Важна бележка за професионалисти и безопасност: Това е архивен професионален преглед, а не проект, статично изчисление, оценка на съществуващ мост или инструкции за изграждане, инспекция или рехабилитация. Оригиналните разделения, разстояния, съотношения, напрежения, материали, детайли на ставите и структурни решения са прехвърлени без професионална проверка и не трябва да се използват като съвременна спецификация. Проектирането и работите по мостовете изискват оторизирани проектанти и изпълнители, действащи разпоредби и стандарти, геотехнически и хидроложки данни, изчисляване на постоянни и променливи въздействия, умора, вятър, температура, сеизмичност, устойчивост, фундаменти, условия на сглобяване и здравина, както и изпитване на материали, корозия, фуги и действителното състояние на конструкцията. Достъпът до конструкцията, работата на височина, трафикът, повдигането, заваряването, рязането и сглобяването носят смъртоносни рискове и изискват специален план за защита.
Проектирането, изграждането и рехабилитацията на стоманени мостове не са част от новата публична оферта на Savo Kusić. Текущият фокус е дървени прозорци, дърво-алуминиеви прозорци, прозорци по поръчка и врати. За проект за прозорец или врата можете да изпратите запитване за оферта.
Аркови мостове
Има истински дъгови мостове с твърди дъги, които могат да поемат всякакви удари, и дъгови мостове, съставени от пръчки, където твърда система се получава от наличието на усилваща греда. Подсилена дъга (греда на Лангер) се изчислява при допускане на шарнирни връзки, така че арката се натоварва само с нормални сили. Моментите на огъване се поемат от усилващата греда, която изпълнява и ролята на опън, ако дъгата е разположена над гредата.
Арките и Лангер гредите са по-икономични от гредовите мостове за по-големи разстояния, тъй като равномерно разпределеното пълно натоварване се приема само от носещата линия на дъгата. С изключение на допълнителните сили, моментите се причиняват само от частично натоварване и те са значително по-малки в арки, отколкото в греди.
Фиг. 1 — Мрежови портове
Фиг. 2 — Портове от калай
a) Аркови конструкции. Пристанищата със скоби рядко се изграждат поради трудностите при затягането на опората. Най-често срещаните са портове на две стави. Портовете с три панти имат предимството, че движението на опорите и промяната на температурата не предизвикват сили в тях. Те са особено приложими за ниско съотношение f/l и в случай на ненадеждна почва. Твърдите портове са направени като решетки (фиг. 1) или като метални опори (фиг. 2). Сводестата конструкция е разположена над и под пътното платно, хлътналият път е избегнат от естетически съображения. Портовете над пътното платно получават скоби, за да поемат тягата на порта. Ако арката е здраво свързана с гредите на съседните отвори (фиг. 1 c и e), статичните размери могат да бъдат повлияни в широки граници.
b) По-дългите греди имат относително здрави арки, тъй като дължината на огъване е равна на разстоянието между възлите на горната връзка. Решения с арка под настилката (фиг. 3d) рядко се използват при мостове. Гредата за усилващи елементи може да бъде ламарина или решетка. И при двете решения този лъч може непрекъснато да бъде продължен в съседни полета, така че да се създадат непрекъснати или Gerber системи (фиг. 3b). На фиг. 4 показва напречно сечение на мост с една средна греда. Носещата конструкция се състои от прътова дъга, твърди закачалки и затворена куха кутия като усилваща греда, която получава моменти на усукване и огъване.
Фиг. 3 — По-дълги греди
Фиг. 4 — Напречно сечение на мост с една междинна главна греда
c) Рамкови мостове. Когато е необходимо да се осигури свободната височина на профила по цялата ширина на отвора, рамките се прилагат на две или три фуги с по-ниска опорна височина, отколкото при обикновените греди, поради действието на рамката (фиг. 5).
e) Изчисляване. Арките обикновено се изчисляват при предположението, че тяхната ос не се деформира. Въпреки това, еластичните деформации могат да бъдат значителни. В решения с окачено напрежение статичните стойности не се променят много поради деформация, докато деформацията на правите арки и гредите на Лангер може да има значителен ефект върху статичните стойности.
