Лекция 2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТОВ

Лекция 2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТОВ 5. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИСЯЧИХ МОСТОВ 6. КЛАССИФИКАЦИЯ ВАНТОВЫХ МОСТОВ 7. ЭЛЕМЕНТЫ ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТОВ ИХ КОНСТРУКЦИЯ И МАТЕРИАЛЫ

КЛАССИФИКАЦИЯ ВИСЯЧИХ МОСТОВ ü По назначению; ü По числу пролетов; ü По материалу балки жесткости; ü По материалу несущей нити; ü По восприятию распора; ü По распределению нагрузки (между нитью и балкой); ü По геометрической схеме; ü По числу несущих кабелей.

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ВИСЯЧИХ МОСТОВ

ВИСЯЧАЯ СИСТЕМА ПОВЫШЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ (КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ)

ВИСЯЧИЕ СИСТЕМЫ С ОДНИМ НЕСУЩИМ КАБЕЛЕМ

ВИСЯЧИЙ МОСТ С ОДНИМ НЕСУЩИМ КАБЕЛЕМ ВО ФРАНЦИИ

КЛАССИФИКАЦИЯ ВАНТОВЫХ МОСТОВ ü По назначению; ü По числу пролетов; ü По материалу балки жесткости; ü По материалу вант; ü По восприятию распора; ü По числу плоскостей вант; ü По геометрической схеме (и по схеме расположения вант); ü По числу вант.

а) б) ОДНО И ТРЕХПЛОСКОСТНЫЕ ВАНТОВЫЕ СИСТЕМЫ а) автодорожный путепровод в Дюссельдорфе, б) мост через р. Рейн у г. Леверкузен

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ВАНТОВЫХ МОСТОВ

Мост через Эльбу в Гамбурге, Германия, 1962 г.

ЭЛЕМЕНТЫ ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТОВ ИХ КОНСТРУКЦИЯ И МАТЕРИАЛЫ СРЕДИ ЭЛЕМЕНТОВ РАЗЛИЧАЮТ: ü Кабели висячих мостов; ü Ванты вантовых мостов; ü Концевые крепления (анкеры) кабелей и вант; ü Пилоны мостов; ü Анкерные опоры; ü Балки жесткости мостов.

КАБЕЛИ ВИСЯЧИХ МОСТОВ РАЗЛИЧАЮТ КАБЕЛИ: ü Из витых канатов заводского изготовления; ü Из параллельных проволок. Швейцарский инженер А. Дюфор

Кабели из витых канатов заводского изготовления § – витые спиральные канаты одинарной свивки – модуль упругости каната Ек = (1, 5 … 1, 7)х105 МПа – максимальный диаметр каната до 30 мм § – витые спиральные канаты двойной свивки (многопрядные– модуль упругости каната Ек = (1, 3 … 1, 5)х105 ) МПа – максимальный диаметр каната до 45 мм – разрывное усилие каната до 100 тс § – закрытые канаты – модуль упругости каната Ек = (1, 6 … 1, 85)х105 МПа – максимальный диаметр каната до 72 мм – разрывное усилие каната до 473 тс

Характеристики канатов заводского изготовления

Кабели из параллельных проволок – модуль упругости таких канатов Ек = (1, 85 … 2, 1)х105 МПа

Принципиальная схема плетения кабеля из параллельных проволок

Плетение кабеля мостов через Янцзы в КНР

Устройство балки жесткости моста Большой Бельт в Дании

Кабели моста через Мессинский пролив

Крепление подвесок висячих мостов

Крепление подвесок моста Хамбер

Особенности кабелей из параллельных проволок: ü Разрывное усилие каната близко к суммарному разрывному усилию проволок; ü Отсутствие свивочных напряжений; ü Высокая изгибная жесткость проволок; ü Высокая усталостная прочность каната; ü Канаты не допускают резких перегибов; ü Сложность изготовления канатов; ü Относительно низкая коррозионная стойкость.

Для защиты кабелей от атмосферных осадков применяется: ü Оцинковка проволок; ü Заполнение (пропитка) полостей между проволоками полимерными составами, синтетическим каучуком, цементным раствором, растительным (льняным) или нефтяным маслом с добавкой графита; ü Покрытие в виде эпоксидной смолы с цинковым порошком, промазывание прядей кабеля водоустойчивой пастой из свинцового сурика с последующим окрашиванием содержащими свинец красками; ü Обмотка несколькими слоями стеклоткани с последующей обмоткой лентой из нержавеющей стали; ü Покрытие каната нейлоновой оболочкой усиленной стекловолокнистой сеткой, использование поливинилфторидных лент и полиэтиленовых труб (заполненных или незаполненных);

Принципиальная схема установки обезвоживания воздуха для защиты вант, пилонов и балок жесткости от воздействия атмосферной влаги

ВАНТЫ ВАНТОВЫХ МОСТОВ РАЗЛИЧАЮТ ВАНТЫ: ü Гибкие; ü Жесткие.

