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.
Упоры вниз на настиле моста со связанной аркой передаются как напряжение вертикальными связями между настилом и аркой, стремясь сгладить 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 тому, как тетива сплющиваемого 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]
Как арочный мост, так и подвесной мост с самоанкерной фиксацией создают только вертикальные нагрузки на крепление и поэтому подходят там, где трудно закрепить большие горизонтальные силы.
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.
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.
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 пример 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 на стойках 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]
Обычно в одном пролете две связанные арки располагаются параллельно палубе, так что палуба лежит между арками. Осевые арочные или одноарочные мосты 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.
Некоторые конструкции наклоняют арки наружу или внутрь относительно оси, проходящей вдоль настила моста.
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.
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.
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]
При вертикальных статических нагрузках и равномерных нагрузках арки выдерживают нагрузки при чистом осевом сжатии, а краевые тросы палубы действуют как горизонтальные связи.