Фиг. 5 — Рамкови мостове
Висящи мостове
Решетъчните висящи мостове, които сами по себе си са твърди, се изграждат много рядко. Съвременните висящи мостове имат усилваща греда, която ограничава и изравнява огъването от концентрирани сили. Висящи мостове с големи разстояния са мостът Golden Gate близо до Сан Франциско (фиг. 6a) с участък 1280m и Вашингтонският мост близо до Ню Йорк (фиг. 6b) с участък 1067m.
Укрепващите греди са ламаринени или решетъчни, с постоянна височина или с малко увеличение на височината над средните опори. Съотношението стрела към размах се избира най-вече в съотношението 1/9 към 1/11. Различни инциденти показват, че при ниски височини твърдостта може да бъде твърде ниска, особено при ниско собствено тегло и малка ширина на моста.
Фиг. 6 — Американски висящи мостове: а) мостът Голдън Гейт в Сан Франциско (1937), б) мостът Вашингтон в Ню Йорк (1931), в) мостът Флорианополис в Бразилия (1926)
Зъбно колело
a) Шарнирни вериги от звена с разширени краища, които лежат свободно успоредно една на друга и се сблъскват една с друга в ставите с припокриващи се връзки от съседни полета, се изработват по два начина - с нитовани подсилвания от ламели в краищата или с разширени краища, получени чрез коване (фиг. 7). Веригата на моста през Рейн е изградена от никелова стомана с якост на опън от 5,5 до 6,5 t/cm2. При по-малките американски висящи мостове веригата е изработена от нормална лята стомана, в някои случаи също от легирана или закалена стомана.
Фиг. 7 — Мостова верига Флорианополис
b) Спирални въжени кабели. Затворените въжета са направени от ярка тел. Вътрешните слоеве на проводника са защитени с покритие от оловен миниум, докато външните повърхности на отделните проводници са покрити със защитен слой.
Спиралните кръгли телени въжета в американските мостове се състоят предимно от жици, които са горещо поцинковани и частично увити по подобен начин.
Студено изтеглените мостови проводници имат якост на скъсване от 12 до 20 t/cm2. Якостта на умора може да бъде значително намалена, ако външната повърхност на студено изтеглените проводници е в лошо състояние.
Удължението на спиралното въже зависи от материала за жиците, както и от начина, по който са направени въжетата. Еластичното разширение в диапазона на нормалните допустими напрежения е от 0,003 до 0,004. Тъй като въжетата са постоянно, пластично опънати от 0,001 по време на първото натоварване, понякога преди употреба въжетата се натоварват предварително с най-голяма сила и по този начин се разтягат. Ползата от това разтягане е ограничена, тъй като значителна част от “постоянното разтягане” се губи след разхлабване на въжето по време на по-нататъшен монтаж.
Исторически единици, имена на стомани, защитни покрития, здравина, разширения и методи за изработване или изливане на кабелни глави не са съвременни спецификации. Състоянието на съществуващите вериги, въжета, котви, кабелни глави и защитни покрития се определя чрез документация, проверка и изпитване; не може да се извлече от този общ текст.
Анкериране
Веригите от глезените се закотвят с помощта на тапи в опори, които са бетонирани в основите за закотвяне.
Спиралните въжета имат съответните глави в краищата (фиг. 8). в който жиците се разплитат под формата на метла, а след почистване се запълват с бял метал. Професионално лятите глави имат същата здравина като въжето.
