stringtranslate.com

Вантовый мост

Эресуннский мост из Мальмё в Копенгаген в Швеции и Дании

Вантовый мост имеет одну или несколько башен (или пилонов ), от которых тросы поддерживают настил моста. Отличительной особенностью являются тросы или стойки, которые идут прямо от башни к палубе, обычно образуя веерный узор или серию параллельных линий. В этом отличие от современного подвесного моста , где тросы, поддерживающие палубу, подвешены вертикально к основному тросу, закрепленному на обоих концах моста и проходящему между башнями. Вантовый мост оптимален для пролетов длиннее консольных и короче подвесных. Это диапазон, в котором консольные мосты быстро станут тяжелее, а прокладка подвесных мостов станет более дорогостоящей.

Вантовые мосты проектировались и строились к концу 16 века, [1] и эта форма нашла широкое применение в конце 19 века. Ранние образцы, в том числе Бруклинский мост , часто сочетали в себе особенности как вантовой, так и подвесной конструкции. Вантовые конструкции потеряли популярность в начале 20-го века, поскольку большие зазоры закрывались с использованием чистых подвесных конструкций, а более короткие - с использованием различных систем, построенных из железобетона . Он вернулся к известности в конце 20-го века, когда сочетание новых материалов, более крупной строительной техники и необходимости замены старых мостов снизило относительную цену этих конструкций. [2]

История

Цепной мост работы эрудита эпохи Возрождения Фаусто Веранцио , 1595/1616 гг. До промышленного производства тяжелых тросов (стальных тросов) подвесные или вставные мосты сначала строились со связанными стержнями (цепями).

Вантовые мосты датируются 1595 годом, конструкции которых были найдены в Machinae Novae , книге хорватско - венецианского изобретателя Фаусто Веранцио . Многие ранние подвесные мосты были вантовой конструкцией, в том числе пешеходный мост Драйбургского аббатства 1817 года , запатентованный Джеймсом Дреджем мост Виктории в Бате (1836 г.), а также более поздние мосты Альберта (1872 г.) и Бруклинский мост (1883 г.). Их дизайнеры обнаружили, что сочетание технологий позволило создать более жесткий мост. Джон А. Роблинг особенно воспользовался этим, чтобы ограничить деформации из-за железнодорожных нагрузок на подвесном мосту Ниагарского водопада .

Самый ранний известный сохранившийся пример настоящего вантового моста в Соединенных Штатах - это практически неповрежденный стальной или железный подвесной мост Блафф-Дейл, построенный Э. Э. Руньоном с деревянными стрингерами и настилом в Блафф-Дейл, штат Техас (1890 г.), или его несколько недель назад, но разрушенный Бартон-Крик. Мост между Хакабеем, штат Техас , и Гордоном, штат Техас (1889 или 1890 гг.). [3] [4] В двадцатом веке ранние примеры вантовых мостов включали необычный мост Кассанья А. Жисклара (1899 г.), [5] в котором горизонтальная часть вантовых сил уравновешивается отдельным горизонтальным связующим тросом, предотвращение значительного сжатия палубы, а также мост Г. Лейнекугеля ле Кока [6] в Лезардриё в Бретани (1924 г.). Эдуардо Торроха спроектировал вантовый акведук [7] в Темпуле в 1926 году. [8] Вантовый мост с бетонным настилом [9] Альберта Како , построенный в 1952 году через канал Донзер-Мондрагон в Пьерлатте, является одним из первых современных тип, но мало повлиял на дальнейшее развитие. [8] Поэтому мост Стрёмсунд со стальным настилом , спроектированный Францем Дишингером (1955), чаще упоминается как первый современный вантовый мост.

Мост Абдун , Амман, Иордания, пример экстрадозированного моста.

