Автомобильные металлические мосты

Автомобильные металлические мосты проектируют, как правило, неразрез­ными или консольными с пролетами более 60 м. Использование неразрезных пролетных строений нашло большое применение в мостостроении. Это предоп­ределяется их техническим преимуществом и, прежде всего, простотой изготов­ления. Большое значение имеют и соображения эстетического порядка: просто­та и строгость форм балочных мостов, их спокойные силуэты, не поднимающи­еся высоко над рекой. Они хорошо вписываются в ландшафт города, не искажая его архитектурной панорамы (рис. 6.15).

Первым крупным стальным балочным мостом является Дейцерский мост через Рейн в Кёльне, сооруженный в 1947 - 1948 гг., взамен разрушенного цеп­ного. Главный пролет его достигает 184 м. Такой пролет кажется нереальным для мостов балочного типа (рис.6.16).

В выборе именно балочного типа пролетных строений Дейцерского моста большую роль сыграли архитектурные соображения. Авторы проекта справед­ливо полагали, что пологое очертания моста создает наилучшие условия для восприятия панорамы Кёльна. Дейцерский мост открыл новый этап в развитии архитектуры мостов, отмеченный возросшим вниманием к архитектурно - гра­достроительным проблемам мостостроения. Слегка изогнутая, как бы стелю­щаяся над водами Рейна длинная лента стальной балки, контрастно подчеркну­та массивами опор, облицованных рустованным камнем, производит сильное впечатление смелыми пропорциями своих балок и лаконизмом их форм.

Еще более смелы размеры стальных балок моста через Рейн на автодороге Дюссельдорф - Нойес (рис.6.17,6). Его неразрезные балки, скомпонованные по схеме 103-206-103 м, имеют коробчатое сечение с четырьмя продольными стен­ками. Высота сечения изменяется от 7,8 м над промежуточными опорами до 3,3 м в середине главного пролета (1/33 и 1/66 - величины главного пролета). В от­личие от Дейцерского моста проезжая часть Дюссельдорф - Нойсс почти гори­зонтальна. Нижний пояс его балок в центральных частях пролетов тоже прочер­чен по прямым линиям, поэтому мост Дюссельдорф - Нойсс по сравнению с Дейцерским выглядит строже и суше.

Применение высокопрочной стали и настила из ортотропных плит привело к быстрому распространению балочных мостов с пролетами свыше 150 - 200 м. Наибольшая длина пролета (261 м) была достигнута при сооружении трехпро­летного балочного моста через Саву в Белграде (рис. 6.17,в). Эта величина оста­ется рекордной для балочных мостов со сплошными стенками. Огромные изги­бающие моменты, возникающие в неразрезных балках над промежуточными опорами, вынудили сильно увеличить в этих местах высоту балок. Она превы­шает высоту опор, и из-за этого мост кажется несколько приземистым и груз­ным, а его смелое конструктивное решение не производит должного художе­ственного эффекта.

Значительно интереснее скомпонован другой мост в Белграде, соединивший старую часть города с Новым Белградом - районом интенсивного строительства (рис. 6.17,г). Его длинная неразрезная балка опирается на сильно наклоненные подкосы, шарнирные опоры которых передают усилия на вынесенные вперед пяты береговых устоев. Концы балок опираются на вертикальные стойки, кото­рые способны воспринимать усилия разного знака (сжатие и растяжение) Сле­довательно, этот мост соединяет в себе черты и балочной, и рамной конструк­ции.

Применение наклонных покосов (опор) позволило на 44 м сократить сред­ний пролет балки, а это положительно сказалось на ее общих пропорциях. Так, высота балки в середине пролета около 4 м, т.е. 1/60, а над опорами - 1/38 от длины полного пролета моста (249,9 м). Этот мост благодаря наклонным опо­рам и анкеровке концов балок оказался экономичным, а его силуэт приобрел стройные пропорции. Наклонные опоры оказались не только технически рацио­нальными при столь значительном пролете, но и внесли в облик моста новые художественные качества, создав ощущение динамического прыжка над рекой.

