Файл: Толмачев, К. Х. Регулирование напряжений в металлических пролетных строениях мостов.pdf

мента Л1, по отношению к моменту от постоянной нагрузки в сере­ дине пролета. Как видно, распределение изгибающих моментов получается весьма неравномерным. При Ali<^Afq имеем двузначную эпюру (см. рис. 29,6?). В случае M1>Mq изгибающие моменты со­ средоточиваются в зонах балок, прилегающих к опорам.

При шпренгельном расположении тросов (рис. 29, г) в средней части балки на протяжении Ц эксцентриситет е\ является постоян­ ным, поэтому эпюра моментов, вызываемых предварительным на­

пряжением, будет иметь вид прямоугольника. На протяжении участков балки /г изгибающие моменты будут уменьшаться от се-

58

редины пролета к опорам в соответствии с изменением величины эксцентриситета е х. Эпюра моментов в этом случае будет иметь различный вид в зависимости от соотношения величин изгибающих моментов (рис. 29,5, е).

Если тросу, напрягающему балку, придать криволинейное очер­ тание (рис. 29, ж), то на эпюру моментов от постоянной нагрузки бу­ дет накладываться эпюра моментов от предварительного напряже­ ния, также криволинейного очертания (рис. 29, з). В результате можно достичь наиболее благоприятного распределения изгибаю

Рис. 30. Ступенчатая лпюра изгибающих моментов, соот­ ветствующая расположению различного числа тросов на отдельных участках

ших моментов по длине балки и даже при соответствующем под­ боре очертания троса (по параболе) совсем устранить их от по­ стоянной нагрузки.

Более благоприятного распределения изгибающих моментов по

длине балок можно также достичь расположением на отдельных участках балки различного числа напрягаемых элементов. Напри­

ла Si и соответствующий ей изгибающий момент М\ = Si/j. На уча­ стках /2 изгибающий момент от предварительного напряжения бу­ дет равен М2 = S2l2- В результате получится ступенчатая эпюра изгибающих моментов, которая будет накладываться на эпюру от постоянной нагрузки (рис. 30,6).

В настоящее время открывается возможность широкого прак­ тического применения ступенчатого метода предварительного на­ пряжения в связи с методом, примененным институтом «Проектстальконструкция» в проекте пролетного строения одного из мо­ стов. Семипролетные неразрезные балки переменной высоты этого

пролетного строения с тремя пролетами по 109 м были предвари­ тельно напряжены высокопрочной проволокой, расположенной по верхним поясам в зоне отрицательных опорных моментов.

Натяжные части сконструированы в виде петель высокопрочной проволоки (рис. 31). Каждая петля надевается на два упора, рас-

59

положенные но верхнему поясу. Один из каждой пары упоров — подвижной, что дает возможность, передвигая его домкратом, соз­

давать необходимое напряжение.

Рис. 31. Петлевое расположение предварительно напряженной высокопрочной проволоки:

/гидравлические домкраты; 2 — подвижные упоры; 3—неподвижные упоры

После натяжения проволок закрепляют подвижной упор путем

пряжения.

На рис. 32 приводится несколько методов расположения тросов в однопролетной балке с двумя консолями. Расположением прямо­ линейных предварительно напряженных тросов в зоне возникнове-

60

Эпюра от предварительного напряжения, приближающаяся по

распределения изгибающих моментов путем криволинейного распо­ ложения предварительно напрягаемых тросов (рис. 32, д).

Рис. 33. Расположение тросов в трехпролетной неразрезной балке:

/ — гидравлические домкраты

Расположение предварительно напряженных тросов в неразрез­ ных балках проиллюстрируем на конкретных примерах.

В проекте моста через р. Рейн на дороге Кобленц—Пфафен- дорф предусмотрено пролетное строение с трехпролетными нераз­ резными стальными балками (68,5 + 175,0 + 68,5), объединенны­ ми с железобетонной плитой проезжей части (рис. 33). Первона­ чально железобетонная плита проезжей части опиралась на глав­ ные балки через ролики. После изготовления плиты предусмотрено было подвергнуть ее продольному сжатию гидравлическими дом­

кратами, упирающимися в специальные упоры на концах балок.

Таким образом, плите было придано предварительное напряжение,

чем устранено возникновение в ней растягивающих напряжений. Объединяли железобетонную плиту с балками свариванием

стальных пластин в местах расположения роликов с поясами.

Для того чтобы полностью использовать допускаемые напряже­ ния на сжатие и растяжение материала стальных балок, несмотря

на эксцентричное положение нейтральной оси, в объединенной кон­ струкции неразрезной балки была предусмотрена постановка вы­ сокопрочных стальных тросов по схеме, изображенной на рис. 33. Стальные тросы в местах перегибов опирались на специальные ро­ ликовые опоры, что позволяло натягивать их гидравлическими домкратами, установленными на концах неразрезных балок. Таким образом, основная часть изгибающего момента от собственного веса была устранена и заменена продольной сжимающей силой.

Одновременно достигалось снижение растягивающих напряжений в железобетонной плите проезжей части.

Этот проект не был осуществлен. Предложенная проф. Ф. Дишингером и примененная в этом проекте идея предварительного

61

напряжения была использована при восстановлении западной по­ ловины автомобильного моста в Монтаборе после того, как восточ­ ная половина его была уже восстановлена. В связи с этим была принята та же самая разбивка моста на пролеты. Пролетное строе­

ние неразрезное металлическое с пролетами 37,8 + 50,4 + 37,8.

Высота балок была принята такая же, как и в ранее восстановлен­

ной части моста.

На рис. 34 приведены схемы неразрезных балок пролетного

строения этого моста.

Рис. 34. Два варианта расположения тросов в неразрезных балках моста через р. Рейн в Кобленце:

/ — гидравлические домкраты; 2 — желоб; 3— трос

Первый вариант (рис. 34, а) в принципе совпадает с ранее рас­ смотренным проектом моста через р. Рейн в Кобленце. Отличи­ тельной особенностью этого моста является то, что железобетон­ ная плита опиралась на ролики лишь в крайних пролетах неразрез­ ной балки и на небольших участках средних пролетов. В середине среднего пролета плита с самого начала соединялась с поясами ба­

лок наглухо. Так же, как и в проекте моста в Кобленце, высоко­ прочные тросы в местах перегибов опирались на роликовые опоры.

Во втором варианте (рис. 34, б), который и был практически осуществлен, предусматривается применение предварительно на­ пряженного троса криволинейного очертания. В связи с этим отпа­ ла необходимость в применении роликовых опор на перегибах тро­ са. Тросы, очерченные по квадратной параболе, располагались в специальных желобах, прикрепленных к вертикальным стенкам балок. Причем, из эстетических соображений, желоба располага­

лись только на внутренних поверхностях вертикальных стенок ба­ лок. Для уменьшения трения тросов при предварительном напряже­ нии как желоба, так и тросы густо покрывались вязкой смазкой.

Потеря предварительного напряжения от трения в статическом

62