МостЫ системы extradosed
Рис. 1. Общий вид моста через р. Даугаву в г. Риге
(проектные материалы)
Поперечное сечение железобетонных предварительно-напряженных пролетных строений зависит от расположения пучков напрягаемой арматуры, что требует увеличения толщины стенок сечения конструкций.
Эксцентриситет расположения напрягаемой арматуры в надопорном сечении балки относительно ее нейтральной оси предполагает расположение пучков арматуры в пределах сечения, в крайнем случае, в уровне монолитной железобетонной плиты.
Система extradosed (дословно – «сверхдозирование», англ.) позволяет расположить напрягаемую арматуру, находящуюся в зоне опорных сечений разрезной балки с таким эксцентриситетом, который будет оптимальным для любого сочетания нагрузок. Другими словами в виде небольшой вантовой фермы, уменьшающей моменты в надопорных сечениях и обеспечивающей наилучшее использование продольных сил предварительного напряжения.
Канаты мостов системы extradosed отличаются от канатов вантовых мостов тем, что роль первых состоит в обеспечении горизонтального предварительного напряжения балки пролетного строения, в то время как вторые предназначены для упругого восприятия вертикальных нагрузок, поскольку величина изменения напряжений в канатах невысока. Вследствие этого канаты пролетных строений системы extradosed можно напрягать до усилий, близких к тем, которые можно передавать на традиционные железобетонные пролетные строения. Таким образом, пролетные строения системы extradosed являются как бы промежуточным звеном между традиционными железобетонными предварительно напряженными и вантовыми пролетными строениями.
Система Extradosed имеет в своем составе невысокий пилон, из которого выходят пучки высокопрочной проволоки (ванты). В сооружении создается мощное обжатие сечения балки, которое гарантирует ее от образования трещин в растянутой зоне бетона.
Одно из достоинств системы заключается в том, что она позволяет вести контроль за состоянием напряженных пучков арматуры, произвести обследование, ремонт, дотяжку вант, в отдельных случаях их замену. В случае изготовления балки из сборного железобетона создаются благоприятные условия для уравновешенного монтажа, с минимальным количеством вспомогательных сооружений, что немаловажно при пересечении глубоких долин, оврагов и ущелий. Блоки балки подвешиваются непосредственно к вантам, после чего производится их натяжение. Облегчается регулирование усилий в процессе и после монтажа.
Основным отличием системы от вантовой, являются различия в величине угла наклона вант к горизонту. За счет малого угла наклона вант резко возрастает горизонтальная составляющая усилия в них, что и дает мощное обжатие неразрезной балки в надопорных сечениях. Т.о. мост системы extradosed – это своего рода балочный неразрезной мост с вынесенной арматурой.
Отличительные особенности системы extradosed от обычной вантовой и балочной систем также заключается в отношении высоты пилона к длине наибольшего пролета – в мостах системы extradosed она составляет 1/10 … 1/15 длины, в вантовых – 1/5 … 1/7 (см. рис. 2). Отношение высоты балки жесткости к длине пролета – 1/34 … 1/36, такое отношение обеспечивает перекрывающую способность до 160 метров, в предварительно-напряженных неразрезных балках это отношение составляет 1/17 … 1/21.
Угол наклона самой пологой ванты к горизонту до 15 градусов, в вантовых мостах – до 27 градусов.
Рис. 2. Схемы пролетных строений: железобетонного, extradosed и вантового
Некоторые характеристики системы extradosed:
– величина основного пролета 100 …150 м (мост через р. Даугаву в г. Риге Lосновного пролета=110 м);
– высота пилонов Hпилона /Lосновного пролета = 1/10 … 1/15 (мост через Даугаву в Риге Hпилона=13,3 м);
– крепление вант на вершине пилона отсутствует, ванты перегибают пилон;
– пилон опоры не касается – в месте установки пилона под балкой находится опорная часть;
– усилия в вантах порядка сотен тонн (мост через р. Даугаву в г. Риге 600 тс).
Рис. 3. Схемы вантовой части моста через р. Даугаву в г. Риге
(вариант общего вида пилонов и плана проезжей части)
На сегодняшний день мостов системы extradosed, предложенной впервые в 1988 году французским инженером Жаком Мотива, построено не менее 10 в мире, из которых 7 мостов – в Японии.
Составлено по материалам статьи А.Ю.КУЛЕШОВА
СХЕМЫ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ И ЭЛЕМЕНТОВ ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТОВ