Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования РФ

Новосибирская Государственная Архитектурно-художественная Академия

Кафедра ПЗ и СХС

Реферат на тему:

Особенности конструкций консольных мостов

Выполнил: студент 311 группы

Афонин В.С.

Проверил: Лихачёв Е.Н.

Содержание

• Консольные мосты. Определение
• Консольные и другие балочные системы, используемые в конце XIX века, история их развития
• Список использованной литературы

Консольные мосты. Определение

Консольными мостами называются мосты, пролетные строения которых свешиваются за пределами опор. Пролетное строение Консольных мостов состоит из анкерной части, находящейся между опорами, и части, свешивающейся от опоры до конца фермы (консоли). Расстояние между опорой и концом консоли, а также между двумя консолями перекрывается подвесными пролетными строениями. [2] Консольные мосты применяются преимущественно при больших пролетах. Такие мосты в силу своей статической определимости нечувствительны к неравномерной осадке опор (как и разрезные системы). Консольно-балочная схема обладает также специфическим преимуществом над другими балочными схемами, а именно, возможностью регулирования усилий на стадии проектирования соответствующим выбором рационального вылета консоли. Кроме того, в консольно-балочной схеме упрощаются узлы сопряжения балок с опорами. По характеру распределения внутренних усилий по всей длине конструкции консольные системы близки к неразрезным. Однако размещение шарниров в пролёте (на весу) способствует перелому профиля моста, а следовательно - созданию очага ударного воздействия от движущегося транспорта. Недостатком консольно-балочных схем является то, что устойчивость их зависит от устойчивости базового пролета. Это значит, что выход из строя базового пролета приведет к прогрессирующему обрушению всего сооружения. Этот недостаток можно сгладить путем чередования базовых и зависимых пролетов по длине сооружения. [3]

Консольные системы:

Консольные и другие балочные системы, используемые в конце XIX века, история их развития

В период развития металлических конструкций балочная система мостов, отличаясь простотой и универсальностью, удобными для практических целей, стала играть роль ведущей.

Перед висячими системами балка имела то преимущество, что ее жесткость допускала возможность быстрого приспособления к непрерывно растущим нагрузкам мостов. Поэтому прочнее всего привилась она на железнодорожном транспорте с его интенсивным ростом перевозок. Достоинства балки, по сравнению с аркой, заключались в возможности обходиться более легкими опорами, обеспечивая притом минимальное возвышение проезда над пересекаемым путем при самых разнообразных пролетах.

Массовое применение металлических балок вскоре заставило конструкторов обратить внимание на рационализацию, удешевление и архитектурные качества именно этих систем. Успехи, достигнутые в строительстве простейших балочных конструкций, автоматически отражались и на других более сложных системах.

В дальнейшем при рассмотрении не только металлических, но и появившихся позже железобетонных мостов в поле нашего зрения постоянно будут оставаться три основные системы:

· разрезная

· неразрезная

· консольная

Схема балочной разрезной системы.

Разрезные системы получили наибольшее распространение среди балочных металлических мостов. Причиной этого была простота и определенность их конструкций, независимость друг от друга пролетных строений, удобство [7] изготовления и монтажа. Безопасность разрезных ферм в случае неожиданных осадок и движения опор служит также доводом в их пользу. Легкость смены, восстановления, перевозки, применения типовых ферм сделали эти системы весьма удобными для использования на железных дорогах, где и сейчас они имеют наибольшее распространение.

Хотя простейшее очертание ферм, придаваемое им параллельными поясами, является с архитектурной стороны вполне удачным, строители не раз старались из экономических соображений приблизить очертание балок к эпюре изгибающих моментов. Исходя из этого, были выработаны типы ферм с криволинейным очертанием верхнего, нижнего и обоих поясов.

Фермы разнообразных форм с криволинейным очертанием обоих поясов не получили распространения: помешал их большой вес. Большое применение нашли фермы с одним криволинейным поясом. Было перепробовано множество очертаний, начиная от гиперболического и кончая параболическим, эллиптическим и круговым, вплоть до полигонального. Можно заметить, что наиболее красивым типом заполнения оказывается ромбическое, рамное и треугольное. Легко заметить также, что каждый тип заполнения имеет свою особенную интонацию, подчеркивающую характер и размах энергии, с которой та или иная ферма несет соответственную нагрузку. Это становится особенно ясным при сравнении ферм, имеющих одинаковые очертания при разных способах заполнения, которые воспринимаются по-разному.

Найдя распространение главным образом на мостах железнодорожного типа, эти фермы на фоне естественного пейзажа производят довольно живописное впечатление. Так выглядит, например, параболическая ферма с нижним криволинейным поясом, опирающаяся на высокую опору. Ее тонкие, едва касающиеся опоры концы, висящие на большой высоте, внушая беспокойство за устойчивость и прочность сооружения, подчеркивают смелость и живописность решения (виадук Митвейде).

С течением времени выяснилось, что экономия металла от криволи-нейности поясов имеет существенное значение только при больших пролетах, так как достигается ценой усложнения изготовления и сборки ферм. Очертания рядовых сооружений стали делать возможно простыми, признав наиболее целесообразным для ферм малых и средних пролетов устройство параллельных поясов, что подтвердила и практика. В железнодорожных же мостах больших пролетов криволинейные очертания верхнего пояса удерживаются до сих пор. [7]

Неразрезные балочные системы:

Неразрезные фермы вследствие совместной работы их пролетов легче и жестче разрезных. Поэтому они могут иметь меньшую высоту и более тонкие, легкие опоры. Однако распространение подобных ферм долго тормозилось боязнью возможных аварий от неравномерной осадки опор. Кроме того, они требуют точного изготовления, более сложного монтажа и имеют уникальный характер. Поэтому-то они и применяются реже разрезных ферм. Вслед за первыми металлическими неразрезными мостами со сплошной стенкой стали устраиваться сквозные многорешетчатые фермы с параллельными поясами. Этому способствовал переход к коробчатому типу поясов с жесткой решеткой, значительно улучшивших конструкцию ферм.

Как уже говорилось, в своей основе система многорешетчатых ферм была предложена и разработана в дереве знаменитым русским изобретателем И.П. Кулибиным, но в то время не была понята консервативным и не доверяющим русским изобретателям царским правительством. Осуществленные за границей решетчатые и раскосные фермы вновь вернулись к нам, но уже под чужим именем - систем Тауна и Гау, именем которых их иногда называют у нас до настоящего времени. Расчет и полное исследование этих ферм были произведены не за границей, а у нас замечательным строителем-инженером Д.И. Журавским, который пишет в своей работе: "Исследование балок, состоящих из брусьев, раскошенных и связанных между собой, было сделано в России прежде, чем это было напечатано на английском, французском и немецком языках"

Консольные системы, обладая всеми преимуществами неразрезных, сверх того не боятся осадки опор. Они удобны для сборки, но сложнее неразрезных и не так жестки. Поэтому эти системы особенно выгодны при больших пролетах, мало чувствительных к подвижной нагрузке, а также для мостов под обыкновенную дорогу, где интенсивность временной нагрузки невелика, и потому снижение жесткости конструкции не опасно. На мостах больших пролетов они позволяют с выгодой применять навесную сборку. Экономические качества их в общем те же, что и неразрезных систем. [7]

Из металла консольные мосты стали выполняться с тех пор, как созрела зародившаяся в начале века идея шарнирного соединения ферм. Очень много сделал для распространения консольных систем русский инженер Семиколенов. Один из первых консольных мостов в Гассфурте, очерченный по эпюре изгибающих моментов, имел еще слишком сложный и вычурный вид.

В дальнейшем консольные, как и неразрезные мосты, конструировались применительно к самым разнообразным схемам. Консольным мостам в последнее время придают также ступенчатый силуэт.

При сооружении консольных мостов удалось достигнуть очень больших пролетов. Таков Фортский мост в Англии.

Хотя очертание главных ферм этого моста по эпюре моментов и не представляет новизны, но крупный масштаб, рациональность конструкции, продуманность всех деталей, применение оригинального трапецеидального сечения и хорошие пропорции выделяют его из общего ряда других мостов.

Достоинства консольно-балочной системы:

Известно, что консольно-балочной системе присущи достоинства как разрезных, так и неразрезных балок (простота, повышенная жесткость, нечувствительность к неравномерным осадкам опор). [7] Использование неразрезных и консольных пролетных строений дает экономию за счет уменьшения размера промежуточной опоры вследствие размещения только одной опорной части (вместо двух при разрезных балках), а также центральной передачи давления пролетного строения на опору. Неразрезные и консольные балки целесообразно применять при пролетах длиной 30-40 м и более, причем экономия возрастает с увеличением пролетов. Однако следует иметь в виду, что для железнодорожных и автомобильных мостов длиной менее 33 м целесообразно использовать разрезные балки, которые можно изготовить целиком и установить на опоры кранами.

К достоинствам неразрезных и консольных систем следует также отнести возможность использования их в сложных условиях при сооружении эстакад в больших городах и на автострадах, проложенных в гористой местности.

Непременным условием применения неразрезных систем является устройство достаточно надежных и жестких оснований опор, не допускающих их неравномерной осадки. В тех случаях, когда условия заложения не позволяют их предохранить от осадки, применяют консольные пролетные строения. Возможны одно - и двухконеольные схемы пролетных строений. Мосты с консольными балками имеют те же преимущества, что и с неразрезными, но в отличие от них не реагируют на неравномерные осадки опор. [7]

Недостатком консольно-балочных схем является то, что устойчивость их зависит от устойчивости базового пролета. Это значит, что выход из строя базового пролета приведет к прогрессирующему обрушению всего сооружения.

Этот недостаток можно сгладить путем чередования базовых и зависимых пролетов по длине сооружения, а также введением коэффициента надежности по ответственности gnі1 для конструкций базового пролета [1].

Помимо этого к недостаткам консольных систем следует отнести возможность переломов изогнутой оси балки в шарнирах, сложность их устройства и необходимость особых наблюдений при эксплуатации.

