10893

81

Рис. 4.18, в. Узел крепления вертикальной подвески к кабелю из раздельных канатов: 1 – канатная втулка; 2 – штырь-шарнир

84

Расстояние от поверхности проезда под мостом (при необходимости)

до верхней линии очертания габарита транспорта ³ 5 м.

Нагрузки на пешеходные мосты:

−постоянная от собственного веса конструкций;

−временная (снег, ветер, температурные изменения);

−от пешеходов (нормативная) принимается равной 3,92 кН/м2 с ко-

эффициентом надежности γ f = 1,18 .

В расчетах нагрузки учитывают в сочетаниях, приводящих к наибо-

лее невыгодным перемещениям и усилиям. Перемещения определяют от сочетаний нормативных нагрузок, а усилия – от сочетаний расчетных на-

грузок.

Сталь выбирают с учетом условий эксплуатации моста по темпера-

туре наиболее холодных суток. Для мостов перечень сталей ограничен требованиями ударной вязкости.

Рекомендуемые стали:

−малоуглеродистые: 16Д спокойной плавки;

−низколегированные: 15ХСНД, 10ХСНД, соответствующие новой маркировке С375, С390.

В последние годы в практику мостостроения внедряется листовой прокат из сталей 15ХСНДА, 10ХСНДА с химически связным азотом (А),

повышающим сопротивляемость стали хрупкому разрушению при низких температурах.

Для опорных частей применяют литую сталь марок 20Л, 30Л, 35Л. Статический расчет конструкций конкретного пешеходного моста

следует выполнять по расчетной схеме (КЭ-модели), наиболее полно от-

ражающей конструктивные особенности несущих конструкций моста. В

балочных, рамных и арочных мостах усилия, напряжения и перемещения определяют, исходя из предполагаемой упругой (физически) и линейной

(геометрически) работы конструкций. В вантовых и вантово-висячих ком-

85

бинированных пешеходных мостах в статических расчетах важен учет геометрической нелинейности работы канатов. В этих мостах физическую нелинейность работы балок жесткости, если это допустимо, учитывают в конструктивных расчетах элементов моста на прочность и устойчивость.

Очень важен статический расчет пешеходного моста на стадии монтажа, когда расчетная схема существенно отличается от расчетной схемы на стадии эксплуатации.

Более точна оценка напряженно-деформированного состояния кон-

струкций моста в рамках численного анализа на пространственной КЭ-

модели.

Современные вычислительные комплексы позволяют определять усилия, напряжения и перемещения как в предположении линейно-

упругой, так и нелинейной стадиях работы металлоконструкций моста.

Физическая нелинейность расчета позволяет учесть упруго пластическую работу материала. Геометрическая нелинейность позволяет учесть нели-

нейность работы всего сооружения. Учет геометрической нелинейности особенно важен в расчетах комбинированных конструкций пешеходных мостов, в которых жесткое пролетное строение подвешено на вантах или вантах и гибких нитях-подвесках, опертых в пилонах с оттяжками.

В инженерной практике, наряду с пространственными расчетами,

пользуются приближенными методами определения усилий на плоских расчетных схемах, а их взаимодействие учитывают коэффициентами из опыта проектирования и на основании исследований.

Важной особенностью проектирования комбинированных конструкций пешеходных мостов с вантами и пилонами является обеспечение их

аэродинамической устойчивостью от действия ветра.

Не менее важен динамический расчет пешеходных мостов от движе-

ния толпы людей, которая создает вынужденные колебания конструк-

ций, вызывающие у пешеходов некомфортное психологическое состояние.

86

Поэтому нормы проектирования пешеходных мостов требуют, чтобы в пролетных строениях расчетные периоды собственных колебаний не на-

кладывались на вынужденные, вызываемые толпой людей и резкими по-

рывами ветра. С этой целью расчетные периоды собственных колеба-

ний ограничиваются величинами (при учете нагрузки от толпы людей

³ 0,49 кН/м2):

£ 1,11- 0,83гц).

Проверка аэродинамической устойчивости пешеходных мостов за-

ключается в определении критической скорости ветра для конкретного пролетного строения υ ≤ υcr , где υ = 25 − 35 м/с максимальная скорость ветра для заданного района по нормам, υcr − скорость ветра, при которой возникает одно из аэроупругих явлений: флаттер, ветровой резонанс, гало-

пирование, параметрический резонанс и др.

Более подробно по этому вопросу рекомендуется [3, с. 363−367].

