Другие виды комбинированных систем

15.06.2016

Помимо различного сочетания арок и балок, в комбинированных системах встречаются и другие простые основные системы. Одной из них является сочетание балки и стержневой фермы. Примером может служить конструкция цельносварного пролетного строения расчетной длиной 66 м под железную дорогу, предложенная профессором К.Г. Протасовым (см. рис. 9.4, б и 9.15).
Конструкция имеет панель главных ферм 16,5 м и панель проезжей части 5,5 м. Разместив поперечные балки не только в узлах, но и в третях панелей главных ферм (благодаря преобразованию нижнего пояса фермы в балку жесткости) создали наиболее экономичную проезжую часть при оптимальных параметрах решетки главных ферм.
При разработке конструкции большое внимание уделялось изготовлению конструкции. Балки жесткости имеют двутавровое сечение. Так как раскосы и верхние пояса в плоскости ферм обладают значительной свободной длиной, им придано также двутавровое сечение с максимальной жесткостью в вертикальной плоскости (рис. 9.16). Меньшая жесткость двутавровых сечений раскосов и верхнего пояса в горизонтальной плоскости компенсируется уменьшением свободной длины элементов. Этого достигли постановкой продольных связей в уровне верхних поясов и поперечных связей в плоскостях сжатых и сжато-растянутых раскосов.
Другие виды комбинированных систем

Для уменьшения положительных изгибающих моментов в балке жесткости оси раскосов центрированы не на ее ось, а на линию, расположенную на 750 мм выше. Возникающие в балке жесткости отрицательные моменты от действия продольного усилия уменьшают положительные моменты от внеузлового прикрепления поперечных балок проезжей части.
Другие виды комбинированных систем

При принятой панели проезжей части усилия в продольных балках оказались заметно меньше усилий в поперечных. Поэтому высота продольных и поперечных балок принята различной.
Комбинированная система в виде фермы с жестким нижним поясом была использована при проектировании двухпутных пролетных строений для высокоскоростных железных дорог. В них для уменьшения положительных изгибающих моментов в балке жесткости, имеющей коробчатое сечение, установлены подвески. Стойки, как и в обычной стержневой ферме, уменьшают свободную длину сжатого верхнего пояса. Проезжая часть выполнена в виде двухъярусной ортотропной плиты, по которой устроено мостовое полотно с ездой на балласте.
В пролетных строениях автодорожных мостов применяют комбинированную систему в виде фермы с полигональным верхним и жестким нижним поясами (см. рис. 9.4, в). Наличие балки жесткости позволяет выбрать небольшим шаг поперечных балок и отказаться от установки продольных балок проезжей части, осуществив опирание железобетонной или ортотропной плиты проезжей части только на поперечные балки.
На мосту через реку Катунь пролетное строение типа изображенного на рис. 9.4, а перекрывает пролеты 75 + 126 + 63 м (рис. 9.17). На участках длиной 91 м над промежуточными опорами балка усилена сквозными раскосными фермами, что привело к уменьшению изгибающих моментов на этих участках и создало удобства для навесной сборки пролетных строений.
В поперечном сечении при полной ширине моста 10,4 м приняты две главные балки с расстоянием между ними 5,52 м. Верхний пояс балки образован горизонтальным листом ортотропного настила толщиной 10 мм и приваренными к нему продольными ребрами из уголков 160х100х10 мм. Уголки узкими полками опираются на верхние пояса сквозных поперечных связей, прикрепленных к ребрам жесткости главных балок.
Другие виды комбинированных систем

Нижний пояс балок имеет ширину 520 мм и толщину, изменяющуюся от 16 до 32 мм в зависимости от величины изгибающих моментов. Все элементы ферм, подкрепляющих главные балки, имеют Н-образное сечение. Сечение арки — коробчатое, составленное из четырех уголков двух вертикальных и двух горизонтальных листов, причем нижний горизонтальный лист имеет по длине овальные отверстия (перфорацию). Для погашения отрицательной опорной реакции на левобережном устое на конце пролетного строения поставлен пригруз.
Одной из интересных разработок, выполненных отечественными специалистами на рубеже XX...XXI вв., явилось мостовое сооружение через реку Иртыш у г. Ханты-Мансийска. Запроектированный ОАО «Трансмост» мостовой переход полной длиной 1315,9 м, с архитектурной точки зрения, представляет собой гармоничное сочетание балочных и комбинированных систем, наиболее отвечающих природному ландшафту в месте слияния двух крупнейших рек Сибири — Иртыша и Оби. Основное стальное пролетное строение моста имеет схему 94,5 + 136,5 + 231 + 136,5 + 94,5 м и представляет собой пятипролетную балку, усиленную арочными подпругами как понизу, так и поверху (рис. 9.18). Сложность рассматриваемой системы состоит в том, что ее тип можно трактовать и как многопролетную решетчатую арку с затяжкой и ездой посередине.
Проезжая часть пролетного строения под габарит Г-11,5 + 2 х 1,5 м представляет собой металлическую ортотропную плиту с обычными полосовыми продольными ребрами. Ho при длине ребра 10,5 м, равной длине панели арки, поставлены дополнительные мощные продольные ребра.
В конструкции главных арок применены следующие прогрессивные решения:
- для обеспечения заводского изготовления все сечения элементов подходят под номенклатуру существующего типового проекта решетчатых пролетных строений железнодорожных мостов;
- все узлы главных арок выполнены цельносварными на заводе с вынесением стыков за пределы узла;
- для всех элементов главных арок применена заводская герметизация, при этом используется как принцип сведения коробчатых элементов по концам в Н-образные сечения, так и постановка торцевых заглушек.
Другие виды комбинированных систем