Материалы:

консольный мост конструкция балочная

Для сооружения пролетных строений с неразрезными и консольными балками наряду с металлическими конструкциями широко применяют железобетон с ненапряженной и предварительно напряженной арматурой [10]

Особенности конструирования:

Для расположения в месте сопряжения опорных частей высоту концов консоли и подвесного пролета обычно уменьшают вдвое, причем для восприятия поперечной силы необходимо эту часть значительно армировать и, кроме того, ее рекомендуется выполнять не как ребристую, а в виде сплошной плиты. Длина консоли 1к не должна превышать 0,2-0,3 длины анкерного пролета 1г балки. Это делается для уменьшения прогиба конца консоли и снижения влияния ударов при переходе нагрузки от консоли к подвесной балке. Длина k подвесной балки принимается в пределах 0,6-0,8 длины анкерного пролета 1.

Консольные мосты могут быть многопролетными. Каждая балка, консольная или подвесная, имеет по одной неподвижной и подвижной опорной части. При назначении длин пролетов консольных и подвесных балок необходимо иметь в виду обеспечение устойчивости консольных балок против опрокидывания.

В автодорожных мостах широкое распространение получили однопролетные консольные сооружения. Такая конструкция экономична, так как не требует создания устоев, а консоли разгружают основной пролет. Длину консолей подбирают таким образом, чтобы изгибающий момент в середине пролета от постоянной нагрузки был равен нулю. Для сопряжения моста без устоя применяют железобетонные плиты, прикрепленные к концу пролетного строения.

Высоту неразрезных и консольных главных балок с ненапряженной арматурой в пролете назначают в зависимости от его длины: для железнодорожных мостов - 1/16 - 1/20/, для автодорожных - 1/20-1/35 /.

В автодорожных мостах из предварительно напряженного железобетона для неразрезных балок применяют высоту 1/27-1/40 и даже до 1/47/. В консольных мостах с шарниром в середине пролета высоту сечения назначают 1/37-1/64/.

На средних опорах высота неразрезных и консольных балок обычно увеличивается на 20-40 % против высоты посередине пролета посредством устройства вутов* с уклоном не круче 1: 3, а для больших пролетов нижней грани балок придают криволинейное очертание. Это дает наиболее рациональное изменение сечений, соответствующее изменению эпюры изгибающих моментов, и улучшает внешний вид. [10]

Криволинейное очертание нижней грани балки в последнее время применяется часто, несмотря на некоторое осложнение опалубки и нестандартную форму блоков при сборной конструкции. Увеличение высоты балки на промежуточной опоре обусловливается необходимостью восприятия несколько большего отрицательного изгибающего момента в опорном сечении и менее выгодными условиями работы балки на опоре в связи с тем, что сжатая зона не усилена плитой и сечение работает как прямоугольное. При этом увеличивается плечо внутренней пары, и, следовательно, может быть снижено количество рабочей арматуры над опорой. Требуемая площадь сжатой зоны бетона также уменьшается.

В середине пролета изгибающий момент положителен, сжатая зона расположена наверху, в работе па сжатие участвует не только ребро балки, но и плита, на крайних опорах неразрезной или консольной балки устройство вутов необязательно, однако иногда по архитектурным соображениям для симметрии вуты делают и здесь. Над промежуточными опорами нижняя грань балки должна иметь горизонтальные площадки длиной 0,6 - 1 м для расположения опорных частей.

В поперечном сечении однопутного железнодорожного моста обычно принимают две главные балки при расстоянии между осями 1,8-2 м. Количество главных балок в поперечном сечении автодорожного моста определяют и зависимости от его габарита из расчета, чтобы расстояние между осями главных балок не превышало 5-5,5 м при наличии вспомогательных балок в середине.

Для неразрезных и консольных балок, применяемых в железобетонных мостах, используют три типа поперечных сечений: тавровое, двутавровое и коробчатое. Первое наиболее простое, но не экономичное, так как при этом получается излишняя толщина стенки из условия размещения нижней рабочей арматуры. Тавровое поперечное сечение с нижним поясом, развитым для размещения рабочей арматуры (двутавровое сечение), является более экономичным. При больших пролетах и значительных изгибающих моментах нижний пояс целесообразно развивать в нижнюю плиту, в результате чего получается коробчатое сечение. Его нижняя плита служит сжатой зоной на участках балки, где действуют отрицательные изгибающие моменты, и позволяет удобно размещать предварительно напряженную арматуру на участках с положительными моментами.

Замкнутое коробчатое сечение по сравнению с незамкнутым тех же размеров имеет жесткость при работе на кручение в десятки раз больше, что важно для широких автодорожных мостов, работающих на кручение при несимметрично расположенной временной нагрузке. Несколько большая сложность изготовления коробчатого сечения успешно преодолевается применением современных способов изготовления пролетных строений. Неразрезные и консольные системы могут иметь арматуру с предварительным напряжением или без него. При использовании ненапряженной арматуры применяют, как правило, стержни периодического профиля. [10]

В неразрезных и консольных балках рабочую арматуру размещают на участках с отрицательными изгибающими моментами у верхнего растянутого волокна, на участках с положительными моментами - в нижней части сечения, а в пределах консоли - поверху. При тавровом или двутавровом поперечном сечении балки арматуру сосредоточивают в нижнем поясе ребер и в плите над ребрами. Отогнутые участки стержней вместе с хомутами армируют стенку ребер для работы ее на поперечную силу. В тех случаях, когда загружение временной нагрузкой одного пролета вызывает в серединах соседних отрицательные изгибающие моменты, необходимо армировать главные балки как понизу, так и поверху, причем для них используют специальные стержни. Эта арматура не может быть образована из основных рабочих стержней, так как при появлении в них растягивающих усилий они стремились бы выпрямится и отколоть защитный слой бетона. Места опирания неразрезных и консольных балок на опорные части армируют в несколько рядов сварными сетками, воспринимающими значительные местные напряжения.