Фиг. 8 — Кабелни глави: а) проста глава, б) американска глава, в) Рейн мостова глава
Окачване и кабелни връзки
Закачалките са изработени от кръгла стомана, особено от тръби или телени въжета (фиг. 9 и 11). В случай на затворени въжета, кабелните въжета са покрити с кабелни връзки (фиг. 10). В случай на отделни кабелни снопове, окачванията са проектирани по такъв начин, че отделните въжета да могат да бъдат заменени с нови, ако е необходимо. Въжените закачалки са завързани с кабелни глави, докато малките разлики в дължината се изравняват с подложки.
Фиг. 9 — Висящ, стар мост над Рейн
Фиг. 10 — Кабелни връзки на моста над Рейн: а) нов мост, б) стар мост
Фиг. 11 — Кабелни връзки и въжета за закачалка
Кули (пилони)
Кулите на висящите мостове са шарнирно закрепени в долната част или могат да бъдат захванати, което е най-често в Америка. Веригата е здраво закрепена за кулите. Подвижната опора е необходима само когато кулите не могат да бъдат поверени на хоризонтални сили, които биха възникнали при неподвижни опори.
За големи висящи мостове, по-ниско захванатите кули имат предимство. В този случай първо могат да се монтират кулите, след това верижните колела и закачалките и накрая укрепващите греди. При самозакотвените висящи мостове е необходимо обширно скеле, тъй като статичната система започва да действа едва когато усилващата греда е затворена.
Пътни опори и пътна дъска
С оглед на трафика и поддръжката трябва да се опитаме да гарантираме, че настилката на моста не се различава, ако е възможно, от настилката на свързващите части на пътя или железопътната линия. Тъй като самата настилка няма достатъчна собствена твърдост, тя трябва да разчита на повърхностна система във вертикална посока, както и на система, която й осигурява хоризонтална странична опора. Така наречената релсова дъска лежи върху релсови опори, които се състоят главно от надлъжни и напречни опори.
Напречни опори
Напречните опори пренасят движещи се товари към основните опори. Те също са важна част от съединителите. Напречните греди лежат директно върху главните греди и при наклонени мостове, така че обхватът им е равен на разстоянието между главните греди. Напречните опори обикновено са ламарина, за малки дължини и обикновени валцовани опори. Полезно е, че тяхната височина е в диапазона от 1/6 до 1/8, въпреки че при големи мостове и малко разстояние между напречните опори (особено при тротоарни дъски), тази височина може да бъде дори 1/20 гама.
По правило напречните греди се разглеждат като прости греди, които са здраво свързани с основните греди, така че в напречното сечение на моста се създават отворени или затворени рамки. Поради това възникват моменти на прищипване, които трябва да се вземат предвид особено при връзките.
Фиг. 12 — Напречна връзка
В случай, че настилката е отдолу, връзката се осъществява с прости съединителни ъгли или пътни плочи, които се вмъкват в напречната греда (фиг. 12), или във вертикалите на I-сечението, и на мястото на техните ребра (фиг. 13). Решението на фиг. 14 е особено твърд, тъй като там конзолният лист е вграден както в напречната опора, така и във вертикалата, така че моментът в ъгъла се приема от срязващите болтове. При други решения не може да се избегне частично разкъсване на винтовете и огънати ъгли на свързване. Връзки съгласно фиг. 12 и 13 са значително по-деформирани под въздействието на момента от тези по фиг. 14. Подобни решения възникват и за други позиции на настилката. Полагането на напречни опори върху основните опори е възможно само при достатъчна конструктивна височина. След това трябва да се втвърдят основните ламаринени опори в местата, където действа натоварването.
