А – мост Флорианополис, 1931 г., Бразилия, б – мост через Мессинский пролив, США

Положительные свойства:

– на участке равном L/2 устраняются взаимные перемещения кабеля и балки жесткости т.к. эти конструкции составляют единое целое;

– устраняются продольные перемещения цепи (ограничиваются изменения формы равновесия);

– существенно повышается жесткость системы (в среднем в 2 раза) при возможном уменьшении высоты балки жесткости;

– возрастает экономичность системы (экономия металла может составлять до 30%).

4. Применение наклонных подвесок;

Рис. 8.37. Схема моста с наклонными подвесками.

(мост через р. Северн, 1966 г., Англия, см. также рис. 7.26)

Рис. 8.38. Мост через р. Хамбер с наклонными подвесками, Англия 1977-1981 гг.

Положительные свойства:

– система наклонных подвесок увеличивает общую жесткость моста (снижает изгибающие моменты) за счет превращения системы в комбинированную ферму;

– в общих узлах наклонных подвесок аккумулируется энергия, необходимая для гашения вынужденных колебаний за счет гистерезиса;

Гистерезис (см. рис. 8.39) – различие в величине упругих напряжений при одной и той же деформации при их увеличении или уменьшении, – т.е. приращение напряжений в конце деформации больше.

В наклонных подвесках происходит перераспределение напряжений с некоторым запаздыванием, что и аккумулирует энергию для гашения последующих изменений длины подвесок. В смежных узлах подвесок накапливается дополнительная энергия, которая препятствует перемещениям кабеля.

Рис. 8.39. Схема гистерезиса

Необходимо обеспечить работу подвесок как на растяжение (оно обеспечивается за счет действия постоянных нагрузок), так и на сжатие, это достигается выбором соответствующей их длины и угла наклона. Подвески надо ставить как можно круче, однако количество их при этом значительно увеличивается, экономичность и сложность системы растут.

5. Применение двухцепных мостов (система С.А. Цаплинна);

Рис. 8.40. Схема двухцепного моста

(нижние участки кабеля очерчены по параболе, верхние участки кабеля – прямолинейны)

В таких системах верхние прямолинейные участки кабеля можно рассматривать как своеобразный податливый пилон, установленный в середине пролета.

Положительные свойства:

– повышение жесткости системы;

– снижение высоты балки жесткости (в среднем на 30 … 40%);

– уменьшение отрицательных изгибающих моментов в балке.

Отрицательные свойства:

– увеличение расхода материала на цепи;

– сложность конструкции, увеличение количества узлов;

– менее благоприятный внешний вид.

Проекты мостов системы С.А. Цаплина предлагались в 30-е, 40-е годы ХХ в. см. рис. 8.41.

Рис. 8.41. Проект двухцепного моста

6. Совершенствование форм балок жесткости;

Сюда относится:

1. Повышение крутильной жесткости балок достигаемое, в частности, переходом к сквозным балкам (фермам) жесткости, см. также п. 7.5 рис. 7.28;

2. Улучшение аэродинамических характеристик балок устройством, обтекаемых балок коробчатого сечения, а также устройством элементов проезжей части полностью проницаемых потоками воздуха и т.п. см. также п. 7.5, рис. 7.26.

Лекция 4