Арочный мост

Мост Форт-Питт . Арки заканчиваются тонкими приподнятыми опорами и связаны конструкцией проезжей части.

Мост со связанной аркой - это арочный мост , в котором направленные наружу горизонтальные силы арки (арок) воспринимаются как растяжение поясом, связывающим концы арки, а не землей или фундаментом моста. Этот усиленный пояс может представлять собой саму конструкцию палубы или состоять из отдельных независимых тяг.

Описание

Упоры вниз на настиле моста со связанной аркой передаются как напряжение вертикальными связями между настилом и аркой, стремясь сплющить его и тем самым вытолкнуть его кончики наружу в устои, как и в других арочных мостах. Однако в мосту с завязанной аркой или тетивой эти движения сдерживаются не упорами, а усиленным хордом, который связывает эти вершины между собой, воспринимая толчки как натяжение, подобно сплющивающейся тетиве лука. Поэтому конструкцию еще называют тетивно-арочным или тетивно-балочным мостом . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Устранение горизонтальных сил на устоях позволяет строить арочные мосты с менее прочными фундаментами; таким образом, они могут быть расположены на возвышенных опорах или в местах с неустойчивым грунтом . ^{[ 3 ]} Кроме того, поскольку их целостность не зависит от горизонтальных сил сжатия, арочные мосты могут быть изготовлены за пределами строительной площадки, а затем спущены на воду, буксированы или подняты на место. Известные мосты этого типа включают мост Фремонт в Портленде, штат Орегон , и первый мост этого типа, «спроектированный с помощью компьютера», мост Форт-Питт в Питтсбурге, штат Пенсильвания . ^{[ 4 ]}

И арочный мост, и подвесной мост с самоанкерной фиксацией создают только вертикальные нагрузки на крепление и поэтому подходят там, где большие горизонтальные силы трудно закрепить.

Варианты

Мост Чаотяньмэнь в Чунцине (схема сбоку)

Мост Дашэнгуань в Нанкине (схема сбоку)

Высокий мост (или Passerelle Céramique) в Маастрихте .

Плечевая завязанная арка

Некоторые мосты со связанными арками напрямую связывают только сегмент главной арки и удлиняют усиленный пояс для привязки к верхним концам вспомогательных (полу) арок . Последние обычно поддерживают настил снизу и соединяют свои нижние опоры с опорами главной арки (арок). Опорные опоры в этой точке могут быть тонкими, поскольку направленные наружу горизонтальные силы концов основной и вспомогательной арки уравновешивают друг друга. Вся конструкция является самоанкерной . Как и в простом случае, вертикальные нагрузки возлагаются исключительно на все опирающиеся на землю опоры.

Примером может служить мост Фремонт в Портленде, штат Орегон, который является вторым по длине арочным мостом в мире, а также классифицируется как сквозной арочный мост . Мост Чаотяньмэнь в Чунцине представляет собой арочный, сквозной и ферменный арочный мост .

Напротив, мост Харт использует консольную ферменную арку, он самоанкеруется , но его арка не связана. В частности, настил моста подвешен, но не связывает концы арки.

Многопролетная дискретная арка

Связанные арочные мосты могут состоять из последовательно выстроенных связанных арок в местах, где одного пролета недостаточно. Примером тому является арочный мост Годавари в Раджамандри, Индия. Он имеет четыре отдельные опоры на каждом пирсе и проходит по Южно-Центральной железнодорожной линии Индии. Он был рассчитан на железнодорожное сообщение со скоростью 250 км/ч.

Многопролетная неразрезная арка

Как и в случае с многопролетными неразрезными балочными мостами, связующий пояс постоянно проходит через все опоры. Ступни арок совпадают (сплавляются) у опор моста. Хорошим визуальным индикатором являются общие опоры на пирсах. Динамические нагрузки распределяются между пролетами.

