю на берегах закладаються в анкерні масиви, що іноді складають одне ціле з підвалинами. За наявності скелястих берегів анкери можуть бути закладені безпосередньо у скелі. Іноді кабелі з'єднуються по кінцях із балкою жорсткості, утворюючи т.з. висяче прогону з сприйнятим розпором. Кабелі висячих мостів проходять через споруджені на опорах моста металлич. або залізобетонні вежі (пілони), висота яких брало залежить від прийнятого відношення стріли провісу кабелю до прольоту (зазвичай 1: 8-1: 10). Зі збільшенням цього відношення зменшується зусилля в кабелі та зростає жорсткість прогонової будови, але висота пілонів, а отже, і вартість при цьому збільшуються.

Будівництво висячих мостівна автомобільних дорогах економічно доцільно при прольотах понад 300 м. Прольоти найбільших Ст м. перевищують 1000 м - міст через протоку Золоті Ворота в Сан-Франциско прольотом 1281 м (див. Металевий міст). У 1960 розпочато спорудження Ст м. через протоку Нероус в Нью-Йорку з середнім прольотом 1300 м. Прольоти Ст м. в Європі також зростають. У 1960 в Англії розпочато ряд двох висячих мостів з центральними прольотами бл. 1000 м. За існуючих сортів стали максим, практично можливий проліт прибл. дорівнює 3000 м. Однак із збільшенням прольотів висячого мосту зменшується відношення ширини моста та висоти балки жорсткості до довжини прольоту, внаслідок чого погіршуються аеродинамічні. властивості моста - здатність чинити опір дії вітру. Відомо дек. випадків руйнування В.М.В 19в.; в 1940 при вітрі, швидкість якого становила лише V, від розрахункової, новозбудований Такомський міст (США) зруйнувався від коливань.

Цей міст за середнього прольоту 854 м мав ширину всього 11,9 м, а висоту балки жорсткості 2,44 м. Після цього випадку у мн. країнах і, зокрема, в СРСР були проведені великі аналітичні та експеримент, дослідження аеродинамічних. стійкості Ст м., в результаті яких брало деякі існуючі мости були посилені, а жорсткість новозбудованих мостів значно збільшена.

Внаслідок того, що висячі мости, як правило, будуються через великі річки або морські протоки, при дуже великій глибині води, наявності припливів і відливів, штормових вітрів, інтенсивному судноплавстві, що вимагає висоти до 65 ж, спорудження таких мостів (особливо опор) складне.

Монтаж висячих мостівпочинається з пілонів. Сталеві пілони, висота яких сягає 210 м, а вага 20 тис. т, зазвичай збираються повзучим підйомним краном, що піднімається по пілону в міру його зведення. Спосіб монтажу кабелів залежить від їхньої конструкції. Існують 2 типи конструкції кабелю. Кабель першого типу утворюється із сталевих канатів заводського виготовлення. Кожен канат за допомогою підвісної дороги простягається від анкера одного берега через обидва пілони до анкера іншого берега, де й закріплюється. Після підвіски всіх канатів вони поєднуються хомутами в кабель. Кабель другого типу, що застосовується у великих американських висячих мостів, прядуть на місці робіт із сталевого холоднотягнутого дроту товщ. бл. 5 мм із межею міцності до 200 кг/мм2. Петлі з такого дроту за допомогою канатної дороги поперемінно простягаються з одного берега на інший і об'єднуються в пасма, що утворюють кабель, який за допомогою спец. машини обмотується тонким дротом. Кожен із двох кабелів висячого мосту через протоку Золоті Ворота діаметром 914 мм був утворений з 61 пасма по 452 дроти в кожному і важив 9500 т. Середня швидкість прядіння кабелю становила 768 т на місяць. Після закінчення монтажу кабелів до них підвішуються підвіски, балки жорсткості та проїжджа частина. До висячих мостів відносяться вантові мости., система ферм до-рих забезпечує роботу всіх елементів на розтяг, а також балково-вантові мости

Літ.: Передерій Г. П., Курс мостів, т. 1-3, 6 вид., М., 1944-51; Steinman D.У., A practical treatise on suspension bridges, N.Y.-L., 1929.

Будівництво вантових мостів

Останніми роками у Росії було побудовано кілька вантових металевих мостів: через р. Неву в м. Санкт-Петербурзі за проектом Гіпробудмоста з прольотом 382 м, через нар. Об в м. Сургуті, з однопілонною схемою з прольотом 408 м, в м. Москві в районі Срібного Бору

соригінальним пілоном аркового типу. Закінчено будівництво мосту через протоку Босфор Східний вг. Владивосток з прольотом1104 м.

