2. Общая характеристика и область применения металлических мостов. Металл как материал для мостов. Современные марки сталей для мостостроения.

Характеристике стальных мостов

Стальными называют мосты, главные пролетные строения которых изготовлены из стали. Опоры ах могут быть из бетона, железобетона и других материалов.

Строительные стали обладают высокой прочностью, пластичностью и ударной вязкостью. Поэтому стальные мосты имеют наибольшие пролеты и надежно работают под тяжелыми динамическими нагрузками. Современные стальные мосты имеют пролеты до 1410 м, а желёзобетонные — До 305 м. Разработан проект стального моста пролетом 3030 м.

Стальные пролетные строения имеют различные статические системы и разнообразные Конструктивные формы. Они легко расчленяются на крупные блоки или элементы, удобные для изготовления, перевозка и монтажа. Масса стальных пролетных строений значительно меньше соответственных железобетонных, что снижает нагрузку на опоры мостов, уменьшает транспортные и другие расходы.

Большим преимуществом стальных мостов является максимальная индустриализация их изготовления на специальных заводах, применение автоматической электросварки, высокое качество и степень заводской готовности конструкций, а также высокий уровень комплексной механизации и малая трудоемкость монтажа различными способами. в любое время года и очень короткие сроки.

Стальные пролетные строения имеют длительный срок службы. Она могут быть сравнительно просто усилены при увеличении временной подвижной нагрузки.

Основным недостатком стали является возможность ее коррозии, поэтому стальные пролетные строения требуют тщательного содержания и периодической окраски, что увеличивает эксплуатационные расходы. Однако применение антикоррозийных сталей и специальных покрытий устраняет этот недостаток.

Стальные мосты сооружают на различных дорогах в районах с любыми климатическими условиями. На железных дорогах нашей страны они составляют более 50 % протяженности всех мостов..

Применение стальных мостов должно быть обосновано технико-экономическими расчетами. Обычно стальные мосты экономически целесообразны при больших пролетах, а в некоторых случаях и при средних. Применение больших пролетов сокращает количество опор, что при высоких опорах и глубоких фундаментах существенно снижает объемы и трудоемкость работ, сокращает продолжительность и стоимость строительства мостов.

Главные задачи в области стальных мостов следующие: снижение расхода стали, широкое внедрение высокопрочных сталей, укрупнение элементов про- летных строений на заводах, упрощение монтажных стыков, дальнейшее совершенствование электросварки, технологии заводского изготовления и монтажа стальных пролетных строений.

Материалы стальных мостов

Для конструкций мостов, работающих на многократно повторяющиеся тяжелые динамические нагрузка, применяют высококачественные углеродистые а низколегированные, мартеновские я конверторные, горячекатаные стали,

удовлетворяющие требованиям действующих ГОСТов и СНиПов.

Углеродистая сталь—сплав железа с углеродом и незначительным количеством примесей, содержащихся в руде. Увеличение углерода повышает прочность стали., но снижает ее пластичность и свариваемость. Поэтому в мостовых конструкциях применяют малоуглеродистые стали, содержащие не более 0,25 % углерода.

Стали содержат вредные примеси: серу, фосфор и др. Сера уменьшает прочность стали и делает ее к р а с н о л о м к о й — хрупкой при температуре 800— 1000° С, что влечет за собой появление трещин при сварке. Фосфор резко уменьшает пластичность и ударную вязкость стали, делает ее х л а д н о л о м к о й — хрупкой при отрицательных температурах. В сталях для мостовых конструкций обычного исполнения содержание серь: должно быть не более 0,035 % и фосфора также не более 0,035 %, а северного исполнения — серы не более 0,03 и фосфора не более 0,025 %.

В зависимости от способа выплавки а степени раскисления стали делятся на спокойные (сп), полуспокойные (пс) и кипящие (кп). Спокойные стали обладают более высокой плотностью и однородностью строения, чем полуспокойные и кипящие. По условиям поставки углеродистые стали подразделяются на три группы: А, Б и В, а по нормируемым показателям качества — на шесть категорий. Например, марка ВСтЗпс5 обозначает углеродистую сталь 3, группы В, полуспокойной выплавки и 5-й категории.

Низколегированная сталь—сплав железа с углеродом и легирующими добавками (до 2,5 %), повышающими прочность, но несколько снижающими пластичность и вязкость стали. В качестве легирующих добавок применяют хром (Х), кремний (С), никель (Н), медь (д.), марганец (Г), ванадий (Ф) и другие элементы.

В обозначениях марок низколегированных сталей, например I5ХСНД, первые цифры показывают среднее количество углерода в сотых долях процента, а буквы наличие легирующих компонентов, составляющих более 0,3 %. Цифры за буквами показывают количество соответствующих легирующих элементов в процентах.

Низколегированные стали в зависимости от вида термообработки подразделяются на три категории: 1 — без термической обработки (сырая); 2 —- нормализованная; З — термически улучшенная после закалки и высокого отпуска. Категорию стали указывают цифрой после обозначения марки, например, 10ХСНД-2. Категорию 1 в обозначении марки стали не указывают, а вместо цифры З иногда указывают минимальный предел текучести стали, например, 15ХСНД-40.

Применение низколегированных сталей обеспечивает снижение расхода стали на 15-18% а сметной стоимости про- летных строений на 12—15 % по сравнению с углеродистой сталью.

Марки стали:

Мостовые конструкции изготовляют из сталей различных марок, отличающихся друг от друга химическим составом, способом выплавки и термообработки, механическими и другими свойствами.

Для основных несущих элементов про- летных строений применяют специальные стали марок 1бД, I5ХСНД и 10ХСНД 1, 2 а 3-й категорий.

Для второстепенных элементов мостовых конструкций применяют стали марок ВСтЗ, ВСт2, 09Г2С, 10Г2С, 14Г2 и др.

Классы стали:

В зависимости от механической прочности все стали подразделяются на семь классов, которые обозначают буквой С (сталь) и числами, показывающими: в числителе — временное сопротивление, а в знаменателе — предел текучести стали (в кН/см²). Например, сталь марки 10ХСНД относится к классу С52/40.

Кроме того, стали делятся на три группы: обычной прочности — включающие малоуглеродистые стали класса С 38/23; повышенной прочности — низколегированные стали классов С44/29, С46/33 и С52/40, в высокой прочности—термоупрочненные стали классов Сб0/45, С70/б0 и С85/75.