Другими ключевыми пионерами были Фабрицио де Миранда , Риккардо Моранди и Фриц Леонхардт . В ранних мостах этого периода использовалось очень мало вант, как в мосту Теодора Хойсса (1958 г.). Однако это требует значительных затрат на монтаж, а в более современных конструкциях, как правило, используется гораздо больше кабелей для обеспечения большей экономии.

Сравнение с подвесным мостом

Мост Ада в сумерках в Белграде ( Сербия )
Prins Clausbrug через канал Амстердам-Рейн в Утрехте

Вантовые мосты могут показаться похожими на подвесные , но они совершенно разные по принципу и конструкции. В подвесных мостах между башнями висят большие основные тросы (обычно два), которые с каждого конца крепятся к земле. Это может быть сложно реализовать при плохих грунтовых условиях. Основные тросы, свободно перемещающиеся на подшипниках в башнях, несут нагрузку на пролет моста. Перед установкой настила тросы находятся под действием собственного веса. Вдоль основных тросов меньшие тросы или стержни подключаются к настилу моста, который поднимается по частям. При этом натяжение тросов увеличивается, как и при постоянной нагрузке транспорта, пересекающего мост. Натяжение основных тросов передается на землю в местах крепления и за счет сжатия вниз на опорах.

В вантовых мостах башни являются основными несущими конструкциями, передающими нагрузки моста на землю. Консольный подход часто используется для поддержки настила моста возле башен, но участки дальше от них поддерживаются тросами, идущими непосредственно к башням . В отличие от подвесного моста, у этого есть тот недостаток, что тросы тянутся в стороны, а не прямо вверх, что требует, чтобы настил моста был более прочным, чтобы противостоять возникающим горизонтальным сжимающим нагрузкам, но у него есть то преимущество, что он не требует прочных креплений. противостоять горизонтальному натяжению основных тросов подвесного моста. По конструкции все статические горизонтальные силы вантового моста сбалансированы таким образом, что опорные башни не склонны к наклону или скольжению и поэтому должны противостоять только горизонтальным силам от динамических нагрузок.

Ключевые преимущества вантовой формы:

Дизайны

Существует четыре основных класса такелажа на вантовых мостах: моно , арфа , веер и звезда . [10]

Все семиколонные конструкции вантового моста.

Также существует семь основных компоновок опорных колонн: одинарная , двойная , портальная , А-образная , Н-образная , перевернутая Y и М-образная . Последние три представляют собой гибридные механизмы, объединяющие две схемы в одну. [10]

В зависимости от конструкции колонны могут быть вертикальными, наклонными или изогнутыми относительно настила моста.

Вариации

Вантовый мост с боковыми лонжеронами

Пуэнте-де-ла-Унидад , соединяющий Сан-Педро-Гарса-Гарсия и Монтеррей , консольный вантовый мост.

Вантовый мост с боковыми лонжеронами использует центральную башню, поддерживаемую только с одной стороны. Такая конструкция позволяет построить изогнутый мост.

Консольный лонжеронный вантовый мост

Гораздо более радикальная по своей структуре конструкция Пуэнте-дель-Аламилло (1992 г.) использует единственный консольный лонжерон на одной стороне пролета, а тросы на одной стороне служат только для поддержки настила моста. В отличие от других вантовых типов, этот мост оказывает на свое основание значительную опрокидывающую силу, и лонжерон должен сопротивляться изгибу, вызванному тросами, поскольку силы тросов не уравновешиваются противоположными тросами. Лонжерон этого моста образует гномон больших садовых солнечных часов . Связанные мосты архитектора Сантьяго Калатравы включают Пуэнте-де-ла-Мухер (2001 г.), Мост Солнечных часов (2004 г.), Мост Аккордов (2008 г.) и Мост Ассут-де-л'Ор (2008 г.).

Многопролетный вантовый мост

Живописный мост в Москве представляет собой многопролетную конструкцию.

Вантовые мосты с числом пролетов более трех пролетов имеют значительно более сложную конструкцию, чем двухпролетные или трехпролетные конструкции.