Видатні мости вантової системи побудовані у Франції та інших країнах Західної Європи, а також у Південно-Східній Азії (Китай, В'єтнам, Малайзія).

Вантові мости були розроблені та впроваджені близько 50 років тому у ФРН. По статичній роботі вони є нерозрізні балки, посилені вантами. Вантові системи аеродинамічно стійкіші, ніж висячі. Загальні деформації прогонової вантової будови відбуваються за участю поздовжніх деформацій вант, тоді як у висячих мостах деформації відбуваються за рахунок зміни форми кабелю. Таким чином, при коливаннях висячих мостів диссипація енергії коливань значно менша, ніж у вантових мостах, та їх аеродинамічна стійкість значно нижча. Крім цього, ванти з набору окремих канатів більш технологічні ніж кабелі висячих мостів.

Для вантових ферм застосовують:

Кручені з оцинкованого дроту;

Канати із паралельних дротів (вони мають стабільні модулі деформації);

Ванти конструкції фірми Фрейсіне із семидротяних ка-

Кручені канати можна використовувати при малих прольотах вантових мостів 100 ... 400 м з-за низького модуля деформації (до

1,2×10 6 кгс/см2).

Ванти з паралельних дротів застосовували у СРСР, зокрема під час будівництва мосту через р. Дніпро у м. Києві. Перевагою таких вант є високий та стабільний модуль деформацій.

Ванти з канатів системи фірми «Фрейссіне» знайшли переважне застосування у багатьох країнах світу (рис. 9.2), за цією технологією збудовано сотні мостів. Конструкція вант (рис. 9.2 б) формується з «монострендів» (рис. 9.2, в), до складу яких входить семидротяний канат з оцинкованого дроту з подвійною антикорозійною захисною оболонкою. «Моностренди» поставляють із заводу на будівельний майданчик у повністю готовому вигляді. На кінцях вант розташовується анкерно-опорна конструкція, в якій канати анкерують за допомогою конусних анкерів. Кінцеві ділянки канатів розташовують у захисному коробі, заповненому мантикорозійним складом (рис. 9.2, а).

Розрахунковий термін служби вант становить 100 років, проте, на думку будівельників, ванти можуть прослужити і 500 років.

Балки жорсткості вантових мостів за матеріалом можуть бути сталевими, сталезалізобетонними та залізобетонними (рис. 9.3).

Сталеві балки жорсткості (рис. 5.3 а,б) мають переваги за вагою для великих прольотів. Однак при погано обтічній аеродинамічній формі може виникнути аеропружна нестійкість під дією вітру. Тому для великих прольотів сталевим балкам жорсткості необхідно надавати добре обтічну форму (див. рис. 9.3, б). Вони мають легку проїздну частину, що несе, зі зварних ортотропних (ортогональноанізотропних) плит. Верхній (покриваючий) лист товщиною не менше 12...14 мм, поздовжні ребра найпростішого плоского типу, приварені з кроком поперек прольоту 300...400 мм. Поздовжні ребра мають проліт 2...5 м. Основною перевагою плоских поздовжніх ребер є простота заводського виготовлення та монтажних стиків. Закриті ребра краще працюють на стиск, проте вони значно складніше у виготовленні монтажу, а при експлуатації не можуть бути пофарбовані зсередини.

Поперечні ребра, що слугують опорами для поздовжніх, мають, як правило, двотавровий перетин, в якому верхнім поясом служить лист ортотропної плити, що покриває.

Плити, що поставляються заводами, можуть мати поздовжнє і поперечне членування, яке краще за обсягом монтажних з'єднань.

Лист настилу монтують на стиковому зварюванні. Великі довжини швів та їх нижнє положення дозволяють широко застосовувати автоматичне зварювання під шаром флюсу. При товщинах листа 12 мм і більше застосовується V-подібна обробка листа.

Перший етап зварювання іноді виконують вручну по міднофлюсовій підкладці, що дає можливість виконання наступних проходок автоматично.

Для стикування ребер через їх протяжність неможливе застосування автоматичного зварювання, тому використовують стики на високоміцних болтах. При замкнутих ребрах застосування болтових з'єднань неможливо і монтажні стики роблять звареними за допомогою ручного зварювання, яке не піддається дефектоскопії.

Основні схеми складання вантових прогонових будов зі сталевими балками жорсткості:

Схема 1. Навісне складання з мінімальною кількістю тимчасових опор (рис. 9.4, г).

Схема 2. Поздовжня насувка балок жорсткості з аванбеком та шпренгелем (рис. 9.4, а, в).

Схема 3. Складання на тимчасових опорах (див. рис. 9.4, г).

