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

Мосты комбинированных систем образуются двумя основными способами:

1. Объединением обычных (простых) систем, например разрезная балка+арка, ферма+балка, неразрезная балка+арочные «подпруги».

2. Образовываются введением дополнительных элементов в простую систему, что приводит к изменению статической схемы простой системы, например введенная в обычную арку затяжка, соединяющая опорные узлы, превращает арку во внешне безраспорную, т.е. статически-определимую систему.

Обычно такие системы не имеют преимуществ по сравнению с простыми системами, в том числе и с балочной, по расходу металла. Они более сложны по конструкции, более трудоемким явл. их монтаж. «+» хорошо выглядят.

Недостатки:

• Конструкция сложнее;

• Монтаж и изготовление имеют более высокую трудоемкость;

• Единственное преимущество – архитектурная привлекательность.

• Наиболее распространенные из комбинированных систем (КС)- сочетания арочной и балочной системы.

• Для уменьшения положительных моментов балки жесткости можно использовать простой конструктивный прием – центрирование арки и балки жесткости в опорном узле выполнить с некоторым эксцентриситетом «е». Это приведет к появлению отрицательного момента в узле примыкания балки жесткости к арке и, соответственно, к уменьшению максимального положительного изгибающего момента.

Наиболее распространены комбинир. системы, в кот. сочетаются балочная и арочная системы.

Если жесткость на изгиб арки значительно превышает жесткость балки, то балка в основном работает на восприятие распора арки и наз. затяжкой, а система — аркой с затяжкой. Масса п.с. по сравнению с арочным распорным увеличивается из-за допол. расхода металла на устройство затяжек. Кроме того, уменьшение распора из-за деформаций затяжки приводит к увелич. изгиб. моментов и утяжелению самих арок. Мала экономия металла и по сравнению с балочными конструкциями. Если затяжку расположить несколько выше опорных узлов, получится п.с. с ездой посеред.. (рис. 9.1, в). Если сечение затяжки увеличивать, развивая ее в высокую жесткую балку, то арку можно облегчить, сделать гибкой, способной воспринимать только продольную сжимающую силу.

При соотношении моментов инерции балки и арки ЕIб / ЕIа > 80... 100 попереч. сила и изгиб. момент воспринимаются в основном балкой. При этом возникает новая система, называемая гибкой аркой с жесткой затяжкой или аркой с балкой жесткости (рис. 9.1, г). Жесткая балка, работающая на изгиб и растяжение, дает возможность внеузлового прикрепления балок ПЧ и тем самым оптимизации балочной клетки по минимуму массы. При средних пролетах наличие арки позволяет облегчить сечение балки. Наличие балки жесткости облегчает монтаж при надвижке и сборке на отдельных опорах крупными блоками. В такой конструкции арка работает только на сжатие, поэтому ее элементы делают прямолинейными.

Комбинация балки жесткости и арки в трехпролетной безраспорной системе с ездой поверху приведена на рис. 9.1, в, посередине — на рис. 9.1, ж. Последнее решение может оказаться рациональным в случае недостаточного строительного просвета.

К комбинированным системам второго типа относятся также все современные висячие и вантовые мосты, в состав кот. входит балка жесткости. Помимо различ. сочетания арок и балок, в комбинированных системах встречаются и другие простые основные системы. Одной из них является сочетание балки и стержневой фермы..