4.7. Основные типы и конструкции мостов

Эстакады и путепроводы в большинстве случаев устраивают балоч­ной и рамной систем. Реже применяют вантовую систему и лишь в от­дельных случаях для путепроводов — арочную.

Эстакады и путепроводы балочно-разрезной системы имеют опоры, обеспечивающие передачу на грунт вертикальных давлений от двух опорных частей пролетных строений и горизонтальных усилий от тор­мозной или центробежной сил. В местах расположения деформацион­ных швов от проезжающих автомобилей возникают удары, увеличивающие усилия и напряжения в сечениях пролетных строений. Этого недостатка лишены температурно-неразрезные пролетные строения, состоящие из разрезных балок, объединенных по всей длине непрерыв­ной плитой проезжей части. Такие пролетные строения ио статической схеме занимают промежуточное положение между разрезными и не­разрезными.

Эстакады и путепроводы с пролетными строениями балочно-не- разрезной системы наиболее удобны в эксплуатации и экономичны по расходу материалов. Температурные деформации и горизонтальные силы в таких системах воспринимаются более мощными, чем промежу­точные опоры, устоями. При большой общей длине эстакад пролетные строения разделяют над промежуточными опорами деформационными швами на отдельные многопролетные секции длиной 60—80 м и более.

Иногда возводят эстакады и путепроводы с балочно-консольными пролетными строениями, являющиеся менее удобными в эксплуата­ции из-за наличия в проезжей части большого числа деформационных швов.

Достаточно часто неразрезные пролетные строения жестко соеди­няют с верхом опор, образуя многопролетную рамную систему. Протя­женные рамные конструкции разбивают на независимо работающие секции. В путепроводах применяют часто однопролетные рамные сис­темы с вертикальными или наклонными стойками, имеющими шарнир­ное или жесткое сопряжение с фундаментами.

В современных эстакадах и путепроводах находит применение Бай­товая система, позволяющая перекрывать значительные по длине про­леты. По статической схеме вантовые конструкции являются комби­нированными, так как содержат в своем составе гибкие элементы — ван­ты, а в уровне проезжей части — неразрезную балку жесткости.

В отдельных случаях бывают целесообразны арочные путепрово­ды, а также сводчатые конструкции под грунтовой засыпкой.

Пролетные строения эстакад можно подразделить по типу конструк­ции на плитные, ребристые и коробчатые. Плитные пролетные строения выполняют постоянной или переменной высоты, сплошного сечения, с продольными или поперечными пустотами. Ребристые пролетные строе­ния имеют в поперечном сечении несколько ребер постоянной или пере­менной толщины, с нижним утолщением или без него. Коробчатые пролетные строения могут иметь одноконтурное, полуоткрытое или многоконтурное поперечное сечение.

В некоторых случаях пролетные строения выполняют в виде обо­лочек.

Опоры эстакад и путепроводов могут быть стоечными, столбчатыми, рамными и в виде стенок.

Стоечные опоры представляют собой одну или несколько стоек пря­моугольного, круглого или другого сечения, поддерживающих пролет­ное строение в отдельных точках. Опирание стоек по концам может быть шарнирным или жестким.

Столбчатые опоры состоят обычно из одного столба сплошного или пустотелого сечения с круглой, эллипсовидной, многоугольной или другой формой.

Соединяя жесткие стойки с ригелем, образуют рамные опоры. Стойки рамных опор располагают вертикально или с наклоном, заделывая их жестко в фундамент. Возможно и шарнирное опирание рамных опор иа фундамент. Конструкция рамных опор во многом зависит от мест­ных условий планировки. Иногда такие опоры выполняют несиммет­ричными с консольными выступами.

Опоры в виде стенок распространяются в поперечном сечении эстакада или путепровода на всю их ширину или значительную часть. Если их толщина составляет менее ¹/_g ширины или высоты, то в рас­четном отношении их можно рассматривать как балки-стенки. Опоры-стенки могут шарнирно или жестко соединяться с пролетными строениями и фундаментами. Часто шарнирное опирание достигается и при жесткой заделке стенок за счет их малой толщины и гибкости вдоль пролетов эстакады. Опоры-стенки выполняют прямоугольной, трапециевидной или другой формы. Их применяют обычно под нераз­резные пролетные строения.

Возможны и другие типы опор, в которых комбинируют два основ­ных типа или более.

Устои эстакад и путепроводов выполняют в виде железобетонных подпорных стен, и их конструкция не имеет существенных отличий по сравнению с концевыми опорами мостов.

Большое значение для назначения конструкции эстакады или пу­тепровода имеет принятый способ их строительства. Часто хорошо отработанная технология и комплексное оборудование определяют экономическую целесообразность их применения перед менее материалоемкими, но более трудоемкими в изготовлении типами.

По способу изготовления конструкций железобетонных эстакад и путепроводов их можно разделить на монолитные, сборно-монолит­ные и сборные. Монолитные сооружения выполняют из бетона, укла­дываемого в опалубку непосредственно на месте строительства. Сборно-монолитные конструкции образуются из сборных элементов и монолит­ного бетона, объединяющего эти элементы в одно целое.

