ВИСЯЧИЙ МОСТ

Предлагаемая полезная модель относится к мостостроению и касается конструкции висячего моста и может быть использована при возведении висячих пешеходных мостов, в т.ч. из полимерных композиционных материалов.
Известен висячий пешеходный мост, который включает анкеры, пилоны, несущие кабели, и подвешенную к ним ферму жесткости в форме перевернутой буквы П. Ферма жесткости содержит нижнюю горизонтальную и две боковые вертикальные фермы, при этом боковые фермы выполнены в виде параллельных нижнего и верхнего, взаимосвязанных между собой, горизонтальных поясов, причем нижний пояс выполнен сплошным, а верхний пояс выполнен прерывистым из отдельных участков (см. патент на ПМ №93409, МПК: E01D 11/00, опубл. 27.04.2010).
В данной полезной модели не используется висячая система повышенной жесткости, обеспечивающая устойчивость конструкции к несимметричным формам нагружений. Большое количество различных элементов негативно влияет на скорость и трудоемкость монтажа конструкции, а также на ее надежность.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому эффекту является висячий мост, содержащий пилоны, балку жесткости, несущий кабель и прикрепленные одними концами к кабелю, а другими - к концевым участкам балки жесткости предварительно напряженные криволинейные оттяжки, скрепленные с подвесками в узлах пересечения с ними, стойки для соединения балки жесткости с узлами крепления криволинейных оттяжек к несущему кабелю и криволинейным напрягающим кабелем, заанкеренным концами в узлах крепления стоек на балке жесткости и соединенным с несущим кабелем в середине пролета моста с подвесками в узлах пересечения с ними (см. авторское свидетельство №1236048 А1, МПК E01D 11/00, опубл. 07.06.1986).
Недостатками данного моста является наличие стоек и криволинейных оттяжек, которые как увеличивают число узлов пересечения элементов конструкции, так и повышают материалоемкость висячей системы, трудоемкость и время монтажа конструкции.
Техническая задача: упрощение конструкции моста, уменьшение его материалоемкости и, как следствие, времени и трудоемкости монтажа пролетного строения, при обеспечении повышенной жесткости конструкции как при распределенной, так и при несимметричных формах нагружения пролетного строения.
Поставленная задача решается за счет того, что висячий мост, включающий балку жесткости, основной несущий кабель, предназначенный для восприятия веса балки жесткости и временных нагрузок, подвески, предназначенные для соединения балки жесткости с несущим кабелем, анкерные устройства, предназначенные для восприятия распора несущего кабеля, пилоны, предназначенные для передачи вертикальной и горизонтальной нагрузки от несущего кабеля на опоры, при этом несущий кабель по концам закреплен с анкерными устройствами для восприятия распора, снабжен вторым несущим кабелем, установленным симметрично основному кабелю относительно середины моста, при этом каждый кабель состоит из криволинейной и прямолинейной ветвей, и дополнительно прикреплен непосредственно к балке жесткости на расстоянии от пилонов не более 1/3 ее длины, а по центру моста - через подвеску, чем обеспечивается равномерная передача усилий на кабели через подвески.
В качестве материала балки жесткости могут быть использованы как сталь и бетон, так и полимерный композиционный материал, который способствует снижению собственного веса конструкции, транспортных и строительных расходов, при этом обеспечивая пропуск подвижной расчетной нагрузки от пешеходов и одиночных грузовых автомобилей.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен фасад висячего моста, на фиг. 2 - поперечное сечение пролетного строения.
Висячий мост включает опоры (устои) 1, пилоны 2, пролетное строение 3, висячую внешне распорную систему, которая состоит из кабелей 4, 5, установленных симметрично друг другу и предназначенных для восприятия веса балки жесткости и временных нагрузок, подвесок 6, предназначенных для соединения балки жесткости с несущими кабелями и анкеров 7, предназначенных для восприятия распора несущих кабелей. Пролетное строение 3 состоит из продольных балок жесткости 8, поперечных балок 9 и ортотропных плит проезжей части 10, и оперто на опоры 1. Кабели 4, 5 крепятся на пилонах 2, предназначенных для передачи вертикальной и горизонтальной нагрузки от них на опоры 1. Каждый кабель состоит из криволинейной и прямолинейной ветвей и дополнительно прикреплен непосредственно к балке жесткости 9 на расстоянии от пилонов 2 не более 1/3 ее длины. Узел пересечения кабелей 4, 5 подсоединен к балке жесткости 9 через подвеску в центре пролетного строения.
Пролетное строение 3 может быть выполнено как из традиционных строительных материалов (бетона и стали), так и из полимерных композиционных материалов. Висячий мост работает следующим образом.
Временная вертикальная нагрузка воспринимается балкой жесткости 3 и передается посредством подвесок 6 на несущие кабели 4, 5, которые передают горизонтальные и вертикальные нагрузки на анкерные устройства 7 для восприятия распора и на пилоны 2. Каждый пилон 2 под действием горизонтального распора, передаваемого ему от несущих кабелей 4, 5 изгибается и передает нагрузку на устои 1. Величина изгиба влияет на величину динамической жесткости. При несимметричном нагружении пролетного строения временной подвижной нагрузкой, висячая система из симметрично расположенных кабелей 4, 5, их различной кривизны на каждой из половин пролета и дополнительного прикрепления непосредственно к балке жесткости 3 не допускает возникновения эффекта «нити», в связи с этим пролетное строение не испытывает деформации S-образного изгиба, так как кабели 4, 5 при этом, в середине пролета в месте крепления к подвеске кабели меняют свои очертания с криволинейного на прямолинейный и наоборот. Поэтому каждый из них не тянет вверх свободную от временной подвижной нагрузки часть пролетного строения.
Таким образом, в сравнении с прототипом, отсутствует необходимость в устройстве нескольких дополнительных криволинейных оттяжек и стоек, так как данная висячая система обеспечивает повышенную жесткость конструкции за счет равномерной передачи усилий на кабели через подвески. Уменьшается его материалоемкость и, как следствие, время и трудоемкость монтажа пролетного строения с меньшей материало- и трудоемкостью конструкции, возникающих при наличии только одного кабеля и расположении временной подвижной нагрузки на одной половине пролета, а именно, выпрямления кабеля над свободным от подвижной нагрузки частью пролета, что влечет выгиб пролетного строения. В качестве материала балки жесткости могут быть использованы как сталь и бетон, так и полимерный композиционный материал, который способствует снижению собственного веса конструкции, транспортных и строительных расходов, при этом обеспечивая пропуск подвижной расчетной нагрузки от пешеходов и одиночных грузовых автомобилей.