В двухпролетном или трехпролетном вантовом мосту нагрузки от основных пролетов обычно анкеруются обратно возле концевых устоев с помощью стоек в концевых пролетах. Для большего количества пролетов это не так, и конструкция моста в целом становится менее жесткой. Это может создать трудности как в конструкции палубы, так и пилонов. Примеры многопролетных конструкций, в которых это имеет место, включают мост Тинг Кау , где для стабилизации пилонов используются дополнительные «поперечные распорки»; Виадук Мийо и мост Мескала , где используются двуногие башни; и мост Генерала Рафаэля Урданеты , где были приняты очень жесткие многоногие каркасные башни. Аналогичная ситуация с подвесным мостом наблюдается как на Большом мосту Сето , так и на мосту через залив Сан-Франциско-Окленд, где после каждой группы из трех подвесных пролетов требуются дополнительные опоры - это решение также можно адаптировать для вантовых мостов. [13]

Экстрадозированный мост

Twinkle-Kisogawa представляет собой экстрадозированную конструкцию с длинными промежутками между секциями, поддерживаемыми кабелями.

Экстрадозированный мост - это вантовый мост с более прочным пролетом моста, который, будучи более жестким и прочным, позволяет опустить тросы близко к башне и сделать башни ниже пропорционально пролету. Первыми экстрадированными мостами были мосты Гантер и Сунниберг в Швейцарии. Первый экстрадозированный мост в Соединенных Штатах, Мемориальный мост Перл-Харбора, был построен для перевозки I-95 через реку Квиннипиак в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, и откроется в июне 2012 года.

Вантовый люльковый мост

Система люверсов переносит пряди внутри стоек от настила моста к настилу моста как непрерывный элемент, исключая крепления в пилонах. Каждая стальная жила с эпоксидным покрытием помещается внутри опоры в стальной трубке диаметром один дюйм (2,54 см). Каждая нить действует независимо, позволяя удалять, проверять и заменять отдельные нити. Первые два таких моста — это Penobscot Narrows Bridge , построенный в 2006 году, и Veterans’ Glass City Skyway , построенный в 2007 году .

Связанные типы мостов

Самоанкерный подвесной мост

Самоанкерный подвесной мост имеет некоторое принципиальное сходство с вантовым типом в том, что силы натяжения, препятствующие падению пролета, преобразуются в силы сжатия вертикально в башне и горизонтально вдоль конструкции пролета. Он также связан с подвесным мостом тем, что имеет дугообразные основные тросы с подвесными тросами, хотя в самоанкерном типе отсутствуют тяжелые крепления для тросов, как у обычного подвесного моста. В отличие от вантового или подвесного моста, самоанкеруемый подвесной мост во время строительства должен поддерживаться опорными конструкциями , поэтому его строительство обходится дороже.

