2.Проблемы применения висячих и вантовых мостов в сравнении с мостами других систем.
1. Пониженная жесткость повышенная деформативность по сравнению с мостами других типов.
Малая вертикальная жесткость являющаяся следствием:
–применения высокопрочных материалов с пониженным значением модуля упругостиЕ( = / Е);
– геометрической изменяемости главных несущих элементов (кабелей) висячих мостов и провисания вант вантовых мостов;
– отсутствия поперечных связей(см. рис. 4.4) и возможности самостоятельных колебаний каждого кабеля или цепи, причем особенно опасны изгибные и изгибно-крутильные колебания, горизонтальные колебания менее опасны;
Малая горизонтальная жесткость, являющаяся следствием малой ширины моста при существенной длине пролета (отношение В/L у висячих и вантовых мостов доходит до 0,02 … 0,01, что на порядок меньше аналогичной величины у других мостов, где В/L 0,1 … 0,2).Балку жесткости можно сравнить с натянутой струной – весьма чувствительной к любым колебаниям.
2. Повышенная чувствительность к динамической и ветровой нагрузке (динамическая и аэродинамическая неустойчивость)вытекает из предыдущего пункта раздела.
3. Значительный расход бетона на сооружение анкерных опорв случае создания распорной висячей или вантовой системы.
4. Малая стойкость против коррозии несущих элементов – проволок небольшого диаметра в канатах и вантах, что вынуждает предусматривать специальные мероприятия для предупреждения коррозии (защиту пластмассовыми пленками, оцинковку, специальные покрытия водоотталкивающими материалами и т. п.).
3.Общая характеристика висячих мостов. Примеры крупнейших висячих мостов мира.
Висячими называют мосты, в пролетных строениях которых главными несущими элементами являются растянутые, гибкие, криволинейные нити (цепи или кабели), поддерживающие с помощью подвесок балку жесткости и передающие усилия на пилоны
Рис. 2.1. Висячий мост
1 – подвеска; 2 – нить; 3 – оттяжка; 4 – анкерная опора; 5 – пилон; 6 – балка жесткости;
6’ – ферма жесткости; d – панель; f – стрела провисания кабеля; h – высота балки (фермы) жесткости;
Hпл – высота пилона; L – пролет моста
Рис. 5.1. Типы и системы висячих мостов
Классификация по числу пролетов
По числу пролетов различают мосты:
– однопролетные(рис. 2.1);
–двухпролетные (рис. 5.1 а – встречаются крайне редко);
–трехпролетные (рис. 5.1 б, л);
–многопролетные (рис. 5.1 г).
Балка жесткости может быть как разрезной, так и неразрезной системы (рис. 5.1 б, в).
Классификация по материалу балки жесткости
По материалу балки жесткости различают мосты:
– металлические;
–железобетонные;
–сталежелезобетонные.
Классификация по материалу несущей нити
По материалу несущей нити различают мосты:
– кабельные висячие мосты – имеют нить, выполненную из канатов или высокопрочной проволоки;
– цепные висячие мосты – имеют нить, выполненную из прокатного металла (с 40 -х г.г. ХХ века практически не используется, т.к. цепь получается тяжелой и трудоемкой).
Классификация по восприятию распора
По восприятию распора различают мосты:
– распорные висячие мосты – усилие в оттяжке передается на анкерную опору (рис. 2.1, 5.1 в, д, е, ж, з, и, к);
– безраспорные висячие мосты – распор воспринимается балкой жесткости (в таких мостах, балка жесткости работает не только на изгиб, но и на сжатие, что увеличивает расход материала на ее изготовление, однако в схеме моста отсутствуют дорогостоящие анкерные опоры), (рис. 5.1 а, б, г, л).
Классификация по распределению нагрузки
(между нитью и балкой)
По распределению нагрузки (между нитью и балкой):
– гибкие висячие мосты – имеют балку малой изгибной жесткости, вся нагрузка воспринимается гибкой нитью, а балка является лишь элементом проезжей части (такие мосты в последние годы практически не строятся);
– комбинированные висячие мосты имеют распределение нагрузки между балкой достаточной изгибной жесткости и гибкой нитью.
Классификация по геометрической схеме
По геометрической схеме различают мосты:
– классической системы «нить – балка» (рис. 5.1 а, б, в, г),
– системы повышенной жесткости (рис. 5.1 д, е, ж, з, и, к, л), в этих системах вертикальные прогибы имеют величину на 30 … 50% меньше чем в предыдущих.
Увеличения жесткости висячей системы(с любым числом пролетов) добиваются следующими способами:
– применение двух кабелей(система С.А. Цаплина) (рис. 5.1 д);
– прикрепление кабеля к балке жесткости (рис. 5.1 е, л);
– постановка дополнительных восходящих и нисходящих вант (рис. 5.1 ж);
– использование наклонных подвесок (рис. 5.1 з);
– применение обратного, предварительно напряженного кабеля (рис. 5.1 и, 5.2);
– комбинация вышеперечисленных способов (рис. 5.1 к).
Самые крупные висячие мосты мира
Мост Акаси-Кайкё, Япония. 1991 м, построен в 1998.
Мост Большой Бельт, Дания. 1624 м, построен в 1998.
Мост Ли Сунсин, Республика Корея. 1545 м, построен в 2012.
Мост Жуньян, Китай 1490 м, построен в 2005
Мост Хамбер, Англия. 1410 м, построен в 1981 (был самым большим с 1981 до 1998).
Мост Цзянъинь, Китай, р. Янцзы. 1385, построен в 1997.
Мост Цзин Ма, Гонконг. 1377 м, построен в 1997 (с железнодорожными путями и метро).
Мост Верразано, США. 1298, построен в 1964 (был самым большим с 1964 до 1981).
Золотые Ворота, США. 1280 м, построен в 1937 (был самым большим с 1937 до 1964).