| | 08.09.2021

Арочный мост - это мост, основная конструкция которого состоит из арок или арочных арок. Арочные мосты очень экономичны и выгодны, если горизонтальная сила реакции, вызванная нагрузкой вертикальных нагрузок, эффективно применяется, и если они правильно спроектированы для уменьшения сил поперечного сечения элементов.

Арочные мосты широко используются во всем мире из-за их уникальной эстетики и используются для длиннопролетных мостов после подвесных и вантовых мостов.

Рис. Арочный мост (Sydney Harbour Bridge)

Конструктивные свойства арок различаются в зависимости от формы арок и количества петель. В целом арки становятся прочнее по мере уменьшения количества петель; однако это сильно влияет на урегулирование.

2. Основные компоненты арочного моста

Основными составляющими арочных мостов являются:

  • Палубный арочный мост

  • Ребро арки

  • Абатменты / Опоры

  • Вешалки и спандрели

Арочные мосты считаются одними из самых старых типов мостов. Например, микенский мост, который был построен около 1600 г. до н.э., считался самым старым арочным мостом Корбеля из когда-либо построенных. однако в этом материале будут рассмотрены только современные арочные мосты и их компоненты.

Рис. Микенский мост

Для арочных мостов арка служит основным конструктивным элементом, несущим нагрузки непосредственно на опоры или опоры в виде сжимающих сил. Кроме того, изгибающие моменты и усилия сдвига невелики по сравнению с балочными мостами, что делает их более экономичным выбором. В настоящее время строятся три основных типа арочных мостов: палубно-арочные мосты, сквозные арочные мосты и арочные мосты с перемычкой или тетивами. В палубных арочных мостах палуба лежит поверх ребра арки. Настил может поддерживаться перемычками, состоящими из нескольких вертикальных колонн (арочный мост с открытой перемычкой) или сплошными перемычками (арочный мост с закрытой перемычкой). Кроме того, когда верхняя часть ребра арки непосредственно поддерживает палубу, это также известно как арочный мост собора. Через арочные мосты,палуба лежит ниже арочной конструкции и поддерживается вертикальными подвесками. Кроме того, ребро дуги поддерживается упорами / опорами на каждом конце. Наконец, в мостах с жесткой аркой концы ребра арки соединяются стяжками, где настил служит основной опорой. С точки зрения конструкции, один конец опоры арочного моста служит шарниром, тогда как другой конец опоры служит роликом, допускающим продольное перемещение.

A. Палубный арочный мост

Рис. Палуба и мостик

Рис. Сквозной арочный мост

Рис. Арочный мост

Существуют различные компоненты, которые нарушают целостность арочных мостов, но основными компонентами являются следующие:

Б. Арочное ребро

Ребро арки является основным конструктивным элементом арки и несет ответственность за перенос различных нагрузок, возникающих в конструкции. Ребра арки обычно изготавливаются из железобетона или стали, но для ребер арки использовались новые инновационные материалы, в том числе стальные трубчатые элементы, заполненные бетоном, высокоэффективный бетон, железобетонные композиты и т. Д. фермы, коробчатой ​​балки, пластинчатой ​​балки или в виде полого профиля, в зависимости от назначения. Для длиннопролетных мостов ребро арки состоит из секций фермы, чтобы противостоять транспортным нагрузкам, вызываемым различными транспортными средствами, пересекающими мост. Ребро арки не только представляет собой основной несущий элемент арочного моста, но и представляет собой наиболее эстетичный компонент моста.

Рис. Арочный мост Рамстор на проспекте Кабанбай батыра.

C. Абатменты / опоры

Опоры / опоры являются одними из наиболее важных компонентов арочных мостов, поскольку большая часть нагрузок, переносимых ребром дуги, передается на опоры. Следовательно, опоры должны быть тяжелыми и достаточно большими, чтобы выдерживать горизонтальную нагрузку от арки. Обычно для опор используются железобетон и сталь, но для снижения затрат используются новые материалы, такие как ячеистый железобетон и массивный бетон. Например, в опорах из ячеистого бетона ячеистая часть опоры заполняется почвой, чтобы отрегулировать необходимый вес опоры.

Рис. Опора железнодорожного моста Блэкфрайарс.

D. Вешалки (через арочные мосты) и Spandrel (палубные арочные мосты)

В зависимости от типа арочного моста, настил может поддерживаться перемычками поверх ребра арки или подвешиваться на вертикальных подвесках. Для арочных мостов настилы сплошные перемычки могут быть размещены поверх выступа арки для поддержки настила моста. Заливка на стенах чаще всего выполняется из кирпича или бетона. Однако современные мосты используют другой подход, добавляя вертикальные колонны из стали или бетона, которые непосредственно поддерживают настил моста.

Для проходных арочных мостов настил моста подвешивается на подвесах, которые нагружены растяжением. Подвесы могут быть выполнены в виде двутавровых секций, круглых полых профилей или тросов в зависимости от условий, в которых расположен арочный мост. Более того, недавние исследования по оптимизации расположения подвесок показали, что системы с разреженными подвесками обеспечивают такие преимущества, как лучшие механические характеристики.

Рис. Spandrels (вертикальные колонны)

3. Типы арочного моста

Арочные мосты подразделяются на палубные, полупроходные и сквозные в зависимости от расположения дороги. Кроме того, они дополнительно подразделяются в зависимости от типа ребра арки, например, сплошные ребра арки, ребра арки со связями и ребра арки с перемычкой.

Существуют и другие типы арочных мостов, такие как мост Лангера, мост Лозе, мост Нильсена и мост Арки Тид.

A. Связанная арка

Жесткость ребра арки больше, чем у усиленной балки, поэтому ребро в основном выдерживает осевые силы и изгибающие моменты. Кроме того, в усиленной балке возникают только осевые силы.

Б. Арка Лангера

Жесткость усиленной балки больше, чем жесткости ребра арки. Следовательно, усиленная балка противостоит осевым силам и изгибающим моментам, и в ребре арки возникают только осевые силы.

Рис. Арка Лангера

C. Lohse Arch

Конструкция, в которой арочное ребро и балка жесткости соединены двумя элементами с жесткостью на изгиб на обоих концах и соединены вертикальными элементами, которые соединяют ребро арки и балку жесткости с помощью шарниров на обоих концах вертикальных элементов.

Д. Нильсен Арк

Арочный тип, в котором кабели используются в качестве неподвижных стоек для улучшения эстетики моста вместо использования вертикальных элементов с прочностью на изгиб.

Рис. Арка Нильсена

Пример модели структурного анализа для проектирования Arch Bridge с использованием midas Civil показан на рисунке ниже: