Ванты что это такое в строительстве

К вантовым конструкциям можно отнести большое множество конструктивных сооружений, таких как мосты, всевозможные подвешенные конструкции, кровельные конструкции и множество других подобных. Сходство всех видов вантовых конструкций основано на том, что все конструкции подобного типа имеют так опорные части жесткого типа, и специальных тросов, которые растянуты на данных опорах, так же растяжками могут быть специальные стержни. Все материалы для растяжки выполняются из особо прочной стали, опорные части конструкции, как правило, имеют состав из железа и бетона.

Применение такого вида конструкций на сегодняшний день используется в довольно широких масштабах, поскольку вантовые конструкции выполняют не только масштабные задачи, но и могут использоваться в ремонте, как украшение и полезные сооружения в строительстве зданий, для отделки фасадов и даже внутри помещения. Вантовая конструкция является столь популярной, поскольку сам процесс ее изготовления не является чрезвычайно усложненным с технической точки зрения. Данная конструкция имеет распорный тип.

З КУРС(2020-2021у.г.). Висячие конструкции.Ванты.

Разновидности вантовых конструкций

Вантовые конструкции могут иметь конструктивные подразделения, так и они могут являться пространственными и быть конструкциями плоскостного типа. В свою очередь вантовые конструкции плоскостного типа имеют еще несколько подразделений, а именно бывают однопоясного типа, ванты которых располагают параллельно. Такой тип применяется как правило для сооружения мостов вантового типа и всевозможных пролетов, которые могут располагаться между зданиями.

Следующим типом вантово-плосткостных конструкций является вантовая конструкция блочного типа. Такие конструкции выполнены следующим образом, к вантам этой конструкции подвешиваются специальные прочностные балки, для укрепления конструкции. Данный тип конструкции так же используется в строительстве мостов, а так же для сооружения самолетных ангаров.

И, наконец еще одним типом вантовой конструкции плоскостного типа является конструкции представляющие собой двухпоясные, заранее укрепленные, которые имеют в составе несколько вант, которые являются стабилизированными. Если говорить о форме вантовой конструкции, то этот момент будет зависеть от расположения кольца, которое располагается внутри радиальной по форме конструкции. Так она может иметь форму чаши, форму шатра, и наконец, быть конической формы. Говоря о пространственного типа вантовых конструкциях, следует отметить, что данный тип конструкций, наиболее часто применяется в таком назначении как создание кровли зданий. Например, больших торговых центров, а чаще таких зданий как стадионы и спортивные центры.

Устройство и конструкции вантовых конструкций

Конструктивно данный тип вантовых конструкций представляет собой множество пересекающихся вантовых тросов, которые образуют, таким образом, сети. Данный тип конструкций можно разделить на такие типы по форме, как конструкции ортогонального типа, радиально-кольцевой формы, и наконец, на конструкции косоугольного вида.

Ванты. Простейший способ изготовления.

Данный тип вантовых конструкций часто применяется, поскольку имеет различные прочностные характеристики, а так же разные характеристики жесткости самих вант. К тому же данный тип конструкций способен к выдерживанию большого числа нагрузок, а следовательно, с их помощью можно осуществить строительств большого безопорного пролета.

Преимуществом использования вантовых конструкций является то что данный тип конструкций имеет высокопрочные качества и данные конструкции являются абсолютно безопасными в использовании. Именно эти качества и делают вантовые конструкции столь популярными на сегодняшний день.

Источник: promplace.ru

ВА́НТОВЫЕ КОНСТРУ́КЦИИ

ВА́НТОВЫЕ КОНСТРУ́КЦИИ, гео­мет­ри­чески не­из­ме­няе­мые ви­ся­чие кон­ст­рук­ции, осн. не­су­щи­ми эле­мен­та­ми ко­то­рых яв­ля­ют­ся гиб­кие рас­тя­ну­тые пря­мо­ли­ней­ные ван­ты . Ван­ты за­кре­п­ля­ют­ся на пи­ло­нах или кре­пят­ся к кон­ст­рук­ции замк­ну­то­го кон­ту­ра ок­руг­лой (коль­цо, эл­липс) ли­бо пря­мо­уголь­ной фор­мы. Ван­ты де­ла­ют пред­ва­ри­тель­но на­пря­жён­ны­ми, что, при со­от­вет­ст­вую­щем под­бо­ре гео­мет­рич. сис­те­мы ус­та­нов­ки вант, по­зво­ля­ет им под дей­ст­ви­ем экс­плуа­тац. на­гру­зок вос­при­ни­мать сжи­маю­щие уси­лия без по­яв­ле­ния де­фор­ма­ции сжа­тия. В ре­зуль­та­те ван­то­вая сис­те­ма, не­смот­ря на на­ли­чие толь­ко гиб­ких эле­мен­тов, ра­бо­та­ет как жё­ст­кая фер­ма. По­это­му В. к. час­то на­зы­ва­ют ван­то­вы­ми фер­ма­ми.