Архитектурно - градостроительные соображения оказали решающее влия­ние на выбор именно балочного варианта моста, пересекающего Рейн в Кёльне неподалеку от Зоологического сада. Плавный изгиб Рейна позволяет обозревать кельтские мосты со многих точек и в разных ракурсах. И поэтому при их проек­тировании особое внимание было уделено взаимосвязи мостов с городским ландшафтом (рис. 6.18).

Излучина Рейна, асимметричный силуэт города подсказали авторам проекта мысль скомпоновать мост несимметричным, разместив в русле реки только одну опору, резко сдвинутую к правому берегу. Такое размещение было удобно для судоходства, но главными были все же архитектурно- композиционные мотивы.

Общая длина мостового перехода с подходами — эстакадами на обоих бере­гах составляет около 1300 м. Центральная часть моста представляет собой длин­ную 598-метровую четырехпролетную неразрезную балку сварной конструк­ции. В поперечном сечении балка состоит из двух «коробок» замкнутого профи­ля и проезжей части, выполненной в виде ортотропной плиты из стальных лис­тов толщиной от 12 до 26 мм, усиленных продольными и поперечными ребрами. Высота балки плавно меняется от 10 м над речной опорой до 3,6 м у левобереж­ного устоя и 3,9 - у правобережного.

Вертикальные стенки были усилены продольными и поперечными ребрами жесткости, подавляющее большинство которых расположено внутри «коробки». Тротуары мостов вынесены на консоли. Они в солнечную погоду отбрасывают на стенку балки четкую линию тени, которая зрительно скрадывает высоту бал­ки.

В архитектуре стальных балочных мостов доминируют два направления. К первому относятся сооружения, балки которых имеют криволинейные очерта­ния нижнего пояса. Такая форма наиболее точно отвечает эпюре изгибающих моментов в неразрезных балках. Криволинейные очертания нижнего пояса час­то используются в мостах, проезжая часть которых имеет выгнутый продоль­ный профиль в виде пологого горба, при этом контуры моста образуют спокой­ные «аккорды» плавных кривых линий. Ребра жесткости в мостах этой группы обычно располагаются не только на внутренней, но и на лицевой поверхности балок, образуя на их фасадах столь характерный для металлических конструк­ций ритм вертикальных линий. Таким образом, в облике таких мостов господ­ствует принцип технической правдивости форм.

Второе направление характеризуется тем, что в нем доминируют эстетичес­кие соображения. Это приводит к отходу от принципа технической правдивос­ти, но зато позволяет придать облику балочных мостов новые художественные качества. В мостах этой группы стальные неразрезные балки, в противоречие с эпюрой изгибающих моментов, очерчиваются параллельными поясами. Ребра жесткости приваривают только к внутренним поверхностям, оставляя нерасчле­ненными фасады балок. В итоге облик моста приобретает предельную четкость форм. Строгие прямые линии балок и их чистые фасады, зрительно «поддер­жанные» столь же лаконичными формами бетонных опор, выглядят очень эф­фектно.

Рамные мосты

В последние годы стал быстро распространяться новый тип стальных про­летных строений: рамы с наклонными стойками. Проезжая часть этих мостов, как правило, выполняется в виде железобетонной плиты, которая одновременно служит и верхним поясом ригеля, воспринимая сжимающие усилия в зоне поло­жительных изгибающих моментов.

Сочетание технического совершенства с возможностью создать яркий, эмо­циональный архитектурный образ привлекает внимание проектировщиков к этой системе. Жесткое соединение ригелей со стойками позволяет в середине проле­та уменьшить их высоту (по сравнению с балками обычного типа), а наклон сто­ек, с одной стороны, уменьшает пролет ригеля, а, с другой, - вносит в облик сооружения мотив стремительного «прыжка» через препятствие.

Огромный, но тем не менее удивительно легкой и грациозной стальной «га­зелью» застыл над долиной Альзетт в Люксембурге автодорожный рамный виа­дук (рис.6.19). Проезжая часть виадука покоится на двух ригелях коробчатого сечения, удаленных друг от друга на 6 м. Высота сечения ригеля меняется от 6 м над местами их опирання на ноги рамы до 3,5 м в середине центрального проле­та и 2,5 м вблизи крайних устоев. Ноги рамы также имеют коробчатое сечение, размеры которого меняются от 6x6 м в местах сопряжения с ригелями до 2x2 м у фундамента.

