Жесткая рама моста является мост , в котором верхняя часть и подструктура жестко соединены с актом в виде непрерывного блока. Обычно конструкция отлита монолитно , что делает ее непрерывной от палубы до фундамента . Соединения между элементами представляют собой жесткие соединения, передающие изгибающий момент , осевые силы и поперечные силы . Конструкция моста, состоящая из жесткого каркаса, может обеспечить значительные конструктивные преимущества, но также может быть трудной для проектирования и / или строительства.
История [ править ]
Использование мостов с жесткой рамой началось в Германии в начале двадцатого века и быстро распространилось на Америку. Эмилио Энрике Баумгарт и Артур Г. Хайден , в частности, получили известность благодаря использованию жестких бетонных конструкций в начале 1920-х годов. [1] В то время, железобетон широко используется в конструкции моста [2] , но надстройка была разработана с подшипниками на подструктуры. [1] В бетонной конструкции с жесткой рамой подшипники отсутствуют. Вместо этого надстройка отлита монолитно с подструктурой, и весь мост от палубы до основания является непрерывным.
Инженеры сочли этот тип конструкции выгодным по многим причинам. Моменты в центре настила моста с жесткой рамой меньше, чем соответствующие моменты в настиле с простой опорой . [3] Следовательно, можно использовать гораздо меньшее поперечное сечение в середине пролета . [3] Дополнительные преимущества заключаются в том, что требуется меньше места для подходов и деталей конструкции, в которых палуба опирается на опоры, в этом нет необходимости. [3] Инженеры также отметили некоторые недостатки мостов с жесткой рамой. Размещение стальных арматурных стержней(арматура) может быть очень сложной задачей, а формовка / укладка бетона затруднена. [1] Кроме того, жесткие рамы статически неопределимы, и их анализ более сложен, чем анализ просто поддерживаемых конструкций.
Типы жесткорамных мостов [ править ]
Однопролетный [ править ]
Однопролетные мосты с жесткой рамой обычно изготавливаются из железобетона и обычно используются на бульварах и других проезжих частях. [4] В этой конструкции эффективно используется материал, так как поперечное сечение в середине пролета относительно узкое, а количество бетона, необходимого на опорах, уменьшено. [4] Узкое сечение в середине пролета придает профилю моста небольшую дугообразную форму, что делает эту конструкцию особенно полезной, когда требуется большая высота над головой. Профиль также делает мост более привлекательным с архитектурной точки зрения, чем балочный мост . Конструкция с жесткой рамой может быть наиболее эффективным типом моста для пролетов от 35 до 80 футов (от 11 до 24 м). [5] Если используется сталь, экономическое преимущество распространяется на пролеты длиной 120 футов (37 м). [5]
V-образный [ править ]
Пон-дю-Лангедок, Франция, возвышение
Пон-дю-Лангедок, Франция, внизу
V-образная жесткая рама - это эффективный способ поддержки более длинного моста, где использование только одного пролета невозможно. Каждая V-образная опора поддерживает настил в двух местах, при этом требуется только один фундамент. Изгибающие моменты, испытываемые опорами, минимальны, что позволяет значительно уменьшить размер фундамента. [6] Кроме того, эффективная длина каждого пролета сокращена по сравнению с пролетами моста с вертикальными опорами. [7] Однако эта система реже используется в мостах с жесткой рамой, поскольку опоры должны быть приблизительно отцентрированы под мостом. Часто мосты пересекают проезжие части или водные пути, и строительство опор в таких случаях может быть дорогостоящим и сложным. [8]
Batter-post [ править ]
Бетонный мост Бэттер-Пост, Финляндия
Стальной мост Batter-Post, Япония
Мост Баттер-Пост, Япония
Мосты с жесткой рамой отбойных столбов определяются их опорами, которые проходят от палубы к опорам под углом. Эта конструкция поддерживает настил аналогично V-образным опорам, но отличается от конструкции фундамента. Опоры опираются на опоры или рядом с ними, что устраняет необходимость в фундаменте непосредственно под мостом. Это особенно удобно, когда мост пересекает реку и строительство фундамента на воде является сложной задачей. [9] В результате либо абатменты должны быть больше, либо дополнительные основания должны быть размещены рядом с абатментами.
Последние достижения [ править ]
В последние несколько лет большинство исследований мостов с жестким каркасом связано с модернизацией существующих конструкций в соответствии с новыми сейсмическими характеристиками . [10] Это исследование часто обнаруживает, что количество арматуры, требуемой в соединениях балки с колонной, должно быть увеличено в бетонных конструкциях. Во многих мостах количество стали, требуемое сейсмическими нормами, вызывает скопление на стыках. [10] Чтобы облегчить это, стальную фибру можно использовать в качестве арматуры для улучшения связи между арматурными стержнями и окружающим бетоном. [10] Испытания показали, что при использовании бетона, армированного стальной фиброй, длина анкеровки арматуры может быть уменьшена при одновременном повышении прочности на сдвиг и изгиб. [10] Требуемая уменьшенная длина анкеровки снижает нагрузку на стыки балки с колонной.
Еще одним достижением является использование предварительно напряженного бетона . Предварительно напряженный бетон является крупным достижением в бетонном строительстве и эффективно используется в строительстве мостов с жесткой рамой. [11] Это примечательно, потому что уже было сложно разместить стандартную арматуру в бетонном мосту с жесткой рамой. Предварительное напряжение арматурных стержней сложнее, но оказалось, что это все еще возможно. [11] Предварительно напряженный бетон полезен при строительстве мостов, потому что он имеет более высокую прочность на растяжение, чем традиционный железобетон, что позволяет использовать более длинные пролеты мостов.
Ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме мостов с жесткой рамой . |
- ^ a b c Департамент транспорта Мэриленда, "Мосты с жесткой рамой" , Marylandroads.com
- ↑ Encyclopædia Britannica, «Железобетон» , ноябрь 2014 г.
- ^ a b c Портлендская цементная ассоциация, "Анализ бетонных мостов с жесткой рамой" , Чикаго, 1936.
- ^ a b Министерство транспорта Северной Каролины, «Железобетонные мосты с жесткой рамой» , июнь 2013 г.
- ^ a b Министерство внутренних дел США, «Продолжение Национального реестра исторических мест», стр. 11
- ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2011-06-25 . Проверено 5 ноября 2014 . CS1 maint: discouraged parameter (link) CS1 maint: archived copy as title (link)
- ^ Антония Киралифельд, Габор Пал "МОСТЫ КАРКАСА БЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА V- ОБРАЗНЫХ ОПОРах " , Fib.bme.hu, 2012.
- ^ "Гренок" . Crouton.net . Дата обращения 3 августа 2017 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
- ^ Ближневосточный экономический инженерный форум, «Мост с жесткой рамой» , ноябрь 2014 г.
- ^ a b c d Кабит, Шакья и др. др. Применение стальной фибры в соединениях балка-колонна железнодорожных мостов с жестким каркасом для уменьшения продольной и поперечной арматуры, Строительные и строительные материалы, т. 27, выпуск 1, стр. 482-489, февраль 2012 г.
- ^ a b Шун Бо Чжао, Ши Мин Лю, Сяо Кэ Ли, «Проектирование предварительно напряженного бетонного моста с неразрезной жесткой рамой с V-образными опорами» , Прикладная механика и материалы, Том 201-202, октябрь 2012 г.