В консольных балках место опирания подвесного пролетного строения - очень ответственная часть конструкции. Для опирания его на консоль делают выступы. Так как давление, передаваемое подвесным пролетным строением на консоль, довольно велико, то в этих выступах от действия поперечной силы возникают большие касательные и главные растягивающие напряжения, а также изгибающий момент, создаваемый опорным давлением подвесной балки. Поэтому для консольных выступов используют горизонтальную арматуру, воспринимающую изгибающий момент, а также отогнутые стержни и хомуты, воспринимающие поперечную силу. Армирование выступа, имеющегося в подвесной балке, делается таким же, но его рабочую арматуру размещают у нижней грани.

При использовании предварительно напряженной арматуры неразрезные пролетные строения можно сооружать несколькими способами. За рубежом неразрезные балки часто сооружаются на сплошных подмостях с последующим натяжением арматуры на бетон. Распространено также навесное бетонирование, которое имеет большие преимущества перед способом сборки на сплошных подмостях. [10]

Примеры мостов с консольной конструктивной схемой:

Железнодорожный мост через Фёрт-оф-Форт или просто мост через Форт (англ. Forth Bridge) - мост через залив Фёрт-оф-Форт у восточного берега Шотландии. Возведённый с 1882 по 1890 годы, мост стал одним из первых консольных мостов в мире, а также несколько лет имел максимальную длину пролёта. Мост соединяет столицу Шотландии город Эдинбург с областью Файф. Мост и сопутствующая железнодорожная инфраструктура принадлежат компании Network Rail. [5]

В 1999 году Британское правительство выдвинуло мост на включение в список Всемирного наследия ЮНЕСКО. Рядом с железнодорожным мостом залив Фёрт-оф-Форт пересекает завершённый в 1964 году автомобильный мост, имеющий подвесную структуру и длину пролёта 1 км.1

Строительство:

На протяжении большей части XIX века организации прямого железнодорожного сообщения по восточному берегу Шотландии между Эдинбургом и Абердином мешали два широких фьордообразных залива Северного моря - Фёрт-оф-Форт и Фёрт-оф-Тэй. В 1806 году под Фёрт-оф-Форт было предложено построить туннель, а в 1818 году - мост, однако оба проекта были отклонены. В 1865 году актом парламента было утверждено строительство моста в узкой части залива у деревни Куинсферри. В 1873 году консорциум из 4 железнодорожных компаний поручил проектирование моста Томасу Баучу, который предложил подвесной мост с двумя пролётами по 480 м. Из-за задержки финансирования строительные работы откладывались, и к 1879 году началась установка только одной опоры.

Строительство моста было остановлено сразу после катастрофы на мосту через Фёрт-оф-Тэй 28 декабря 1879 года, всего через два года после его возведения. В результате сильного шторма центральная секция моста вместе с проходящим поездом обрушилась, что привело к гибели 75 человек. Результаты комиссии, представленные в январе 1881 года, выявили недочёты в проекте рухнувшего моста, и план Бауча был отвергнут. После скорой смерти Томаса Бауча инженеры Джон Фоулер и Бенджамин Бэйкер представили новый проект на основе консольной структуры, который был утверждён парламентом в июле 1881 года. Из-за происшествия с мостом через Тэй к мосту через Фёрт-оф-Форт были предъявлены сильно завышенные требования - не должно было быть никаких вибраций даже при проходящем по мосту поезде. [5]

Отказавшись от чугуна и кованного железа, инженеры выбрали сталь, благо с разработкой мартеновской печи в 1865 году её качество значительно повысилось. Позаимствовав опыт американского инженера Джеймса Идса, построившего первый крупный стальной мост через Миссисипи в 1874 году, британцы начали строительство в декабре 1882 и к концу 1885 года завершили установку гранитных быков, восемь из которых стоят в воде. Подготовка фундамента подводных опор производилась рабочими с помощью кессонов - массивных металлических цилиндров, погруженных на глубину 27 м. В 1886 году начались работы по возведению опор, на которые ушло неслыханное количество стали - 54 860 тонн, произведённых на двух сталелитейных производствах Шотландии и одном в Уэльсе.6,5 млн заклёпок общим весом 4 267 тонн были сделаны в Глазго. Центральный пролёт был закрыт 14 ноября 1889 года. Церемония открытия моста 4 марта 1890 года проводилась принцем Уэльским (Эдуард VII) в присутствии Бенджамина Бэйкера и Гюстава Эйфеля. Общая стоимость проекта составила 3,2 млн фунтов стерлингов. Открытие моста сопровождалось дискуссиями о его эстетической составляющей - поэт и художник Уильям Моррис назвал мост "верхом уродства" (англ. the supremest specimen of all ugliness).

