PŁYTA ORTOTROPOWA
- stalowa blacha użebrowana (usztywniona) jednostronnie w kierunku podłużnym i poprzecznym
Cechy:
- zmniejsza wysokość konstrukcyjną przęsła, ponieważ włącza pomost do współpracy z dźwigarami gł.
- przez to zmniejsza zużycie stali w konstrukcji przęsła- umożliwia w mostach kolejowych ułożenie toru na podsypce, co zmniejsza oddziaływanie dynamiczne taboru na pomost,
- duża sztywność tarczowa zapewniająca chociaż częściowe przeniesienie obc. poziomych,
- dzięki współpracy pomostu z dźwigarami głównymi pomostowa płyta ortotropowa jest jednocześnie elementem pomostu i elementem (pasem) dźwigarów głównych,
- przez to mamy dwa stany
I – stan płytowy – pochodzący od obciążeń pionowych powodujących lokalne (miejscowe) zginanie:
- blachy poziomej izotropowej opartej na poprzecznicach
- blachy poziomej z żebrami podłużnymi opartej na belkach gł. i poprzecznicach
II – stan tarczowy pochodzący od:
- obc. poziomych
- obc. pionowych powodujących zginanie belek gł., gdzie pł. ortotropowa jest pasem dolnym lub górnym,
- obc. pionowych powodujących zginanie poprzecznic, których blacha pozioma jest pasem górnym
- w praktyce stany I i II rozpatruje się niezależnie dzieląc przęsło na dźwigary proste,
- od obc. zewnt. Blacha pracuje jako płyta izotropowa oparta na podłużnicach i poprzecznicach, przy czym przez gęstsze rozstawienie podłużnic będzie to w przybliżeniu zginanie walcowe wywołujące naprężenia normalne
blacha górna
- podłoże pod nawierzchnię drogową
- naw. bitumiczną przykleja się do górnej blachy:
a) specjalną w-wą klejącą (podobną do mastyksu)
b) siatką stalową z drutów fi 3mm
c) spełnia tą rolę jeśli jej ugięcia wywołane naciskiem kół są małe i nie powodują pękania asfaltu w niskich temp.,
- blacha przejmuje bezpośrednio działające na nią obc. zewnt. przekazuje je na dźwigary główne i wraz z podłużnicami na poprzecznice,
- dopuszczalna wartość ugięcia płyty między ściankami żeber
a/300
a- rozstaw podłużnic
- najmniejsza grubość blachy:
δ - gr. pł. górnej [cm]
a - rozstaw podłużnic [cm]
E – moduł sprężystości podłużnej [MPa]
p – natężenie nacisku koła [MPa]
- natężenie nacisku koła p
żebro podłużne:
- gęsto rozmieszczone,
- rozstaw środników 15÷40 cm
- biegnie wzdłuż osi podłużnej pomostu,
- zamknięte(b) lub otwarte(a) (wiotkie), kształt pośredni(c),
- zamknięte zwiększają sztywność konstr.
- otwarte – sztywność skrętna,
- pośrednie – duża sztywność giętno-skrętna,
- stały przekrój poprzeczny
- stały rozstaw
- żebro A – sąsiadujące ze środnikiem belki głównej
- żebro B – w połowie rozpiętości poprzecznicy
- rozwiązanie brzegowe:
H- sztywność skrętna żeber podłużnych
b- rozpiętość obl. żebra podłużnego
R- wsp. Redukcyjny sztywności skrętnej podłużnic, R=0,17÷0,20
G- wsp. Odkształcalności postaciowej, G=80 000 MPa
GI- sztywność skrętna zamkniętej podłużnicy
żebra poprzeczne:
- są połączone z poprzecznicami tak aby zachować swoją ciągłość,
- rzadziej rozstawione,
- prostopadłe do podłużnic
- przekazuje obc. na dźwigary gł. lub podpory,
- z reguły kształt „T”
- kształt skrzynkowy jeśli w płycie nie projektuje się podłużnic
Szerokość współpracująca
– decyduje o stopniu współpracy żeber podłużnych, poprzecznych i belek gł.
