13 Баллов

Дополнительное задание Г. 1 на 25 баллов

1. Назначьте генеральные размеры однопилонного вантово-балочного моста системы "веер" с металлической балкой жесткости под нагрузку типа АК ( габарит Г-11,5 ) с главным пролетом 250 м.

6 баллов

2. Определите для каких элементов вантового моста, описанного в вопросе №1, изменятся генеральные размеры и в какой степени, если перейти к двухпилонной системе, сохранив величину главного пролета (будем считать, что количество вант, закрепленных на одном пилоне сохранится).

6 баллов

3. Для обоих описанных выше вариантов вантового моста (однопилонного и двухпилонного ) выберите конструкцию и материал пилона с обоснованием Вашего решения. Назначьте основные размеры пилонов.

6 баллов

4. Перечислите основные недостатки вантово-балочных мостов и предложите меры по их преодолению

7 баллов

-----------------------------

Всего 25 баллов

Эталонный ответ Дополнительного задания Г . 1 на 25 баллов

1. Для однопилонной вантовой системы "веер" с главным пролетом l = 250 м генеральные размеры следует назначить в диапазонах:

- боковой пролет l₁ = (0,45...0,67) l = ( 112...165) м ;

- высота пилона H_п = (0,22...0,27) l = ( 55...68) м ;

- высота балки жесткости h_б = (1 / 100...1 / 80) l = ( 2,5...3,1) м ;

- расстояние между вантами d = (40...60) м ;

- угол наклона вант = (30...70) ⁰ ;

6 Баллов

2. При использовании двухпилонной вантовой системы вместо однопилонной, описанной в вопросе 1, (при сохранении числа вант на одном пилоне) изменятся следующие генеральные размеры:

- боковой пролет l₁ = (0,38...0,53) l = ( 95...132) м ;

- высота пилона H_п = (0,14...0,2) l = ( 35...50) м ;

- высота балки жесткости h_б = (1 / 110...1 / 100) l = ( 2,3...2,5) м ;

- шаг подвесок d = (20...40) м ;

- углы наклона вант _i = (40...70) ⁰ ;

6 Баллов

3. Как известно, в общем случае при величине главного пролета до 300...350 м чаще всего экономичнее оказываются пилоны из железобетона.

В поперечном сечении моста, учитывая большую ширину габарита (около 20 м с тротуарами) и значительную нагрузку (четыре полосы А11), следует назначить "А-образную" или "П -образную" раму. Можно применить систему "арфа" по аналогии с Горьковским мостом г.Рига. Поперечное сечение стоек пилона, учитывая значительную высоту (более 55 м) рационально принять коробчатым.

Отличие конструкций пилонов рассматриваемых вариантов будет только в ширине стоек по фасаду : b_п = (1 / 30...1 / 20) H_п . Для однопилонного моста b_п = ( 1,9...3,4) м ; для двухпилонного моста b_п = ( 1,2...2,5) м.

6 Баллов

4. Основные недостатки вантово-балочных мостов:

1. малая вертикальная жесткость по сравнению с традиционными системами (балками, арками, рамами...);

1. малая горизонтальная жесткость;

1. возможность выключения отдельных вант при некоторых положениях временной нагрузки;

1. повышенная чувствительность к динамической и аэродинамической нагрузке;

1. необходимость регулирования усилий в вантах для исключения их провисания;

1. значительная высота пилонов (сложная технология их возведения). По сравнению с висячими мостами аналогичных пролетов высота пилона больше в 2...3 раза.

Меры по преодолению недостатков:

1. для гашения колебаний - применение многовантовых систем, использование "А-образных" пилонов, применение железобетонных или сталежелезобетонных балок жесткости;

1. для повышения аэродинамической устойчивости - применение жестких пространственных конструкций, в первую очередь коробчатого сечения улучшенной обтекаемости;

1. применение сквозных ферм вместо балок жесткости, сквозных конструкций проезжей части;

1. установка обтекателей из легких материалов и горизонтальных ветровых предварительно напряженных оттяжек (если это возможно);

1. повышение интенсивности постоянной нагрузки за счет перехода к сталежелезобетонным или железобетонным балкам жесткости при относительно небольших пролетах (до 300...350 м ).