Раздел 5 Железобетонные мосты и путепроводы

Тема 5.1.Основные системы железобетонных мостов и путепроводов.

Основные системы железобетонных мостов

Мосты из железобетона обладают рядом достоинств. Они деше­вы в эксплуатации и долговечны, на них расходуется значительно меньше металла по сравнению с металлическими .мостами, они мо­гут иметь любую требуемую форму, позволяют монолитно соединять друг с другом отдельные части конструкции.

Все это обусловило широкое распространение железобетонных мостов в современном строительстве как с малыми и средними, так и с большими пролетами.

Первые железобетонные мосты появились во второй половш XIX в., однако широкое применение они получили лишь в наше столетии.

В СССР построено много железобетонных мостов, выделяющимися своими пролетами и конструкциями. К их числу относятся: мосты под автомобильную и железную дорогу через Старый и Новь Днепр с наибольшим пролетом 228 м, мост имени Володарского через р. Неву в Ленинграде с наибольшим пролетом 148 м, мост через р. Волгу в Ярославле (пролет 148 м) и Саратове (пролет 166 м), через р. Иртыш и многие другие.

За рубежом также имеется много больших и оригинальных железобетонных мостов, в том числе через р. Параматту в Сиднее пролетом 305 м, на Адриатическом побережье Югославии пролетом 390 м, через оз. Маракаибо с пролетами 235 м, через р. Сенупролс том 320 м, через р. Рейн у Бендорфа (пролет 208 м) и др.

Современные железобетонные мосты сооружают как монолитными, так и сборными. Для монолитных конструкций строят специальные подмости с опалубкой и выполняют на месте трудоемки арматурные и бетонные работы. В некоторых случаях устраивают передвижную опалубку и бетонируют конструкции без подмостей , или перемещая подмости с опалубкой из пролета в пролет.

Сборные конструкции состоят из элементов, изготовленных на за

воде или полигоне. На месте монтируют доставляемые готовые элементы, объединяя их в единую конструкцию. Применение сборных

конструкций позволяет индустриализировать их изготовление, ускорить темпы строительства, освободиться от устройства подмостей I

опалубки и уменьшить трудоемкость строительных работ. Применение сборных конструкций облегчает также строительство в зимнее

время.

В настоящее время в СССР строят преимущественно сборные железобетонные мосты.

Конструкции железобетонных мостов в значительной степени зависят от выбранной системы (статической схемы) сооружения. Наибольшее распространение получили балочные разрезные, нераз­резные и консольные системы мостов.

Простейшие балочные мосты с плитными пролетными строения­ми обычно имеют пролеты 3—18 м.

Балочные разрезные системы (рис. 10.1, а) используют для пе­рекрытия пролетов от 6—8 до 30—40 м. Концы балок опираются на шарнирно-подвижную и шарнирно - неподвижную опорные части, в результате чего при вертикальных нагрузках балка передает на опоры только вертикальные реакции. Балочные разрезные мосты характерны однозначной эпюрой изгибающих моментов М. Нераз­резные балочные мосты применяют при пролетах от 30—40 до 100— 150 м при достаточно прочных грунтах в основании опор (рис. 10.1,6). Опоры неразрезных балок воспринимают в основном вер­тикальные усилия, а эпюра моментов М в балке двузначная с от­рицательными участками над промежуточными опорами. Осадка опор в неразрезных балках может вызвать появление дополнительных усилий. В консольных системах (рис. 10.1, г) благодаря стати­ческой определимости осадки опор не вызывают дополнительных усилий. Подвесные пролетные строения пролетом /1 в консольно-балочных пролетных строениях опираются на консоли /₂ основных пролетных строений. По распределению усилий консольные системы близки к неразрезным, однако имеют меньшую жесткость и под на­грузкой дают переломы линии прогиба в местах сопряжения под­весных пролетных строений с консолями.

Рамные системы (рис. 10.1, в) целесообразны при /=30ч-60м. Они характерны тем, что в стойках рам возникают изгибающие моменты, а на опоры передаются как вертикальные, так и гори­зонтальные усилия (распор). Работая на изгиб, стойки рамы разгружают ее ригель, уменьшают его высоту. Получили распрост­ранение рамные мосты с наклонными стойками (рис. 10.1, д).

Рамно-балочные системы (рис. 10.2, а) представляют собой со­четание Т-образных рам и подвесных пролетных строений, шарнирно опертых на консоли рам. Пролеты таких систем могут быть в пределах от 40—60 до 80—150 м. Опоры рам под действием вер­тикальной нагрузки передают на основание вертикальную силу и изгибающий момент; горизонтальная опорная реакция, как правило, мала. В ригелях рам возникают только отрицательные изгибающие моменты, а в подвесных разрезных пролетных строениях — только положительные. Разновидностью рамной системы является конст­рукция из Т-образных рам, шарнирно-соединенных между собой (рис. 10.2,6). Такие рамы применяют для пролетов от 60 до 120— 160 м. В отличие от предыдущей системы опоры передают на осно­вание еще и горизонтальную силу. В последнее время концы рам стали омоноличивать без устройства шарнира.

Весьма часто при прочных грунтах в основании опор целесооб­разны арочные системы (рис. 10.3, а). Арки железобетонных мостов могут перекрывать пролеты от 50—60 до 200—300 м, но требуют развития фундаментов, воспринимающих наклонные опорные дав­ления арок и передающих их на грунт. Арки работают в основном на сжатие. Над арочное строение состоит из балок проезжей части и сжатых стоек.

В ряде мостов, построенных в СССР, применена консольно-арочная система (рис. 10.3, б), каждый пролет / которой состоит из двух полуарок, связанных верхней затяжкой, расположенной в уровне проезжей части. В результате этого на опору передаются большей частью вертикальные усилия, а горизонтальные составляющие опор­ных реакций уменьшаются. Пролеты таких систем 90ч-120 м.

Вантовые системы (рис. 10.3, в) представляют собой неразрез­ные балки, поддерживаемые наклонными вантами, закрепляемыми на вершинах вертикальных пилонов опор. Ванты создают дополни­тельные опоры для балки, что облегчает ее работу; они восприни­мают только растягивающие усилия. Пилоны работают в основном на центральное сжатие. Пролеты мостов такой системы могут быть от 50—80 до 250—300 м.

В отдельных случаях находят применение и другие системы же­лезобетонных мостов.