Арочные переходыпредставляют собой конструкции с пролетными строениями криволинейного очертания, имеющими форму арки. Арочные переходы обычно сооружают при пересечении трубопроводом ущелий, судоходных каналов и рек, железнодорожных и шоссейных выемок, где необходимо обеспечить просвет, достаточный для прохода транспорта. По конструкции пролетного строения различают арочные переходы:
• самонесущие, состоящие из двух и более труб и работающие совместно, как единая строительная конструкция;
• переходы с усилением пролетного строения за счет включения в него вспомогательных элементов (стоек, оттяжек).
Арочные переходы, имеющие в пролетном строении только трубопровод как самонесущую конструкцию, применяют для пересечения препятствий для пересечения препятствий шириной 25–40 м (в зависимости от диаметра). Многотрубные арочные переходы со стойками или оттяжками, обладая большей жесткостью конструкции, позволяют увеличивать допускаемые пролеты до 30–55 м. ограничение длины арочных переходов связано с рядом причин и прежде всего с устойчивостью арки в продольном и поперечном направлении.
Арочные переходы, как правило, рассчитывают и строят в виде арки, представляющей собой дугу окружности с оптимальным соотношением между стрелкой подъема f и пролетом l, равным 1/5–1/6. Опоры арочных переходов воспринимают не только вертикальные усилия от массы пролетных строений, но и распор, необходимый для сохранения расчетной формы переходов. В соответствии с размерами перехода (длины пролета, начальной стрелки подъема и местных условий) опоры могут быть выполнены в виде:
• массивных опор, воспринимающих как вертикальное давление, так и распор.
Применение в качестве опор грунтового основания возможно лишь на небольших переходах. Распор в этом случае воспринимается самим трубопроводом, который перераспределяет эту нагрузку на грунт (за счет трения трубопровода на прилегающих участках о грунт). При недостаточной несущей способности грунта в местах выхода трубопровода из земли устанавливают железобетонные распределительные плиты. Для переходов, имеющих большие пролеты, предусматривают специальные упоры или массивные опоры. Последние обеспечивают переходу повышенную устойчивость против опрокидывания.
Учитывая, что в основном арка воспринимает различную равномерно распред нагрузку по длине (собственный вес, вес продукта, обледенение и тд) рациональной формой оси арки будет параболическая вида:
f – стрела подъема арки; l – пролет арки
Длина дуги арки при параболическом очертании
В общем случае усилие в арках отнесенные к оси при расположении пят на одном уровне опред – ся как:
– соответственно изгибающий момент , нормальная и поперечные силы в сечениях арки
– изгибающий момент и поперечная сила в обычной двухопорной балке того же пролета что и арка
Н – распор арки
у – ордината рассматриваемого сечения
– угол наклона рассматриваемого сечения к горизонту
Условие продольной устойчивости:
- вертикальная опорная реакция ,
- максимальный горизонтальный распор
Условие обеспечения поперечной устойчивости
- коэффициент, принимаемый в зависимости отношения f/l