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

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

МОСТ ФЛИ ЧЕРЕЗ РЕКУ РЕЙН В ГЕРМАНИИ

Мост Фли (Флес) через р. Рейн в Дюссельдорфе (Германия) общей протяженностью 1148 м состоит из пойменной эстакады с железобетонными предварительно напряженными пролетными строениями 13× 60=780 м и речного металлического Вантового пролета 368 м. Мост Фли это самый большой вантовый мост в Германии (см. рис. 1).

Рис. 1. Схемы моста

Однопилонная схема вантового пролетного строения – сочетание веерообразной системы для речного пролета и «арфа» для берегового участка. Ванты бокового пролета заанкерены в конструкции третьего железобетонного эстакадного пролетного строения. Ванты расположены в одной плоскости.

Пилон А-образной формы, железобетонный с общей высотой 150 м, в том числе 129 м над уровнем проезжей части и шириной в основании 61,3 м (см. рис. 2).

Фундаменты опор – тонкостенные опускные колодцы.

Рис. 2. Схема пилона моста

Алексей Барановский

230

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

Общая ширина моста 41,7 м включает 6 полос автомобильного движения с разделительной полосой 4 м, две остановочные полосы по 2,5 м, две полосы безопасности по 1 м, две пешеходные и велосипедные дорожки по 4,1 м.

Строительная высота балки жесткости – 3,8 м – принята постоянной по всей длине вантового пролетного строения. Коробчатая конструкция ее шириной 16,3 м имеет пять полостей, состоит из ортотропной плиты проезжей части, четырех главных балок, двух консольных выносов по 12,7 м, поддерживаемых подкосными элементами через каждые 9 м. Балки жесткости имеют продольно-подвижные опорные части за исключением концевой неподвижной. Деформационный шов допускает перемещение ±60 см.

Ванты сформированы из канатов закрытого типа. Наиболее мощная ванта состоит из шести закрытых канатов диаметром 111 мм с разрывающим усилием 13,39 МН для каждого. Канаты расположены параллельно на расстоянии 600 мм между осями.

Масса вант 1200 т, общая масса металла пролетного строения моста 7000 т, т. е. 460 кг/м2, в том числе вант 78 кг/м2.

Алексей Барановский

231

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

МОСТ ЧЕРЕЗ РЕКУ ШЕКСНУ В ЧЕРЕПОВЦЕ

Мост через р. Шексну в Череповце металлический, однопилонный, двухплоскостной системы имеет главный пролет 194,25 м и боковой 136,49 м (см. рис. 1).

Рис. 1. Общие виды и схема моста

Неразрезная балка жесткости постоянной высотой 3,33 м перекрывает всю длину моста, т. е. 452,5 м, включая эстакадные части 5× 62,5 м и 83,23м.

На протяжении вантовой части моста балка жесткости цельнометаллическая из двух коробчатых балок, объединенных поперечными и ортотропной плитой из ст. 14Г2АФД (класса С52/40) и связи из ст.3 мост – М-16С (см. рис. 2).

Рис. 2. Схема и вид снизу на балку жесткости

Алексей Барановский

232

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

Эстакадная часть моста из сталежелезобетона с металлическими конструкциями из ст. 15ХСНД (класса С50 – 35).

Пилон А-образный металлический, высотой 83,5 м; для него применена сталь 14Г2АФД в количестве 700 т из общего расхода 870 т. Общая масса металла пролетных строений и пилона моста составила 7183 т, в том числе канатов 510т.

Канаты моста имеют диаметр 71,5 мм, изготовлены по специальным техническим условиям и имеют разрывное усилие всех проволок 4500 кН при временном сопротивлении проволоки 1200 МПа (см. рис. 3).

Рис. 3. Схема вант и их крепления к балке

Проектирование и исследование устойчивости моста выполнены ЦНИИпроектстальконструкция.

Мост сооружался по проекту Ленпромтрансниипроекта.

Алексей Барановский

233

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

ТРАНСПОРТНЫЙ ПЕРЕХОД ЧЕРЕЗ ПРОЛИВ ЭРЕСУНН

В 2000 году завершено строительство одного из крупнейших в мире тоннельно-мостовых переходов, соединившего через пролив Эресунн Данию и Швецию. Переход, построенный взамен существующей паромной переправы, предназначен для пропуска автомобильной нагрузки и железнодорожного скоростного подвижного состава (см. рис. 1).

Рис.1. Схема перехода через пролив Эресунн

Время проектирования и строительства составило 5 лет – проектирование началось в 1996 году, ввод в эксплуатацию состоялся 1 июля 2000 г. (рис. 2).

Общая протяженность перехода составляет 16 км, в том числе длина мостовых сооружений 7,85 км. Переход предназначен для пропуска 4 полос автомобильной и 2 полос железнодорожной нагрузки.

Переход состоит из следующих основных элементов:

-искусственный полуостров, выступающий на 430 м от кромки побережья острова Зеландия (территория Дании);

-тоннель общей протяженностью 4050 м, в том числе подводной части – 3510 м, с двумя портальными сооружениями;

-искусственный остров длиной 4055 м;

-западный подходной мост длиной 4055 м;

-восточный подходной мост длиной 3739 м.

