10893

100

3) Вантовый трубопроводный переход через реку из двух проле-

тов: 96 м + 36 м. Ванты имеют предварительное напряжение. Высота пи-

лонов составляет 23,22 м (1/4 пролета 96 м). Жесткая конструкция выпол-

нена из двух стальных балок высотой по 1400 мм со связями между ними ромбического очертания. Проект перехода разработан в ЦНИИПСК и реа-

лизован в 1973 г. [4].

На рис. 5.11 [4] приведена геометрическая схема вантового трубо-

проводного перехода с одним пилоном на средней опоре. Пилон имеет А-образную форму.

На рис. 5.12 [4] приведена конструктивная схема узла А (замаркиро-

ван на рис. 5.11) крепления ванты из одного каната к одной из балок жест-

кости.

На рис. 5.13 [4] приведена конструктивная схема узла В (замаркиро-

ван на рис. 5.11), в котором примыкающая к одной балке жесткости ванта состоит из двух канатов, а также конструктивная схема узла Б (замаркиро-

ван на рис. 5.11), в котором примыкающая к одной балке жесткости ванта состоит из одного каната.

На рис. 5.14 [4] приведена конструктивная схема А-образного пило-

на, в нижней части которого на поперечной опорной балке закреплены два технологических трубопровода (узлы Г, Д, Е и фрагмент пилона замарки-

рованы на рис. 5.12).

5.3. Основы расчетов висячих и вантовых трубопроводных пере-

ходов

В приближенных статических расчетах (см. ниже по тексту а); б); в);

г); д)) висячих и вантовых трубопроводных переходов может быть приме-

нен метод стержневой строительной механики для линейно деформируе-

мых систем. Учет геометрической нелинейности при определении проги-

бов допускают [4] уточнять с помощью поправочных коэффициентов к ре-

зультатам линейных расчетов. В [4, с. 135, 136] приведены для этих целей графики поправочных коэффициентов для наиболее характерных висячих

101

Рис. 5.11. Вантовый трубопроводный переход. Геометрическая схема (фасад). План

103

Рис. 5.13. Вантовый трубопроводный переход. Узлы Б и В

104

Рис. 5.14, а. Вантовый трубопроводный переход. Пилон – узлы Г, Д, Е и фрагмент

105

Рис. 5.14, б. Вантовый трубопроводный переход. Пилон – фрагмент 1

107

∙на весь пролет однопролетного моста;

∙на все пролеты трехпролетного моста;

∙на крайний пролет трехпролетного моста, − как наиболее невы-

годных нагружений для разных элементов моста.

На втором этапе расчета рекомендуется [13] рассматривать полную расчетную схему – конечно-элементную модель, включающую балку-

плиту жесткости с шарнирно закрепляемыми к ней прямолинейными ван-

тами и гибкими нитями с пилонами и вантами. При этом постоянная на-

грузка от балок жесткости, вант и кабелей-канатов полностью передается в виде нормальных усилий на кабели, а изгибающие моменты – на балки же-

сткости, как многоопорные неразрезные системы с упруго-податливыми опорами (в вантах).

Расчетная длина пилонов с жестким закреплением его в нижней опо-

ре приближенно принимается как lefx = H 0 × m х , где μ х = 0,7 в плоскости висячей фермы.

Третий этап расчета как окончательный выполняют на плоской или пространственной расчетной схемах (КЭ-моделях) с учетом геометриче-

ской нелинейности;

б) в вантово-висячих переходах с горизонтальным закреплением

кабеля-каната к балке-плите жесткости в середине пролета, но с вер-

тикальными подвесками, аналогично рис. 5.1: при предварительных расчетах (первый этап) сечения балок жесткости подбирают по изгибаю-

щему моменту в четверти пролета, уменьшенному на 25% по сравнению с простым комбинированным переходом (на вертикальных вантовых под-

весках). На втором и третьем этапах расчет допускается выполнить анало-

гично расчету второго этапа простых комбинированных систем;

в) для висячей комбинированной конструкции с наклонными

вантовыми подвесками (рис. 5.7):

108

∙в предварительных расчетах (первый этап) рекомендуют рас-

сматривать шарнирно-стержневую распорную ферму (рис. 5.15, а);

∙ поперечные сечения на первом этапе расчета принимают как для простой комбинированной висячей конструкции: для кабеля с вре-

менной нагрузкой, равной 0,8 от расчетной (при отсутствии регулирования усилий в подвесках); для балки жесткости – от расчетного момента, равно-

го 1,2М р + 0,5М g , где М g и М р – изгибающие моменты соответственно от постоянной и временной нагрузок как в разрезной балке с пролетом,

равным длине панели между шарнирами; для наклонных подвесок – из ус-

ловия наибольшего растяжения их от местной временной нагрузки; пило-

ны на первом этапе не рассчитывают.

На втором этапе шарнирно-стержневую распорную ферму рассчитывают методом сил на два загружения временной нагрузкой (рис. 5.15, а):

на половину пролета и на весь пролет (за неизвестное усилие удобно при-

нимать осевое усилие в средней панели балки жесткости) и определяют осевые усилия во всех элементах от временных нагрузок и прогибы сис-

темы. По наибольшему сжимающему усилию в наклонных (симметрич-

ных) подвесках назначают усилие предварительного натяжения этих под-

весок с учетом обеспечения в них полного усилия Sполн > 0. Постоянная нагрузка с таким предварительным напряжением гасит (как правило) сжи-

мающие усилия в других наклонных подвесках. Дополнительная возмож-

ность избавиться от выключения из работы части наклонных подвесок со-

стоит в отказе от параболического очертания кривой кабеля – криволиней-

ной нити-каната: особенно выгодно увеличить углы наклона кабеля вблизи пилонов и уменьшить вблизи середины пролета.

Схему по рис. 5.15, б рассчитывают на постоянную нагрузку с уче-

том предварительного напряжения S. По полученным суммарным усили-

ям, учитывающим временную нагрузку, уточняют поперечные сечения элементов. Если мероприятия с предварительным напряжением

109

Рис 5.15. Упрощенные расчетные схемы висячей конструкции с наклонными подвесками