Источник: bigenc.ru

Вантовые мосты

Нужен расчёт и полный комплект проектной документации вантового моста? Обращайтесь к нам. ТРАНССТРОЙПРОЕКТ более 10 лет разрабатывает конструкции мостов различного назначения. Наша деятельность сертифицирована. Посмотрите завершенные заказы.

С тех пор как в 1955 году в Швеции был возведен Стремсундский мост, вантовый тип моста стал одним из самых популярных конструктивных разновидностей большепролетных мостов. Многообразие видов и форм интригует как обычных граждан, так даже и самых требовательных архитекторов, а инженеры же находят их технически инновационными и сложными.

Для строительства моста с большепролетным строением вариант вантового моста — самый экономичный.

Данный тип моста состоит из: балки жесткости с расположенным на ней дорожным полотном, пилонов и крепящихся к ним стальным тросам – вантам, удерживающих дорожное полотно. Ванты обеспечивают промежуточные опоры для дорожного полотна, так, что оно может охватывать дальние расстояния.

Прим. Самый длинный пролет имеет вантовый Русский мост в городе Владивосток, Россия. Его длина 1104 метра.

Классификация вантовых мостов по их назначению

• Автодорожные вантовые пролетные строения

Примером такого моста является Большой Обуховский мост , получивший в народе простое название Вантовый мост в Санкт-Петербурге. Его конструкция представляет собой два моста с противоположным автомобильным движением: на восток и на запад, а его пилоны стали самыми высокими сооружениями культурной столицы.

• Железнодорожные вантовые пролетные строения

Железнодорожных мостов среди мостов вантового типа гораздо меньше, чем среди мостов, к примеру, ферменного типа. Это обусловлено большей подвижностью дорожного полотна из-за недостаточной жесткости конструкции. Однако вантовый тип больше подходит для размещения железнодорожного полотна, чем висячий.

Первым железнодорожным вантовым мостом стал Новый железнодорожный мост в Белграде между двумя железнодорожными станциями, разделенными рекой Савой.

• Пешеходные вантовые пролетные строения

Движение транспорта на таких мостах запрещено.

Как пример пешеходного вантового моста можно привести Павшинский мост – самый длинный мост Московской области.

• Смешанные вантовые пролетные строения

Оригинальный вантовый мост смешанного назначения под названием мост Миллениум располагается в городе Казань. Его конструкция представляет собой пилон в виде буквы М , под каждой из половинок которой располагается дорожное полотно и огороженная зона для пешеходов.

Схемы вантовых мостов

Проектирование вантового моста начинается с выбора расчетной схемы.

По количеству пилонов , вантовые мосты делятся на:

• Однопилонные
• Многопилонные

По геометрической системе опирания вант на пилон, можно выделить наиболее часто используемые:

• Система «пучок» — все тросы крепятся в одной точке.

Схема вантового двупилонного моста с системой крепления вант — «пучок».

• Система «веер» — тросы не имеют общих точек на пилоне, расположены не параллельно.

Схема вантового двупилонного моста с системой крепления вант — «веер».

• Система «арфа» — тросы не имеют общих точек, распределены по длине пилона, расположены параллельно.

Схема вантового двупилонного моста с системой крепления вант — «арфа».

Все выше представленные схемы имеют симметричный тип расположения тросов относительно пилона. Это наиболее часто встречаемый тип расположения.

Несимметричность расположения тросов чаще всего наблюдается в вантовых мостах с системой «пучок».

Схема вантового однопилонного моста с системой крепления вант — «пучок» и несимметричным расположением их относительно пилона.

Проектирование вантовых пролетных строений с ГК «ТРАНССТРОЙПРОЕКТ»

Наш проектный институт занимается проектированием мостов уже много лет. Этот опыт позволяет нашим специалистам выполнять работу по проекту быстро, легко и с наивысшими показателями качества. Ко всему перечисленному идет большой бонус — доступная стоимость.

Закажите проект моста любой сложности и назначения в нашем проектном институте.