При залізобетонних балках жорсткості у вантових мостах знижується динамічна складова від дії вітру та під-

вижного навантаження. Попередньо напружені балки жорсткості застосовують при прольотах до 400-500 м у багатьох країнах, наприклад, у В'єтнамі. При великих прольотах застосування залізобетону в балках жорсткості стає недоцільним.

Найчастіше залізобетонну балку жорсткості вантових мостів зводять методом навісного бетонування (рис. 9.4 б).

9.3. Монтаж висячих мостів

Інтенсивне будівництво висячих мостів почалося з 1860 в США, де для кабелів почали застосовувати високоміцний дріт, а відомий інженер Д, Роблінг (John Roebling) винайшов метод прядіння кабелю (Aerial-Spinningmethod).

Останні десятиліття у галузі будівництва висячих мостів у світовому мостобудуванні досягнуто великих успіхів. Зокрема, збудовано міст Акаші в Японії (Akashi-KaikyoBridge), який з'єднує острови Хонсю та Сікоку. Головний проліт мосту 1991 м, повна довжина моста 3911 м. У Китаї збудовано висячий міст через річку. Янцзи з прольотом 1500 м, а також через протоку в Гонконгу.

У Росії висячі мости будують невиправдано мало. Вже існуючі зводилися або з архітектурних міркувань, або під пішохідний рух (Кримський міст у Москві за проектом професора К.К. Якобсона, пішохідний міст через р. Десну в Брянську за проектом Г.М. Яновського та ін.).

Недоліком висячих мостів є їхня значна гнучкість і аеродинамічна нестійкість. За час, що пройшов після катастрофи в 1940 р. Такомського мосту, в США проводилися значні дослідження моделей в аеродинамічних трубах, за результатами яких були розроблені раціональні аеродинамічно стійкі геометричні форми поперечних перерізів балок жорсткості, підвищена жорсткість конструкцій прогонових будов накручення (рис. 9.5).

Схеми висячих мостів на фасадах можуть бути:

1) однопрогонових з прямими відтяжками, заробленими в анкерних опорах або в скелі;

2) трипрогонових з крайніми прольотами, підвішеними до кабелю;

3) багатопрогоновими.

Висячі мости із-за зниженої жорсткості будують переважно під автомобільне або лише під пішохідне навантаження. Якщо вантові мости можуть мати залізобетонні балки жорсткості, то мости, що висять, будують тільки зі сталевими балками жорсткості.

Рис. 9.4. Схеми зведення вантових систем: а - метод поздовжнього насування

Балки жорсткості можуть мати поперечний переріз:

1) з двох головних балок, якими влаштована ортотропна плита для прольотів до 100 м;

2) із двох головних ферм з ортотропною верхньою плитою з потужними поздовжніми верхніми та нижніми зв'язками, поперечними зв'язками (рис. 9.5, а);

3)коробчасту балку жорсткості добре обтічної форми

(Рис. 9.5, б).

Пілони висячих мостів за конструкцією аналогічні пілонам вантових і можуть бути сталевими або залізобетонними. Кабелі закріплюють у масивних анкерних масивних опорах, які сприймають зрушують і відривають вертикально спрямовані вгору сили.

Кабелі монтують «методом прядіння» із паралельних оцинкованих дротів діаметром 5...7 мм, захищених оцинкуванням. Кабелі висячих мостів малих прольотів до 100 м (міст через р. Десну в м. Брянську) сформовані з кручених канатів заводського виготовлення з оцинкованих дротів, які мають менший загальний модуль деформації.

В останні роки кабелі монтують із заготовлених на заводах пучків із паралельних дротів (Prefabricated Parallel Wire Strand method).

Кабелі висячих мостів великих прольотів захищають від корозії обмоткою оцинкованим дротом із наступним забарвленням; Останнім часом застосовуються поліетиленові сорочки.

Розтин кабелю Бруклінського мосту в м. Нью-Йорку показало ідеальний їх стан після більш ніж столітньої експлуатації (незначна корозія виявлена ​​лише в місцях розташування підвісок).

Послідовність будівництва

Під час будівництва позакласних висячих мостів у підготовчий період проводять комплексні дослідження та дослідження, розробляють проект мосту. Конструкція висячого мосту має значну гнучкість і тому обов'язковим етапом стало проведення досліджень моделей в аеродинамічних трубах. Для унікальних мостів будують спеціальні труби прикордонного шару, в робочій частині яких відтворюють особливості ландшафту та режиму місцевих вітрів. Головним результатом аеродинамічних досліджень є розробка геометричної форми балки жорсткості (див. рис. 9.5).

Будівництво висячого мосту проводиться за стадіями:

1) зведення анкерних (берегових) опор;

2) зведення фундаментів під пілони та монтаж пілонів;

3) монтаж тимчасових висячих риштовань для проведення монтажних робіт зі зведення несучого кабелю з паралельних дротів;

4) монтаж балки жорсткості та підвісок.

