Контрольные вопросы

1. Назовите конструктивные элементы промежуточных и береговых опор балочных мостов.

2. Перечислите виды промежуточных опор, применяемых для балочно-разрезных мостов.

3. Перечислите виды береговых опор, применяемых для балочно-разрезных мостов.

4. Какие бывают опоры безростверкового типа?

5. Какие нагрузки учитывают при расчете опор балочных мостов?

6. На какие сочетания нагрузок рассчитывают опоры балочных мостов?

7. Какие расчеты выполняют для бетонных и железобетонных опор балочных мостов?

Стальные мосты

План лекции

6.1. Общие сведения

6.2. Пролетные строения со сплошными балками

6.3. Сталежелезобетонные пролетные строения

6.4. Коробчатые пролетные строения

6.5. Балочно-разрезные пролетные строения с фермами

6.6. Балочно-неразрезные пролетные строения с фермами

6.7. Арочные пролетные строения

6.8. Рамные пролетные строения

6.9. Основные положения расчета пролетных строений со сплошными балками

6.1. Общие сведения

Область применения стальных мостов – большие и внеклассные мосты. Они характеризуются длительным сроком службы – более 70 лет.

Надежность мостов при работе под тяжелыми динамическими нагрузками обеспечивают строительные стали, обладающие высокой прочностью, пластичностью и ударной вязкостью [11].

Металлические мосты существуют балочной, арочной, рамной и комбинированной систем (рис. 6.1) [23].

К основным достоинствам стальных мостов относят: индустриализацию и высокое качество заводского изготовления; применение автоматической электросварки; возможность применения скоростных технологий монтажа с высоким уровнем механизации и малой трудоемкостью.

Основным недостатком стальных мостов является подверженность коррозии элементов, что требует особых приемов в содержании.

Материалы стальных мостов. Элементы стальных мостов изготовляют из высококачественных углеродистых и низколегированных сталей, удовлетворяющих требованиям эксплуатации [12].

В мостовых конструкциях применяют малоуглеродистые стали с содержанием углерода не более 0,25 %. В зависимости от способа выплавки и степени раскисления стали подразделяют на спокойные (сп), полуспокойные (пс) и кипящие (кп). По условиям поставки углеродистые стали подразделяют на три группы: А, Б и В, а по нормируемым показателям качества – на шесть категорий: 1–6. Применяются также углеродистые стали марок ВСт3, ВСт2сп и др.

Рис. 6.1. Системы металлических пролетных строений: а, б – балочно-разрезные; в, г, д – балочно-неразрезные; е–н – арочные и комбинированные; п, р – с жестким поясом; с, т – рамные; l – длина пролета; l₁ –длина крайнего пролета; h – высота балки проезжей части; H – высота фермы; f – стрела арки

Для несущих элементов пролетных строений широко используются низколегированные стали, которые представляют собой сплав железа с углеродом и легирующими добавками (до 2,5 %). В зависимости от вида термообработки низколегированную сталь подразделяют на три категории: 1 – без термической обработки (сырую); 2 – нормализованную; 3 – термически улучшенную после закалки и высокого отпуска. Для несущих элементов пролетных строений применяют стали марок 10ХСНД, 15ХСНД.

В зависимости от расчетной минимальной температуры воздуха районов проектирования мостов применяют три типа исполнения стали (по хладостойкости): обычного (минус 40 ^оС и выше); северного А (от минус 40 до минус 50 ^оС); северного Б (ниже минус 50 ^оС). К сталям для пролетных строений северного исполнения предъявляют дополнительные требования по ограничению содержания серы до 0,030 % и фосфора до 0,025 % [5, 11].

Сортамент стали. Наиболее широко применяют листовую сталь. В России получила распространение для пролетных строений толстолистовая сталь толщиной 6–60 мм, шириной 1250–2600 мм и длиной до 4200 мм. Масштабно используют универсальную широкополосную сталь длиной до 12 м [11]. Находят применение угловая равнополочная и неравнополочная сталь длиной до 13 м и шириной полок до 250 мм, а также двутавровая, швеллерная, круглая, фасонная, волнообразного и корытообразного профиля стали.

Соединение отдельных элементов. При изготовлении и монтаже элементы мостовых конструкций соединяют электросваркой, высокопрочными болтами из стали марки Ст40Х, а в некоторых случаях обычными болтами. Большое количество эксплуатируемых мостов имеют соединение элементов на заклепках из стали марок Ст2сп, СтО9Г2. Кроме того, в железнодорожных мостах применяют болтосварные соединения, когда элементы на заводах изготовляют сварными, а при монтаже используют болты.