Неразрезные и консольные пролетные строения

Неразрезные пролетные строения перекрывают два, три пролета, а иногда и более.

Их достоинства по сравнению с однопролетным, т. е. разрезным пролетным строением можно уяснить на примере изгиба балок. Под действием груза Р, одинакового в обоих случаях (рис. 111, а и б), обе балки — разрезная однопролетная а и неразрезная двухпролетная б изогнутся (по пунктиру), но величина прогиба будет различной. В разрезной прогиб больше, чем в неразрезной. В первом случае груз Р изгибает разрезную балку только в одном пролёте. Во втором случае изгиб балки в пролете с грузом сопровождается обратным прогибом балки в пролете без груза. При этом изгибу балки в загруженном пролете сопротивляется другая, незагруженная часть ее.

Поскольку прогиб неразрезной балки меньше, чем разрезной, можно уменьшить ее сечение по высоте и снизить расход металла иногда на 8—10% по сравнению с разрезной балкой.

Подобно этому, но в меньшем размере, уменьшается прогиб и оказывается возможным снизить высоту и массу консольных балок (рис. 111, в). Здесь прогиб в загруженном пролете снижается сопротивлением изгибу консоли, на которую оперто пролетное строение АБ второго пролета. Пролет с консолью и подвесным пролетным строением называют сборны, а первый пролет — анкерным, так как пролетное строение в этом пролете служит противовесом, своего рода анкером для консоли.

Неразрезные и консольные пролетные строения могут быть с балками или с фермами (см. рис. 63 и 64). Конструкция балок, решетки ферм, связей, проезжей части в общем такие же, как и в разрезных пролетных строениях.

Особенность консольных пролетных строений — наличие опорных частей - шарниров в местах опирания подвесного пролетного: строения на консоль анкерного подобно конструкции по рис. 102.

У неразрезных и консольных балок (ферм) по сравнению с разрезными даже при одинаковых пролетах отличны не только величина, но и вид усилия в одноименных элементах. Вид или знак усилия (сжатие, растяжение) в поясах, как можно было заметить на модели с изгибом палки (стр. 63), связан с очертанием балки (фермы) в изогнутом состоянии. Вогнутая, т. е. укорачивающаяся часть балки (пояс) сжата, выпуклая или удлиняющаяся — растянута. Так же и в неразрезной балке (рис. 111, б) и консоли (рис. 111, в), выпуклый пояс (нижний в первом пролете и верхний во втором пролете) растянут, а вогнутый сжат. При переходе нагрузки Р из первого пролета во второй прогибы, а соответственно и знак усилий изменяются на противоположные. С изменением знака усилий в поясах изменяются и знаки усилий в раскосах, примыкающих к поясам. Точно, однако, усилия, как и очертание линии прогиба, определяются расчетом.

Недостаток неразрезных балок—в их чувствительности к осадке опор. Предположим, что средняя опора (рис. 112) просела. Тогда пролет балки увеличи-

Рис. 112. Просадка промежуточной опоры двухпролетной неразрезнок

балки

вается вдвое, и, в ней возникают чрезвычайно большие напряжения, которые могут привести к разрушению. Консольные балки и фермы лишены этого недостатка. Шарнир в оттирании подвесного пролетного строения на консоль допускает при осадке опоры возможность изменения первоначального положения пролетных строений без появления в них дополнительных напряжений.

Арочные мосты

В отличие от балок и балочных ферм аркам из-за распора необходимо, помимо вертикального, еще и горизонтальное противодействие опор (рис. 113). Обе эти реакции — вертикальная V и горизонтальная Н — могут быть заменены равнодействующей реакцией 5, направленной по оси арки (точнее, по касательной к ее оси в опорной точке). По тому же направлению действует и арка на опору. Наличие в арке по всей ее длине такого сжатия, помимо изгиба, отличает арку от балки. Горизонтальное давление арок, или распор, как отмечено, объясняется тем, что нагруженная арка стремится раздвинуться концами в стороны, причем величина распора возрастает при более пологом очертании арки.

Распор арок требует особо устойчивого положения опор. Осадки и смещение опоры в сторону под действием распора позволяют арке несколько распрямиться. При этом в ней возникают большие дополнительные изгибающие силы (моменты). Чувствительность распорных арочных мостов к деформациям опор ограничивает их применение лишь случаями вполне надежных оснований. Особо благоприятны крутые скалистые берега, в которые могут быть уперты через небольшие опоры арки однопролетного моста (см. рис. 65). Действие распора на опоры в арочных мостах, как известно, исключается, если концы арки соединены затяжкой (рис. 114, а).

Чувствительность арок к деформации опор снижают устройством трех шарниров: по одному в местах опирания и одного в середине пролета (рис. 114, б). При осадке или смещении опор такая трехшарнирная арка может изменить свое очертание, т. е. несколько раздвинуться за счет поворота в шарнирах, не подвергаясь опасности излома. Арочные мосты, как и неразрезные балки, экономичнее по расходу металла. Но усложнение арочной конструкции и утяжеление опор при неблагоприятном основании могут оправдать ее применение в редких случаях, например по архитектурным требованиям. В арочных мостах одностороннее загружение нагрузкой вызывает S-образное искривление проезжей части

(на рис. 114, в показано пунктиром). Оно тем больше, чем тоньше (по высоте сечения) арка.

Искривление можно снизить, разместив в уровне проезда мощную балку. Она в меру своей мощности придает жесткость таким мостам, в связи с чем и называется балкой жесткости. Балка может быть либо решетчатой, либо сплошной (рис. 114, г). Но такие комбинированные системы мостов в виде балок с гибкой аркой менее экономичны.

Разводные мосты

Известно несколько систем разводных мостов: вертикально-подъемные, раскрывающиеся, поворотные (рис. 115). Пролетное строение вертикально-подъемных систем при разведении мостов поднимается поступательно вверх. Через шкивы, закрепленные в верхней части башен, перекинуты грузовые тросы, прикрепленные одним концом к пролетному строению, а другим—к противовесам. При таком уравновешивании подъем и опускание пролетного строения осуществляются за 5—6 мин при помощи более легких рабочих тросов и электромоторов.

Раскрывающееся пролетное строение поднимается, вращаясь на опоре. Оно также уравновешено противовесом, облегчающим вращение.

Поворотное пролетное строение вращается не в вертикальной, а в горизонтальной плоскости.

В современных мостах распространены вертикально-подъемные разводные пролетные строения. Они легче и, кроме того, проще по устройству и в эксплуатации.