Загальні відомості про металеві мости. Матеріали, з’єднання елементів, основні системи металевих мостів

МАТЕРІАЛИ МЕТАЛЕВИХ МОСТІВ

Стали, застосовувані в мостах, повинні мати високу міцність, необхідну в'язкість і пластичність, а також задовольняти вимогам по зварюваності. Цим вимогам удов- летворяют малоуглеродистые й низьколеговані сталі. Малоуглеродистыми сталями називають сталі зі змістом вуглецю від 0,1 до 0,3 %. Крім вуглецю в сталях звичайно втримується ряд корисних присадок, що підвищують її міцність: марганець (Г), кремній (З), нікель (Н), хром (X), мідь (Д), молібден (М), ванадій (Ф), титан (Т) і ін.

Для виготовлення елементів сталевих мостів в основному служить прокатна сталь стандартного сортаменту. Листова сталь служить основним видом металу для виготовлення мостових конструкцій. Вона випускається у вигляді товстолистовий і універсальної (широкосмугової) стали. Листову сталь прокочують між двома валками, тому вона має нерівні крайки й вимагає строжки. Універсальну сталь прокочують між чотирма валками, завдяки чому вона має чисті крайки, що не вимагають обробки. Кутова сталь буває з полками однакової (равнобокий куточок) або різної (неравнобокий куточок) ширини. Двотаврові балки розрізняють: звичайні з високою стінкою й неширокими полками й широкополочные двотаври, що мають значно більшу поперечну твердість. Швелерна сталь корытного профілю в сучасних мостах застосовується в невеликому обсязі. Крім цих профілів металу в мостах зустрічаються й інші - сталеві гарячекатані труби рифлена сталь (з ребристою поверхнею), хвиляста сталь і т.п. Для висячих і вантовых мостів застосовують сталеві кручені канати й пучки з паралельних дротів.

СПОСОБИ З'ЄДНАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ ПРОЛІТНИХ БУДОВ

Металеві елементи в сучасних мостах з'єднують в основному зварюванням і високоміцними болтами. Зварювання широко застосовується при заводському виготовленні елементів і рідше в монтажних умовах. Зварені з'єднання в мостах виконують переважно автоматичної або напівавтоматичним електричним дуговим зварюванням за допомогою сталевих електродів. Найкраща якість забезпечується автоматичним зварюванням під шаром флюсу.

Високоміцні болти (мал. 13.4, д) установлюють у попередньо просвердлені отвори трохи більшого діаметра, чому стрижень болта, і, закручуючи гайки, сильно стискають елементи, що з'єднуються. Величина натягу при цьому контролюється спеціальними ключами. Створювані при цьому сили тертя, що виникають між елементами, сприймають діюче на з'єднання зусилля.

ОСНОВНІ СИСТЕМИ МЕТАЛЕВИХ МОСТІВ

У сучасному мостостроении пролітні будови металевих мостів виконують із використанням балкової, аркової, рамної, вантовой статичних схем і їх комбінацій.

Звичайно пролітні будови металевих мостів виконують із використанням балкової схеми, яка дозволяє перекривати прольоти від 40 до 300...550 м. У всіх видах балкових пролітних будов під впливом вертикальних навантажень на опорах виникають тільки вертикальні опорні реакції, що полегшує обладнання опор, особливо при їхній великій висоті. У балкових мостах головними несучими елементами можуть бути суцільні балки або наскрізні ферми. За статичною схемою балкові мости можуть бути розрізними, нерозрізними й балочно-консольними.

Розрізні балкові пролітні будови. У складі мосту перекривають по одному прольоту, кожний з яких працює незалежно від інших (мал. 13.5, а). За інших рівних умов це вимагає більших витрат металу, чому в нерозрізних пролітних будовах, що працюють спільно. Крім того, проміжні опори розрізних пролітних будов вимагають звичайно більшої витрати матеріалів, чому опори нерозрізних пролітних будов через необхідність установки двох опорних частин на кожній проміжній опорі (див. мал. 13.5, а). У зв'язку із цим розрізні пролітні будови звичайно застосовують для перекриття щодо невеликих прольотів, коли їх недоліки не виявляють істотного впливу на вартість і металоємність мосту.

