Лекция 5 ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ЭЛЕМЕНТОВ ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ

Лекция 5 ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ЭЛЕМЕНТОВ ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТОВ 12. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 13. ЭЛЕМЕНТОВ ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТОВ 13. ДИНАМИЧЕСКИЙ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 14. ЭЛЕМЕНТОВ ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТОВ

Модель вантового моста через р. Неву в Санкт-Петербурге

Схема аэродинамической трубы

Модель Моста Камнерезов в Гонконге в а. д. трубе

ДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ это способность висячих и вантовых мостов противостоять вертикальным, горизонтальным и крутильным колебаниям ПРИЧИНЫ ВЕРТИКАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ: üнеровности проезжей части; üколебания неуравновешенных частей нагрузки; üпериодичность воздействия нагрузки, ритмичные воздействия пешеходов и др. ; ПРИЧИНЫ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ: üвоздействие ветра; ПРИЧИНЫ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ: üасимметричное приложение вертикальных и горизонтальных нагрузок.

ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ИСПОЛЬЗУЮТ: КОНСТРУКТИВНЫЕ МЕРЫ: ü применение многовантовых систем; ü применение жестких пилонов; ü использование железобетона; ДЕМПФИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА: ü противовесы; ü изгибаемые пластины; ü насечки на кабелях и вантах. Т. О. В ОСНОВЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ: ü присоединение дополнительной массы; ü снижение амплитуды колебаний; ü увеличение демпфирующих свойств сооружения.

Демпфирующие устройства в виде противовесов для вант, и в виде изгибаемой пластины для балки жесткости

Резонансные гасители колебаний

Демпфирующие устройства на вантах моста Нормандия

Демпфирующие устройства на вантах моста через Неву

способность висячих и вантовых мостов противостоять воздействиям ветра (т. е. способность воспринимать ветровую нагрузку) Ветровая нагрузка, может быть определена уравнения кинетической энергии ветрового потока: q=0, 5 v 2 из

Характеристики ветрового потока

ПРИЧИНЫ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ: ü образование вихрей и вихревых дорожек (т. н. «дорожки Кармана» ); ü возникновение автоколебаний.

Образование вихрей и вихревых дорожек

Формы поперечных сечений балок жесткости и соответствующие им «число Струхаля» Sh

Схемы возникновения автоколебаний

Мосты разрушенные ветром

Крушение Такомского моста в 1940 г.

Новый Такомский мост (общий вид и фрагмент фермы жесткости)

Компьютерная модель проекта третьего Такомского моста

КРИТЕРИЙ ОЦЕНКИ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ: ПРЕДЛОЖЕННЫЙ АМЕРИКАНСКИМ ИНЖЕНЕРОМ Р. Амманом

АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ЗАВИСИТ: УСТОЙЧИВОСТЬ МОСТОВ ü от частоты собственных изгибных и крутильных колебаний конструкции и их соотношения; ü от аэродинамических характеристик конструкции; ü от соотношения критической для данной конструкции скорости ветра и максимальной скорости ветра в районе строительства. В ЦЕЛОМ, ПРОВЕРКА АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ МОСТОВ СВОДИТСЯ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ КРИТИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ ВЕТРА ДЛЯ КАЖДОГО КОНКРЕТНОГО ПРОЛЕТНОГО

МЕРЫ ПО ПОВЫШЕНИЮ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ: прежде всего направлены на уменьшение различных видов колебаний. против вертикальных колебаний: – повышение изгибной жесткости пролетных строений; – увеличение постоянной нагрузки. против горизонтальных колебаний: – увеличение ширины моста; – установка ветровых горизонтальных оттяжек. против крутильных колебаний: – применение в качестве балок жесткости пространственных конструкций. против изгибно-крутильных колебаний: – применение в качестве балок жесткости решетчатых ферм; – применение балок улучшенной обтекаемости; – применение сквозной проезжей части; – устройство в конструкции каналов-шлюзов для пропуска ветрового потока; – использование характерных особенностей рельефа местности;

Схемы сечения ферм и балок жесткости висячих мостов (через пролив Маккинак, Фортского, Севернского и моста через пролив Малый Бельт)

Элемент обтекателя вантового моста через Неву

Элементы обтекателя висячего моста Цинма в Гонконге (самый большой в мире совмещенный висячий мост с основным пролетом 1500 м)

Т. н. «успокаивающий лист» высотой 88 см на разделительной полосе моста Ранъянг в Китае (третий по величине висячий мост мира с основным пролетом 1490 м)

Сквозная конструкция проезжей части балки жесткости