13. Рамные мосты
В рамных мостах пролетные строения объединены с опорами, образуя единую несущую конструкцию – раму. Пролетные строения образуют ригель рам, опоры – стойки (рис. 13.1).
Рис. 13.1. Рамный мост
Вследствие жесткого объединения ригелей и стоек изгибающие моменты в ригелях существенно уменьшаются. На соответствующую величину возрастают моменты в стойках (рис. 13.2). Стойки приходится делать из железобетона, а не из бетона, но это одновременно позволяет уменьшить размеры поперечного сечения стоек.
Рис. 13.2. Эпюра изгибающих моментов в рамной конструкции
Тип поперечного сечения и количество главных балок в ригелях рам выбирают также, как и в балочных мостах.
Стойки рам обычно принимают толщиной, равной толщине ребер ригеля. При высоких рамах для повышения горизонтальной жесткости стойки рам делают наклонными (рис. 13.3).
Рис. 13.3. Поперечное сечение рамного моста
Достоинства рамных мостов:
экономия бетона вследствие уменьшения поперечного сечения ригелей и стоек;
хорошая видимость под мостом вследствие малой толщины стоек;
повышенная жесткость за счет совместной работы ригелей и стоек.
Недостатки рамных мостов:
необходимость армирования стоек вследствие возникновения в них значительных изгибающих моментов;
сложность армирования вследствие действия в элементах рам моментов разных знаков;
трудность членения на блоки из-за размещения рабочей арматуры в различных зонах ригеля и стоек;
как следствие указанных выше недостатков сложный монтаж;
сравнительно тонкие стойки рамных мостов плохо сопротивляются ударным нагрузкам от льдин, судов и т.д. Поэтому рамные конструкции наиболее часто применяют в путепроводах и эстакадах;
чувствительность к неравномерным осадкам опор и температурным воздействиям.
Для уменьшения чувствительности к неравномерным осадкам опор и температурным воздействиям в рамные мосты можно ввести шарниры (рис. 13.4).
Рис. 13.4. Введение шарниров в узлы опирания стоек на фундаменты
При этом за счет уменьшения степени статической неопределимости чувствительность к неравномерным осадкам опор и температурным воздействиям уменьшается. Однако, эксплуатация таких шарнирных узлов сложна, необходим тщательный уход за конструкцией. Поэтому обычно рамы делают бесшарнирными, но через 40…50 м устраивают температурные деформационные швы.
Указанные температурные деформационные швы могут устраиваться двумя способами:
1 – устройством сдвоенных стоек (рис. 13.5);
Рис. 13.5. Рамный мост со сдвоенными стойками
При плохих грунтах можно ввести раздельные фундаменты под каждую стойку в опорах со сдвоенными стойками.
2 – введением подвесных балочных пролетных строений (рис. 13.6).
Рис. 13.6. Рамный мост с подвесными пролетными строениями
Применение рамной системы позволяет получить в определенных условиях решения, благоприятные как с архитектурной, так и с эстетической точек зрения. Примером может служить мост через реку Нерис в г. Вильнюсе, построенный в 1965 г. (рис. 13.7).
Рис. 13.7 Рамный мост через реку Нерис
Соотношение элементов ригеля выбрано таким, что по всей длине рам действуют только отрицательные моменты, поэтому вся арматура сверху. Вес блока до 20 т. Швы мокрые широкие, что характерно для того времени. Стойки сплошные монолитные.
В современной практике рамные мосты сооружают сравнительно редко, что обусловлено их более сложной конструкцией и монтажом. Однако, достоинства рамных мостов, в том числе архитектурные, определяют их применение и в настоящее время. При этом для ригелей возможно применение обычных балок, объединение которых со стойками обеспечивается устройством монолитной диафрагмы.
Особенно эффективны такие конструкции в путепроводах, где они обеспечивают минимальное ухудшение видимости для водителей транспорта, проезжающего под путепроводом. Для ригелей могут быть тиспользованы бадлочные пролетные строения с добавлением арматуры в плиту для восприятия опорных моментов в узлах заделки в опоры. (рис. 13.8).
Рис. 13.8. Пример конструкции рамного путепровода