*При строительстве моста погибло 57 человек, причём ещё восьмерых спасли с лодок, дежуривших под мостом (хотя относительно точного числа жертв существуют сомнения).

21 января 1890 года два поезда длиной по 300 м въехали одновременно на мост с южной стороны. Два локомотива весом по 72 тонны тянули по 50 вагонов, общий вес каждого поезда составлял 900 тонн. Испытания показали, что структурные смещения были в заданных пределах.

За 1894 год по мосту проехал 26 451 пассажир, общая нагрузка составила 7 492 833 тонн. В 2000 году эти показатели составили 54 080 человек и 10 500 000 тонн. Мост сохраняет отличную несущую способность. [5]

Устройство:

Мост имеет три основные опоры высотой 100,6 м, центральная из которых располагается у острова Инчгарви, посередине глубокого залива. Собранные из труб диаметром 3,6 м консоли поддерживают рукава длиной по 207,3 метра, соединённые перемычками длиной 106,7 м, что делает суммарное расстояние пролёта равным 521,3 м.

Расстояние между опорами составляет 582,8 м, между крайними быками - 1630,7 м. Железнодорожное полотно проходит на высоте 48,2 м над уровнем воды в прилив.

С юга к консольной части моста подходит виадук из 10 пролётов по 51,2 м, с севера - из 5 пролётов.

Из воды поднимались высокие и стройные, как башни, каменные быки. На них лежали тысячетонные стальные фермы. Вишнево окрашенные конструкции застыли железными волнами. Сплетения бесчисленных балок, раскосов, укосин протянулись над водой на три километра. Я вспоминал пухлые учебники сопромата, тоску однообразных эпюр, таблицы, остервенелые пересчёты в поисках ошибок.

Когда-то это был знаменитейший мост, кажется, первый мост консольно-балочной системы; он приводился в пример во всех атласах, схема его висела в нашей лаборатории: "Фортский мост в Шотландии. Триумф техники XIX века". До сих пор он производил впечатление своей мощью.

Легкий, светлый новый мост висел на тонких трубах, которые казались нитями, он был паутинно натянут над блеском воды, вместо мощности в нем была невесомость; он поражал не сложностью, а простотой. Инженерная мысль, расчеты, формулы - все было спрятано, сведено в минимум линий, и те казались лишь рисунком.

Ничего не могло быть проще, изящней, чем новый мост. Плавный выгиб его выглядел законченным совершенством.

Квебекский мост.

Квебемкский мост (фр. Pont de Quйbec) - металлический консольный мост через реку Святого Лаврентия, соединяющий города Квебек и Леви. Мост планировали построить ещё в середине XIX века, однако полностью он был открыт 3 декабря 1919 года. 30 августа 1907 года произошло обрушение ещё не достроенного моста, повлекшее гибель 75 человек. [5] В 1916 году произошла повторная авария, при монтаже центрального подвесного пролёта (вероятной причиной послужило использование цилиндрических шарниров, а не плоских, что привело к соскальзыванию, из-за которого центральный пролёт длиной 187 м и весом 5200 т упал в реку.)

История обрушения моста в 1907г., влияние катастрофы на историю мостостроения:

Мост, который должен был быть построен через реку Святого Лаврентия близ Квебека в Канаде, представлял собой весьма внушительное сооружение. По мосту общей длиной около километра должны были быть проложены два железнодорожных пути, два трамвайных, две шоссейные дороги и дза тротуара. Средний пролет должен был быть длиной 544 метра. Высота фермы на быке - 96 метров. Общий вес моста, запроектированного как консольный, составлял около 40 тысяч тонн.

Правда, вначале средний пролет моста, самую нагруженную его часть, рассчитывали сделать длиной 488 метров, но тогда нужно было бы ставить еще одну опору" что при глубине реки 60 метров стоило бы очень дорого. Поэтому и решили длину среднего пролета увеличить на 56 метров.

Мост начали строить 22 июля 1905 года. Через два года была полностью готова южная часть моста и три панели подвесной фермы. Сборка моста производилась двумя кранами на весу. Оба крана - один весом 1100 тонн, другой - 250 тонн стояли на консоли. Образно говоря, мост представлял сейчас собой букву "Г" с короткой ножкой-быком и непомерно длинной полочкой, на конце которой стояли два крана, непрерывно удлиняющие консоль-полочку до тех пор, пока свободный конец полочки не коснулся бы другого берега.

Наступил август 1907 года. Строительный сезон подходил к концу, и подрядчики торопили рабочих: нужно было полностью использовать последние летние дни. Строительство, однако, задерживалось. В августе было замечено, что в некоторых ребрах панелей консольной фермы имеются выгибы. Об этом было сообщено техническому консультанту железнодорожной компании, которая вела строительство. Началась переписка по этому поводу между консультантом и подрядной фирмой, которая уверяла, что этот дефект произошел из-за неправильной сборки и ничего страшного не происходит. [8]

27 августа утром заметили, что выгибы фермы продолжали развиваться. Был вызван главный инженер квебекской фирмы. Он нашел положение серьезным, но не угрожающим. Никаких мер опять принято не было. Решили только известить консультанта и генерального подрядчика, причем чтобы скрыть тревожное положение от рабочих, сделали это не по телефону или телеграфу, а послали специального нарочного в Нью-Йорк.