Довольно часто стальные рамы с наклонными стойками используются в пу­тепроводах. Среди сооружений этого типа следует особо отметить два путепро­вода, сооруженных в Канаде. Задача, поставленная перед проектировщиками, была проста: внести необходимое разнообразие в монотонный пейзаж автостра­ды.

Эта задача была успешно выполнена. Правда, путепроводы из стальных конст­рукций оказались несколько дороже обычных типовых сооружений с железобе­тонными опорами. Но их оригинальные, стройные силуэты стали активными ком­понентами ландшафта.

Оба путепровода представляют собой многопролетные цельносварные рамы. Они идентичны по конструкции, но отличаются индивидуальной проработкой деталей и соединений. Лейтмотивом архитектурной композиции первого путе­провода служат плавные сопряжения наклонных и горизонтальных элементов (рис. 6.20,а). Плавно закрученные линии придают облику сооружения мягкость, делают его более спокойным. Узлы сопряжения стальных элементов - замеча­тельные образцы активно выраженной тектоники. Ребра жесткости размещены в строгом соответствии с техническими требованиями и при этом образуют на фасаде строгий ритм линий, зрительно выявляющих напряженную работу от­ветственного узла рамной конструкции.

Архитектурная композиция второго путепровода (рис. 6.20,6) построена на остром ритме прямых линий горизонтальных и наклонных. Ему подчинена и прорисовка узлов: полки стоек и ригеля сопрягаются на фасаде в виде ребер жесткости, усиливая то ощущение, которое создается общим динамичным силу­этом путепровода.

Первый в отечественной практике цельносварной рамный мост из высоко­прочной стали, с ортотропной плитой проезжей части, был построен в Каме­нец-Подольске (рис. 6.21). Длина моста, включая подходные эстакады, - 379 м, ширина - 18,5 м. Каньон реки был перекрыт металлической рамой с наклонны­ми ногами. Расстояние между опорными частями ног 148,9 м. Особенности ре­льефа и хорошие свойства грунтов позволили успешно применить оригиналь­ную конструкцию пролетного строения.

Поперечное сечение ригеля рамы состоит из двух коробчатых балок, соеди­ненных ортотропной плитой проезжей части. Продольные ребра выполнены в виде замкнутых трапецеидальных коробок, увеличивающих их несущую спо­собность и жесткость. Наклонные ноги рамы опираются на фундаменты шар­нирно, через специальные круглые резиновые опорные части. Каждая нога опи­рается на две опорные части диаметром 980 мм.

Арочные мосты

Характерная особенность арок состоит в том, что при действии вертикаль­ной нагрузки на их опорах возникают вертикальные и горизонтальные реакции. Вертикальные усилия через фундамент передаются на грунт, а горизонтальные - могут восприниматься затяжкой или же передаваться на грунт. Арочные мос­ты, в которых распор принимается затяжкой, принято называть мостами внешне распорной системы, а передающие на грунт-распорными. Передача распора на грунт по существу эта замена грунтом растянутого пояса балочной фермы. По­этому передача распора на грунт требует устройства весьма мощных опор (вклю­чая фундаменты). Объем и стоимость опор в арочном распорном мосту всегда больше, чем в балочном мосту тех же пролетов.

Арочные мосты, благодаря их архитектурным и техническим достоинствам, нашли широкое применение. Их часто строят в городах, а также для оживления живописных загородных ландшафтов. Они использовались при строительстве крупных мостов в России, США, Панаме, Великобритании и др. странах (рис. 6.22).