Складність монтажних робіт полягає в необхідності перекриття великих прольотів з розташуванням конструкцій на

дуже високій висоті, зі зниженою жорсткістю конструкцій, необхідністю проведення штучного регулювання в процесі монтажу (підтяжки підвісок).

Анкерні опори сприймають значні зсувні та відривні зусилля. Вони мають масивну конструкцію і повинні бути надійно загорнуті в ґрунт. У їх конструкції в спеціальних доступних для огляду камерах мають спеціальні анкерні пристрої для несучих кабелів моста. У цих камерах для унікальних мостів передбачено приміщення, де розташовані прилади для проведення моніторингу стану конструкцій у процесі експлуатації та фіксації амплітуд коливань споруди.

Залежно від геологічної будови фундаменти анкер-

них опор можуть бути пальними на забивних палях, на бурових палях, на опускних колодязяхабо у вигляді замкнутої стіни у ґрунті.

Глибина закладення підошви фундаментів доходить за несприятливих геологічних умов до 60 м. При значному обводненні грунтів застосовується глибинне заморожування.

Фундаменти під пілони можуть мати аналогічну конструкцію анкерним опорам. При великій глибині за кордоном використовують опускні колодязі, що подаються до місця опускання на плаву. Вони можуть мати круглий або прямокутний переріз, знизу є ножі. Тіло кессона має подвійні стінки, об'єднані наскрізними зв'язками. Кесони виготовляють поблизу будівельного майданчика, транспортують на місце опускання, закріплюють за допомогою якорів. Далі проводиться опускання колодязя та підводне бетонування внутрішньої порожнини. Після укладання підводного бетону (underwater concrete) бетонується верхня плита. Так, кесон мосту Akashi у Японії має діаметр 80 м і закладений на глибину 60 м. При бетонуванні використовують спеціальні бетонні заводи, розташовані на баржах. При бетонуванні підводним способом застосовують бетонолітні труби, якими подають бетон окремі відсіки між подвійними стінками. Внутрішнє ядро ​​бетонують на повний переріз із подачею суміші одночасно через велику кількість бетонолітних труб. Використовують цемент із низькою екзотермією. Бетонування проводиться безперервно зі швидкістю 5 см/год. Для верхньої покривної плити у складних умовах (мости через морські протоки) використовують фібробетон та полімерні добавки.

для виключення карбонізації. Верхня поверхня плити покривається полімерним матеріалом проти карбонізації.

Монтаж пілонів. Основними труднощами монтажу є:

Забезпечення точності виготовлення та монтажу;

Коливання конструкції під впливом вітру;

Необхідність забезпечення безпеки та швидкості монтажу.

В процесі збирання необхідно забезпечувати точність по довжині елементів ±1 мм, перпендикулярність 1/10000. Придушення коливань здійснюють за допомогою спеціальних гасників, проводячи попередні випробування в аеродинамічній трубі.

Для висячих мостів малих прольотів збирання пілонів можна провести в горизонтальному положенні, а потім підняти конструкцію в проектне положення поворотом.

Монтаж кабелів. Існують два методи монтажу кабелів із паралельних дротів висячих мостів великих прольотів:

Метод "прядіння" кабелю з окремих дротів (AerialSpinning method);

Метод монтажу із попередньо заготовлених канатів з па-

ралельних дротів (Prefabricated Parallel Wire Strand method).

Прядіння кабелів має 150-річну історію і полягає у протяжці дротів за допомогою спеціального прядильного колеса. Для прядіння спочатку влаштовують робочі риштовання на допоміжних канатах, що підвішуються на пілонах. Ці підмостки розташовують за обрисом несучих кабелів, але трохи нижче їх. Потім уздовж осі кожного кабелю підвішують нескінченний канат для переміщення коліс прядильних (рис. 9.6).

На анкерних опорах розташовують бухти із дротом. Між анкерними черевиками кабелю на традиції протягують напрямний дріт, регулюють його довжину і положення в прольотах. Нею вже без регулювання укладаються всі наступні дроти. Потім роботи проводять за стадіями:

1.Кінець дроту з барабана обводять навколо прядильного колеса та закріплюють кінець на устої (ця операція одночасно проводиться на обох берегах).

2.Нескінченний канат тягне назустріч один одному по два або більше дротів.

3.Коли прядильні колеса доходять до підвалин, канат зупиняють, дріт знімають із коліс і надягають на анкерний черевик.

4.Цикли прядіння продовжують до моменту, коли буде укладено розрахункову кількість дротів для утворення пасма. Всі змонтовані дроти підтягують і вирівнюють із напрямним дротом.