Следующий день. С тревогой ждали утра участники строительства. Ничего нового не обнаружилось, работу на мосту решили продолжать - нужно было заменить временные болты на постоянные заклепки в некоторых местах фермы. Вдруг рабочие-клепальщики заметили еще один прогиб, на который сразу же обратили внимание инженеров. Однако и сейчас работы прекращены не были. На продолжении работ настаивал главный инженер - он боялся, что, если работы остановить, рабочие разойдутся и строительный сезон будет сорван.

Утром 29 августа пришла телеграмма от консультанта фирмы. Он предложил не допускать дальнейшего увеличения нагрузки на фермы, но положение катастрофическим не считал. Он даже прислал эскизный проект исправлений, причем считал, что для всех исправлений потребуется 3 часа работы и 100 долларов. Здесь проявилось полное непонимание ситуации - ведь нагрузка на нижний пояс уже превзошла критическую и остановить разрушение было невозможно.

В тот же день, за 15 минут до конца рабочего дня, мост рухнул. Все находившиеся на мосту рабочие и техники - всего 74 человека - погибли. Очевидцев катастрофы было трое - один работал на противоположном берегу реки, другой - на кране, установленном на консоли, - его сбросило в реку, но он спасся. Третий работал на береговой части моста и успел убежать до начала катастрофы. [8]

Была назначена правительственная комиссия, расследовавшая причины этого страшного случая. Комиссия нашла, что катастрофа произошла по вине двух инженеров: проектировщика и консультанта, одобрившего проект.

Вина проектировщика заключалась в том, что он неправильно собственный вес сооружения при расчетах. Но что значит - неправильно? Ведь проектировщик использовал общеупотребительные, принятые им, принятые всеми другими проектировщиками, привычные ему еще со школьной скамьи допущения при расчете собственного веса моста. Когда сделали проверку расчета, оказалось, что принятый (по формулам абсолютно правильно!) при расчетах собственный вес сооружения был меньше действительного на 20-30%

Когда о выгибе опор сообщили консультанту, он в соответствии с тем, как его учили в колледже, произвел расчет, не нашел ничего страшного и рекомендовал продолжать строительство. Такое решение можно объяснить недостатком опыта в практике строительства мостов из стальных конструкций. Консультант механически перенес имевшийся у него опыт строительства деревянных мостов на строительство принципиально новых, металлических конструкций.

Общая ошибка проектировщика и консультанта состояла в использовании ими неверного метода расчета конструкции на прочность. Уровень инженерных знаний того времени не позволял правильно произвести расчет. Это обстоятельство отметила и правительственная комиссия. После крушения Квебекского моста методы расчета на прочность стали очень быстро развиваться. Большой вклад в эту область строительной механики внесен советскими учеными, особенно профессором В.3. Власовым.

Квебекский мост научил проектировщиков во всем мире правильным методам расчета мостов из стальных конструкций. Всем стало ясно, что нельзя новую конструкцию значительно большего масштаба, чем раньше, к тому же намечаемую к постройке из других материалов, рассчитывать по старым формулам, не дав соответствующего запаса прочности, не проведя испытаний на моделях.

По-видимому, последнее и было главной стратегической ошибкой инженеров. Недостатки расчетных формул следовало бы вскрыть экспериментальным путем, путем тщательного исследования моделей моста. Эта ошибка тем более непростительна, что метод моделирования в начале нашего столетия был уже повсеместно используемым. Наиболее дальновидные инженеры давно поняли, что именно модели могут, избавив инженеров от волнений "натурного эксперимента", дать ту информацию, которую невозможно пока еще получить с помощью сухих математических формул. [8].

Вторично построенный, и существующий поныне мост принадлежит Канадским железным дорогам, расстояние между опорами - 549 м, общая длина 987 м, а ширина - 29 м. Каждая из двух главных ферм моста представляет неравноплечее коромысло весов. Равновесие достигнуто тем, что короткое плечо сделано более тяжелым. Но впечатление неустойчивости остается, усугубляясь тем, что к длинным плечам обеих ферм подвешена промежуточная ферма. Едва заметные ее опоры-точки еще более усиливают беспокойство за устойчивость всей системы. [10]

Такие искусственные эффекты, имеющие целью удивить, поразить, огорошить зрителя, характерны для американской техники. В них - одно из различий между принципами композиции мостов Квебекского и Фортского, формы которого развиваются более спокойно. На момент постройки он был самым крупным мостом Канады. На мосту есть три полосы для автотранспорта, одна железная дорога и одна пешеходная дорожка. [7]

Мост Куимнсборо (англ. Queensboro Bridge), или Мост 59-ой улицы (англ. 59th Street Bridge) - консольный мост через Ист-Ривер в Нью-Йорке, строительство которого было закончено в 1909 году. Соединяет Лонг-Айленд-Сити в районе Куинс с Манхэттеном, проходя через остров Рузвельта.