Пролет моста через Морсей (330 м) является одним из наибольших в Европе среди мостов невисячих систем (рис. 6.23). Авторы проекта уделили большое внимание архитектурной композиции пролетного строения, очертаниям его по­ясов и ритму стоек и раскосов. Изящно прорисованная плавная линия верхнего пояса зрительно объединяет пролеты моста. Нижний пояс вблизи опор главного пролета опускается вниз: это улучшает распределение усилий в конструкции и создает особый эффект упругого и динамического «отталкивания» от опор. Та­кое впечатление еще более усиливается благодаря легкому наклону надопорных стоек. Описанный прием активно выраженной тектоники помогли авторам со­здать интересный архитектурный образ, раскрыв в нем напряженную работу материала.

Ряд интересных технических нововведений использован при конструирова­нии арочного пролетного строения моста через пролив Фемарн-Бельт, соединя­ющий остров Фемарн с материковой частью Дании (рис. 6.24).

Мост предназначен для совмещенного движения: по нему проходят автома­гистраль и железнодорожный путь, расположенный сбоку от автомагистрали. Такое несимметричное размещение нагрузок создавало определенные трудно­сти, которые были успешно преодолены авторами проекта.

Главный 248-метровый пролет перекрыт системой, представляющей собой комбинацию арок с балками. Балки выполняют две функции: воспринимают нагрузку от проезжей части и одновременно служат затяжками, воспринимаю­щими распор арок.

Арки имеют коробчатое сечение, наклонены друг к другу и жестко соедине­ны между собой вблизи вершины. Это позволило упростить конструкцию ветро­вых связей, увеличить продольную жесткость арок и, одновременно, равномер­но распределить усилия между арками.

Облик Фемарнского моста привлекает новизной и благородной строгостью форм. Наклонные арки его главного пролета придают всему сооружению совер­шенно особое, очень современное архитектурное звучание. Интерьер проезжей части выглядит на редкость эффектно: это результат вдумчивой дизайнерской проработки как моста в целом, так и каждого его элемента. Композиция инте­рьера строится на контрасте плавно вздымающихся объемов арок с цилиндри­ческими распорками и тонкой паутиной подвесок. Контрастность форм позво­ляет ясно прочувствовать разницу в конструктивных функциях элементов. Глад­кие поверхности арок создают ощущение мощи, а форма распорок выявляет их другую конструктивную роль. Мост через Фемарн-Бельт может быть, безуслов­но, отнесен к числу лучших образцов современного стиля в архитектуре мостов.

Среди крупных арочных мостов с ездой понизу и посередине следует отме­тить мост через Майн между Оффенбахом и Франкфуртом, проезжая часть ко­торого подвешена к трубчатым аркам диаметром 2,0 м. Пролет арки -220 м и не имеет верхних поперечных связей.

Стальные арки с ездой поверху в мостовых переходах через равнинные реки почти полностью были вытеснены балочными пролетными строениями. Лишь в редких случаях арки с ездой поверху используются в городах, и то, главным образом, по архитектурным соображениям.

При пересечении глубоких долин и ущелий в гористой местности, арки с ездой поверху оказываются очень рациональными и продолжают успешно ис­пользоваться в настоящее время. Среди мостов этой группы следует отметить мост через Гленн-Кеньон с арками решетчатого типа (пролет 313,3 м) и два мо­ста через Ниагару, построенный в 1941 г. имеет пролет -289,6 м, а в 1962 г. - 304,8 м. Пролеты этих мостов стали рекордными для стальных бесшарнирных арок.

Однако наибольший пролет среди арочных мостов с ездой поверху имеет мост через водохранилище на р. Влатве (бывшем ЧССР). Пролет двухшарнир­ной арки моста составляет - 330 м. С учетом же выносных железобетонных ус­тоев общая длина пролета равна - 380 м. Высота сечения арки 5,0 м, ширина 1,0 м, стрела подъема 42,5 м. Расстояние между осями арок в поперечном на­правлении 13 м. Стенки арок сварены из листов толщиной 14 мм и укреплены ребрами жесткости.

Силуэт моста строг и изящен. Удачно выбран ритм стоек надарочного стро­ения, расположенных с шагом 23,4 м и изготовленных из стальных труб диамет­ром от 45 до 100 см. Увеличение диаметра по мере удаления продиктовано в основном техническими соображениями, но в то же время улучшило их про­порции.

