Пролетные строения с неразрезными и консольными решетчатыми фермами

15.06.2016

Неразрезные балочные пролетные строения выгодно отличаются от простых балок меньшими положительными изгибающими моментами и прогибами, плавностью линии прогиба, меньшим числом стыков проезжей части (уравнительных приборов рельсового пути, деформационных швов автопроезда). Появляется возможность применения навесной сборки и надвижки без усиления ферм и временных соединительных элементов.
Однако экономия металла за счет неразрезности ферм достигается не всегда. Усилия в поясах главных ферм снижаются, но увеличивается число элементов со знакопеременными усилиями. Площадь их сечения лимитируется условием выносливости материала и подчас оказывается большей, чем по условиям прочности и устойчивости элемента. Поэтому чем легче временная нагрузка в сравнении с постоянной и чем больше длина пролетов, тем вероятнее экономия металла в неразрезных фермах. Опыт показывает, что в железнодорожных мостах снижение металлоемкости можно достичь при длине пролетов свыше 110...130 м, а в автодорожных — свыше 80—100 м.
В неразрезных пролетных строениях используют те же типы решеток, что и в простых фермах. Применяют обычно двухпролетные и трехпролетные конструкции. Увеличение числа пролетов в неразрезной системе не приводит к существенной экономии металла, но увеличивает длину температурного пролета и тормозные силы, передаваемые на одну из опор. При пролетах длиной более 200...250 м одному из поясов стремятся придать криволинейное или полигональное очертание, увеличивая высоту ферм над опорами в соответствии с эпюрой изгибающих моментов в балке. Это обеспечивает более плавное изменение усилий в элементах ферм и улучшает внешний вид моста. Однако при криволинейных верхних поясах затруднено перемещение по ним монтажного крана, а большое число элементов разной длины препятствует унификации пролетных строений.
Гипротрансмостом в 1991 г. разработан типовой проект не разрезных однопутных пролетных строений по схемам 2х110 м и 2х132 м с ездой понизу (рис. 7.45, а). Кроме того, на базе типовых унифицированных решений могут формироваться пролетные строения по другим схемам (рис. 7.45, б...в). В основу типового проекта положены те же принципы, что и для разрезных пролетных строении.
Пролетные строения с неразрезными и консольными решетчатыми фермами

В отечественных пролетных строениях с ездой понизу применяют безбалластное мостовое полотно со сборными железобетонными плитами. Для зарубежных мостов характерна езда на балласте по стальной ортотропной плите. В качестве примера приведем мост через реку Южная Эльба в Гамбурге (Германия), имеющий трехпролетную схему 107,40 + 125,61 + 107,40 м (рис. 7.46, а). Пролетное строение под два пути на балласте имеет жесткий коробчатый нижний пояс и одноярусную ортотропную плиту с пластинчатыми продольными ребрами, включенную в совместную работу с нижними поясами ферм (рис. 7.46, б). Пролетное строение цельносварное за исключением отдельных стыков на ВПБ. Монтаж произведен продольной надвижкой.
В зарубежной практике применяют также неразрезные про летные строения железнодорожных мостов с ездой поверху. Их исполняют с простой треугольной решеткой ферм с параллельными поясами либо с криволинейным нижним поясом.
Как известно, в неразрезных балочных системах при неравномерной осадке опор возникают дополнительные усилия. Mo этой причине в XIX в. и в начале XX в. опасались приметь к неразрезные фермы.
Пролетные строения с неразрезными и консольными решетчатыми фермами

Пролетные строения балочно-консольной системы в силу их статической определимости нечувствительны к неравномерным осадкам опор. В то же время по затратам металла пролетные строения данной системы близки к неразрезным. Эти обстоятельства способствовали большому распространению консольных ферм в конце XIX столетия, которыми были перекрыты рекордные пролеты балочной системы.
Консольные пролетные строения формируются из одноконсольных (рис. 7.47, а) или двухконсольных (рис. 7.47, б) ферм, на которые шарнирно опираются подвесные пролетные строения (подвески). В многопролетных мостах могут использоваться оба типа (рис. 7.47, в). Очертание поясов ферм консольной системы часто имеет криволинейную форму, повторяющую вид эпюры изгибающих моментов в консольной балке и придающую ей архитектурную выразительность.
Пролетные строения с неразрезными и консольными решетчатыми фермами

Рекомендуемое отношение длины консоли к пролету консольного пролетного строения, исходя из минимума его металлоемкости, составляет 0,15...0,4 (большее значение соответствует большему относительному значению постоянной нагрузки). В железнодорожных мостах при назначении длины консоли учитывают неблагоприятное очертание линии прогиба, имеющей переломы в шарнирах подвесок. Это является недостатком данной системы по сравнению с балочно-неразрезной. Недостатком является и необходимость устройства шарниров, работающих на большие динамические нагрузки.
Современные методы расчета, конструирования и строительства мостов устраняют дополнительные усилия в неразрезной системе от неравномерных осадок опор. Поэтому консольные фермы практически исключены из практики строительства железнодорожных мостов еще в 1950-е гг., приоритет в мостах больших пролетов отдается неразрезным пролетным строениям.