Этот тип можно комбинировать с описанной выше конструкцией с плечевой аркой. Примером тому является мост Дашэнгуань в Нанкине, Китай. Две его главные арки подпираются короткими вспомогательными арками. Это одновременно и (жесткая) связанная арка, и конструкция консольной ферменной арки. Поскольку движение транспорта проходит через структурную оболочку, это также сквозной арочный мост. Мост Гуанду в Нью-Тайбэе, Тайвань, представляет собой образец без ферм с тремя основными арками, дополненными двумя сегментами вспомогательной арки на порталах моста.

Мост Бесконечности использует две арки разной высоты и длины пролета, которые раздваиваются перед вершиной. Над единственным, средне смещенным речным причалом между арками лежит настил. Напротив, каждая опора на берегу реки поддерживает только один конец арки в середине настила. Связующий пояс(ы) состоит из составной конструкции настила. Четыре натянутых стальных троса, по два с каждой стороны пешеходной площадки, фиксируются на месте ортогонально проложенными стальными балками через каждые 7,5 метров. Подвески присоединяются к каждой из этих балок между каждой парой кабелей. Поскольку балки расширяют ширину бетонного перекрытия после натяжения, пары натяжных тросов остаются видимыми.

Крупный план речного пирса показывает, что собственная нагрузка конструкции привязана к каждому пролету: в большем пролете арки используются более толстые натяжные тросы, а отражающие сегменты не подвешены, а поддерживаются стальными балками, по существу завершая арки речного пирса. . Однако при динамических и неравномерных нагрузках нельзя пренебрегать визуально определяющими продолжениями арки. ^{[ 5 ]}

Одна связанная арка на пролет

Обычно в одном пролете две связанные арки располагаются параллельно палубе, так что палуба лежит между арками. Осевые арочные мосты или мосты с одной арочной аркой имеют не более одной арочной арки на пролет, которая обычно располагается по центру пролета моста. ^{[ 6 ]} Примером тому является Хоге Бруг в Маастрихте. Поскольку у него есть шарнирные подвески, его также можно отнести к мосту Нильсена , обладателю патента на мосты с завязанными арками и шарнирными подвесками от 1926 года.

Наклонная арка

Некоторые конструкции наклоняют арки наружу или внутрь относительно оси, проходящей вдоль настила моста.

Связанная арка-близнец

По аналогии с парными мостами , два связанных арочных моста, возведенные рядом для увеличения пропускной способности, но структурно независимые, могут называться парными арочными мостами . Каждый из них, в свою очередь, может использовать одно- или многопролетную, дискретную или сплошную арочную конструкцию.

Дифференциация

Мост с тетивной фермой внешне похож на арку с завязками; однако ферма с тетивой ведет себя как ферма , а не как арка . Визуальное отличие заключается в том, что мост с переплетенной аркой не будет иметь существенных диагональных элементов между вертикальными элементами.

Проблемы

В рекомендации Федерального управления шоссейных дорог (FHWA) от 1978 года отмечалось, что мосты со связанными арками подвержены проблемам, вызванным плохими сварными швами в месте соединения между ребром арки и связующими балками, а также в месте соединения между аркой и балками. вертикальные связи. Кроме того, проблемы с электрошлаковыми сварными швами , хотя и не ограничивались арочными мостами, приводили к дорогостоящему, трудоемкому и неудобному ремонту. Конструкция в целом была описана как нерезервированная : выход из строя любой из двух связующих балок приведет к выходу из строя всей конструкции. ^{[ 7 ]}

