Вантовые мосты
Нужен расчёт и полный комплект проектной документации вантового моста? Обращайтесь к нам. ТРАНССТРОЙПРОЕКТ более 10 лет разрабатывает конструкции мостов различного назначения. Наша деятельность сертифицирована. Посмотрите завершенные заказы.
С тех пор как в 1955 году в Швеции был возведен Стремсундский мост, вантовый тип моста стал одним из самых популярных конструктивных разновидностей большепролетных мостов. Многообразие видов и форм интригует как обычных граждан, так даже и самых требовательных архитекторов, а инженеры же находят их технически инновационными и сложными.
Данный тип моста состоит из: балки жесткости с расположенным на ней дорожным полотном, пилонов и крепящихся к ним стальным тросам – вантам, удерживающих дорожное полотно. Ванты обеспечивают промежуточные опоры для дорожного полотна, так, что оно может охватывать дальние расстояния.
Прим. Самый длинный пролет имеет вантовый Русский мост в городе Владивосток, Россия. Его длина 1104 метра.
Классификация вантовых мостов по их назначению
Железнодорожных мостов среди мостов вантового типа гораздо меньше, чем среди мостов, к примеру, ферменного типа. Это обусловлено большей подвижностью дорожного полотна из-за недостаточной жесткости конструкции. Однако вантовый тип больше подходит для размещения железнодорожного полотна, чем висячий.
Первым железнодорожным вантовым мостом стал Новый железнодорожный мост в Белграде между двумя железнодорожными станциями, разделенными рекой Савой.
Движение транспорта на таких мостах запрещено.
Как пример пешеходного вантового моста можно привести Павшинский мост – самый длинный мост Московской области.
Схемы вантовых мостов
Проектирование вантового моста начинается с выбора расчетной схемы.
По геометрической системе опирания вант на пилон, можно выделить наиболее часто используемые:
Все выше представленные схемы имеют симметричный тип расположения тросов относительно пилона. Это наиболее часто встречаемый тип расположения.
Несимметричность расположения тросов чаще всего наблюдается в вантовых мостах с системой «пучок».
Проектирование вантовых пролетных строений с ООО «ТРАНССТРОЙПРОЕКТ»
Закажите проект моста любой сложности и назначения в нашем проектном институте.
Вантовые системы: устройство, достоинства, особенности и недостатки
Вантовые и висячие системы
Вантовые конструкции, в отличие от предыдущих, в покрытии имеют не только растянутые нити, но и жесткие элементы. Последние работают как раз-таки на изгиб, на них возможно наложить ограждения, в т. ч. включающие в себя кровлю и настил.
И висячие, и вантовые системы способны перекрыть собой пролет расстоянием до 200 м. Однако средняя длина их на практике колеблется в пределах 50-150 м.
Достоинства конструкций
Перечислим достоинства висячих и вантовых конструкций:
Недостатки конструкций
Коснемся недостатков висячих и вантовых покрытий:
Особенности вантовых систем
Разновидности висячих систем
После вантовых систем посмотрим на разновидности висячих:
Перейдем конкретно к висячим и вантовым мостам.
Вантовый мост
И вантовые фермы, и комбинированные системы в этой структуре поддерживаются пилонами. С мест подвешивания вант на пилоне горизонтальная составляющая их опорного давления передается на анкеры системой оттяжек. Если присутствует балка жесткости, то концы оттяжек закрепляются на ней, отчего система превращается во внешне безраспорную. Конструкция проезжей части прикрепляется уже к узлам вантовых ферм.
Достоинства и недостатки вантового моста
Рассмотрим плюсы и минусы таких мостов. Для лучшего восприятия мы решили представить вам их в виде таблицы, расположенной ниже.
В заключение рассмотрим и висячие мосты.
Висячий мост
Несущие конструкции подвешиваются между построенными на обоих берегах пилонами. К этим тросам уже прикрепляются вертикальные балки, к которым непосредственно подвешивается дорожная часть основного пролета. Сосредоточенная нагрузка позволяет менять несущей конструкции свою форму, что уменьшает жесткость моста. Дабы этого не случалось, дорожное полотно усиливается продольными балками.
Первые висячие мосты строили еще древние египтяне, инки, другие народности Центральной и Южной Америки, Юго-Восточной Азии. Конструкции современного вида начали появляется в XVII-XVIII вв. в Испании, Франции, Великобритании, а позднее в США. В России первый висячий мост был построен в 1823 г. в парке Екатерингоф в Петербурге. Одним из самых известных на сегодня отечественных подвесных мостов можно назвать Крымский в Москве, построенный в 1938 г.