Гибкие ванты Сечение ванты Северинского моста через Рейн в Кельне, Германия, 1959 г. (это первый в мире однопиилонный вантовый мост, основным пролет 302 м)

Жесткие ванты

Автодорожный мост Gantor Bridge в Швейцарии, 1980 г. (величина основного пролета 174 м, высота опор до 150 м)

КОНЦЕВЫЕ КРЕПЛЕНИЯ (АНКЕРЫ) КАБЕЛЕЙ И ВАНТ РАЗЛИЧАЮТ : ü Заливные анкеры; ü Анкеры с холоднотвердеющими смесями (с запрессовкой проволок); ü Анкерные колодки и др.

Заливной анкер

Заливной анкер на конце ванты

1. Канат (витой или из параллельных проволок); 2. Предохранительная трубка 3. Втулка; 4. Обойма; 5. Анкерующая смесь холодного твердения (эпоксидная смола); 6. Упорная плита; 7. Концы проволок; 8. Противокоррозионный материал; 9. Заглушка. Анкер с запрессовкой головок т. н. «анкер ЦНИИСа»

Анкерная колодка

Принципиальные схемы мест крепления анкерных колодок

Схема и основные характеристики узлов крепления вант на анкерных колодках

Анкер крепления вант Невский мост через Неву в Санкт–Петербурге

Анкер крепления вант мост Рион–Антирион через Коринфский залив в Греции

Домкраты для натяжения вантовых элементов при установке анкерных колодок

Натяжение вантовых элементов домкратами

ПИЛОНЫ МОСТОВ ПИЛОНЫ РАЗЛИЧАЮТ: ü По материалу; ü По типу жесткости вдоль моста; ü По типу поперечного сечения самого пилона; ü По типу поперечного сечения стоек пилона; ü По расположению балки жесткости.

По типу поперечного сечения различают пилоны: ü Одностоечные; ü Двухстоечные; ü Рамные (П–образные, А–образные, ромбовидные, решетчатые или пространственные).

Пилоны мостов в Италии, США и во Франции

Пилон моста через Коринфский залив

Поперечные сечения стоек пилонов разделяют на: ü Железобетонные прямоугольные сплошные; ü Железобетонные двутавровые; ü Железобетонные коробчатые; ü Металлические коробчатые, усиленные ребрами. Пространственная модель и блок стойки пилона вантового моста через Неву перед монтажом

По расположению балки жесткости различают пилоны где: ü Балка не прерываясь проходит сквозь отверстия в пилонах; ü Пилон опирается на балку жесткости; ü Балка проходит между стойками пилонов.

Елизаветинский мост в Будапеште основной пролет моста 290 м

Пилон с опиранием на балку жесткости

Пилоны висячих мостов США, 20–е, 30–е годы ХХ века

Пилоны моста через Мессинский пролив

Схема защитного ограждения пилона моста Нормандия

Защитное ограждение опоры моста

Стоечный и арочные пилоны мостов в Великобритании и в Японии

Пилоны пешеходных мостов в США

Пилоны пешеходных мостов в Финляндии, Англии и Малайзии

АНКЕРНЫЕ ОПОРЫ Схемы анкерных опор висячих мостов

Анкерные опоры моста Storebelt в Дании

Анкерная опора моста Verrazano Narrows в США

Анкерная опора моста через Мессинский пролив

БАЛКИ ЖЕСТКОСТИ МОСТОВ ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ФУНКЦИИ: ü Восприятие временной нагрузки с передачей усилий на ванты или кабель; ü Работа в составе всей висячей или вантовой системы для увеличения ее жесткости; ü Восприятие распора в безраспорных висячих или вантовых системах. Балки работают на изгиб, растяжение (сжатие) и на кручение от вертикальных, горизонтальных нагрузок, от динамических и аэродинамических усилий.

Балки жесткости различают : – по материалу

Балки жесткости различают : –по конструктивным формам

Балки жесткости мостов через р. Шексну и через р. Северн

Балки (фермы) жесткости мостов Golden Gate и Verrazano Narrows

Высоту балок жесткости назначают : ü 1/60 … 1/80 – при пролетах 100 … 150 м металлических балках с железобетонной части; и одностенчатых плитой проезжей ü 1/80 … 1/100 – при пролетах 150 … 250 м и цельнометаллических балках с ортотропной плитой проезжей части; ü 1/100 … 1/120 – при пролетах 250 … 300 м и балках замкнутого коробчатого сечения обтекаемой формы; ü При пролетах более 300 м, балки как правило, делают решетчатыми. Один из критериев назначения высоты балок жесткости принадлежит американскому инженеру Д. Штейнману: hб 0, 001 L (8, 33+0, 0033 L)

Коробчатая балка жесткости моста через пролив Босфор в Турции (отношение высоты балки к длине пролета 1/358 )