Фиг. 13 и 14 — Варианти на свързване на напречната греда
Надлъжни опори
Надлъжните опори могат да бъдат под пътното платно и под пешеходни прелези. Външната греда, която често е свързана с парапета на моста, се нарича ръбова надлъжна греда. Надлъжните опори се изработват от валцовани и ламаринени опори. Обхватът им е до 12 m. Тъй като надлъжните греди са изложени на най-прякото въздействие на движещия се товар, тяхната твърдост срещу огъване е особено важна. В случай на железопътни мостове се цели диапазонът на височина на гредата от 1/8 до 1/10. Надлъжните опори, изработени от висококачествена стомана, обикновено не са подходящи поради голямо огъване. В много стари мостове свързването на надлъжните греди се извършва съгласно фиг. 15. Единият свързващ ъгъл лежи между краката на валцованата опора, а другият лежи върху цялата височина на напречната опора. При тези видове връзки възникват значителни вторични напрежения и в много случаи при тях са настъпили счупвания от умора, както и пукнатини на мястото, където се срязва кракът. Поради тази причина такива връзки не са разрешени при железопътните мостове. Ако рязането на краката не може да бъде избегнато, тези срезове трябва да бъдат направени с голямо заобляне, за да се избегне рискът от пукнатини.
Фиг. 15 — Надлъжна опорна връзка
Дренаж
На отводняването на мостове трябва да се обърне голямо внимание. Бързото и пълно отвеждане на водата е най-важната предпоставка за дълъг живот на пътната настилка, както и на самия мост. В допълнение към увеличеното ръждясване и увеличените разходи за поддръжка, зоните за задържане на вода също са опасни поради щети от замръзване. Ако нивото на моста го позволява, пътните мостове трябва да имат определен надлъжен наклон (не по-малък от 1%), който да осигури оттичането на вода към канализацията. Замърсената с масло и прах вода се отвежда през улуци. Тези улуци трябва да имат достатъчен надлъжен наклон и трябва да са достъпни, за да се почистват редовно.
Фиг. 16 — Дренажни и защитни слоеве на пътната настилка
Асфалтовите настилки не са абсолютно непропускливи. Специална изолация под асфалта може да се откаже, ако асфалтът лежи върху бетонна плоча, която е била вибрирана и самата плоча е до голяма степен непропусклива. Ако настилката не е достатъчно водонепроницаема, за да пробие част от дъждовната вода, трябва да се направи изолация. За стоманени мостове се разглеждат покрития от асфалтов битум или тера и др., изолационни слоеве от битумни изолационни маси с плътни вложки от хартия с вълнен филц или тъкан от юта, както и изолационни слоеве от метални фолиа от мед или алуминий. Изолационните слоеве трябва да бъдат защитени от механични повреди със защитни слоеве.
Описанията на водопади, улуци, асфалт, бетонни плочи, битумни маси, филц, юта и метални фолиа са исторически. Модерен дренаж, хидроизолация, стоманена защита, детайли за проникване и поддръжка са проектирани като хармонизирана система в съответствие с действащите разпоредби, климатични условия, трафик и действително строителство.
Фиг. 17 — Детайл на дренажа по ръба на моста
Съединители
Тайните опори имат малка коравина в посока, перпендикулярна на равнината на опората, решетките с предполагаеми фуги във възлите са дори многократно подвижни в напречна посока. Следователно са необходими ветрови скоби и напречни рамки, за да се създадат първо пространствено стабилни конструкции. Освен това, те трябва да приемат товари, които действат напречно на равнината на основните опори, и накрая да осигурят конструкцията срещу изкълчване и преобръщане.
Скорости срещу вятъра
Тези съединители са оразмерени да поемат сили от вятър и други хоризонтални натоварвания. Те се състоят от решетки или рамкови опори, прави или извити според поясите. Коланите на съединителите срещу вятъра са предимно колани на основните опори. Често напречните опори са и вертикалите на съединителя срещу вятъра.
За натоварен мост се взема по-малко натоварване от вятър, отколкото за ненатоварен мост. Ако напречното сечение позволява, за предпочитане е фермовите мостове да имат две вятърни скоби между гредите на главните греди. Вижте системните скици на фиг. 18, в който съединителите против вятър и напречните съединители са маркирани с пунктирани линии.