Достоинства и недостатки висячих мостов
Рассмотрим плюсы и минусы данных подвесных сооружений, которые представлены в таблице ниже.
Особенности и технология строительства вантового моста
Никому неизвестно, кто впервые и когда именно создал первый вантовый мост, но простейшие балочные решения продолжают применяться даже в тех случаях, когда целесообразнее обойтись на пролете малой длины. К примеру, если речь идёт об узкой речке. А как быть в тех ситуациях, когда предполагается соорудить конструкцию на большой высоте или над огромной пропастью?
В таком случае не обойтись без дополнительных опор, каждая из которых является дополнительными финансовыми затратами, не говоря уже о повышении инженерной сложности объекта. Каждый последующий пролёт характеризуется определенным запасом прочности, и при постоянном увеличении этого значения, будет увеличиваться и вес самой балки. Высока опасность того, что мост может просто обрушиться под собственной тяжестью. И здесь уместными будут висячие мосты. Впрочем, огромной популярностью пользуются вантовые мосты, на которых и хотелось бы остановиться подробнее.
Дешевизна, надёжность и устойчивость
Традиционные конструкции мостов предполагают, что несущие тросы фиксируются у берегов. Все сооружение фактически удерживается на дугообразных тросах. В последнее время огромной популярностью по всему миру пользуются висячие вантовые мосты, в которых основная проезжая часть удерживается на большом количестве скошенных тросов, фиксирующихся у высоких пионов. Конструкция напоминает веер, поскольку тросы расходятся по аналогии со струнами арфы.
Отличительная их черта – максимальный уровень натяжения, что нивелирует провисание тросов. Что касается мостовой балки, расположенной над проезжим участком, она может быть тонкой. Такие мосты встречаются практически по всей Европе, и Россия не является исключением из правил.
Специалистам известно, что проектирование гигантских вантовых мостов – технически сложное инженерное мероприятие. Огромные сложности возникают на участках, где традиционно возникают основательные ветровые нагрузки. Самым высокотехнологическим элементом остается ванта, представляющая собой «мультистрендовую» конструкцию, состоящую их небольших тросов. Если рассматривать стренды вантового моста, то их количество зависит от конструкционных особенностей решения и варьируется в пределах от 5 до 100/500.
«Одна из испанских телебашен поддерживается 205 стрендами, тогда как для Русского моста их максимальное количество не превышает 85».
Главное достоинство мультистрендовых решений заключается в том, что при фиксации к балкам жесткости и анкерам, каждый элемент крепится отдельно, собственно, как и натягивается. Если возникнет необходимость, то стренд можно вытащить и починить. Тросы никак не взаимодействуют между собой, поскольку являются абсолютно независимыми решениями.
Конструкция и аэродинамика
Каждый отдельный тросик надёжно защищен от высокой влажности, коррозии. Они тщательно покрываются высокоплотной оплёткой.
Что касается всего пучка с несколькими стрендами, то он также покрыт двойной оболочкой. Цвет ее подбирается в соответствии с дизайном моста, в них могут монтироваться источники подсветки. Специалисты акцентируют внимание на том, что все вантовые мосты разрабатываются с учётом аэродинамических нагрузок.
Практическим путём было установлено, что оболочку вантов необходимо дополнять спиралевидным ребром, которое служит для отвода воды. Если этого не делать, то она будет стекать вдоль элементов, при этом увеличивая общую нагрузку на конструкцию. За счёт спиралевидной формы ребра, возникают характерные завихрения, нивелирующие воздействие дождя, ветровых порывов.
Как бы то ни было, а многотонные ванты (вес которых может доходить до 3000-5000 тонн) подвержены сильному воздействию стихии. В преобладающем большинстве случаев возникают огромные вибрации. Дабы нивелировать их передачу к балкам жесткости, принято использовать специальные демпферы.
Впечатляющие мостовые шедевры
Русский мост – уникальное по своим масштабам и инженерной сложности сооружение. Впрочем, встречаются и более маленькие конструкции, подкупающие своей визуальной оригинальностью. Яркий пример – Живописный мост в Москве. Его главная особенность – центральная часть мостового пролета удерживается не 2-4 пилонами, а всего одним. Он выделяется необычной красивой ажурной конструкцией арочной формы, сами же ванты формируют веерную конструкцию.
Не менее впечатляющим является и вантовый мост, расположенный в Мексике, пересекающий р. Санта-Катарина.
Отметим, что массивные вантовые мосты зачастую оказываются в центре крупных скандалов, ввиду своей дороговизны. Несмотря на общественный резонанс эти монументальные сооружения переходят из веков в века, они станут достояние будущих поколений.