Разрабатываем проектную и рабочую документацию для строительства мостов. Наши проекты подробные, по ним легко работать. Учитываем экономические и технические особенности Вашего объекта. [Подробнее]

Применяем современные технологии и материалы, которые экономят ваш бюджет и ускоряют процесс строительства. [Подробнее]

Является инструкцией по монтажу конструкций, гарантирующей вам соблюдение технологий. Позволяет сократить сроки и стоимость строительно-монтажных работ. [Подробнее]

Источник: tspmsk.ru

Вантовый мост. Конструкция и детали

Вантовый мост (пролетные строения) в современной форме, составленные балочными конструкциям и, усиленными системой наклонных вантов, опирающимися на пилоны, были разработаны и внедрены сравнительно недавно и за период, не превышающий четверти века, получили широкое распространение — насчитывается около полутора сотен мостов этой системы в различных странах мира.

Вантовый мост (Ada Bridge)

В последние годы пролеты вантовых мостов существенно возросли. Если ранее, лет 20 назад, считалось, что рациональными пролетами вантовых мостов является диапазон 200-400 м, то сейчас это видение изменилось. Кроме того, вантовые мосты стали приобретать не совсем обычную для них форму. Архитектура стала определять облик не только малых мостов, но и очень больших.

Вантовые мосты в настоящее время практически не имеют серьезных конкурентов при перекрытии пролетов 200-500 м.

Виды вантового моста

Вантовый мост (Cable-stayed bridge) — Catalog

Вантовый мост с полу-веерным расположением тросов (Cable stayed bridge with Semi-Fan arrangement of cables) — Catalog

Вантовый мост криволенейным в плане пролетным строением (Cable-stayed bridge with curved deck) — Catalog

Вантовый мост с наклонным пилоном (Cable-stayed bridge without backstays) — Catalog

Вантовые мосты с расположенем вант «АРФА» (Cable-stayed bridge with harp system) — Catalog

Многопролетный вантовый мост (Multiple-span cable-stayed bridge) — Catalog

Вантовый мост с веерным расположением тросов (Cable-stayed bridge with fan system) — Catalog

История создания вантового моста

В 1784 году немец Лошер (Loscher) опубликовал и иллюстрировал вантовый мост, выполненный целиком из дерева, включая ванты. В 1817 году два британских инженера Редпат (Redpath) и Браун (Brown) построили вантовый мост King’s Madows Bridge с пролетом 33.5 м для пешеходов, в котором ферма была поддержана наклонными подвесками, закрепленными на чугунных пилонах.

Французский инженер Пойе (Poyet) предложил систему моста, в котором балка жесткости поддерживается жесткими наклонными подвесками-вантами, закрепленными на пилонах. Французский инженер Клод Навье (Claude Navier) в 1823 году опубликовал возможные схемы вантовых мостов.

Вантовые мосты обрушались чаще других. Потерпел аварию Вантовый мост с пролетом 79.0 м через реку Твид, построенный в Англии 1817 году. Он рухнул во время бури через 6 месяцев после постройки. Затем мост был восстановлен с добавлением криволинейной цепи и подвесок.

Вантовый мост, построенный в 1825 году в Германии, с пролетом 78 м рухнул при прохождении факельного шествия через 4 месяца после постройки. В воду упало 246 человек и 50 из них погибло. В 1848 году рухнул еще один вантовый мост в Германии под воздействием ветра, и после этого вантовые мосты не строили почти 100 лет.

Мост Альберт в Лондоне через Темзу был построен в промежутке между 1871 и 1873 годом.

Вантовый мост Albert Bridge, London, 1871

Мост не совсем можно назвать вантовым, так как у него имеется привычный кабель с подвесками. Но в то же время роль наклонных кабелей вант в удержании балки жесткости является основной. Главный пролет моста 122 м. Мост является очевидно самым старым из вантовых мостов (рис. 2.35), которые дошли до нашего времени.

Первый из современных вантовых мостов с пролетом 183 м, был мост в Швеции, построенный в 1955 году мостостроительной фирмой Демаг по проекту немецкого инженера Дишингера (Dischinger). Далее за период около 20 лет было построено и строилось более 60 вантовых автодорожных мостов в мире, и подавляющая их часть в Западной Германии.

Примеры вантовых мостов

Русский мост (Russky Bridge)

Вантовый мост на остров Русский (мост рекордсмен) начали строить в сентябре 2008, а закончили в 2012 году. По русловому пролету и высоте пилона возглавляет список самых больших вантовых мостов планеты.

Вантовый мост на остров Русский во Владивостоке

Мост с подвесным пролетом 1104 м построили в России на Дальнем Востоке через пролив на остров Русский. Проектирование и строительство такого моста позволило поднять уровень российского мостостроения на качественно другой уровень.

Проектировщики решили сложные вопросы, с которыми они не сталкивались при проектировании мостов с обычными пролетами, в том числе вопросы, связанные с ветровой и сейсмической устойчивостью сооружения при его возведении и эксплуатации. Строители освоили новые технологии при сооружении пилона, при монтаже балки и канатов.

