Меры по повышению аэродинамической устойчивости

В настоящее время проблема обеспечения аэродинамической устойчивости мостовых сооружений решается двумя путями:

1. Американский – связан с повышением изгибной и крутильной жесткости сооружения;

2. Европейский – связан с поиском конструктивных форм отличающихся хорошими аэродинамическими свойствами с точки зрения обтекания их ветровым потоком.

Меры по повышению аэродинамической устойчивости висячих и вантовых мостов, прежде всего направлены на уменьшение различных видов колебаний: вертикальных, горизонтальных, крутильных и изгибно-крутильных.

против вертикальных колебаний:

– повышение изгибной жесткости пролетного строения;

– увеличение постоянной нагрузки.

против горизонтальных колебаний:

– увеличение ширины моста;

– постановка ветровых горизонтальных предварительно напряженных оттяжек.

против крутильных колебаний:

– применение в качестве балок жестких пространственных конструкций, в первую очередь, коробчатых.

– противизгибно-крутильных колебаний:

– применение ферм жесткости (дробление воздушного потока) (рис.13.15);

а) б)

Рис. 13.15. Схемы сечения балок (ферм) жесткости висячих мостов

а – мост через пролив Маккинак (548+1157+548), б – Фортский мост (409+1006+409)

2

– применение балок жесткости улучшенной обтекаемости или устройство обтекателей из легких металлов для обычных балок (см. рис. 13.16 и 13.17);

а) б)

Рис. 13.16. Схемы сечения балок жесткости висячих мостов

а – мост через р. Северн (305+988+305), б – пролив Малый Бельт, Дания (240+600+240)

1 – закрылки, 2 – продольные решетчатые фермы

Рис. 13.17. Элемент обтекателя вантового моста через Неву

– применение сквозной проезжей части из систем вертикальных ребер вместо плиты, т.н. аэродинамически «прозрачного» настила (т.н. настила с прорезями, настила с перфорацией, просеченно-вытяжного настила), а также бордюров и продольных балок с прорезями для пропуска ветрового потока (см. рис. 13.18). В такого рода конструкциях, течение воздушного потока оказывается беспорядочным, вследствие чего возможность изгибных вертикальных колебаний становится маловероятной.;

Рис. 13.17. Сквозная конструкция проезжей части балки жесткости

– устройство в элементах конструкции специальных каналов-шлюзов для сквозного пропуска ветрового потока;

– использование характерных особенностей рельефа местности, обуславливающих естественную турбуляцию ветрового потока в нижнем, приземном слое атмосферы;

– применение железобетонных балок жесткости, вследствие большой массы, а также по причине быстрого (в 2…3 раза) затухания колебаний, железобетонные вантовые мосты в отношении аэродинамической устойчивости не создают проблем.

Последние данные аэродинамических испытаний моделей крупных мостов показывают, что многовантовые системы с двумя плоскостями радиально расположенных вант и висячие мосты с наклонным расположением подвесок и коробчатыми балками малой высоты (L/300) имеющими обтекаемый профиль сечения, практически не подвержены опасным аэроупругим колебаниям.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.		Казакевич М.И. Аэродинамика мостов. – М.:Транспорт, 1987. - 240 с.
2.		Качурин В.К., Брагин А.В., Ерунов Б.Г. Проектирование висячих и вантовых мостов. – М.: Транспорт, 1971. - 282 с.
3.		Перельмутер А.В. Основы расчета вантово-стержневых систем. – М.:Стройиздат, 1969. - 192 с.
4.		Петропавловский А.А. и др. Проектирование деревянных и железобетонных мостов. – М.: Транспорт, 1978. - 360 с.
5.		Петропавловский А.А. и др. Проектирование металлических мостов. – М.: Транспорт, 1982. - 320 с.
6.		Петропавловский А.А. и др. Вантовые мосты. – М.: Транспорт, 1985. - 224 с.
7.		Смирнов В.А. Висячие мосты больших пролетов. – М.: Высшая школа, 1975. - 368 с.

8.		Бахтин С.А. Висячие и вантовые мосты. – Новосибирск, 1990. - 108 с. (учебное пособие)
9.		Богатырев А.И., Шулькин Ю.Б., Елизаров С.В. Статический расчет висячих мостов по деформированной схеме. – Л.: ЛИИЖТ, 1989. - 33 с. (методические указания)
10.		Брагин А.В., Шайкевич В.Л. Расчет вантовых мостов. – Л.:ЛИСИ,1986. - 36 с. (методические указания)
11.		Гайдаров Ю.В. Вантовые конструкции. – Л.:ЛИИЖТ, 1972. - 72 с. (методические указания)
12.		Крамарев С.Я. Определение усилий в стержнях вантовых ферм. – Л.:ЛИИЖТ, 1954. - 35 с. (учебное пособие)
13.		Максарев Е.Д. Технико-экономическая характеристика висячих и вантовых мостов. – Л.: ЛИИЖТ, 1988. - 26 с. (методические указания)
14.		Русаков И.М. Проектирование мостов. Задание на контрольную работу по висячим и разводным мостам с методическими указаниями для студентов VI курса специальности мосты и тоннели. – М.:ВЗИИТ, 1973.
15.		Сильницкий Ю.М. Вантовые мосты. – Л.: ЛИИЖТ, 1972. - 72 с. (методические указания)
16.		Сильницкий Ю.М. Висячие мосты. – Л.: ЛИИЖТ, 1969. - 86 с. (методические указания)