Сборные эстакады и путепроводы полностью выполняют из заранее изготовленных элементов. Монолитный бетон может использоваться и в этом случае для заполнения швов, стыков, но его объем в несколько раз меньше объема сборного.

Металлические эстакады и путепроводы монтируют из элементов заводского изготовления, применяя соединения на сварке или болтах.

Выбор способа производства работ по возведению сооружений за­висит от местных условий планировки, наличия строительного обо­рудования, климатических условий и других факторов.

В конце XX в. в России строительство деревянных мостов на федеральных автомобильных дорогах практически приостановле­но, велось лишь содержание существующих деревянных мостов, которые сохранились в основном на дорогах местного значения. По состоянию на 2004 г. деревянные мосты на федеральных доро­гах Российской Федерации составляли не более 1,5 % всех мостов на всей территории. Однако на дорогах местного значения они, по-видимому, будут существовать еще долго, возможна и замена их новыми, более современными конструкциями.

На сельских дорогах в лесных регионах Российской Федерации по экономическим соображениям могут найти применение про­стейшие балочные разрезные мосты (рис. 4.33, а). Они имеют про­летные строения с несущими конструкциями в виде простых од­ноярусных, сложных и составных двух- и трехъярусных прогонов, поддерживающих проезжую часть. Эти мосты не требуют больших затрат материалов, имеют простую конструкцию, позволяющую индустриализировать процессы изготовления и возведения моста. При использовании простых прогонов мосты имеют пролеты 6...8 м, а при использовании составных прогонов или клееных балок — до 24 м.

При необходимости перекрытия больших пролетов по эконо­мическим соображениям в нынешней России могут быть исполь­зованы более сложные балочные разрезные пролетные строения с несущими конструкциями в виде решетчатых ферм различных видов.

Пролеты до 24 м могут быть перекрыты пролетными строени­ями с ригельно-раскосными фермами (рис. 4.33, б) из бревен или брусьев с металлическими нагельными соединениями. Эти фермы не приспособлены для индустриального изготовления и механи­зированной сборки, поэтому мосты с фермами этого вида не пер­спективны.

Для перекрытия пролетов до 30 м могут быть применены и пролетные строения с фермами Гау—Журавского (рис. 4.33, в), об разуемыми из бревен или брусьев и металлических тяжей в растя­нутых стойках. Для обеспечения большей надежности и увеличе­ния срока службы нижний и верхний пояс в фермах Гау—Журав- ского следует выполнять металлическими. Фермы Гау—Журавско- го приспособлены для заводского изготовления и индустриаль­ной сборки.

Рис. 4.33. Основные виды балочных деревянных мостов: а — пролетные строения с различного вида прогонами; 6 — пролетные строения с ригельно-раскосными фермами; в — пролетные строения с фермами Гау—Журавского; г — пролетные строения с дощато-гвоздевыми фермами

В районах Сибири в настоящее время находят применение и пролетные строения с дощато-гвоздевыми фермами (рис. 4.33, г). Они проще при изготовлении, но менее долговечны, чем фермы Гау—Журавского. Их применяют в мостах, рассчитанных на огра­ниченный срок службы. Дощато-гвоздевые фермы позволяют сбор­ку из блоков, изготовленных заранее в цехе или на площадке де­ревянных мостовых конструкций.

Простейшими деревянными мостами распорной системы яв­ляются подкосные мосты (рис. 4.34, а), имевшие в прошлом широ­кое распространение на автомобильных дорогах России. В насто­ящее время они не применяются, так как не приспособлены для индустриального строительства, но в ряде районов могут найти употребление по экономическим соображениям.

К распорным системам также относятся арочные и висячие мосты, которые встречаются на автомобильных дорогах. Арочные деревянные мосты (рис. 4.34, б) бывают целесообразны в горных районах. Деревянными арками можно перекрывать пролеты до 50 м, а при использовании клееных арок — и большие пролеты. Вися­чие мосты с деревянными балками жесткости, поддерживаемыми стальными канатами, применяют в горных районах для перекры­тия препятствий, достигающих 80... 100 м.

В деревянных мостах применяются и комбинированные систе­мы. Так, при пролетах до 60 м может быть использована конструк­ция, состоящая из балки жесткости в виде решетчатой фермы (рис. 4.34, в) и гибкой арки. Возможны также вантовые мосты с балками жесткости из различных деревянных элементов: ферм, коробок.

 

Рис. 4.34. Основные виды распорных деревянных мостов: а — подкосные; б — арочные; в — комбинированные

 

Дальнейшее развитие деревянных мостов в современных усло­виях возможно в районах, богатых древесиной, при условии ис­пользования конструктивных решений, приспособленных для индустриального изготовления и строительства. Необходимо ре­шительно отказаться от конструктивных решений, не ориентиро­ванных на широкое применение средств механизации.

Основные конструкции мостов также были рассмотрены в разделах 4.1, 4.4 и в разделе «Основные положения».