5.Все пасма об'єднують в один кабель за допомогою спеціального кільцевого преса.

Метод монтажу із заздалегідь приготовлених пасм більш ефективний. При цьому використовується оцинкований дріт з межею міцності 1800 Н/мм2.

Монтаж балок жорсткості здійснюють за схемою, яка залежить від конструкції моста, прольоту, режиму річки та інших факторів. Насамперед монтують підвіски. Для прольотів до 100 м і невеликої глибини води балку жорсткості збирають на суцільних риштованнях або тимчасових опорах. При великих прольотах застосовують навісне складання.

При навісному складанні порядок монтажу балки жорсткості вибирають таким, при якому деформації несучих кабелів у міру зростання навантаження протягом всього збирання матимуть найменшу величину. З цією метою збирання ведуть від середини до кінців прольоту або з кінців до середини.

Для великих прольотів балку жорсткості доцільно монтувати великими блоками з подачею на плаву. У світовій практиці мостобудування стала популярною схема навісного монтажу, вперше застосована для Сівернського висячого мосту у Великій Британії. Балка жорсткості добре обтічної форми (рис. 9.5 б) зварної ортотропної конструкції поділяється на окремі блоки довжиною близько 20 м.

На першій стадії на складальному майданчику на березі з плоских елементів здійснюють укрупнювальну збоку блоків балки жорсткості.

На другій стадії блоки балки жорсткості герметизують спеціальними заглушками в діафрагмах та подають до місця монтажу за допомогою буксирів.

На третій стадії методом навісного складання спеціальними витягами блоки встановлюють у проектне положення.

Цей метод був використаний для будівництва висячого мосту через р. Іртиш у Казахстані з головним прольотом 750 м. Роботи з будівництва були виконані японською фірмою в 1998-2000рр.

Список літератури


3 січня 1870 рокуу Нью-Йорку розпочалося будівництво Бруклінського мосту, що став через три роки найдовшим висячим мостом у світі. Це найскладніша конструкція, яка задала приклад усім наступним подібним інженерним спорудам. І сьогодні в нашому огляді йтиметься про десяток найвидатніших і найвідоміших висячих мостівз усіх куточків планети, кожен із яких є рекордсменом або був таким у минулому.




Висячий міст через протоку Менай у британській провінції Уельс вважають першим по-справжньому великим підвісним мостом в історії Європи. Він відкрився 1826 року. До цього в Старому Світі будували лише прості ланцюгові висячі переходи, ця ж конструкція була для свого часу неймовірно складною та корисною в інфраструктурному плані. Основний проліт цього мосту має довжину 176 метрів.



Кліфтонський підвісний міст через річку Ейвон у Брістолі є однією з найвідоміших споруд міста та всієї Великобританії в цілому. Ця інженерна споруда з висячим прольотом довжиною 214 метрів була здана в експлуатацію в 1864 році і швидко стала символом англійської промислової могутності. Цікавий факт, що саме тут 1 квітня 1979 року був здійснений перший у світі банджі-стрибок.



Протягом кількох десятиліть два великі міста на берегах протоки Іст-Рівер, Нью-Йорк і Бруклін не мали жодного іншого сполучення, окрім човнового. Інженери та влада цих населених пунктів довго сперечалися, що краще та дешевше збудувати: міст чи тунель, поки не зупинилися на першому варіанті. У 1870 році почалося будівництво Бруклінського мосту, що став у 1883 найдовшою підвісною спорудою у світі (довжина прольоту – 486 метрів). Зараз це один із символів Нью-Йорка, не менший за хмарочос Емпайр-стейт-білдинг або статуя Свободи.



Підвісний міст Амбасадор не дарма має таке загальне ім'я (перекладається з англійської як «посол»). Адже він сполучає не просто два береги річки Детройт, а дві держави – Сполучені Штати Америки та Канаду. Більше того, через нього проходять 25 відсотків торговельних перевезень між цими країнами. Довжина найдовшого прольоту цього мосту становить 564 метри. Відкрито цю споруду 1929 року.



Золоті Ворота є найвідомішими і в США, якщо навіть не в усьому світі. Ця споруда з довжиною прольоту 1280 метрів була побудована в 1937 році, ставши рекордсменом за цим параметром на цілих двадцять сім років. Цікаво, що зараз цей міст є найпопулярнішим на планеті місцем для самогубств. Вважається, що стрибок із нього став причиною смерті понад 1200 людей.



У Росії не так уже й багато великих водних перешкод, задля подолання яких можна було б будувати підвісні мости. А тому найвідомішою подібною спорудою в країні є відносно невелика конструкція, Кримський міст у Москві, відкритий 1938 року. Довжина його висячого прольоту становить 168 метрів.