См. также

Ссылки

^ См., например, патент США № 14 313 (26 февраля 1856 г.), выданный П. К. Гиу из Цинциннати, штат Огайо, на ферменный мост, названный в спецификации как «Балка для мостов».
^ Описание того, как связаны арка с тетивой и балочные мосты с тетивой, см. в книге Марго Гейл и Кэрол Гейл, «Чугунная архитектура в Америке: значение Джеймса Богардуса», страницы 28–29 (WW Norton & Company, 1998).
^ Нетехническую информацию см. Гордон, Дж. Э. (1978). Структуры; или Почему вещи не падают . Лондон : Книги Пингвина . п. 208ф. ISBN 978-0-306-40025-4 . OCLC 4004565 .
^ «Питтсбургский мост» . Канал путешествий . Проверено 14 июня 2016 г.
^ Маскелл, Дэниел (2009). «Критический анализ пешеходного моста Норт-Шор, Стоктон-он-Тис, Великобритания» (PDF) . Материалы 2-й конференции мостостроения 2009 г. Bath.ac.uk. Проверено 11 декабря 2009 г. При вертикальных статических нагрузках и равномерных нагрузках арки выдерживают нагрузки при чистом осевом сжатии, а краевые тросы палубы действуют как горизонтальные связи.
^ «Осевые (одинарные) арочные мосты» . Проверено 26 сентября 2017 г.
^ Федеральное управление автомобильных дорог (28 сентября 1978 г.). «МОСТЫ АРОЧНЫЕ СВЯЗАННЫЕ: Т 5140.4» . Проверено 22 июля 2008 г.

Галерея арочных мостов

Мост Хоан — мост с переплетенной аркой, по которому проходит межштатная автомагистраль 794 через реку Милуоки в Милуоки , штат Висконсин .
Мост Тайнгсборо — самый длинный и второй по возрасту мост такого типа в Массачусетсе .
Торикай охаси (большой мост Торикай) Торикай Охаси - через реку Йодо, Осака, Япония
Мост Хаггерстон несет лондонскую надземную часть через Риджентс-канал .
Виндзорский железнодорожный мост, спроектированный Брюнелем и построенный в 1849 году.
Второй пролет моста Blue Water Bridge (на переднем плане), построенный в 1997 году.
Мост через озеро Шамплейн , арка, связанная сетью.
Пешеходный мост из стеклопластика Лерида — первая и самая длинная сквозная арка, выполненная из армированного волокном пластика .
Мост Имари Бэй в префектуре Сага, Япония.
Мост Гейтуэй в Тейлоре, штат Мичиган , спроектированный для подготовки к Суперкубку XL , проводимому в соседнем городе Детройт , построенный в 2005 году.

[1] См., например, патент США № 14 313 (26 февраля 1856 г.), выданный П. К. Гиу из Цинциннати, штат Огайо, на ферменный мост, названный в спецификации как «Балка для мостов».

[2] Описание того, как связаны арка с тетивой и балочные мосты с тетивой, см. в книге Марго Гейл и Кэрол Гейл, «Чугунная архитектура в Америке: значение Джеймса Богардуса», страницы 28–29 (WW Norton & Company, 1998).

[3] Нетехническую информацию см. Гордон, Дж. Э. (1978). Структуры; или Почему вещи не падают . Лондон : Книги Пингвина . п. 208ф. ISBN 978-0-306-40025-4 . OCLC 4004565 .

[4] «Питтсбургский мост» . Канал путешествий . Проверено 14 июня 2016 г.

[Maskell-5] Маскелл, Дэниел (2009). «Критический анализ пешеходного моста Норт-Шор, Стоктон-он-Тис, Великобритания» (PDF) . Материалы 2-й конференции мостостроения 2009 г. Bath.ac.uk. Проверено 11 декабря 2009 г. При вертикальных статических нагрузках и равномерных нагрузках арки выдерживают нагрузки при чистом осевом сжатии, а краевые тросы палубы действуют как горизонтальные связи.

[6] «Осевые (одинарные) арочные мосты» . Проверено 26 сентября 2017 г.

[fhwa_advisory-7] Федеральное управление автомобильных дорог (28 сентября 1978 г.). «МОСТЫ АРОЧНЫЕ СВЯЗАННЫЕ: Т 5140.4» . Проверено 22 июля 2008 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]