MOSTY KRATOWE
- pierwsze dźwigary kratowe wzorowane były na dźwigarach pełnościennych
- pełną ściankę zastępowano gęstą kratą z płaskowników usztywnioną pionowymi słupkami,
- dźwigar składa się z pasów i prętów wypełniających,
- w obliczeniach zakłada się przegubowe połączenie prętów w węzłach, mimo że konstrukcja węzłów temu nie odpowiada-pręty są przymocowane do sztywnych blach węzłowych, przez co mamy dodatkowe naprężenia w prętach kraty (naprężenia drugorzędne),
- połączenie prętów z blachami węzłowymi – nitowane, dla których naprężenia drugorzędne nie mają wpływu na nośność dźwigarów kratowych
- mały ciężar własny dźwigarów kratowych wobec równie wytrzymałych i sztywnych dźwigarów pełnościennych,
- mniejsza powierzchnia narażona na parcie wiatru,
- dla tej samej sztywności wobec dźwigara pełnościennego, kratowy musi być dużo wyższy,
- pracochłonne w wykonaniu,
- duża powierzchnia wymagająca ochrony przed korozją,
- trudne, nawet niemożliwe wzmocnienie dźwigarów ze względu na połączenia w węzłach,
- ze względu na koszty opłaca się stosować kraty dla rozpiętości ponad 35-40 m,
- estetyka
- pierwsze kraty wielokrotne W, potem N lub dwukrzyżulcowe
- zastosowanie znalazły głównie W, N, X i K,
- typ W jest najprostszy, o najmniejszym ciężarze własnym i małej liczbie węzłów, minusami są duży rozstaw węzłów, i związane z tym zginanie pasów od jezdni, co aby ograniczyć stosowano drugorzędne wieszaki lub słupki włączające się do współpracy, gdy obciążenie znajduje się miedzy sąsiadującymi ze sobą węzłami zasadniczymi
- największa rozpiętość- 549 m,
Naprężenia drugorzędne
- w rzeczywistości węzły kratownicy są wykonywane w sposób sztywny, przez co występują dodatkowe naprężenia drugorzędne, o wartościach zależnych od odzaju kraty,
- dla W wynoszą 20 %
- zastosowanie wieszaków (jazda dołem) lub supków (jazda górą) i ich zmiana długości pod wpływem obc. Miejscowego powodują dalszy wzrost naprężeń drugorzędnych o około 10 %
- aby tego uniknąć wygina się pasy kratownicy w kierunku przeciwnym do powstającego przy obc. konstrukcji,
- wielkość wygięcia:
P – całkowite obciążenie węzła
h – teoretyczna długość wieszaka lub słupka
E – moduł sprężystości podłużnej
A – przekrój brutto wieszaka lub słupka
Kształtowanie dźwigarów głównych
- kształt zależy głównie od rozpiętości, od rodzaju mostu i sposobu prowadzenia jazdy,
- w Polsce głównie kształt W,
- dla małych rozpiętości (wtedy i małych wysokości) przy jeździe dołem nie można zastosować poziomych stężeń w górnych pasach, przez co pasy ściskane stabilizuje się otwartymi ramami poprzecznymi gdzie dolnym ryglem są poprzecznice pomostu, słupkami wieszaki lub słupki kratownicy
- wraz ze wzrostem rozpiętości przęsła stosowano coraz bardziej skomplikowane układy prętów aby przenieśc obciążenia do węzłów kratownicy,
- obecnie rolę tą pełni z reguły sztywny pomost stalowy lub betonowy zamocowany do pasów dolnych kratownicy lub belek rusztu pomostowego
WĘZŁY
- dawniej wszystkie pręty wykonywano oddzielnie i łaczono w wezłach
- obecnie dąży się do jak najmniejszej liczby styków montażowych, dlatego pasy wykonuje się w całości lub dzieli na tylko na kilka części (rys.)
