Особенности применения

Железобетонных балок жесткости

1. Возможность применения местных материалов при изготовлении балок;

2. Балки конструктивно имеют мощное сечение, т.о., как правило, не требуют специального усиления на прочность и устойчивость;

3. Сечение балок зависит не от величины пролета, а от длины панели, следовательно, при одинаковых панелях сечениеможет быть постоянным, независимо от величины пролета (т.о. по предложению В.И. Кириенко можно изготавливать стандартные железобетонные блоки длиной в одну панель и собирать из них пролеты различной длины);

4. Меняя стрелу провисания нити, можно регулировать (рационализировать) усилия (обжатие) в балке;

5. Мосты с железобетонной балкой обладают высокой жесткостью (увеличение жесткости в несколько (5 …6) раз). Повышение жесткости происходит за счет увеличения собственного веса конструкций т.к. в процентном отношении доля временной нагрузки становится меньше;

6. В железобетоне, по сравнению с другими материалами происходит быстрое, в 2 … 3 раза быстрее, затуханиеколебаний, следовательно, повышается аэродинамическая устойчивость конструкции;

7. Железобетонные балки экономичнее в сравнении с металлическими (стоимость железобетона меньше стоимости металла примерно в 10 раз);

8. Повышается коррозионная стойкость конструкции;

9. Для железобетонных балок величина пролета 60 … 120 м является рациональной, экономически целесообразное решение – до 500 м.

В последние годы, большая часть висячих и вантовых мостов за рубежом, проектируется с применением железобетонных балок жесткости. Во всех построенных висячих мостах с железобетонной балкой жесткости, пилоны также выполнены из железобетона.

Дополнительные меры

Повышения жесткости висячих мостов

Меры,приводящие к повышению жесткости висячих систем:

1. Постановка наклонных вант;

Рис. 8.31. Постановка наклонных вант

В таких системах, вертикальные ванты ограничивают вертикальные перемещения системы, а горизонтальные (пологие) – препятствуют горизонтальным перемещениям.

Как отмечалось выше, при загружении половины пролета балка жесткости имеет S-образный прогиб, наибольшие перемещения, при этом, возникают в четверти пролета, для уменьшения этих перемещений и применяют наклонные нисходящие ванты вблизи опор, которые являются своего рода, дополнительными упругими опорами. Установленные в системе восходящие ванты натянуты, и фиксируют очертание кабеля.

Системы с восходящими и нисходящими дополнительными вантами не получили широкого распространения из-за неблагоприятного внешнего вида, однако примеры имеются см. рис. 8.32 и 1.13.

Рис. 8.32. Схема моста через р. Огайо в США

2. Жесткое прикрепление цепи к балке (в одной точке) в середине пролета;

Рис. 8.33. Принципиальная схема и схема работы моста с прикрепление цепи к балке

(проставленные размеры соответствуют размерам Танкервильского моста (Франция))

Одна из возможных конструкций и принципиальная схема прикрепление кабеля на анкерной опоре показаны на рис. 8.34 и 8.35.

Рис. 8.34. Схема прикрепление кабеля на анкерной опоре Танкервильского моста

Рис. 8.35. Схема прикрепление кабеля на анкерной опоре

В результате обжатия появляется сила трения кабеля о конструкцию, причем, необходимо создать такое обжатие, чтобы F_тр> Н_вр (F_тр = m´N, N – нагрузка от прижимающей части (того, что лежит на поверхности)).

Положительные свойства:

– уменьшение прогибов в четверти пролета (в среднем в 3 раза).

– прикрепление препятствует несимметричным формам колебаний системы;

Отрицательные свойства:

– распор в системе не постоянен;

– возникает необходимость работы балки (при несимметричном загружении) на продольное усилие Н₁– Н₂;

– необходимо устраивать специальные закрепления балки на одной из опор;

– повышенная чувствительность системы к изменению температуры.

3. Объединение цепи с балкой в единое целое на части длины пролета;

При этом в конструкции появляется ферма, имеющая наибольшую высоту там, где возникают максимальные моменты и прогибы (см. рис. 8.36). Растяжение всех элементов фермы обеспечивается постоянной нагрузкой.