7.3.3 Преимущества ортотропных плит, их конструкция, типы, элементы и их размеры.

Коробчатые пролетные строения с ортотропной плитой (металлическая плита проезжей части) отличаются высокой заводской готовностью, снижением расхода металла, значительным повышением вертикальной, горизонтальной и особенно крутильной жесткости, а также упрощением транспортирования и монтажа.

Автодорожные мосты коробчатого типа с ортотропной плитой проезжей части получили широкое распространение благодаря названным выше преимуществам для пролетов более 60-80м.

В поперечном сечении, в зависимости от ширины моста, устраивают 1-2 коробки шириной по 4-5м и высотой 1:20-1:30 пролета.

Рис.147. Поперечные сечения пролетных строений с коробчатыми главными балками (ортотропная плита).

1 - металлический настил проезжей части, входящий в состав коробчатой главной балки; 2 - коробчатая главная балка.

Ортотропную плиту покрывают асфальтобетоном с полимерными добавками толщиной около 5см, толщина верхнего стального листа составляет 12-14мм, стенок продольных ребер 8-10мм, поперечных 12мм.

Рис.148. Типы продольных ребер металлических ортотропных плит:

а – открытого типа; б – закрытого типа

1-ребра из полосы, 2-из полосы с бульбой, 3-из тавра, 4-изшвеллера, 5-из уголка, 6-из двутавра, 7- квадратного, 8- полукруглого, 9- трапециедального, 10- треугольного (V-образного) сечения.

Вопросы для самоконтроля:

1. Характер работы и конструкция сталежелезобетонных пролетных строений.

2. Соединительные элементы. Гибкие и жесткие арматурные упоры. Болтовые соединения и металлические закладные части.

3. Преимущества ортотропных плит, их конструкция, типы, элементы и их размеры.

Тема 7.4. Конструкция пролетных строений со сквозными балочными фермами.

7.4.1 Основные виды решетчатых ферм металлических балочных пролетных строений.

Для перекрытия пролетов, превышающих 50-60 м, сквозные фермы обычно требуют меньшей затраты металла, чем балки со сплошной стенкой, однако изготовление и сборка сквозных ферм сложнее и дороже, чем сплошных балок, поэтому пролетные строения со сквозными фермами экономически целесообразны для пролетов более 60-80 м, преимущественно в мостах с ездой понизу.

В автодорожных мостах металлические пролетные строения со сквозными фермами в большинстве случаев устраивают балочно-разрезной или балочно-неразрезной системы. Реже применяют консольные пролетные строения.

Рис.149. Схемы пролетных строений с балочными фермами

1 - жесткий нижний пояс; 2 - поперечные балки проезжей части.

Главные фермы мостов с ездой поверху, как правило, делают с параллельными поясами и треугольной решеткой. Фермы с параллельными поясами просты по конструкции, имеют одинаковые длины элементы поясов и решетки, а также однотипные узловые соединения. Высоту h разрезных ферм (рис.149, а) автодорожных мостов с ездой поверху принимают в пределах , а неразрезных (рис.149, б) до от пролета . Лишь при пролетах более 80-100 м в неразрезных пролетных строениях целесообразно увеличивать высоту ферм над промежуточными опорами на 20-50% по отношению к их высоте в пролетах.

Рис.150. Схемы пролетных строений с балочными фермами

1 - жесткий нижний пояс; 2 - поперечные балки проезжей части; 3 - усилия, передаваемые поперечными балками главным фермам.

Главные фермы пролетных строений с ездой понизу при пролетах до 80-100 м имеют параллельные пояса (рис.149, в, г). При больших пролетах для экономии металла выгоднее увеличивать высоту главных ферм к середине пролета, придавая верхнему поясу полигональное очертание (рис.150, а). Если при этом расположить узлы верхнего пояса по круговой кривой, то его элементы можно сделать равными по длине S с одинаковыми углами перелома в узлах, что упрощает изготовление конструкции.

Решетка главных ферм в современных автодорожных мостах обычно треугольная, которая, как правило, экономичнее ранее применявшейся раскосной. Треугольная решетка может иметь дополнительные стойки (см. рис.149, в). Стойки, примыкающие к верхнему поясу, служат для уменьшения свободной длины его элементов, работающих на сжатие, а примыкающие к нижнему поясу (подвески) уменьшают длину панели проезжей части. Нагрузку на сквозные фермы обычно передают в их узлах. В этом случае все элементы работают на продольные усилия. Тогда для поддержания конструкции проезжей части устраивают поперечные балки, опирающиеся в узлах главных ферм (см. рис.149, в, и 150, б), и панель проезжей части оказывается равной панели главных ферм. Однако наивыгоднейшая длина панели проезжей части обычно значительно меньше панели главных ферм. Если расположить поперечные балки проезжей части с наивыгоднейшим для нее шагом (см. рис.150, а), то опорные давления поперечных балок, попадая в пределы длины панелей главных ферм, вызовут поперечный изгиб пояса. В этом случае необходимо значительное увеличение момента инерции его сечения в вертикальной плоскости и пояс тогда будет жестким (см. рис.149, г и 150 а-в). Фермы с жестким поясом дают возможность применять как в главных фермах, так и в проезжей части наивыгоднейшие длины панелей. Наличие жесткого нижнего пояса облегчает установку пролетного строения продольной надвижкой при строительстве моста.

Схему решетки главных ферм пролетных строений выбирают по соображениям экономическим (наименьшие масса и стоимость), производственным (удобство изготовления и монтажа) и архитектурным (внешний вид моста).

1-раскосная с восходящими раскосами, 2-раскосная с нисходящими раскосами, 3,4-треугольные, 5-многораскосная, 6-многорешетчатая, 7-полураскосная, 8-11 – ромбические, 12-треугольная шпренгельная.

К основным размерам ферм, влияющим на технические и экономические характеристики пролетных строений, относятся пролет, высота, длина панели, угол наклона раскосов, расстояние между осями ферм.

Типовые проекты металлических пролетных строений должны отвечать следующим основным требованиям:

• Минимальный расход металла;

• Минимальная трудоемкость изготовления;

• Минимальные трудоемкость и продолжительность монтажа;

• Минимальные эксплуатационные расходы при полном обеспечении прочности, устойчивости, выносливости, жесткости, надежности и долговечности конструкции.