1973 року трапилася історична подія для всієї Євразії – у Стамбулі було відкрито перший міст через Босфор. Він нарешті поєднав європейський та азіатський береги цієї протоки, про що мріяли місцеві володарі протягом останнього тисячоліття. Загальна довжина цієї споруди становить 1560 метрів, а підвісного прольоту в ній – 1074. Пішоходам доступ на неї повністю заборонено – влада Стамбула не хоче забирати у Сан-Франзіско титул «столиці самогубців».



У 1998 році між островами Хонсю і Авадзі був відкритий міст Акасі-Кайке, що став найдовшою подібною підвісною спорудою у світі. І вже понад п'ятнадцять років він утримує це почесне звання. Довжина найбільшого висячого прольоту становить 1991 метр. Якщо розтягнути всі його сталеві нитки, то вийде єдиний трос, здатний опоясати Земну кулю понад сім разів.



Довжина найбільшого підвісного прольоту мосту Великий Бельт у Данії складає 1624 метри. Це не найбільший показник у світі (у цьому його більш ніж на 300м випереджає японський Акасі-Кайке), проте рекордний у Європі. Відкрито рекордну для Старого Світу інженерну споруду 1998 року.



Біля мосту через річку Сидухе в китайській провінції Хубей довжина найбільшого висячого прольоту становить і того менше - всього 900 метрів. Однак ця споруда є найвищим підвісним мостом у світі. Найвища його точка над рівнем землі розташована на позначці 496 метрів. Об'єкт працює з 2009 року.

У висячих металевих мостах головними несучими елементами є кабелі або ванти, що працюють на розтяг.

Кабелі виготовляють із кручених дротяних канатів, а при особливо великих прольотах – із потужного пучка паралельних дротів. Кабель, що має у прольоті (по фасаду мосту) криволінійне обрис, проходить над вершинами пілонів і у вигляді відтяжок закріплюється кінцями в підвалинах. кабелю за допомогою підвісів підвішують балки жорсткості з конструкцією проїжджої частини моста. У вантових мостах балки жорсткості підтримуються прямолінійними похилими відтяжками, закріпленими на пілонах. Ці похилі елементи із сталевих кручених дротяних канатів або паралельних високоміцних дротів називають вантами. Бувають також мости з байтовими фермами, утвореними з прямолінійних відрізків сталевих канатів, з'єднаних між собою у вузлах. Схема та геометричні розміри вантової ферми повинні бути обрані так, щоб за будь-яких впливів розрахункових навантажень всі її елементи працювали тільки на розтяг.

Кручені канати для кабелів і вантів висячих мостів роблять із сталевого оцинкованого холодного дроту з межею міцності 1500-1800 МПа. Завдяки високій міцності сталевих дротяних канатів вага висячих мостів виходить найменшою, що дає можливість перекривати ними дуже великі прольоти. Найбільший по прольоту висячий міст із кабелем, побудований 1964 р. у Нью-Йорку, перекриває проліт 1300 м. Прольоти мостів із вантами досягають 300 м і більше.

Висячі мости з кабелем.. Найвигідніша величина стріли зазвичай становить близько 1/8 – 1/9 прольоту.

За різних положень тимчасового навантаження кабель змінює своє геометричне обрис. Наприклад, при завантаженні тимчасовим навантаженням лівої половини прольоту (рис. 19.4 а) кабель сильно провисає в цьому напівпрольоті за рахунок правого. В результаті прогонова будова значно прогинається в завантаженій половині прольоту вниз і в незавантаженій вгору, утворюючи двохвильову (S-подібну) форму лінії прогину моста. Щоб зменшити великі прогини, які викликаються деформаціями кабелю, влаштовують балки (або ферми) жорсткості (див. рис. 19.4 а). Чим більша висота балки жорсткості, тим менше прогини висячого мосту під тимчасовим навантаженням.

Відомі й інші способи збільшення жорсткості висячих мостів, наприклад прикріплення кабелю в середині прольоту до балки жорсткості або пристрій. похилих підвісок, що перетворюють систему на своєрідну ферму (рис. 19.4, в).

Висячі мости в залежності від способу закріплення кінців кабелю поділяють на розпірні і безрозпірні. У безрозпірних мостах, які також називають висячими мостами з сприйнятим розпором, горизонтальні складові Нзусилля у відтяжці та кінцевих частинах кабелю (рис. 19.4, б)передаються балці жорсткості і тільки вертикальні складові вимагають закріплення в підвалинах. Через передачу розпору на балки жорсткості зростає витрата на них металу, зате традиції мають менший обсяг, ніж у розпірних мостах. Тому безрозпірні висячі мости застосовують для порівняно невеликих прольотів не більше 200-300 у разі, коли через погані грунти бажано звільнити підвалини від передачі їм розпору.



У висячих мостах на кабель передають все постійне навантаження прогону, включаючи вагу балок жорсткості з конструкцією проїжджої частини. Для цього застосовують спеціальні способи монтажу та конструктивні заходи.

Сталеві дротяні канати, що використовуються для кабелів, зазвичай мають хрестову звивку, при якій дроти в пасмах і самі пасма навиті в протилежні сторони (рис. 19.5, а). Товщина дротів у канатах становить 3-5 мм. Проти іржавлення дроту покривають оцинковуванням і, крім того, заповнюють проміжки між дротиками, пасмами та канатами (в кабелі) антикорозійним мастилом. Застосовують також щільні або закриті канати, у яких зовнішні шари мають дроти фасонного перерізу (рис. 19.5, б),що запобігають внутрішнім дротам від проникнення до них вологи.

Кабелі утворюють з декількох рядів канатів, стягнутих сталевими хомутами (рис. 19.5, в),до яких прикріплюють підвіски із сталевих тяжів або кручених дротяних канатів. У мостах особливо великих прольотів кабель часто роблять із великої кількості паралельних дротів. Кабель виготовляють на місці, поступово навішуючи послідовні нитки дроту за допомогою прядильних коліс, що рухаються вздовж кабелю. Такий спосіб називають прядінням кабелю. Навішені дроти обжимають, обмотуючи м'яким дротом і зазвичай покривають ще захисною оболонкою.

Пілони сучасних висячих мостів зводять металевими або, рідше, залізобетонними. Пілони є потужними стійками, шарнірно оперті або защемлені нижнім кінцем на опорах. Пілони, шарнірно оперті нижнім кінцем, прийнято називати хитними. Кабель проходить над вершинами пілонів і спирається на них за допомогою литих сталевих подушок.

У поперечному напрямку стійки пілонів пов'язують між собою розпірками (рис. 19.5, г), апри великій висоті – систем поперечних елементів. Іноді стоякам пілона надають нахил у поперечному напрямку (рис. 19.5, д).У деяких випадках знаходять застосування пілони у вигляді стійок, що окремо стоять.

Кінці кабелів або відтяжок закріплюють у масивних бетонних чи залізобетонних засадах; при міцному скельному ґрунті можливе безпосереднє закріплення в ньому кінці кабелів. Сталеві канати, що становлять кабель, зазвичай розводять віялоподібно і закріплюють кожен за допомогою анкерних стаканів (рис. Л9.5, е)..Для цього кінець кожного каната розплітають, заводячи в порожнину склянки анкерної і заливають розплавленим цинковим, алюмінієвим або іншим сплавом. У безрозпірних висячих мостах кабель закріплюють на кінці балки жорсткості (рис. 19.5, ж)або обводять через торець балки та закріплюють у кладці устою.

Балки жорсткості висячих мостів можуть бути у вигляді балок із суцільною стінкою, гратчастих ферм та коробчастої конструкції.

Залежно від схеми висячого мосту балки жорсткості можуть бути розрізними (див. рис. 19.4, а) та нерозрізними (див. рис. 19.4, б, в).Балки розташовують у площинах кабелів (рис. 19). 5,з),або приймають інше їхнє розташування, виходячи з конструктивних міркувань. Підвіски прикріплюють безпосередньо до балокжорсткості, до поперечних балок проїжджої частини і до них до 1" солей. Між балками жорсткості встановлюють вітрові зв'язки. і).

Байтові мости.Ці мости з балкою жорсткості, що підтримується системою похилих вантів, що спираються на пілони, як різновид висячих мостів набули за останні роки широкого поширення.

У вантових мостах балку жорсткості виготовляють нерозрізною, а ванти мають у своєму розпорядженні симетрично по обидва боки пілонів. Крайні ванти в берегових прольотах закріплюють нижніми кінцями, над. опорами з тим, щоб вертикальні складові зусиль цих вантів передавалися безпосередньо опорам. Горизонтальні складові зусиль всіх вантів передаються балці жорсткості.

Ванти можуть бути закріплені на пілонах по-різному. Якщо вони віялоподібно спускаються від вершини пілону до балки жорсткості (рис. 19.6 а), то система буде радіальною. Якщо ванти оперти на пілони у кількох точках з їхньої висоті і розташовуються паралельно одне одному, систему називають «арфа» (рис. 19.6, б). Міст з вантами може мати лише один пілон (рис. 19.6, в).У поперечному перерізі моста зазвичай влаштовують дві площини ван-тів і пілонів (див. рис. 19.6 а). На дорогах з розділювальною смугою можуть бути застосовані одностоечні пілони, встановлені по поздовжній осі моста. В цьому випадку ванти розташовують теж в осьовій площині (єм. рис. 19.6, б) або направляють їх від вершин пілонів похило до країв моста (див. рис. 19.6, в).

