Файлы по мостам / Королёв А.А. Диплом / Дипломы / Архив / Мосты больших пролетов (Курс лекций)

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

ВАНТОВЫЙ МОСТ ЧЕРЕЗ НЕВУ НА КАД ВОКРУГ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

Новый вантовый мост через Неву (см. рис. 1) в составе Кольцевой автодороги вокруг СанктПетербурга – уникальное сооружение, проект которого разрабатывается Институтом Гипростроймост Санкт-Петербург. Уникальность сооружения заключается в том, что это первый за трёхсотлетнюю историю города неразводной мост через Неву, перекрывающий русло реки одним пролётом, который сможет обеспечить постоянную связь между частями города круглогодично, 24 часа в сутки. Кроме того, на конструкцию воздействуют такие нагрузки, величина и характер которых не регламентируется действующими нормативными документами.

Рис. 1. Варианты моста

Первоначальным проектом предусматривалось строительство моста с центральным пролётом 500 метров в районе так называемого Кривого Колена – излучины Невы в районе Рыбацкого. Однако необходимость сооружения моста в сжатые сроки привела к необходимости уменьшения длины центрального пролёта и переноса створа моста вниз по течению в район Уткиной Заводи. Выбор данного расположения объясняется основным требованием речников – в русле реки не должны располагаться постоянные опоры. В Уткиной же Заводи находится стоянка судов речного порта, что позволило разместить правобережные пилоны за причальной стенкой.

После рассмотрения множества вариантов принята следующая схема мостового перехода, удовлетворяющая требованиям ускоренного монтажа. В два этапа (сначала низовой, затем верховой) сооружаются два одинаковых моста с металлическими пролётными строениями 2× 66+174+382+174+2× 66 метров (в качестве альтернативного рассматривался вариант сталежелезобетонного пролётного строения – так называемой edge-girder system). На сегодняшний день по длине пролёта данный мост входит в 40 наиболее крупных вантовых мостов в мире (см. рис. 2).

Алексей Барановский

210

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

Рис. 2. Схема моста

Каждое пролётное строение шириной 25 и высотой 2.5 метра состоит из двух коробчатых продольных балок, соединённых поперечными. В местах крепления вант поперечные балки имеют ту же высоту, что и главные. В остальных сечениях высота поперечных балок меньше. Проезжая часть пролётного строения выполнена в виде ортотропной плиты – стальных листов настила, подкреплённых продольными рёбрами (стрингерами). По краям пролётных строений установлены обтекатели, улучшающие работу пролётного строения на взаимодействие с ветровым потоком. Высота пролётных строений над уровнем воды (подмостовой габарит) составляет 30 метров, что сопоставимо с высотой 9-ти этажного дома. Пролётные строения предназначены для пропуска 4 полос движения в одну сторону с тротуарами для обслуживающего персонала (пешеходное движение по мосту не предусмотрено). Расстояние между осями мостов – 36.4 метра (см. рис. 3).

Рис. 3. Схема сечения и монтажный блок балки жесткости

Пролётные строения с помощью вант подвешиваются на металлические пилоны высотой 120.5 метров. Для сравнения: высота петербургской телебашни – 316 метров, Петропавловской крепости – 122.5, Исаакиевского собора – 101.5, Адмиралтейства – 72 метра (см. рис. 4).

Фундаменты пилонов из буронабивных свай погружены на глубину от 30 до 40 метров.

Рис. 4. Сопоставление высоты пилонов моста

Для моста была применена система вант из параллельных прядей по монострэндной (однопрядной) технологии, являющейся наиболее современной разработкой в этой области. Поставка вант осуществляется швейцарской фирмой VSL. Каждый кабель формируется из последовательно натягиваемых прядей непосредственно в процессе сооружения моста. Общая длина всех прядей составляет 900 километров, что почти в полтора раза больше расстояния от Петербурга до Москвы

При проведении аэродинамического анализа конструкции Вантового моста институт «Гипростроймост» привлек к проектированию специалистов датской консультационный фирмы COWI и финской компании Consulting Kortes, что позволило провести численное моделирование обтекания конструкции ветровым потоком с использованием компьютерных

Алексей Барановский

211

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

программ упомянутых фирм. Натурная «продувка» модели моста в аэродинамической трубе производилась в Датском Морском Институте.

Один из участников строительства моста – Мостоотряд-19, некоторые этапы строительства показаны на рис. 5.

Рис. 5. Этапы строительства правобережного и левобережного пилонов моста. Опоры левобережной эстакады. Стапель для сборки балки жесткости.

Алексей Барановский

212

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ МОСТ ЧЕРЕЗ РЕКУ НЕККАР

Мост с одной ж.д. колеей и главным пролетом 77,0 м перекрывает р. Неккар (Германия) и шлюз под углом 45º. Береговые устои назначены параллельно руслу реки. Главная балка центрального пролета выполнена из стали, на других участках – из железобетона. Стальная конструкция образована из двух продольных балок переменной высоты (2,54 … 3,16 м) и поперечных вставок с шагом 5,67 м (рис. 1). Мост открыт в 1968 г.

Рис. 1. Мост через р. Неккар, схемы

Рис. 2. Мост через р. Неккар

анкеровка вант в главной балке и решение головной части пилона

Основные данные:
Общая длина	119,65	м
Пролеты	37,492	и 77,0 м
Ширина плиты	6,10 м
Высота плиты	HD = 2,54…3,16 м, HD/L = 1/30
Высота пилона	HP = 18,80 м, HP /L = 0,24
Введен в эксплуатацию в 1968 г.

Алексей Барановский

213

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

МОСТ НОРМАНДИЯ (NORMANDIE)

Мост через устье Сены (Seine) на севере Франции соединяет города Гавр (Le Havre) и Он-

флёр (Honfleur).

Ко времени завершения строительства (1995 г.) центральный вантовый пролет моста, равный 856 м, был рекордным (позднее рекорд был установлен мостами Tatara в Японии (890 м) и Dongfang в Китае (900 м)).

Характерной особенностью сооружения явилось инженерное решение конструкции балки жесткости. Ее припилонные участки сооружены из предварительно напряженного железобетона, а центральная часть пролета выполнена из стали. Подходные эстакады (пролётами по 43,5 м, северная длиной 650 м, южная – 460 м) из предварительно напряжённого железобетона, ощутимо повысили стоимость строительства, однако позволили использовать их в качестве анкерных блоков и повысить аэродинамическую устойчивость

Алексей Барановский

214

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

сооружения. Число вант поддерживающих балку жесткости 184, длинна от 95 до 450 м. Ширина балки жёсткости 23 м, с высотой проезда над водой – 56 м. Проезжая часть моста с одного берега до другого не имеет деформационных швов.

Алексей Барановский

215

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

Высота А-образных железобетонных предварительно напряженных пилонов составляет 215 м, пилоны обтекаемой формы для эффективной работы на аэродинамические воздействия, фундаменты пилонов содержат 28 свай-оболочек по 2,1 м в диаметре, длиной 56 м каждый.

Северный пилон защищен «забором» из свай-оболочек большого диаметра (8,9 м), заполненных бетонным раствором (13000 м3) от навала судов. Получившийся искусственный остров способен защитить от столкновения с судном массой до 100 000 т;

Алексей Барановский

216

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

При строительстве моста (1990 – 1995 г.г.) применено несколько оригинальных и нестандартных решений:

–при сооружении северного пилона и подходной эстакады с правого берега возникла необходимость постройки временного моста из-за очень плохих грунтов в этом районе (ил, заболоченные грунты) и невозможности подхода к месту расположения пилона ни по воде, ни по земле (автотранспортом). Этот временный мост был сооружён за 3 месяца и имел длину 750 м;

–подходные эстакады сооружали методом продольной надвижки, основная проблема при этом состояла в том, что надвижку необходимо было осуществлять под углом 60‰, для чего была разработана специальная система горизонтальных и вертикальных домкратов, позволяющих достаточно быстро и просто производить работы;

–особое внимание при монтаже пролётных строений было уделено безопасности процессов производства работ, так при надвижке осуществлялся компьютерный контроль (мониторинг) за положением балок посредством специальных датчиков, установленных на каждой опоре.

Для всех частей моста проводились испытания в аэродинамической трубе. Полная длина моста, включая боковые пролеты балки жесткости и подходные эстакады с предварительно напряженными железобетонными пролетными строениями равна 2141 м.

Величина центрального пролета моста на 70% превысила предыдущий для этих систем рекорд (608 м). Немногие сооружения в истории мирового мостостроения могут гордиться таким резким рывком вперед, на который отважились проектировщики и строители моста Нормандия, введя совершенно новую концепцию вантовых мостов.

Смелая конструкция вызывает восхищение своей простотой и четкостью линий. У моста с его внешне гибкой обтекаемой балкой жесткости и тонкими пилонами великолепные

Алексей Барановский

217

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

пропорции, он обладает захватывающей дух красотой и гармоничностью «вписывания» в окружающий пейзаж.

Проектные решения достаточно экономичны благодаря максимальному использованию высоких прочностных характеристик примененных материалов (высококачественный бетон, необычное сочетание бетона и стали в конструкции одного пролетного строения центрального вантового пролета и т.п.). Руководитель коллектива проектировщиков Мишель Вирложо (Michel Virlogeux), - в настоящее время президент Международной федерации бетона FIB. Один из авторов строительства – французский инженер Жан Мюллер (Jean Muller).

Подготовлено по материалам приложения к журналу «Вестник мостостроения» – «Мостостроение Мира» № 1-2, 2001 г., Изд. РИЦ ОАО «Институт Гипростроймост» и др.

Алексей Барановский

218

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

ВАНТОВЫЙ МОСТ ЧЕРЕЗ РЕКУ ОБЬ У СУРГУТА

СХЕМА ВАНТОВОЙ ЧАСТИ

СХЕМА

ПИЛОНА

СЕЧЕНИЕ БАЛКИ ЖЕСТКОСТИ

СЕЧЕНИЕ ПИЛОНА

(нижняя часть)

Проектная организация ОАО "Гипротрансмост" (Москва)

Алексей Барановский

219