Мост Куинсборо является самым западным из четырех мостов через Ист-Ривер. Мост иногда называют мостом 59-ой улицы, потому что его конец на Манхэттене расположен между 59-ой и 60-ой улицами [5]

История

Серьезные предложения на счет моста, связывающему Манхэттен с Лонг-Айленд-Сити, впервые были предложены в 1838, первая попытка финансирования моста частной компанией была сделана в 1867. Их усилия не осуществились, компанию признали банкротом в 1890-ых. Наконец, успешные планы по возведению появились в 1903 году: проект внес городской департамент мостов во главе с Густавом Линденталем (он был назначен главой департамента в 1902 году) в сотрудничестве Леффертом Л. Баком и Генри Хорнбостелем, проектировщиками Вильямсбургского моста.

Вскоре началось строительство, но оно задержится до 1909 года из-за трудового волнения (была даже попытка взорвать один пролет моста). Мост открылся общественности 30 марта 1909 года, он обошёлся в 18 млн долларов и унес 50 жизней.12 июня было проведено церемониальное торжественное открытие. Тогда мост назывался мостом через остров Блеквэлл, позднее переименнованного в остров Рузвельта. Между 1930 и 1955 годах существовал фуникулер для транспортировки автомобилей и пассажиров к острову Благосостояния (так остров назывался) и обратно. Он был уничтожен в 1970 году.

Мост Куинсборо - двойной консольный мост, поскольку у него есть два консольных пролета, по одному на каждый канал с каждой стороны острова Рузвельта. У моста нет приостановленных пролетов, таким образом, консольная рука от каждой стороны достигает середины промежутка. Длины его пяти промежутков следующие:

§ от Манхэттена к острову - 360 метров (1182 фута)

§ над островом - 192 метра (630 футов)

§ от острова к Куинсу - 300 метров (984 фута)

§ длина промежутка стороны - 143 и 140 метров (469 и 459 футов)

§ полная длина между закреплениями - 1135 метров (3724 фута)

§ полная длина, включая подходы - 2270 метров (7449 футов)

Промежуток между Манхэттеном и островом Рузвельта был самым длинным консольным промежутком в Северной Америке, пока этот рекорд не был превзойден Квебекским мостом в 1917 году. [5]

У моста два уровня. Первоначально высший уровень содержал два пешеходных прохода и два пути наземной железной дороги, а нижняя часть - 4 полосы автомобильного движения и то, что теперь является "внешним шоссе".

При проезде машин по мосту никакая плата не взимается.

После всех лет разрушения и коррозии обширная реконструкция моста началась в 1987 году и происходит до сих пор. На реконструкцию уже затрачено более 300 млн долларов. Верхний уровень моста имеет четыре полосы автомобильного движения и обеспечивает превосходное представление консольной структуры связки моста и нью-йоркского горизонта. Низкий уровень имеет 6 полос: внутренние четыре для автомобилей, внешние два - для автомобильного движения или для пешеходов и велосипедов. Северное внешнее шоссе было преобразовано в постоянную пешеходную прогулку и велосипедную дорожку в сентябре 2000 года. ^[5]

В марте 2009 года нью-йоркская комиссия по мостам спонсировала события, посвященные столетию ввода моста в эксплуатацию. Мост также был определен национальным историческим объектом американским обществом инженеров-строителей в течение года его столетней годовщины. [5]

Мост Куинсборо. На фотографиях видна сложность его конструкций. Хотя вся эта ажурность элементов, и сложность на самом деле является лишь кажущимися: на мосте нет никаких лишних элементов.

Мост Рафстундет (норв. Raftsundbrua) - автодорожный мост, пересекающий пролив Рафтсундет между двумя Лофотенскими островами Austvеgшya и Hinnшya. Мост является частью дороги E10 (проект LOFAST), которая связывает Лофотенские острова с материковой частью Норвегии. Мост Рафтсундет с длиной главного пролёта в 298 метров является одним из самых крупных железобетонных консольных мостов в мире. На момент соединения консолей 24 июня 1998 года это был самый длинный в мире пролёт среди железобетонных консольных мостов. Мост заменил небольшую паромную переправу и обеспечил прямое сообщение между небольшими деревнями на востоке и городом Svolvaer.

Строительство моста

Конкурс на проект на моста был объявлен в 1991 году Дорожной Администрацией Нурланна. В 1993 году были объявлены результаты конкурса. Были выбраны два проекта - фирмы Aas-Jakobsen AS из Осло и фирмы BOARCH из Будё. Подрядчиком стала компания AS ANLEGG ^[1] . Работы по сооружению моста начались весной 1996 года и закончились в ноябре 1998 года. Общая стоимость моста составила 125 миллионов NOK. Мост был открыт для движения 6 ноября 1998 года.

Бетонирование стоек опор осуществлялось в опалубке фирмы Doka. Во время строительства моста в сентябре 1996 годa ураганом Frode было разрушено основание опоры № 3 и повреждена опалубка опоры.