Высокие железобетонные столбы, поддерживающие полотно дороги над ус­тоями, введены в композицию моста в основном по архитектурным соображе­ниям. Их вытянутые массивы, контрастируя с легким абрисом стальных стоек, эффективно подчеркивают огромный размер пролета.

Хотя по архитектурно - художественному признаку арочные мосты имеют значительные преимущества, в отечественной практике они не нашли должнос­тного применения. Незначительное количество металлических мостов, в том числе и арочного типа, было связано с директивным правительственными доку­ментами, регламентирующими широкое внедрение сборного железобетона. Однако на территории бывшего СССР имеется достаточное количество ароч­ных мостов. Примером чему могут служить два железнодорожных моста-близ- неца, построенные в 1907г. в Москве по проекту проф. Л.Д. Проскурякова Анд­реевский (рис. 6.26) и Краснолужский. Для перекрытия руслового пролета была использована серповидная арка пролетом 135 м, а береговые каменные арки про­летами 18,5 м. Декоративные башни на мосту и береговые арки были облицованы массивными гранитными плитами. Эти мосты эксплуатировались почти 100 лет. За это время был осуществлен перевод поездов на электрическую тягу, что зна­чительно увеличило нагрузку на пролетное строение и вызвало изменение его габаритов. Поэтому назрела необходимость их замены, а старые пролетные стро­ения наплаву переправлены примерно на два километра и смонтированы в но­вом створе и используются в настоящее время как пешеходные мосты.

Стальной арочный мост с ортотропной плитой в проезжей части построен через ущелье р. Арпы в Армении (рис. 6.27). Мост находится на высоте 2100 м над уровнем моря. Ущелье р. Арпы имеет глубину 100 м, его крутые склоны сложены из базальтов. Полная длина моста 168 м, причем аркой перекрыт про­лет 120 м. Пролетное строение моста состоит из многопролетной неразрезной балки, которая над ущельем опирается на арку. Легкая, почти невесомая под- пружная арка помогает сравнительно слабой балке (высота ее около 2 м) пере­крыть пролет в 120 м. Такая комбинация арки и балки оказалась очень удачной. Мост органически вписался в окружающий ландшафт, стремительным «прыж­ком» преодолев глубокое ущелье.

В поперечном сечении моста расположены две главные фермы, расставлен­ные на 8,1 м при ширине проезда 10,5 м и двух тротуарах по 2,25 м. Каждая главная ферма состоит из клепаной арки, сварных стоек и балки жесткости.

Мост через Старый Днепр (рис. 6.28) перекрывает русло с крутыми берега­ми высотой 30-50 м над уровнем воды, сложенными серыми гранитами, что так­же определило целесообразность возведения арочного моста. Общая длина мо­ста 320 м, ширина -18,5 м. Пролет, перекрываемый аркой - 196 м. Пролетное строение состоит из неразрезной балки, поддерживаемой над зеркалом воды двумя арками. Расстояние между арками - 7,5 м. Неразрезная конструкция со­стоит из четырех балок, каждая из которых имеет высоту -2,5 м (1/25 пролет).

Железобетонная плита включена в совместную работу с балками. Новый сталь­ной арочный мост, соединивший берег Днепра с островами Хортица, - безуслов­но, выдающееся достижение современного мостостроения. Его стройная арка, смело «перетекающая» с берега на берег, очень эффективна в живописном лан­дшафте Старого Днепра.

По проектам института «Пректстальконструкция» построено значительное количество разнообразных арочных мостов внешне безраспорного типа (рис. 6.29) для езды понизу и посередине с жесткими решетчатыми арками и затяжка­ми. Узлы поясов арки расположены на концентрических окружностях; каждый пояс состоит из прямых одинаковых элементов; все раскосы одинаковы.

 





Дата добавления: 2020-02-18; просмотров: 509;


Поделитесь с друзьями:

Вы узнали что-то новое, можете расказать об этом друзьям через соц. сети.

Поиск по сайту:

Введите нужный запрос и Знаток покажет, что у него есть.
Znatock.org - 2017-2021 год. Для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь | Конфиденциальность
Генерация страницы за: 0.027 сек.