Співвідношення прольотів у трипрогонових вантових мостах зазвичай становить 1: 2,5: 1, а в двопрогонових - 1: 1,5-4-1: 2. Гідність мостів з балкою жорсткості та вантами-велика їх жорсткість порівняно з кабельними мостами.

У вантових мостах з балкою жорсткості ванти роблять із кручених дротяних канатів тих самих видів, які застосовують для кабелів. Кожен вант утворюють із пучка канатів, закріплених нижніми кінцями за допомогою анкерних склянок до балок жорсткості. На пілонах ванти зазвичай проходять безперервно і передають ними свої зусилля з допомогою опорних частин.

При спиранні на пілон кількох вантів на різній висоті (система «арфа») один з них, зазвичай верхній, закріплюють нерухомо, обводячи його. сідлоподібної подушці. Інші ванти спирають за допомогою поздовжньо рухливих опорних, чаєте або шарнірно.повертається балансира (рис. 19.6, г).

Міст – один із найдавніших винаходів людства. Мости стали своєрідним символом самоствердження людини та подолання сил природи. Завдяки їм скорочуються тимчасові витрати на дорогу, а торговельне та стратегічне значення стає просто колосальним.

За своїм пропускним навантаженням мости діляться на залізничні, пішохідні, автомобільні та комбіновані. За статичною схемою мости можуть бути балочними, понтонними, розпірними або фермовими. TravelAsk представляє 10 найдовших висячих мостів, що входять до категорії розпірних систем. Головною відмінністю таких мостів є їхня несуча конструкція, яка зроблена з гнучких розтяжок. Завдяки їй проїжджа частина може перебувати у так званому підвішеному стані.

Міст Макінак (або "Великий Мак")

Міст знаходиться в Америці і пролягає над протокою Макіно, що поєднує озера Гурон і Мічиган. Довжина його основного прольоту – 1158 метрів.

Міст Хегакустенброн

Швейцарський міст, що перетинає річку Онгерманельвен. Довжина основного прольоту – 1210 метрів.


Міст Золоті Ворота

Міст Золоті Ворота побудований у . Він сполучає Сан-Франциско на півночі півострова з південною частиною округу Марін. Його основний проліт має довжину 1280 метрів.

Міст Верразано

Ще один американський міст. З'єднує райони Нью-Йорка Бруклін та Статен-Айленд. Довжина основного прольоту дорівнює 1298 метрів.


Міст Цинма

Міст Цинма розташований у Гонконгу і служить з'єднанням між островом Цинг-І на сході та островом Ма-Ван на заході. Має основний проліт 1377 метрів.


Міст Хамбер

Цей однопрогоновий підвісний міст знаходиться у Великій Британії. Він поєднує Східний Йоркшир та Північний Лінкольншир. Довжина основного прольоту – 1410 метрів.

Міст Жуньян

Основний проліт цього китайського мосту дорівнює 1490 метрам. Він з'єднує два старовинні міста – Янчжоу та Чженьцзян.


Міст Великий Бельт

Міст Великий Бельт у Данії і справді великий – його основний проліт складає завдовжки 1624 метри. Він перетинає однойменну протоку і з'єднує острови Фюн та Зеландія.

Міст Сіхоумень

Китайці сильно постаралися і збудували другий за довжиною міст у світі, основний проліт якого дорівнює 1650 метрам. Міст з'єднує острів Цзіньтан та острови Цецзи.



Останні матеріали розділу:

Список відомих масонів Закордонні знамениті масони
Список відомих масонів Закордонні знамениті масони

Присвячується пам'яті митрополита Санкт-Петербурзького та Ладозького Іоанна (Сничева), який благословив мою працю з вивчення підривної антиросійської...

Що таке технікум - визначення, особливості вступу, види та відгуки Чим відрізняється інститут від університету
Що таке технікум - визначення, особливості вступу, види та відгуки Чим відрізняється інститут від університету

25 Московських коледжів увійшли до рейтингу "Топ-100" найкращих освітніх організацій Росії. Дослідження проводилося міжнародною організацією...

Чому чоловіки не стримують своїх обіцянок Невміння говорити «ні»
Чому чоловіки не стримують своїх обіцянок Невміння говорити «ні»

Вже довгий час серед чоловіків ходить закон: якщо назвати його таким можна, цього не може знати ніхто, чому ж вони не стримують свої обіцянки. По...