Броят и типът на напречните съединители трябва да са достатъчни, за да се създаде пространствено твърда система. Обичайно е решетките да осигуряват стабилност и в случай на сферични шарнири. Портовете и гредите Gerber, с изключение на малките мостове, са заздравени със специални съединители срещу вятър и срещу изкълчване. В ставите на основните опори съединителите трябва да бъдат направени така, че да не влияят на действието на ставите, фиг. 18e.
Фиг. 18 — Подреждане на съединителите срещу вятъра
Широките тротоарни дъски от ламарина или стоманобетон са много твърди в равнините си. Ако разстоянията не са твърде големи, специалните връзки срещу вятъра могат да бъдат пропуснати, тъй като подходящата роля може да бъде поета от тротоарната дъска. Трябва да се вземат мерки за приемане на напречни сили само по време на монтажа.
При избора на пълнеж трябва да се има предвид, че като цяло силите в прътите са малки, а дължините на огъване на прътите са големи. Поради това се предпочитат решетки с къси дължини на пръта (напр. K-система или ромбична система). Понякога съединителят против вятър се окачва на пътните опори, за да се намали дължината на огъване. За съединители над настилката често се използва ромбичната система без вертикали.
Височината на съединителя срещу вятъра се определя главно от структурните условия (фиг. 19). По възможност и тук се избягва ексцентрична връзка. особено при големи усилия, а съединителят срещу вятъра е настроен по такъв начин, че валовете на прътите да се пресичат в равнините на основните опори (фиг. 20).
Фиг. 19 — Положение на надморската височина на съединителя против вятър
Фиг. 20 — Съединителен възел срещу вятър
Напречни рамки
Мостове с пътно платно отгоре могат да бъдат укрепени с леки решетъчни рамки съгласно фиг. 22. Напречните съединители под формата на рамка могат да бъдат свързани към основните усилващи елементи на ламаринени греди. На фиг. 21 много линии са поставени върху рамката за опъване на две съединения, т.е. над решетката под напречната греда, така че да са достъпни от средната инспекционна пътека.
Фиг. 21 — Напречна рамка и ръководство за монтаж
Фиг. 22 — Решетъчна напречна рамка
При мостове с пътно платно отдолу формата на напречните рамки се определя от свободния профил за преминаване на МПС. Мостове с решетъчни напречни рамки са показани на фиг. 23d. Напречните рамки, които разпределят натоварването (фиг. 24), са необходими за скарите, за да се ангажира сътрудничеството на всички основни опори дори при частично натоварване. Ако това е железопътен мост с извит коловоз или ако главните греди са в крива, това трябва да се вземе предвид при статичното изчисляване на съединителите.
Фиг. 23 — Примери за напречни съединители и главни опори
Фиг. 24 — Напречно сечение и напречна греда за разпределение на натоварването на моста Рур близо до Herdecke
Съединител срещу странични удари
Между надлъжните опори на железопътни мостове (фиг. 23c) е необходимо да се осигури специален съединител за приемане на странични удари на превозни средства. Надлъжните I-образни греди са пропорционално много малко твърди в напречна посока, така че е желателно съединяването срещу странични удари да повишава тяхната безопасност срещу странично изкълчване (фиг. 25).
Фиг. 25 — Съединител срещу странични удари
Анти-спирачен съединител
Напречните греди не могат да поемат силите, които действат в надлъжната посока на моста и възникват при спиране или започване на движение на превозното средство, и те трябва да бъдат облекчени чрез инсталиране на антиспирачни съединители. Те са решетъчни плоски опори (фиг. 26), които свързват надлъжните опори със съединител срещу вятъра (фиг. 27). Често има разлика във височината между носача и съединителя. И в случаите, когато дължината на опорите може да бъде директно свързана с противоветровия съединител, е необходим специален антиспирачен съединител, тъй като прътите, запълващи противоветровия съединител, не могат да получат значително натоварване на огъване. В някои случаи може да се комбинира в един съединител против вятър, съединител против страничен удар и съединител против спирачки.
Фиг. 26 — Система против спирачен съединител
Фиг. 27 — Антиспирачен съединител