-вантовый мост длиной 1092 м для пропуска судов, идущих по основному судоходному фарватеру;

Рис. 2. Общий вид моста

Алексей Барановский

234

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

Трасса в плане представляет собой плавную S-образную кривую с радиусами на подходах 12800 м и 13900 м и прямолинейной вставкой – вантового моста. Высшая точка вертикальной кривой находится в центре главного вантового пролета моста, ее радиус 30000 м, уклон подходов в сторону Швеции составляет 1,25%, в сторону Дании – 1,5%.

Из общей длины мостового перехода длина подходных мостов составляет 6,7 км. Западный подходной мост протяженностью 3014 м (22 пролета, 18 из которых длиной по 140 м и 4 пролета по 120 м), восточный подходной мост общей протяженностью 3739 м (27 пролетов, 24 длиной 140 м, 3 – по 120 м).

Вантовая часть моста состоит из главного судоходного пролета длиной 490 м и четырех боковых пролетов: два длинной по 160 м, и два – по 141 м. Основной пролет такой длины на 60 м больше чем у японских мостов Ивакурозима и Хицуисизима считавшихся до мая 1999 г. мировыми рекордсменами.

Алексей Барановский

235

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

Алексей Барановский

236

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

Алексей Барановский

237

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

МОСТЫ СИСТЕМЫ EXTRADOSED

Рис. 1. Общий вид моста через р. Даугаву в г. Риге (проектные материалы)

Поперечное сечение железобетонных предварительно-напряженных пролетных строений зависит от расположения пучков напрягаемой арматуры, что требует увеличения толщины стенок сечения конструкций.

Эксцентриситет расположения напрягаемой арматуры в надопорном сечении балки относительно ее нейтральной оси предполагает расположение пучков арматуры в пределах сечения, в крайнем случае, в уровне монолитной железобетонной плиты.

Система extradosed (дословно – «сверхдозирование», англ.) позволяет расположить напрягаемую арматуру, находящуюся в зоне опорных сечений разрезной балки с таким эксцентриситетом, который будет оптимальным для любого сочетания нагрузок. Другими словами в виде небольшой вантовой фермы, уменьшающей моменты в надопорных сечениях и обеспечивающей наилучшее использование продольных сил предварительного напряжения.

Канаты мостов системы extradosed отличаются от канатов вантовых мостов тем, что роль первых состоит в обеспечении горизонтального предварительного напряжения балки пролетного строения, в то время как вторые предназначены для упругого восприятия вертикальных нагрузок, поскольку величина изменения напряжений в канатах невысока. Вследствие этого канаты пролетных строений системы extradosed можно напрягать до усилий, близких к тем, которые можно передавать на традиционные железобетонные пролетные строения. Таким образом, пролетные строения системы extradosed являются как

Алексей Барановский

238

МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ (курс лекций)

бы промежуточным звеном между традиционными железобетонными предварительно напряженными и вантовыми пролетными строениями.

Система Extradosed имеет в своем составе невысокий пилон, из которого выходят пучки высокопрочной проволоки (ванты). В сооружении создается мощное обжатие сечения балки, которое гарантирует ее от образования трещин в растянутой зоне бетона.

Одно из достоинств системы заключается в том, что она позволяет вести контроль за состоянием напряженных пучков арматуры, произвести обследование, ремонт, дотяжку вант, в отдельных случаях их замену. В случае изготовления балки из сборного железобетона создаются благоприятные условия для уравновешенного монтажа, с минимальным количеством вспомогательных сооружений, что немаловажно при пересечении глубоких долин, оврагов и ущелий. Блоки балки подвешиваются непосредственно к вантам, после чего производится их натяжение. Облегчается регулирование усилий в процессе и после монтажа. Основным отличием системы от вантовой, являются различия в величине угла наклона вант к горизонту. За счет малого угла наклона вант резко возрастает горизонтальная составляющая усилия в них, что и дает мощное обжатие неразрезной балки в надопорных сечениях. Т.о. мост системы extradosed – это своего рода балочный неразрезной мост с вынесенной арматурой.

Отличительные особенности системы extradosed от обычной вантовой и балочной систем также заключается в отношении высоты пилона к длине наибольшего пролета – в мостах системы extradosed она составляет 1/10 … 1/15 длины, в вантовых – 1/5 … 1/7 (см. рис. 2). Отношение высоты балки жесткости к длине пролета – 1/34 … 1/36, такое отношение обеспечивает перекрывающую способность до 160 метров, в предварительно-напряженных неразрезных балках это отношение составляет 1/17 … 1/21.

Угол наклона самой пологой ванты к горизонту до 15 градусов, в вантовых мостах – до 27 градусов.

Рис. 2. Схемы пролетных строений: железобетонного, extradosed и вантового

Некоторые характеристики системы extradosed:

–величина основного пролета 100 …150 м (мост через р. Даугаву в г. Риге Lосновного пролета=110

м);

–высота пилонов Hпилона /Lосновного пролета = 1/10 … 1/15 (мост через Даугаву в Риге Hпилона=13,3 м);

–крепление вант на вершине пилона отсутствует, ванты перегибают пилон;

–пилон опоры не касается – в месте установки пилона под балкой находится опорная часть;

–усилия в вантах порядка сотен тонн (мост через р. Даугаву в г. Риге 600 тс).

Алексей Барановский

239