Пролётное строение сооружалось методом уравновешенного навесного бетонирования. Максимальная длина блоков составляла 5 м. Для обеспечения устойчивости моста против ветровых нагрузок во время бетонирования пролётного строения были сооружены две временные опоры около опор № 3 и № 4. [5]

Конструкция моста

Мост Рафтсундет железобетонный рамно-консольный. Общая длина - 711 м. Имеет четыре пролёта. Схема моста: 86+202+298+125 м. Мост расположен на горизонтальной кривой радиусом 3000 м и на вертикальной кривой радиусом 5000 м. Подмостовой габарит составляет 180 х 45 м.

Из-за расположения в достаточно сложных географических условиях, мост рассчитан на воздействие ветров со скоростью свыше 60 м/с и на сейсмическую активность (были учтены колебания почвы силой 2 м/сІ).

Все промежуточные опоры моста расположены на суше. Небольшой остров Gunnarbaaten служит основанием для одной из опор. Фундаменты опор моста опираются на скальные породы над уровнем воды. Постоянные опоры состоят из двух монолитных стоек. Толщина стоек постоянная, в то время как ширина изменяется в зависимости от высоты. Стойки на опорах № 3 и № 4 имеют толщину 2 м и высоту 34 м (от верха фундамента до низа пролётного строения).

Балка пролётного строения - коробчатая постоянной ширины с изменяющейся высотой. Высота балки над промежуточными опорами составляет 14.5 метров, в середине пролётов - 3.5 м.

На мосту две полосы движения и пешеходный тротуар. Общая ширина - 10.3 м. На мосту установлено стальное оцинкованное ограждение высотой 1,2 м.

Мост Сундэй (норв. Sundшybrua) - автодорожный мост, пересекающий Leirfjord между островом Альстен и материковой частью Норвегии. Мост Сундэй с длиной главного пролета в 298 метров является одним из самых крупных железо бетонных рамно-консольных мостов в мире. Мост заменил небольшую паромную переправу и обеспечил постоянное сообщение между небольшими деревнями на восточной части острова и материковой частью Норвегии. [5]

Расположение

Мост расположен в 100 км к югу от Северного полярного круга в северной части Норвегии. В 35 км западнее моста расположен город Мосйоен.

Строительство моста

Заказчиком строительства моста была Дорожная Администрация Нурланна. Проект моста был разработан фирмой Aas-Jakobsen AS из Осло и и фирмой BOARCH из Будё. Подрядчиком стала компания AS ANLEGG. Работы по сооружению моста начались в 2001 году и закончились в 2003 году. Общая стоимость моста составила 186 млн. NOK. Мост был открыт для движения 9 августа 2003 года министром транспорта Норвегии Торильд Скогсхольм.

Кессоны для основания промежуточных опор моста были изготовлены в городе Вердал компанией Aker Verdal и отбуксированы к месту строительства. Бетонирование стоек опор осуществлялось в опалубке фирмы Doka. В качестве крупного заполнителя для приготовления бетона марки С65 использовался местный щебень. Для приготовления легкого бетона марки LC60 из Южной Каролины был заказан специальный материал - stalite. Для производства бетона был сооружен мобильный бетонный завод в 1 км от моста. Пролетное строение сооружалось методом уравновешенного навесного бетонирования. Максимальная длина блоков составляла 5 м. Продолжительность бетонирования одной секции составляла 1 неделю. Во время бетонирования пролетного строения в боковых пролетах были сооружены временные опоры. Они поддерживали консоль, а также обеспечивали устойчивость моста против ветровых нагрузок.

Конструкция моста

Мост железобетонный рамно-консольный. Общая длина - 538 м. Имеет три пролета. Схема моста: 120+298+120 м. Мост расположен на горизонтальной кривой радиусом 3250 м. Подмостовой габарит составляет 180 х 45 м. По своей конструкции мост схож с мостом Рафтсундет. [5]

Постоянные опоры состоят из двух монолитных стоек. Толщина стоек постоянная, в то время как ширина изменяется в зависимости от высоты. Внутри опоры полые. Балка пролетного строения - коробчатая постоянной ширины с изменяющейся высотой. Ширина балки - 7 м, высота балки над промежуточными опорами составляет 14.5 метров, в середине пролетов - 3.5 м. Материал центральной части главного пролета моста - легкий бетон марки LC60, в то время как другие части конструкции сооружены с использованием бетона марки C65. Ширина проезжей части - 7,5 м, а общая ширина моста составляет 10.3m, в том числе тротуар шириной 2м. [5]

Список использованной литературы

1. СНиП 2.01.07 - 85*. Нагрузки и воздействия / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2002. - 44 с.

2. Технический железнодорожный словарь. - М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство. Н.Н. Васильев, О.Н. Исаакян, Н.О. Рогинский, Я.Б. Смолянский, В.А. Сокович, Т.С. Хачатуров. 1941.

3. Ягофаров Х. Пролетное строение галереи из консольных балок. Промышленное строительство и инженерные сооружения. 1971, №4.

Интернет-ресурсы:

4. Сайт: http://en. structurae. de

5. Сайт: http://ru. wikipedia.org

6. Сайт: http://lord-k. livejournal.com

7. Сайт: http://www.allbridges.ru

8. Сайт: http://www.metalostroy.ru

9. Сайт: http://vsemosty.ru

10. Сайт: http://stroenija.ru

Размещено на Allbest.ru