Определенную особенность проектирования и расчета имеют цель-

нометаллические и сталежелезобетонные пролетные строения.

Цельнометаллическое пролетное строение в расчетах рассматривает-

ся как единая пространственная система в форме ортотропной плиты. Ме-

тодика расчета такой конструкции изложена в [9], как указано в [3, с. 359].

Некоторые выдержки из этой методики приведены в [3, с. 359−362]. Сту-

дентам предлагается по желанию ознакомиться с данной информацией са-

мостоятельно.

В сталежелезобетонных пролетных строениях составляющие попе-

речное сечение комплексной плиты жесткости материалы имеют сущест-

венно различные механические характеристики и в зависимости от дейст-

вующих в них напряжениях могут работать в упругой, упруго-

87

пластической стадиях состояния материалов. Точный учет всех особенно-

стей работы такого сечения сложен. В практических расчетах на прочность принимают, чтобы стальная часть комплексной плиты жесткости работала упруго, а напряжения в бетоне и арматуре или не достигали расчетных со-

противлений, или становились им равными. При этом методика расчета основана на гипотезе плоских сечений без учета податливости швов объе-

динения стальной и железобетонных частей. Некоторые рекомендации по расчету сталежелезобетонных конструкций приведены в п. 16.1 [3, c. 295−303].

Студентам предлагается по желанию законспектировать данный па-

раграф самостоятельно.

5. ВИСЯЧИЕ И ВАНТОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ

5.1. Область применения

Висячие и вантовые переходы, как и пешеходные вантовые и ванто-

во-висячие мосты, относятся к легким открытым комбинированным конст-

рукциям. По конструктивным решениям элементов, узлов, по способам стабилизации пролетных строений они близки к конструкциям висячих и вантовых комбинированных покрытий, особенно к покрытиям промыш-

ленных зданий с большими пролетами. Характер деформаций (перемеще-

ний) легких комбинированных конструкций вантовых переходов при дей-

ствии на них временных нагрузок такой же, как и висячих покрытий боль-

шепролетных зданий.

Вантовые переходы пролетами 80−100 м имеют небольшую массу.

Поэтому наибольшие прогибы и изгибающие моменты в них имеют место в середине пролета из-за упругих удлинений вант при загружении времен-

ной нагрузкой на весь полет. Сечение балок жесткости в таких переходах подбирают по прочности в середине пролета, а повлиять на уменьшение прогибов и моментов можно путем увеличения сечения вант. Сечение ба-

88

лок жесткости увеличивать нерационально, так как бó льшая часть нагруз-

ки передается на ванты и только ≈ 10% − на балки жесткости.

По мере увеличения пролета возрастает сечение вант, уменьшается доля их упругих удлинений, повышается роль кинематических перемеще-

ний в общих деформациях системы от действия временных нагрузок.

Уменьшение кинематических перемещений может быть достигнуто путем усложнения висячей системы за счет применения дополнительных кон-

струкций, накладывающих ограничения на горизонтальные перемещения,

например боковых оттяжек или ветровых ферм.

5.2. Конструктивные схемы

Конструктивные схемы вантовых и висячих переходов целесообраз-

но изучать на конкретных примерах.

1) Трубопроводный переход пролетом 108 м, реализованный

по проекту ЦНИИПС (автор Э.Я. Слоним) [4]. В проекте удачно решен вопрос унификации узлов крепления подвесок к гибкому канату-кабелю с помощью шарниров, центрированных на пересечении подвесок с канатом.

Стабильность комбинированной системы трубопроводного перехода здесь обеспечена за счет жесткости технологических труб (2 шт.), которая ранее в таких проектах в расчетах не учитывалась. На рис. 5.1 [4] показан общий вид вантово-висячего перехода сбоку и план балок жесткости высотой

1200 мм с настилом и связями и двумя технологическими трубами диамет-

ром по 630 мм.

На рис. 5.2 [4] показан фрагмент заводской марки балки жесткости сбоку и в плане с горизонтальной связевой фермой.

На рис. 5.3 [4] показан один из пилонов – двухветвевой в виде рамы П-образной с наконечниками под канаты и в железобетонной опоре.

На рис. 5.4 [4] показаны узлы В и Г крепления подвесок к гибкой ни-

ти-канату (вверху) и к балке жесткости (внизу) на шарнирах.

89

Рис. 5.1. Трубопроводный мост пролетом 108 м. Геометрическая схема-фасад, план