Мост с завязанной аркой — это арочный мост , в котором направленные наружу горизонтальные силы арок воспринимаются в виде натяжения поясом, связывающим концы арок, а не землей или фундаментами моста. Этот усиленный пояс может быть самой конструкцией настила или состоять из отдельных, независимых стяжек.
Упоры вниз на мостовом полотне с завязанной аркой передаются, как натяжение, вертикальными связями между полотном и аркой, стремясь сплющить его и тем самым вытолкнуть его кончики наружу в опоры, как и для других арочных мостов. Однако в мостовом полотне с завязанной аркой или тетивой эти движения сдерживаются не опорами, а усиленным поясом, который связывает эти кончики вместе, воспринимая толчки как натяжение, скорее как тетива лука, которая сплющивается. Поэтому конструкция также называется мостом с тетивой-аркой или тетивой - балкой . [1] [2]
Устранение горизонтальных сил на опорах позволяет строить мосты со связанными арками с менее прочными фундаментами; таким образом, они могут быть расположены на возвышенных опорах или в районах с нестабильным грунтом . [3] Кроме того, поскольку их целостность не зависит от горизонтальных сил сжатия, мосты со связанными арками могут быть изготовлены заранее за пределами строительной площадки, а затем сплавлены, перетащены или подняты на место. Известные мосты этого типа включают мост Фремонт в Портленде, штат Орегон , и первый мост этого типа, «спроектированный на компьютере», мост Форт-Питт в Питтсбурге, штат Пенсильвания . [4]
Как мост с затяжной аркой, так и подвесной мост с самозакрепляющимися опорами создают только вертикальные нагрузки на анкерное крепление, поэтому они подходят для случаев, когда трудно обеспечить закрепление больших горизонтальных сил.
Некоторые мосты с завязанными арками связывают только сегмент главной арки напрямую и удлиняют усиленный пояс, чтобы связать с верхними концами вспомогательных (полу)арок . Последние обычно поддерживают настил снизу и присоединяют свои нижние ноги к ногам главной(их) арки(ок). Опорные опоры в этой точке могут быть тонкими, поскольку направленные наружу горизонтальные силы главных и вспомогательных концов арок уравновешивают друг друга. Вся конструкция является самозакрепленной . Как и в простом случае, она исключительно распределяет вертикальные нагрузки на все опоры, связанные с землей.
Примером может служить мост Фремонт в Портленде, штат Орегон, который является вторым по длине мостом с затяжной аркой в мире и также классифицируется как мост со сквозной аркой . Мост Чаотяньмэнь в Чунцине — это мост с затяжной аркой, сквозной аркой и ферменной аркой .
Напротив, мост Харта использует консольную ферменную арку, она самозакреплена , но ее арка не связана. В частности, мостовой настил подвешен, но не связывает концы арки.
Мосты с завязанными арками могут состоять из последовательно выстроенных в ряд завязанных арок в местах, где одного пролета недостаточно. Примером этого является мост Godavari Arch Bridge в Раджамандри, Индия. Он имеет четыре отдельные опоры на каждой опоре и несет на себе Южно-центральную железнодорожную линию Индии. Он был спроектирован для железнодорожных перевозок со скоростью 250 км/ч.
Как и в случае многопролетных мостов с неразрезными балками, пояс связи непрерывно охватывает все опоры. Ноги арок совпадают (сплавляются) на опорах моста. Хорошим визуальным признаком являются общие опоры на опорах. Динамические нагрузки распределяются между пролетами.
Этот тип может быть объединен с конструкцией арки с плечами, обсуждавшейся выше. Примером этого является мост Дашэнгуань в Нанкине, Китай. Его две основные арки поддерживаются короткими вспомогательными арками. Это одновременно и (жесткая) арка с плечами, и консольная ферменная арочная конструкция. Поскольку движение проходит через структурную оболочку, это также сквозной арочный мост. Мост Гуанду в Новом Тайбэе, Тайвань, является примером без ферм с тремя основными арками, дополненными двумя вспомогательными арочными сегментами на порталах моста.
Infinity Bridge использует две арки разной высоты и длины пролета, которые раздваиваются перед своей вершиной. Над его единственной, смещенной посередине речной опорой настил лежит между арками. Напротив, каждая опора на речных берегах поддерживает только один конец арки, в середине настила. Связующий пояс(ы) состоит из композитной конструкции настила. Четыре натянутых стальных троса, по два с каждой стороны пешеходного настила, закреплены на месте ортогонально проложенными стальными балками каждые 7,5 метра. Подвесы присоединены к каждой из этих балок между каждой парой тросов. Поскольку балки расширяют ширину натянутого бетонного настила, пары натянутых тросов остаются видимыми.
Крупный план речного пирса показывает, что структурная статическая нагрузка привязана к пролету: больший пролет арки использует более толстые натяжные тросы, а рефлекторные сегменты не подвешены, а поддерживаются стальными балками, по сути, завершая арки на речном пирсе. Однако для динамических и неравномерных нагрузок нельзя пренебрегать визуально определяющими продолжениями арок. [5]
Обычно для одного пролета две арки с завязками размещаются параллельно вдоль настила, так что настил лежит между арками. Осевые арочные или одинарные арочные мосты с завязками имеют максимум одну арку с завязками на пролет, которая обычно располагается по центру настила моста. [6] Примером этого является Hoge Brug в Маастрихте. Поскольку он имеет шарнирные подвески, его также можно классифицировать как мост Нильсена, который имел патент на мосты с завязками и шарнирными подвесками с 1926 года.
В некоторых конструкциях арки наклонены наружу или внутрь относительно оси, проходящей вдоль мостового настила.
По аналогии с мостами-близнецами , два моста с перевязанными арками, возведенные рядом для увеличения пропускной способности, но структурно независимые, могут называться мостами-близнецами с перевязанными арками . Каждый из них, в свою очередь, может использовать одно- или многопролетную, дискретную или непрерывную конструкцию перевязанных арок.
Мост с тетивой фермы внешне похож на арку с затяжкой; однако, ферма с тетивой ведет себя как ферма , а не арка . Визуальное отличие заключается в том, что мост с затяжкой арки не будет иметь существенных диагональных элементов между вертикальными элементами.
В консультативном заключении 1978 года, выпущенном Федеральным управлением шоссейных дорог (FHWA), FHWA отметило, что мосты с затяжными арками подвержены проблемам, вызванным некачественной сваркой в соединении между ребром арки и балками-затяжками, а также в соединении между аркой и вертикальными связями. Кроме того, проблемы с электрошлаковой сваркой , хотя и не были изолированы от мостов с затяжными арками, привели к дорогостоящему, трудоемкому и неудобному ремонту. Конструкция в целом была описана как неизбыточная : отказ любой из двух балок-затяжек привел бы к отказу всей конструкции. [7]
вертикальных постоянных нагрузках и равномерно приложенных нагрузках арки выдерживают нагрузки при чистом осевом сжатии, при этом тросы настила действуют как горизонтальные связи.