Известные вантовые мосты

Мост Эразма, Эразмусбрюг , в Роттердаме , Нидерланды
Вид на мост метро Золотой Рог с Галатской башней в левом конце кадра, Стамбул , Турция.
Мост Маргарет Хант-Хилл через реку Тринити в Далласе , Техас , США (2012 г.)
Мост СНП (Мост Словацкого национального восстания) – самый длинный в мире вантовый мост с одной пилоном и одной вантовой плоскостью (Братислава, Словакия, 1967–1972 гг.).
Мост Пелешац соединяет юго-восточный хорватский эксклав с остальной частью страны.
Мост Рио-Негро высотой 3595 метров (11795 футов) является самым длинным вантовым мостом в Бразилии . [15]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Типы мостов». История мостов . Проверено 12 октября 2020 г.
  2. ^ Нордрам, Эми. «Популярные вантовые мосты поднимаются по всей территории США, чтобы заменить разрушающиеся пролеты». Научный американец . Проверено 30 апреля 2017 г. .
  3. ^ "Висячий мост Блафф-Дейл" . Исторический американский инженерный рекорд . Библиотека Конгресса .
  4. ^ "Мост Бартон-Крик". Исторический американский инженерный рекорд . Библиотека Конгресса .
  5. ^ 42 ° 30'14 "N 2 ° 08'37" E  /  42,5040 ° N 2,1436 ° E  / 42,5040; 2,1436
  6. ^ 48 ° 46'51 "N 3 ° 06'24" W  /  48,7807 ° N 3,1065345 ° W  / 48,7807; -3,1065345
  7. ^ 36 ° 38'56 "N 5 ° 55'49" W  /  36,64876 ° N 5,9304 ° W  / 36,64876; -5,9304
  8. ^ аб Трояно, Леонардо (2003). Мостостроение: глобальная перспектива . Томас Телфорд. стр. 650–652. ISBN 0-7277-3215-3.
  9. ^ 44 ° 22'57 "N 4 ° 43'42" E  /  44,3824 ° N 4,7284 ° E  / 44,3824; 4,7284
  10. ^ ab "Вантовый мост". Ближневосточный экономический инженерный форум . Архивировано из оригинала 25 мая 2019 года . Проверено 13 мая 2016 г.
  11. ^ Сарханг Заде, Ольфат (октябрь 2012 г.). «Сравнение трех типов вантовых мостов с использованием структурной оптимизации» (PDF) . Западный университет Канады .
  12. ^ ТК Бандиопадхьяй; Алок Байшья (2000). П. Даяратнам; Г.П. Гарг; Г.В. Ратнам; Р. Н. Рагхаван (ред.). Международная конференция по подвесным, вантовым и вантовым мостам: 19–21 ноября 1999 г., Хайдарабад. Universities Press (Индия). стр. 282, 373. ISBN. 978-81-7371-271-5.
  13. ↑ Вирлож, Мишель (1 февраля 2001 г.). «Многоствольные вантовые мосты». Международный структурный инжиниринг . 11 (1): 61–82. дои : 10.2749/101686601780324250. S2CID  109604691.
  14. ^ «Мост к будущему инженерии» (пресс-релиз). Американское общество инженеров-строителей. 12 марта 2007 г. Архивировано из оригинала 10 октября 2008 г. . Проверено 8 марта 2008 г.
  15. ^ ab «Первый мост Амазонки, ведущий к открытию для развития величайшего тропического леса в мире». Хранитель . 5 августа 2010 г. Проверено 19 января 2020 г.
  16. ^ «Мост Рио-Негро, экономическое сообщение стоимостью 400 миллионов долларов, открывается в бассейне Амазонки» . www.enr.com . Проверено 7 декабря 2021 г.
  17. ^ «Соединенные Штаты: Самый длинный вантовый мост на Западе». 14 августа 2015 г.
  18. ^ Пайбара, Ази; Швебер, Нейт (29 августа 2019 г.). «Самый ненавистный мост города претерпевает реконструкцию стоимостью почти 1 миллиард долларов». Нью-Йорк Таймс . ISSN  0362-4331 . Проверено 29 августа 2019 г.
  19. ^ "Мост Маргарет Хант Хилл, 2012 OCEA" . Техасская секция Американского общества инженеров-строителей. Архивировано из оригинала 5 января 2017 года . Проверено 5 января 2017 г.
  20. ^ «Награды за выдающиеся достижения в области гражданского строительства» . Техасская секция Американского общества инженеров-строителей. Архивировано из оригинала 18 февраля 2016 года . Проверено 5 января 2017 г.
  21. ^ «Мост Маргарет Хант, Даллас, США». Премия ECCS 2012 года за стальные мосты . Брюссель, Бельгия : Европейская конвенция по стальным конструкциям. стр. 4–7. Архивировано из оригинала 5 января 2017 года . Проверено 5 января 2017 г.
  22. ^ "Квинсферри-Кроссинг | Форт-Бриджс" .
  23. ^ «Вантовые опоры: второй переход Северна» (PDF) . Фрейсине .

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с вантовыми мостами.