- typy węzłów:
- blachy-wstawki
- wspawanie w środnik pasa blachy węzłowej
- stosunkowo mało zostaje zakłócony rytm wykonani i monatażu
- blachy-nakładki
- dostosowany do połączeń otworowych,
- z jednej strony pasa za pomocą nitów lub śrub mocowana jest do jego środnika blacha węzłowa
- większe zużycie materiału i łączników niż przy wstawce
- powstają karb konstrukcyjnym
- łatwiejszy montaż i wymiana zużytych elementów i uszkodzonych niż przy wstawce
- węzły skrajne:
- typ polski – ostatni krzyżulec to przedłużenie pasa górnego
- typ niemiecki – ostatni krzyżulec jest wyraźnie wyodrębniony
PRĘTY KRATOWNICY
- pasy dostosowuje się do powstających w nich sił poprzez zmianę grubości blach pionowych oraz blach poziomych
- należy zachować ta samą szerokość blach poziomych i ten sam rozstaw blach pionowych
- przez dostosowanie przekrojów pasów do sił w poszczególnych prętach uzyskuje się zmienne położenie środków ciężkości prętów
- średnia oś całego pasa powinna się teoretycznie pokrywać z osią całego pasa
- dla pasa prostego odległośc srodków ciężkości dwóch sąsiednich prętów nie powinna być większa od 3,5 % wysokości niższego z przekrojów i nie większa niż 2,5 cm inaczej trzeba uwzględnić wpływ momentów zginających lub przeprojektować przekroje
PASY ŚCISKANE
- najczęściej przekroje zamknięte skrzynkowe lub rurowe
- kiedyś stosowano otwarte usztywniane przewiązkami
- pas powinien mieć na całej długości stałą szerokość b
- wysokość może być lekko zmienna wzdłuż długości pręta w sposób niewidoczny dla obserwatora
PASY ROZCIĄGANE:
- dawniej stosowane przekroje ulegały korozji w wyniku działania wody mimo stosowania specjalnych odprowadzających wodę otworów
KRZYŻULCE:
- ściskane i ściskano-rozicągane są tego samego kształtu co pasy ściskane
- rozciągane lub ściskane małą siłą mają zwykle przekrój dwuteowy lub dwuśrodnikowy
- przy małych siłach należy dążyć do tego aby:
As – przekrój środników
Ap – przekrój półek
A – całkowity przekrój pręta
- w zależności od wielkości siły w pręcie są dwa sposoby połaczenia go z blachą węzłową:
Rys a) – dla małej siły
Rys b) – dla dużej siły
MOSTY PODWIESZANE:
- podział ze względu na ilość pylonów:
» z jednym pylonem
Ø dwuprzęsłowe
Ø niesymetryczne przesła
Ø rozpiętość przęseł: 1:1 1:2,5
» z dwoma pylonami
Ø trzy przęsła
Ø dwa pylony
Ø stosunek rozpiętości 1:2,5:1
- pylony są ściskane
- wanty rozciągane
Olinowanie
wpływa na:
> bardziej płynną pracę belki
> zmniejszenie momentu zginającego w belce
> zmniejszenie siły poprzecznej
> poprawienie własności dynamicznych w moście
> ułatwienie montażu przęseł (metoda nawisowa)
> utrudnienie realizacji naciągu lin
> ma wpływa na wysokość dźwigarów gł. i wysokość belek usztywniających
> sposoby olinowania:
Rodzaje olinowania:
- zwite – same się zaciskają co powoduje mniejsze możliwości korozji
- równoległe – kiedyś stosowane wróciły do łask bo nie ma już takich problemów z korozją,
teraz stosowane z większym E= 2 x 105 MPa (większy niż w zwitych)
a) lina zamknięta
- z kilku warstw drutów okrągłych i profilowanych
- wewnętrzna wiązka o przekroju kołowym opleciona kilkoma warstwami prętów o przekroju rombowym i zetowym tworzącymi szczelną powlokę
- z powodu pełzania liny mają niższy moduł E=1,6 do 1,8 x 105 MPa
b) liny Warringtona
- stosuje się tylko gdy siły w linach są bardzo duże
- splecenie kilku pojedynczych lin
- wszystkie wanty są przeciągane ( na granicy plastyczności) co powoduje że w czasie eksploatacji sa spokojniejsze
- cięgna są zatapiane w powłoce HDPE (twardy plastik), przestrzennie między drutami wypełnione woskiem
- najczęściej 7fi5
- dąży się do zmniejszenia grubości lin – im cieńsza tym wytrzymalsza
- zakotwienie cięgien:???
kotwienie bierne – wszystko kotwione i napinane, najczęściej stosowane w górnej części,
kotwienie czynne – niedoregulowane
pierścień oporowy - bloki oporowe – przystosowane do przenoszenia zwiększonych obciążeń poziomych lub zaopatrzonych w specjalny układ mechaniczny tworzący podporę wahaczowi, rzadko występują w mostach podwieszanych
Systemy podwieszeń:
- zakotwienie w przęsłach stalowych:
a) przegubowy
b) zamocowanie w przęśle uchwytu
c) d) rury obsadowe
Pylony
» oparcie dla lin podwieszenia i podciągów
» w kierunku podłużnym ma w dolnej części przegub lub utwierdzenie
» w kierunku poprzecznym jest utwierdzony
» może być zamocowany w przęśle lub mieć niezależną podporę
» wysokość 1/3 do 1/6 rozpiętości dłuższego przęsła
» powinien mieć taką wysokość aby kąt między belką a liną nie był mniejszy niż kąt 25° (zbyt mały kąt nachylenia to zbyt duża pozioma składowa siły w linie w stosunku do pionowej)
» może być wyższy ze względów architektonicznych
» wpływ na kształt mają:
Ø sposób podparcia
...
ana-thema