Основные схемы металлических мостов. Область их рационального применения.

Схемы мостов: балочные, арочные и висячие мосты,комбинированные.

Современные стали дают возможность перекрывать балочными конструкциями пролеты, достигающие 300-500 м.

По способу перекрытия пролетов балочные мосты бывают разрезной, неразрезной и консольной систем (рис. 7, а, б и в).

По конструкции главных несущих элементов: главные балки со сплошной стенкой (см. рис. 7, а, б и в) и мосты со сквозными фермами (рис. 7,г).

В мостах разрезной системы каждый пролет перекрыт самостоятельным пролетным строением, не связанным с соседними (см. рис. 7, а). Это обеспечивает простоту и независимость работы каждого пролета. Просадки опор не влияют на работу разрезных пролетных строений. Недостаток - большая затрата металла (в них не используется разгружающее влияние соседних пролетов или консолей).

Неразрезные мосты, имеющие главные балки (фермы), которые перекрывают два или несколько пролетов (см. рис. 7, б), благодаря совместной работе и разгружающему влиянию надопорных моментов требуют меньшей затраты материала и обладают большей жесткостью, чем разрезные мосты. И при постройке неразрезных мостов удобно применять навесной способ сборки без подмостей. Недостатки: дополнительные напряжения в главных балках при просадках опор и большие температурные удлинения при многопролетной схеме.

В настоящее время неразрезные пролетные строения все чаще применяют в автодорожных мостах.

Рис. 7. Основные системы металлических мостов: 1 — сопряжение подвесного пролета с консолями; 2 —временная нагрузка; 3 — балка жесткости; 4 — арочный пояс; 5 — кабель; 6—вант; 7 —подпружный арочный пояс; 8 —дополнительный подкос

Промежуточной по своим свойствам и условиям работы - консольная система (см. рис: 7, а). По затрате металла на пролетные строения она близка к неразрезной. Благодаря статической определимости просадки опор не вызывают в ее главных балках (фермах) дополнительных напряжений. Экономические преимущества консольных мостов, так же как и неразрезных, увеличиваются с возрастанием величины пролетов. Недостатки: имеет сложные конструктивные места — сопряжения подвесных пролетов с консолями. В этих сопряжениях под нагрузкой образуются довольно резкие перегибы линии прогиба, повышающие динамическое воздействие подвижных нагрузок. И при повреждении одного из основных пролетов неизбежно обрушение конструкции соседних пролетов.

Т.к. современная техника фундаментирования дает возможность устраивать надежные (в отношении просадок) опоры мостов даже в сложных грунтовых условиях, смысл применения консольных мостов в настоящее время отпал.

арочные мосты (распорная система), требуют меньшей затраты металла на пролетные строения, чем мосты балочных систем, но из-за передачи распора более мощными приходится делать опоры.

При хороших грунтах арочная система часто бывает весьма целесообразной. При плохих грунтовых условиях и большой высоте опор строить арочные мосты затруднительно. Часто строят в горных районах, а также в городах, часто исходя из архитектурных соображений. По своей конструкции арочные мосты имеют арки сплошного сечения (рис. 7, е) или решетчатые арочные фермы.

Распор арочного пролетного строения может быть воспринят затяжкой, пролетное строение превращается в безраспорное балочное. Часто применяют арки с жесткой затяжкой в виде сплошной балки или сквозной фермы. Называют балкой жесткости (рис. 7, ж). По условиям своей работы – комбинированная система.

В висячих мостах основной несущий элемент - кабели, цепи или ванты из высококачественной стали большой прочности. Для увеличения вертикальной жесткости висячих мостов их снабжают балками жесткости (рис. 7, з).

Разновидность висячих мостов - системы с балкой жесткости, поддерживаемой системой вантов (рис. 7,и).

Комбинированные системы имеют ту особенность, что благодаря их статической неопределимости можно применять искусственное регулирование усилий в их элементах, дающее экономию в затрате металла на конструкцию.

В металлических пролетных строениях любых систем основными несущими элементами являются балки, фермы, арки или другие конструктивные элементы, перекрывающие пролеты между опорами и поддерживающие все остальные элементы пролетного строения.