14. Основные схемы балочно-вантовых мостов. Схемы расположения вант. Роль балки жесткости в балочно-вантовых мостах. Назначение основных размеров. Способы повышения вертикальной жесткости

ВАНТОВЫЕ МОСТЫ

Схемы и особенности работы вантово-балочных мостов. Основные размеры

Двухпролетные мосты с равными пролетами

Величина осн пролета 100-150м ,hп 1/3-1/4L, bп = 1/12…1/15hп, hбж = 1/50…1/150L, число вант с одной стороны пилона от 3х, угол наклона 20-80, d(жб)5-15, 10-40, Ме – 10-20, 50-80. Особенность с-мы – всего одна промеж опора с отсутствием на ней оттяжек, следовательно, интенсивной работы пилона на изгиб при загружении одного пролета и увеличенными прогибами БЖ. Если поставить ванты-оттяжки, особого эффекта не будет ,т.к. оттяжки будут длинными и гибкими и вкл в работу с опозданием. Увел общей жесткости достигается жб БЖ (б собст вес и догрузка пилона) и жестким пилоном.

Двухпролетные мосты с неравными пролетами

Осн пролет 100…400м, (обесп необх запас по растяжению в оттяжке); если бок пролет менее четверти основного, его не подвеш на ванты. hп 1/3-1/4L, bп = 1/20…1/35hп, hбж = 1/70…1/120L, d = 5…80, угол наклона вант 20-80.

Особенность системы – большая перекрывающая способность, наличие всего одной промежуточной опоры и более высокая вертикальная жесткость по сравнению с равнопролетной системой.

Трехпролетные мосты

Величина осн пролета 100-1200м , бок – 0,4-0,45L, если меньше 0,25 – не подвешивается на ванты; hп 1/5-1/7L, bп = 1/12…1/15hп, hбж = 1/50…1/150L, число вант с одной стороны пилона от 3х, угол наклона 20-80, d 5-80, расстояние между крайними вантами 1,3-1,5d.

Особенность с-мы: выс перекрывающая способность и более высокая вертикальная жесткость, особенно при бок пролетах <0,25L.

Меры повышения жесткости вантово-балочных мостов

1. Обязательное использование вант-оттяжек (опорных вант); величины моментов сниж в 1,5-2 раза за счет уменьшения отклонения вершины пилона. Пл опорной ванты в 2-4 раза больше площади остальных

2. Продление балки жесткости как неразрезной в соседние с вантовой части пролеты, что приводит к уменьшению воздействий на опоры на 25-60%

3. Увеличение числа вант-оттяжек в системах арфа и веер

4. Применение железобетонных конструкций – балок и вант

5. Применение жестких и пространственных пилонов

6. Применение наклонных пилонов; фундамент пилона должен сопротивляться сдвигу от горизонтальной составляющей усилия в пилоне

7. Применение решетчатых балок жесткости

Схемы расположения вант в вантово-балочных мостах

ПУЧОК (ванты не параллельны между собой и имеют общую точку крепления на пилоне) +: все ванты по отнош к верхней круче, след, им меньшую длину (повыш жесткость, уменьш сеч-е); более высокая общая жесткость; при круто расположенных вантах на балку перед относ небольшие сжимающие усилия; упрощается работа пилона; схема допускает несимм располож вант относ пилона

-: сложная конструкция пилонного узла; менее благопр внеш вид

АРФА(ванты парал между собой и не им общих точек крепления на пилоне)

+ благопр внеш вид; простота узлов креп к пилону;

- ванты одинаково пологи – на балку перед знач сжим усилия, жесткость вант меньше; схема не допуск несимм распол вант; пилон и балка раб в более тяжелых условиях на изгиб

ВЕЕР (ванты не паралл м.собой и не им. общих точек крепления на пилоне)

+: см. арфу+пучок (кроме несимм распол.); повыш жестк по срав с арфой

- см. арфу; крайние ванты им меньшую жесткость

Сравнительная характеристика вантовых систем с малым числом вант и многовантовых

Если число вант с одной стороны пилона не превышает 3-4 – маловантовые

+: простое регул усилий в вантах; меньшее число узлов; относ простота монтажа

-: большие силовые воздействия в элементах системы; мощные БЖ, сложность узлов, сложность конструкции вант

Многовантовые – 4…20 в одной плоскости вант

+: высокая степень унификации из-за повторяемости узлов; легкая балка (её осн работа на сжатие, а не на изгиб); простота конструкции вант и прикреплений; повышенная аэродин уст; при повреждении одной из вант с-ма не теряет несущ спос; возм-ть исп вант как монтажных эл-тов при навесной сборке; меньше сказыв ползучесть и усадка бетона на моменты и осевые усилия;

-: слож регул усилия в вантах; большое число узлов; многодельный монтаж

Роль БЖ в вантово-балочных мостах

Вантово-балочные мосты- относительно легкие большепролетные балки, поддерживаемые в ряде точек пролета вантами; осн применение нашли в городских и автодорожных мостах. Роль БЖ, в отличие от висячих мостов, где она обесп геометр неизменяемость, геом изм от БЖ не зависит ,т.к. обеспечивается треугольной структурой вантовой фермы.

Роль БЖ: 1. Балка, облад относ высокой изгибной жесткостью, позволяет увеличивать панель вантовой фермы без увеличения панели ПЧ

2. Наличие БЖ позволяет при необходимости уменьшить число вант

3. Наличие БЖ позволяет создавать в вантах растягивающие усилия за счет сопротивления балки изгибу; доп. Растяг усилия засчет собственного веса маой балки

4. Натяжением или ослаблением вант можно регулировать распределение изгибающих моментов в балке – существенно уменьшать значения расчетных моментов, получая экономичное решение системы.

5. В двух, трех и многопролетных мостах можно переавать горизонтальную составляющую усилий в вантах на балку, превращая систему в балочную – внешне безраспорную ,то позволяет отказаться от анкерных опор; БЖ доп работает на сжатие

ОСН ЗНАЧ – восприятие изгиба в пределах панели и равномерное распределение нагрузки между соседними вантами; по экон соображениям БЖ лучше менее жестк

Многопролетные вантово-балочные мосты. Меры повышения их жесткости

Примен. Редко; осн р-ры аналогичны 3-пролетным.

Особенности: 1. многократно стат неопр, поэтому трудно обеспечить работу гибких элементов в соотв с расчетом – сложно контролировать расчетные усилия в вантах. 2. им присущи большие температурные перемещения. 3. При гибких пилонах в них рудно обеспечить необходимую вертикальную жесткость конструкции – эти системы гибкие.

Повышение жесткости: см. висячие мосты+ переход к консольно-вантовым и рано-вантовым системам (малоэкономичны)