Конструкция разрезного пролетного строения
Конструирование пролётных строений начинают с выбора рационального числа главных балок в поперечном сечении, зависящего от габарита проезда по мосту, ширины тротуаров, вида подвижной нагрузки, длины перекрываемого пролёта. Вид поперечного сечения пролётного строения зависит и от уровня развития мостостроения.
На первом этапе использования сплошностенчатых пролётных строений, когда величина перекрываемых пролётов была незначительной, применялось достаточно большое число главных балок, размещаемых с шагом 2…3 м (Рис. 10.1). Такой малый шаг главных балок во многом определялся возможностями деревянной конструкции ездового полотна. Эта компоновка поперечного сечения сохранилась и на первых этапах применения железобетона для устройства несущей конструкции ездового полотна.
С увеличением пролёта рационально концентрировать металл в меньшем числе главных балок, но при этом оказывается, что пролёт плиты (расстояние между её точками опирания на главные балки) оказывается чрезмерно большим. Это требует значительного увеличения толщины плиты, но тогда её масса существенно возрастает. Уменьшение пролёта плиты становится возможным с введением в конструкцию дополнительных элементов продольных балок (прогонов), число которых зависит от расстояния между главными балками (Рис. 10.2). Если расстояние между главными балками составляет 6…8 м, устанавливают два прогона (Рис. 10.3). Особенно целесообразно применять два прогона при устройстве корыта под трамвайный путь (Рис: 10.4).
Поперечное сечение цельнометаллических пролётных строений (с ортотропным металлическим настилом) проектируют исходя из тех же принципов, что и при проектировании пролётных строений с железобетонной плитой. Отличие только в конструктивных деталях. В состав ортотропного настила входит поперечная балка, обеспечивающая пролётному строению дополнительную поперечную жёсткость. Поэтому поперечные связи в цельнометаллических пролётных строениях выполняют более лёгкими.
В пролётных строениях с двухстенчатыми балками, обладающими повышенной жёсткостью на кручение, можно вообще отказаться от поперечных связей.
Монтаж пролётных строений ведут посекционно. При этом длина монтажной секции обычно соответствует 10,5 м (Рис. 10.7). На границах монтажных секций размещают поперечные связи. В середине каждой секции устанавливают дополнительную поперечную связь. Таким образом, получается, что поперечные связи располагаются с шагом 5,25 м по длине пролётного строения.
Поперечные связи прикрепляют к более мощным поперечным рёбрам жесткости, между которыми в зависимости от высоты балки устанавливают дополнительные промежуточные поперечные ребра (обычно два). В зависимости от расстояния между главными балками, наличия или отсутствия продольных балок назначают высоту решётчатых конструкций поперечных связей. Обычно поперечные связи выполняют из углового проката с минимальными размерами 80×80x7 мм, но при этом предельная гибкость элементов поперечных связей должна быть не более 150 (Рис. 10.8). Иногда для нижней ветви поперечных связей используют швеллеры. Для уменьшения гибкости ветвей элементов поперечных связей их соединяют металлическими пластинками, устанавливаемыми вдоль элемента с шагом не более 1 м.
Для соединения элементов поперечных связей между собой используют металлические фасонки. К поперечным ребрам жёсткости элементы поперечных связей присоединяют также с помощью фасонок. В старых мостах все соединения выполнялись на заклёпках.В настоящее время поперечные связи часто выполняют как самостоятельный монтажный элемент. Поэтому заводские соединения делают на сварке, а монтажные на высокопрочных болтах.
В опорных сечениях на поперечные связи накладывают дополнительные функции они должны выполнять роль домкратных балок. При небольших пролётах, а следовательно, и небольших опорных реакциях домкратная балка может быть получена увеличением сечения нижней ветви поперечной связи (фермы). Места установки домкратов строго определены положением опорных металлических листов и поперечных рёбер на стенке домкратной балки. При монтаже или выполнении ремонтных работ необходимо добиваться строгого совпадения осей домкратов и осей поперечных рёбер домкратной балки.
При больших реакциях, передаваемых на домкратную балку, требуется развитие её по высоте (Рис. 10.10). Иногда домкратная балка может занять всё пространство поперечной связи. В этом случае поперечную связь не устраивают, поскольку такая домкратная балка прекрасно выполняет роль поперечной связи.
Постановка поперечных связей обеспечивает жёсткость контура поперечного сечения пролётного строения, но практически не помогает пролётному строению в обеспечении его жёсткости и прочности при воздействии горизонтальных нагрузок, в первую очередь ветровой. Для этой цели в пролётное строение вводят систему нижних и верхних продольных связей. При наличии железобетонной плиты проезжей части или ортотропного настила, жёстко связанных с поясами главных балок, верхние продольные связи обычно не устраивают. Если устойчивость верхнего пояса на стадии монтажа не обеспечивается, то устанавливают временные монтажные продольные связи.
Продольные связи представляют собой решётчатую систему (Рис. 10.12). Наиболее часто встречаются полураскосная, полу раскосно крестовая и крестовая системы. В пролётных строениях с небольшим расстоянием между главными балками может быть использована ромбическая система продольных связей. Если пролётное строение в поперечном сечении имеет более трёх главных балок, то продольные связи устанавливают только между соседними крайними балками. В средней части пролётного строения размещают только поперечные связи.
В продольных связях диагонали полураскосов часто выполняли из двух расположенных один над другим швеллеров (Рис. 10.13). Между ветвями диагонали полураскоса на его концевых участках с помощью сварки прикрепляли фасонки (Рис. 10.14). Одну из фасонок полураскоса прикрепляли к фасонке, установленной в середине нижней ветви поперечной связи (узел А), вторую к фасонке, прикреплённой к стенке главной балки (узел Б).
Раскосы продольных связей можно изготавливать из двух уголков, повёрнутых один к другому обушками (Рис. 10.15). Уголки смещены относительно один другого по вертикали и горизонтали. Это позволяет соединять их поочерёдно металлическими пластинами горизонтального и вертикального направлений.
Раскосы такой конструкции часто используются в продольных связях крестовой системы. В месте пересечения диагоналей цельными остаются по одному уголкукаждой из диагоналей (например, 1 и 4). Остальные уголки (2-2 и 3-3) в зоне пересечения обрываются. Все уголки присоединяются к фасонке болтами.
Проще выполняется сопряжение раскосов крестовой решётки, если раскосы выполнены из уголкового проката большого номера, обеспечивающих требуемую гибкость раскосам. В этом случае фасонку можно вообще не ставить, ограничившись постановкой шайбы между уголками и одного стяжного болта.