Схема моста:

• 60+72+3×84+1104+3×84+72+60 = 1872 м;
• длина с эстакадами — 3100 м;
• ширина проезжей моста 23.8 м;
• высота пилонов 320 м;
• подмостовой габарит — 70 м.

Вантовый мост через Обь в Сургуте

В России в 2000 г. был построен однопилонный вантовый мост через Обь в Сургуте. Пролет моста 408 м, является рекордным для территории бывшего СССР.

Вантовый мост через Обь в Сургуте

Вантовый (большой Обуховский мост) через реку Неву

Вантовый мост через реку Неву имеет центральный русловой пролет 382м, а схема мостового перехода 2×66+174+382+174+2×66 м. Подмостовой габарит — 30 м.

Вантовый золотой мост

Золотой мост (вантовый мостовой переход через бухту Золотой Рог) во Владивостоке был пущен в эксплуатацию в 11 августа 2012 года

Вантовый золотой мост во Владивостоке

Основной руслой пролет 737 метра

Sutong Bridge

Вантовый мост Сутон (Sutong Bridge) в Китае по схеме 2*100+300+1088+300+2*100=2088 м был построен в 2008 году.

Вантовый мост Сутон (Sutong Bridge) в Китае, 2008

В настоящее время пролет 1088 м является вторым наибольшим среди построенных вантовых мостов. Китай в последнее время прочно занял одно из лидирующих мест в мировом мостостроении. Для демонстрации своего уровня китайские инженеры мостостроители ставят рекорды, создавая наибольшие пролеты для мостов разных систем.

Вантовый мост Tatara bridge, Japan

Вантовый мост Татара (Tatara bridge) через пролив Татара, построенный в Японии в 1999 году, с схемой моста 270+890+320 м, и общей длиной 1480 м.

Вантовый мост Tatara bridge, Japan, 1999

Японцы хотели установить очередной рекорд, и, зная о том, что во Франции сооружается мост с пролетом 856 м, решили достичь пролета 890 м на новом мосту Татара. Интересно то, что, пролив Татара первоначально намечалось перекрыть висячим мостом. На данный момент японский мост уступает первенство самым большим вантовым мостам.

Поперечное сечение балки жесткости центрального и бокового пролетов

Следует все же отметить, что применение вантовых схем для мостов Нормандия и Татара не является, бесспорно, правильным решением. Мосты висячей системы для таких пролетов стоят дешевле.

Нужно отдать должное японцам за то, что они сумели в условиях землетрясений и тайфунов создавать такие огромные мосты. Землетрясения для таких сооружений определяют конструкцию фундаментов и пилонов, а ветровые воздействия — конструкцию пролетных строений.

Вантовый мост Pont de Normandie

В 1995 году был построен вантовый мост Нормандия (Pont de Normandie) в устье реки Сены возле Гавра во Франции. Главный пролет моста = 856 м, а высота пилонов 214 м.

Вантовый мост Pont de Normandie

Мост проектировали французская фирма SETRA и датская COWIconsult.

Строительство вантового моста Pont de Normandie методом навесного монтажа

Навесной монтаж вантового моста Pont de Normandie

Проектировщикам пришлось решать очень сложную задачу устойчивости моста в ветровом потоке при навесном способе монтажа.

Вантовый мост Рион-Антирион

Вантовый мост Рион-Антирион со схемой со схемой 392+286+3х560+286+239м.

Пилоны вантового моста сооружали на глубине 65 метров.

Вантовый мост Рион-Антирион by stroyone

Вантовый виадук Мийо (Millau) во Франции

К последним достижениям инженерного искусства следует отнести вантовый виадук Мийо (Millau) во Франции по схеме 204+6×342+204=2460 м.

Вантовый виадук Мийо (Millau) во Франции, 2004

Высота пилонов от земли до 343 м. Мост с пилонами (над балкой) был надвинут с двух берегов. Конструкция моста и, особенно, способ сооружения показывает высочайший уровень проектирования во Франции. Проект возглавил Michel Virlogeus.

Вантовый мост alamillo bridge

Вантовый мост alamillo bridge в Севилье, Испания

Вантовая система «арфа» реализована в конструкции моста в буквальном смысле этого слова. Мост имеет пролет 200 м.

Вантовый мост Erasmus Bridge, Rotterdam

Мост Эрасмус (Erasmus) в Роттердаме с пролетом 284 м и разводным пролетом 55 м был построен в 1998 году.

Вантовый мост Erasmus Bridge, Rotterdam, 1998

Балка жесткости малой высоты образована из двух коробчатых балок высотой 2.25 м и шириной 1.25 м. Отношение высоты к пролету = 1/130.

Вантовый мост в Риге в Латвии через Даугаву

В 1981 году был открыт мост в Риге в Латвии через Даугаву с пролетом 312 м, под 4 полосы автодвижения.

Вантовый мост в Риге в Латвии через Даугаву с пролетом 312 м

Южный вантовый мост в Киеве

В 1990 году был введен в эксплуатацию Южный мост через Днепр в Киеве, предназначенный для движения 2 путей метро и 6 полос движения. Пролет этого моста составил 268 м. Проектом обоих мостов руководили Г. Б. Фукс и М. М. Корнеев, архитектором был Гаврилов А. Е.

Южный вантовый мост в Киеве — stroyone.com

Конструкция вантовых мостов

Балки жесткости металлических вантовых мостов применяют, главным образом, неразрезные, двухпролетные и трехпролетные с коробчатыми несущими элементами и стальной ортотропной плитой проезжей части, являющейся одновременно верхним поясом коробчатых главных балок.

Пилоны принимают либо с двух сторон при симметричных решениях, либо односторонние — при асимметричных. Расположение и количество вантов могут быть различными:

• радиальное с вантами, сходящимися на вершинах пилонов;
• параллельное с креплением к пилону в несколько ярусов;
• с многоярусным частым расположением вантов.

Схемы вантовых мостов со стальной балкой жесткости

Точечно радиальная схема — мост через реку Рейн в Кельне (Германия);

Арфа (параллельно) — мост через реку Рейн в Дюссельдорфе (Германия);

Арфа (параллельно) — мост через реку Рейн в Леверкузене (Германия);

Вантовый мост через реку Рейн в Леверкузене

Вантовый мост через р. Рейн в Леверкузене (Германия)

Веерная схема — мост через реку Дунай в Братиславе (Словакия);

Вантовый мост через реку Дунай в Словакии

Веерная схема — Московский мост через р. Днепр в Киеве (Украина);

Северный мост (Московский вантовый мост) (Pivnichnyi Bridge)

Арфа (параллельно) — Friedrich Ebert Bridge

Схема моста

Вантового мост через реку Рейн у Бонна (Германия)

По положению в плане пролетные строения могут быть:

• с вантами, расположенными в двух вертикальных плоскостях;
• пространственно работающие строения с вантами, расположенными в наклонных плоскостях;
• только с одной вантовой фермой по оси проезда.

Металлические вантовые пролетные строения

Особенностью металлических вантовых пролетных строений является возможность индустриального изготовления их конструкций из однотипных блоков балки жесткости постоянной высоты и однотипных блоков ортотропной плиты. Вантовые пролетные строения в наибольшей степени приспособлены для навесной сборки с минимальным количеством временных промежуточных опор или сборки с продольной или поперечной надвижкой балки жесткости.

Наиболее целесообразно применение вантовых систем для пролетов 200 — 500 м. При пролетах более 500 — 600 м вантовые системы также остаются экономичными, однако требуют сооружения очень высоких пилонов. Имеются проекты вантовых систем пролетами более 1000 м.

Применение сталей повышенной прочности, и высокопрочных долговечных канатов со стабильными свойствами, совершенствование технологии объединения элементов на монтаже, методов изготовления и монтажа конструкций, прогресс в области расчетов и моделирования создали базу для применения этих рациональных систем мостов.

По сравнению с балочными системами вантовые имеют значительно меньшую строительную высоту и меньший расход материалов. Вантовые системы обладают рядом преимуществ по сравнению с висячими мостами. Прогибы от временных нагрузок при тех же жесткостях главных балок в вантовых конструкциях меньше, чем в висячих.

Затраты стали на конструкции в вантовых мостах меньшие, чем в висячих, даже с учетом того, что в вантовых системах горизонтальные усилия от вантов обязательно передаются на балку жесткости. При равенстве высот пилонов расход канатов для вантов на 30— 40% меньше расхода канатов в висячих системах. Ванты из набора отдельных канатов более технологичны в монтаже, чем кабели висячих мостов. Вантовые мосты, как правило, обладают большей аэродинамической устойчивостью, чем висячие.

Большая степень статической неопределимости систем, склонность растянутых вантов к быстрому затуханию возникающих в них колебаний в сочетании с рациональной формой поперечного сечения балки жесткости обеспечивают высокую аэродинамическую устойчивость вантовых пролетных строений. Устойчивость эта особенно повышается при двух непараллельных плоскостях вантов.

Для вантовых мостов создание легкой несущей проезжей части из сварных ортотропных или, точнее, ортогонально-анизотропных плит имеет первостепенное значение. Стальные плиты в мостах применяют сравнительно давно; в этих плитах каждый их элемент работает самостоятельно.

Конструктивное решение современной ортотропной плиты обеспечивает совместность работы всех ее элементов — верхнего листа и системы взаимно перпендикулярных (ортогонально пересекающихся) продольных и поперечных ребер. Верхний лист, толщина которого в большинстве случаев определяется непосредственным восприятием давления от колеса, является одновременно верхним поясом продольных и поперечных балок, а вся ортотропная система — верхним поясом главных балок.

Минимальная толщина верхнего листа регламентируется допустимыми его деформациями, обеспечивающими сохранность вышележащей дорожной одежды. Оптимальными оказываются расстояние между продольными ребрами – 30 — 40 см и толщина верхнего листа — не менее 12 — 14 мм.

Продольные ребра пролетных строений

Продольные ребра, на которые опирается верхний лист (лист настила), имеют в зависимости от сечения пролет 2 — 5 м. Верхним поясом ребер является лист настила. Сами ребра бывают открытого сечения (полоса), открытого сечения с усилением свободной нижней кромки (полособульба) и закрытого сечения (трапецоидальные, треугольные или полукруглые холодногнутые).

Применение для продольных ребер проката фасонных профилей (швеллеры, уголки, тавры и др.) не рекомендуется из за наличия в этих сечениях значительных прокатных напряжений. Наибольшее распространение получили продольные ребра плоские из полосы и трапецоидальной формы.

Основными достоинствами плоских ребер является простота заводского изготовления конструкций и простота стыкования ребер на монтаже. Недостаток в том, что свободно свисающее ребро имеет меньшие критические напряжения и поэтому больше подвержено потере устойчивости, чем ребро закрытого профиля.

Закрытые профили лучше работают на сжатие, но значительно более трудоемки в изготовлении и монтаже и не могут быть покрашены изнутри, что может привести к коррозии. Существовавшее мнение о том, что ребра закрытого профиля за счет своей крутильной жесткости вовлекают в работу на местные нагрузки большие участки плиты, ошибочно.

При очень тонких сечениях закрытых ребер (6 — 8 мм) распределение усилий в такой плите практически не отличается от распределения в плите, опертой на плоские ребра. Применение плоских ребер из полособульбы осложняется трудностью их стыкования на монтаже.

Поперечные ребра, служащие опорами для продольных, имеют, как правило, двутавровое сечение, в котором верхним поясом является покровный лист ортотропной плиты. Поставляемые заводами плиты могут иметь продольное и поперечное членение.

а — поперечно члененные
б — продольно чле­ненные

Во всех случаях размер плиты диктуется транспортными габаритами и ограничен шириной 2,5 — 3 и длиной 12 — 20 м. Продольно члененные плиты, более предпочтительные по объему монтажных соединений, применяют чаще поперечно члененных.

Поперечно члененные плиты, подкрепленные в направлении длинной стороны поперечной балкой, более жестки в монтаже. Их целесообразно применять при навесном монтаже, когда навешивается секция на полную ширину пролетного строения.

Ортотропные плиты

Ортотропные плиты имеют большое количество близко расположенных и пересекающихся сварных швов. Это неблагоприятно сказывается на усталостной прочности конструкций. Вместе с тем, в ортотропных плитах вероятно частое повторение усилий от расчетных нагрузок. Поэтому требуется соблюдение конструктивных и технологических требований, обеспечивающих снижение концентрации сварочных напряжений.

Только высокий уровень культуры изготовления плит на заводах может предотвратить их коробление и обеспечить проектные геометрические размеры при значительных сварочных деформациях. Поэтому конструкция ортотропных плит и узлов их объединения должна обеспечивать компенсацию набежавших неточностей либо возможность прирезки замыкающих элементов по месту.

Сварка элементов вантового моста

Лист настила монтируют, как правило, на стыковой сварке. Большие длины швов и их нижнее положение позволяют широко применять автоматическую сварку под слоем флюса. Важным является технологическое и конструктивное решение стыков. При толщинах листа 12 мм и более применяется У-образная разделка.

Для создания ванны при первых проходках стыкового шва применяют удаляемые тонкие стальные подкладки, сохраняемые толстые стальные подкладки либо медные желобчатые подкладки. Применение тонких подкладок сопряжено с трудоемким и работами по их удалению (особенно в потолочном положении) с последующей зачисткой.

Сохраняемые толстые прокладки являются концентраторами напряжений и снижают предел выносливости соединения. При медных подкладках с заполнением желобков флюсом трудно обеспечить плотный прижим подкладки по всей длине и геометричность ванны для автоматической сварки.

Вместе с тем, опыт работ на Московском мосту через р. Днепр в Киеве показал, что при первой проходке шва вручную по медно-флюсовой подкладке обеспечивается возможность выполнения второй и всех последующих проходок автоматом. Усиление шва с нижней стороны оказывается незначительным и почти не требует последующей зачистки. Можно обойтись и без подкладок, но в этом случае вначале нужно подварить шов потолочным способом.

При большой ширине моста и продольно члененных плитах набегающие деформации поперечной усадки можно компенсировать соединением внахлестку верхнего листа плиты с поясом. Образующееся угловое соединение хуже стыкового работает на выносливость, но может быть допущено, так как в местах присоединения плиты к главным балкам усилия существенно меньше пролетных.

При этом должны приниматься меры против концентрации напряжений. Иное возможное решение — прирез по месту продольных кромок крайних плит и устройство стыковых швов.

Для стыкования ребер ввиду малой протяженности стыков и неудобного их положения применение автоматической сварки оказывается невозможным. Поэтому наиболее целесообразно стыкование на высокопрочных болтах. Открытые полосовые продольные ребра стыковать на болтах просто.

Для закрытых сечений продольных ребер применение болтовых стыков затруднено и используется, как правило, ручная сварка, которая к тому же практически не поддается дефектоскопии. Значительно проще конструктивное оформление места пересечения поперечных и продольных ребер при открытом сечении последних.

Плоские ребра пропускают сквозь прорези в стенках поперечных элементов. При этом достаточно прикреплять пересекающиеся стенки вертикальным швом только с одной стороны продольного ребра.

Такого соединения достаточно для передачи реакций продольных ребер непосредственно на поперечные. В плитах, не воспринимающих непосредственного воздействия подвижного состава, а также в плитах пешеходных мостов можно отказаться от прикрепления продольных ребер к поперечным; усилия в этом случае передаются через лист настила.

Клеефрикционная обработка

Применение оригинального метода клеефрикционной обработки накладок позволило полностью исключить пескоструйную очистку контактных поверхностей на строительной площадке. Сущность этого нового метода заключается в том, что на установке заводского типа дробеструйно очищенная контактная поверхность накладки консервируется клеем на основе эпоксидной смолы с посыпкой по свежему клею абразивного материала — карборунда.

Клей консервирует одну из контактных поверхностей и удерживает абразивный материал, обеспечивающий высокий и стабильный коэффициент трения. При этом не требуется пескоструйная очистка второй контактной поверхности и достаточна ее обработка пневматическими стальными щетками.

Элементы ортотропные плиты

Элементы ортотропных плит испытывают сложное напряженное состояние, так как включаются в различные расчетные системы. Так, лист настила работает от местных нагрузок на изгиб как тонкая пластинка между продольными ребрами, как верхний пояс продольных ребер, как верхний пояс поперечных ребер и как элемент верхнего пояса главных балок.

Для правильной оценки работы таких сложных систем должны применяться совершенные методы расчета. Ортотропные плиты являются ответственными элементами конструкции, весьма велика их доля и в общих экономических показателях сооружения.

Рационально запроектированная ортотропная плита проезжей части имеет массу 160—200 кг/м 2 . На ортотропные плиты приходится около половины удельного расхода стали на пролетное строение.

Ванты как часть вантового пролетного строения

Весьма ответственной частью вантового пролетного строения являются ванты. Наличие постоянного растяжения в них позволяет эффективно использовать высокопрочные материалы. Формирование вантов из отдельных канатов делает возможным применение элементов заводского изготовления.

До последнего времени ванты в основном формировались из витых канатов закрытого типа. Плотная свивка таких канатов создает относительную стабильность их деформационных свойств и благоприятные условия для защиты от коррозии.

Помимо того, все слои каната или только наружные изготовляют из оцинкованных проволок. Однако основное назначение закрытых канатов — быть несущими тросами канатных дорог, поэтому у них, как и у всех канатов, работающих в механизмах и имеющих свивку, модули деформации существенно ниже модулей отдельных проволок, а агрегатная прочность каната на 5 — 15% ниже суммы прочностей проволок.

Даже лучшие из изготовляемых промышленностью канатов имеют модуль деформации около 1,6∙10 6 кгс/см 2 при модуле деформации составляющих канат проволок не менее 2∙10 6 кгс/см 2 . Поэтому в последние годы наметилась тенденция к применению для вантов канатов из параллельных проволок.

Их недостатком является сложность намотки на барабаны из-за большой жесткости. Зато канаты эти имеют стабильные и высокие модули деформации, равные характеристикам отдельных проволок, и агрегатную прочность, равную сумме прочностей проволок. Такой канат из проволок одного диаметра приобретает шестиугольное поперечное сечение.

До недавнего времени канаты из параллельных проволок изготовляли на заводах в виде пучков-полуфабрикатов, подвергаемых после формирования в ванты дополнительной защите от коррозии.

При строительстве Московского моста через р. Днепр в Киеве впервые была создана технология, по которой выпускали с завода полностью готовый канат из параллельных проволок, снабженный внутренней и наружной антикоррозионной и механической защитой.

Канат этот, состоящий из 91 оцинкованной проволоки диаметром 5 мм, имеет модуль деформации 2∙10 6 кгс/см 2 , а агрегатную прочность не менее 270 тс, соответствующую сумме прочностей проволок (предел прочности проволок 15 000 кгс/см 2 ).

Деформативность вантовых систем зависит в основном от жесткости вантов, а последняя является функцией деформационных характеристик канатов и напряжений в них. Жесткость гибкой нити зависит от стрелы ее провисания, а стрела провисания — от усилий в нити.

Чем выше усилия в вантах от постоянных нагрузок, тем меньше перемещение нижних их концов от временных нагрузок. В канатах из параллельных проволок можно создать большие напряжения, что в сочетании с высоким модулем упругости позволяет сооружать системы повышенной жесткости.

Коэффициент запаса в канатах от нормативных нагрузок в 2,5— 2,7 обеспечивает необходимую прочность и выносливость вантов. Ванты испытывают усилия одного знака, но изменения этих усилий при легких конструкциях могут быть существенными, а характеристика цикла переменных напряжений может снижаться до 0,4— 0,5. Поэтому важно обеспечить высокий предел выносливости канатов вантов. Это достигается конструктивными приемами, обеспечивающими уменьшение концентрации напряжений в канатах.

В первую очередь это касается мест заделки канатов в анкера и мест перегибов канатов. С этой целью в последние годы начали применять анкера с упругим механическим защемлением проволок и с холодной их заливкой.

Эти конструкции выгодно отличаются от анкеров с горячей заливкой. Уменьшение перегибов канатов достигается конструктивными приемами. В частности, на пилоне канаты из параллельных проволок, как правило, не перебрасывают через седла, а прерывают и каждую их ветвь анкерят самостоятельно.

Пилоны вантовых мостов сооружают из стали или железобетона. Достоинством стальных пилонов является то, что основной объем работ переносится на завод и уменьшается вес конструкции. Железобетонные монолитные пилоны достаточно экономичны и им легче придавать необходимое архитектурное очертание.

Вопрос о проектировании объемлющего либо одностоечного пилона, защемленного в основании или шарнирно опертого, должен решаться на основании технико-экономического обоснования в каждом конкретном случае. Также следует обосновывать одно- или двухпилонные схемы.

При одинаковом пролете односторонние пилоны приходится устраивать большей высоты, хуже работают пологие ванты. Обоснованием однопилонных систем служат архитектурно-компоновочные решения.

Проезжая часть вантовых мостов

Важнейшим элементом пролетного строения автодорожного моста с ортотропной плитой является покрытие проезжей части. Оно должно быть

• долговечным
• трещиностойким
• устойчивым против сдвига
• отвечать общим требованиям, предъявляемым к дорожным покрытиям.

Кроме того, покрытие должно обеспечивать защиту металла плиты от коррозии. Особые условия покрытия заключаются в трудности обеспечения сцепления с плитой, в деформативности плиты, в дополнительных усилиях, возникающих в результате различных температурных деформаций покрытия и стали. Преобладающий тип покрытия на мостах — асфальтобетон, реже — литой асфальт и полимерасфальт.

Покрытия бывают толстыми и тонкими. От тонких в последние годы отказываются из-за их быстрого износа и трудностей при устранении неровностей плиты. Кроме того, тонкое покрытие хуже распределяет сосредоточенное давление от колеса. Наиболее ответственными элементами являются слои защиты и сцепления, непосредственно укладываемые по плите.

Слой защиты от коррозии наносится на тщательно очищенную поверхность плиты. Наиболее надежный метод очистки — пескоструйная обработка. Слой сцепления может быть совмещен со слоем защиты от коррозии.

Приварка к плите сеток, прямых или зигзагообразных полос резко повышает сдвигоустойчивость покрытия, но осложняет работы, создает концентраторы напряжений в стальных конструкциях. Рисунок сетки, как правило, отпечатывается на поверхности покрытия. Различают три основных решения конструкций слоев защиты и сцепления:

• горячие битумные мастики с добавлением полимерных составов;
• холодные эпоксидно-битумные или эпоксиднодегтевые композиции;
• резинобитумные мастики.

Покрытие следует устраивать двухслойным для возможности ремонта верхнего слоя без нарушения нижнего. Толщина каждого слоя должна быть не менее 3,5 — 4 см.

Источник: stroyone.com