46. Мосты комбинированных систем. Характеристика, область применения, примеры конструкций, достоинства и недостатки.

К основным системам относятся балочные, рамные, арочные и висячие (цепные и вантовые).

В пролетных строениях комбинированных систем присутствуют несколько (обычно две) основные статические системы. Как правило, всегда присутствует балка. К комбинированным относятся современные висячие и вантовые мосты, в которых, помимо цепи (кабеля) и вант, всегда присутствует балка жесткости. Другим примером является часто применяемая комбинированная система типа арки с затяжкой (рис. 13.1). В этой системе распор арки воспринимается затяжкой, поэтому внешне система работает как балочная. Так как при этом распор на опоры не передается, опоры в такой системе значительно легче, чем в арочной.Однако, пролетное строение менее экономично, чем арочное, так как возникает затяжка, которая для восприятия распора должна быть сильно армирована. При разработке комбинированных систем, как правило, не ставят задачу перекрытия больших пролё­тов. Нередко комбинированные системы используют для придания разнообразия архитектурным формам мостовых конструкций. Комбинированные системы весьма разнообразны по своим конструктивным формам, их успешно используют в металлических мостах. Одна из подобных систем – арка с затяжкой, стягивающей пяты арки и воспринимающей распор, благодаря чему система, сохраняя основные свойства арочной, оказывается внешне безраспорной, а в отношении опорных реакций подобной балочной системе. Это позволяет уменьшить стоимость опор, особенно при слабых грунтах. Одно из достоинств таких пролетных строений – благоприятный внешний вид. Однако они менее экономичны по расходу стали, чем балочные пролетные строения с решетчатыми главными фермами, а также более трудоемки по изготовлению и монтажу. Поэтому арки с затяжкой применяют редко. Если в системе «арка с затяжкой» последнюю развивать в мощную балку, а жесткость арки в ее плоскости, наоборот, уменьшить настолько, что она окажется более чем в 80-100 раз меньше жесткости балки, то система превратится в гибкую арку с жесткой затяжкой. Такая система тоже менее экономична по расходу стали по сравнению с балочными решетчатыми фермами. Однако наличие балки жесткости, допускающей вне-узловое прикрепление к ней поперечных балок проезжей части, позволяет получить экономное по расходу стали конструктивное решение для проезжей части, что компенсирует перерасход стали на главные фермы. Это обстоятельство в сочетании с архитектурными преимуществами этой системы способствует применению в мостах гибких арок с жесткими затяжками. Разновидность такой комбинированной системы – трехпролетная неразрезная балка, усиленная снизу гибкой аркой в среднем пролете и полуарками в боковых. В случае недостатка строительного просвета гибкую арку можно на части среднего пролета располагать выше балки. При этом арка, как правило, не имеет жесткой связи с балкой в местах их пересечения. Возможна комбинированная система, в которой балка усилена не гибкой, а жесткой аркой. Однако такое решение по расходу металла оказывается менее целесообразным из-за того, что оба несущих элемента – балка и арка – работают на совместное действие продольных сил и изгибающих моментов. При благоприятных местных условиях могут оказаться целесообразными пролетные строения, в которых используется комбинированная система в виде балки, усиленной снизу гибкой аркой, передающей распор на опоры моста. Для повышения экономичности рассматриваемой системы целесообразно избавить балку от работы на постоянную нагрузку. Это достигается устройством в балке временных монтажных шарниров на период монтажа конструкций, вес которых передается арке. Рациональные комбинированные системы были предложены инж. Т.Д. Поповым. Их образуют из неразрезных балок усилением снизу на участках, примыкающих к промежуточным опорам, подпругами в виде полуарок, на которые балка опирается при помощи стоек, или решетчатыми фермами с криволинейным нижним поясом. Примером применения таких комбинированных систем могут служить пролетные строения моста через р. Иртыш в г. Омске, построенного в 1978 г. по проекту Ленгипротрансмоста. Конструкции, усиливающие неразрезную балку, на участках, примыкающих к промежуточным опорам, увеличивают ее высоту в сечениях, где действуют наибольшие отрицательные изгибающие моменты. Кроме того, увеличение жесткости неразрезной конструкции над промежуточными опорами уменьшает положительные изгибающие моменты в пролетах. В этом отношении предпочтения заслуживает усиление неразрезных балок решетчатыми фермами.

47. Сплошностенчатые пролетные строения с ездой поверху под железную дорогу. Область применения. Особенности конструктивных решений основных элементов.

Простейшей системой - балка на двух опорах (рис. 3.1, а). Стоимость и тру­дозатраты изготовления и возведения сплошностенчатых стро­ений оказываются меньшими, чем балок сквозной (решетча­той) конструкции при длине пролетов железнодорожных мос­тов до 50...60 м. Это и определяет область их применения. целесообразно в специфических условиях (в северной строительно-климатической зоне и др.), а также оправдано стремлением обеспечить малую (менее 1 м) строительную вы­соту. применяют при замене пролетных строений эксплуатируемых мостов. + типизации.

Один из принципов типизации — создание и применение параметрических рядов пролетных стро­ений одинакового назначения. Серийное изготовление- тре­бования максимально возможной однотипности размеров эле­Ментов. Основными несущими элементами классического пролетно­го строения являются двутавровые главные балки, объединяе­мые системой продольных и поперечных связей (см. рис. 3.1, б). С увеличением высоты балки повышается ее жесткость и уменьшается пло­щадь поясов, но возрастает площадь. сечения по­ясов и стенки рационализируют, уменьшая их от середины к краям балки. в местах обрыва и изменения сечений поясных лис­тов следует выполнить плавные переходы: уклоном 1:8 для растянутого пояса и 1:4 — для сжатого (рис. 3.4).

Верхние и нижние продольные связи помимо обеспечения пространственной неизменяемости конст­рукции, воспринимают горизонтальные поперечные нагрузки: давление ветра, поперечные удары колес временной нагрузки, центробежные. Промежуточные поперечные связи способствуют равномер­ному распределению усилий от подвижной нагрузки между глав­ными балками пролетного строения. рассматриваем пролетные строения с ездой поверху. Главные балки в железнодорожных мостах имеют довольно боль­шую высоту — Н =(1/12 – 1/15)l_P, но при этом обеспечивается минимально возможное расстояние В между осями главных ба­лок, приводящее к экономии материала проезжей части и связей. Сплошностенчатые пролетные строения с ездой поверху: пролетом 23,0 м по проекту Трансмост - проекта 1948 г.; пролетом 33,6 м по проекту Центрального проектно-конструкторского бюро МПС 1947 г.; пролетом 23,0 м по проекту Кременчугского мостового завода 1950 г.; пролетом 21,5 - 23.0 м по проекту треста "Стальмост" 1952 г.; пролетом 18,2 м по проекту Лентрансмостпроекта 1952 г.; пролетом 21,6 - 23,0 м по проекту Ленгипротрансмоста 1962 г.; пролетами 18,2; 23,0; 27,0 и 33,6 м по проекту № 541 Ленгипротрансмоста 1967 г.; пролетами 18,2; 23,0; 27,0 и 33,6 м по проекту № 821 Ленгипротрансмоста 1971 г.;