Нерозрізні балкові пролітні будови. Перекривають однієї безперервною конструкцією звичайно три або більш спільно працюючих прольотів (мал. 13.5, б). Завдяки спільній роботі абсолютні значення згинальних моментів у нерозрізних балках при інших однакових умовах на 35...45 % менше, чим у розрізних балках, що дозволяє зменшити витрата металу.

Твердість нерозрізних пролітних будов більше, ніж розрізних. Крім того, вони забезпечують більш комфортні умови проїзду, тому що не мають переломів проїзної частини над проміжними опорами й не вимагають обладнання над ними деформаційних швів.

Недоліками нерозрізних балкових пролітних будов є чутливість до нерівномірних опадів опор і значні переміщення кінців балок від зміни температури, що вимагає застосування більш складних опорних частин і деформаційних швів.

Балочно-консольна система. По своїй роботі близька до нерозрізної, тому що шарніри ставлять у зоні нульових моментів нерозрізних балок (мал. 13.5, в). Ця система статично визначена, у ній не виникають додаткові зусилля у випадку осідання опор. Вона займає проміжне положення по своїх властивостях між розрізними й нерозрізними балковими пролітними будовами. Але вона має й ряд недоліків, властивих саме їй. Вона більш чутлива до динамічних впливів тимчасового навантаження через переломи профілю й шарнірів, розташованих у прольоті. Обладнання сполучення консольних частин з підвісними пролітними будовами ускладнює й здорожує конструкцію мосту, а в експлуатації приносить значні ускладнення.

Аркові металеві мости. У якості основних несучих елементів пролітних будов мають арки (мал. 13.5, г). Арки є розпірною системою. При дії на них вертикальних навантажень на опори передаються не тільки вертикальні, але й горизонтальні впливи (розпір), що зменшує зусилля в арці, зменшує витрата матеріалу на неї, але збільшує вплив на опори, що ускладнює їхній конструкції. Застосування аркових металевих пролітних будов стає раціональним при дуже гарних ґрунтових умовах і у випадках, коли арки добре вписуються в поздовжній профіль переходу, не викликаючи великого збільшення робіт зі створення підходів до мосту. Щонайкраще цьому відповідають гірські умови. Металеві аркові мости зводять також у містах з архітектурних міркувань.

Рамні пролітні будови. У металевих мостах застосовують в основному в переходах через більші яри або в шляхопроводах (мал. 13.5, д). Для шляхопроводів особливо важлива можливість створення конструкцій з малою будівельною висотою й високою твердістю через спільну роботу ригеля й стійок. Як і аркова система, рамна є розпірною й тому вимагає гарних ґрунтових умов або масивних опор. Відносно складна конструкція вузлів сполучення ригелів зі стійками рам знижують застосовність рамних металевих мостів.

Вантовые мости. Мають у якості головних несучих елементів пролітних будов балки твердості й ванти, що підвішують її до пілонів, будучи як би пружними опорами (мал. 13.5, е). Звичайно вантовые пролітні будови перекривають два або три прольоти. Вони добре відповідає будівництву методом начіпного монтажу.

Висячі металеві пролітні будови. Використовуються для перекриття самих більших прольотів - 2000...3000 м (мал. 13.5, ж). Основним несучим елементом у висячій системі служить кабель. Для збільшення твердості висячої системи влаштовують нерозрізну балку твердості.

Крім основних систем у металевих мостах застосовують також комбіновані системи. Звичайно комбінована система створюється з балкової посиленням її гнучким арковим поясом, який дозволяє значно зменшити згинальні моменти в балці.

Билет №10

Металеві балкові мости

Поиск по сайту: