Элементы моста и статические схемы

Основные элементы моста — опоры и пролетные строе­ния (рис. 1.8). Опоры различают: береговые (устои) и проме­жуточные (быки). Каждая опора воспринимает нагрузку от веса пролетных строений, подвижной нагрузки, проходящей по ним, дав­ления ветра, льда, навала судов. На устои, кроме того, действует вес насыпи подходов к мосту.

Опоры имеют фундамент с надфундаментной частью. Фун­даменты возводят с опиранием непосредственно на грунт или, если грунт ненадежен, на специальное искусственное основание. Материалом для опор служат бетонная, железобетонная и камен­ная кладки, а в редких случаях для верхней части применяют ме­таллические конструкции. Форма и размеры опор зависят от зна­чения и характера нагрузок, передающихся от пролетных строе­ний, собственного веса и веса насыпи, а также определяются условиями прохода под мостом водного потока, ледохода и мест­ными инженерно-геологическими условиями.

Рис. 1.8. Мост длиной L :

1 — береговые опоры (устои); 2 — пролетное строение со сплошными главными балками;3 — перильные ограждения; 4 — конус насыпи; 5 — свайный фундамент; УВВ — уровень высоких вод; РУВ — рабочий уровень воды: УМВ — уровень меженных вод

Пролетные строения имеют (см. рис. 1.8) главные несущие элементы в виде балок сплошного сечения, сквозных ферм или ком­бинированных конструкций. На основных несущих элементах рас­полагается конструкция проезжей части моста автодорожного (городского) или мостовое полотно железнодорожного моста. Главные несущие элементы объединяют связями, обеспечивающи­ми устойчивость и поперечную жесткость пролетного строения.

Основные размеры моста и его элементов следующие: полная длина L; (см. рис. 1.8) между задними гранями устоев или кон­цами пролетного строения, непосредственно соприкасающимися с насыпью подходов; отверстие моста, обеспечивающее пропуск вы­сокой воды (за вычетом толщины опор), высота Н моста, ис­числяемая от верха проезжей части или подошвы рельсов до уров­ня меженных вод; строительная высота Н_с — от верха про­езжей части до низа конструкции пролетного строения; расчет­ный пролет, равный при балочном пролетном строении расстоя­нию между центрами опорных частей, на которые устанавливают балки (фермы); расчетная ширина пролетного строения — расстояние между осями несущих конструкций (ферм или край­них балок); высота тела опор — от верхней площадки до верха (обреза) фундамента; глубина фундамента и др.

Все эти размеры моста и его элементов устанавливают в про­цессе проектирования с учетом местных инженерно-гидрологичес­ких, геологических и судоходных условий, выявленных в процессе изысканий, а также на основе требований по интенсивности дви­жения не только в момент проектирования, но и в более далекой перспективе, соответствующей сроку службы моста.  По характеру работы пролетных строений и опор, т. е. в за­висимости от статической схемы, различают балочные, рам­ные, арочные, висячие и комбинированные системы мостов.

Наибольшее распространение имеют балочные системы мос­тов (балочные мосты). В них пролетные строения в виде сплош­ных балок или сквозных решетчатых ферм свободно установлены на опорные части, через которые передаются все вертикальные нагрузки на опоры моста. Пролетные строения могут быть балочно-разрезными (рис. 1.9, а), балочно-консольными (рис. 1.9, б) и балочно-неразрезными (рис. 1.9, в)./В балочно-разрезной системе изгиб от собственного веса и подвижной нагрузки одного пролет­ного строения не отражается на изгибе смежных с ним пролетов. Такие системы применяют преимущественно в малых и средних железобетонных и металлических мостах с пролетами до 33 м. В железнодорожных мостах металлические балочно-разрезные ре­шетчатые конструкции пролетных строений распространены для пролетов от 33 до 158 м. Другие разновидности балочных систем (балочно-консольные и балочно-неразрезные) отличаются от балочно-разрезных тем, что нагрузка, расположенная на одном про летном строении, влияет и на соседние. Это обстоятельство приводит к некоторому облегчению сечений балок или элементов ферм за едет совместной работы конструкции нескольких пролетов.

Рис. 1.9. Балочные пролетные строения:

/ — разрезное полной длиной l _п ; 2 — консольно-балочное длиной l_п ; 3 — неразрезное полной длиной l _п; — расчетные пролеты; R₁,—R₄, — вертикальные опорные реакции

Рис. 1.10. Рамные пролетные строения:

/ — подвесное пролетное строение; 2 — консоль Т-образной раны; 3 — шарниры; /_р, — расчетные пролеты; /_к — длина консоли; 1_Л — длина подвесного пролетного строения; К, Н, М — вертикальная и горизонтальная опорные реакции,   изгибающий момент

Рис. 1.11. Арочные пролетные строения:

1 — надарочные рамы или стойки; 2 — шарниры; 3 — арки; 4 — подвески

В рамных мостах (рис. 1.10) пролетные строения жестко свя­заны с опорами. Изгиб от нагрузок с пролетного строения вызы­вает изгиб опор,

т. е. на опоры, кроме вертикальных опорных на­грузок, передается изгибающий момент и горизонтальный распор.

В мостостроении известен ряд конструктивных решений рам­ных систем: Т-образные рамы с опиранием на их консоли (рис. 1.10, а) подвесных балочных конструкций (рамно-подвесные сис­темы); рамы с соединением смежных консолей (рис. 1.10, б) шар­нирами, расположенными в пролете (рамно-консольной системы); неразрезные рамные системы (рис. 1.10, в). Все эти системы приме­няют, при строительстве путепроводов и больших мостов.

в  арочных мостах (рис. 1.11) от собственного веса и подвиж­ной нагрузки, расположенной на пролетном строении, возникают опорные реакции, которые можно рассматривать как равнодей­ствующие вертикальных и горизонтальных составляющих Н и V . Горизонтальную силу Н называют распором. Арочные пролетные строения могут быть трехшарнирными (рис. 1.11, а), двухшарнирными (рис. 1.11, б) и бесшарнирными (рис. 1.11, в). Бесшарнирные применяют обычно в средних и больших мостах.

В висячих и вантовых мостах пролетные строения (рис. 1.12) устраивают в виде продольной балки (балки жесткости) с расположенной на ней конструкцией проезжей части, поддержи­ваемой кабелем (стальным канатом или стальной цепью). На опорах устанавливают высокие стойки, называемые пилонами, к

По месту расположения проезжей части моста относительно его главных несущих конструкций различают мосты cездой по­низу (см. рис. 1.12,а— в), поверху (рис. 1.12,г) и посере­дине (см. рис. 1.11,в, средний пролет).