Ферменный мост — это мост , несущая конструкция которого состоит из фермы , конструкции из соединенных элементов, обычно образующих треугольные блоки. Соединенным элементам, как правило, прямым, может быть присуща нагрузка от растяжения , сжатия или иногда от обоих в ответ на динамические нагрузки. Существует несколько типов ферменных мостов, в том числе некоторые с простыми конструкциями, которые были одними из первых мостов, спроектированных в 19 и начале 20 веков. Ферменный мост экономичен в строительстве, прежде всего, потому что он эффективно использует материалы.
Природа фермы позволяет анализировать ее структуру с использованием нескольких допущений и применения законов движения Ньютона в соответствии с разделом физики, известным как статика . Для целей анализа предполагается, что фермы соединены штифтами в местах соединения прямых компонентов, что означает, что каждое соединение в конструкции, взятое отдельно, функционально считается гибким соединением, в отличие от жесткого соединения с прочностью, необходимой для сохранения его формы, а результирующая форма и прочность конструкции поддерживаются только за счет взаимного сцепления компонентов. Это предположение означает, что элементы фермы (пояса, вертикали и диагонали) будут действовать только на растяжение или сжатие. Более сложный анализ требуется, когда жесткие соединения накладывают значительные изгибающие нагрузки на элементы, как в ферме Виренделя .
В мосту, показанном в информационном поле вверху, вертикальные элементы находятся в состоянии растяжения, нижние горизонтальные элементы находятся в состоянии растяжения, сдвига и изгиба, внешние диагональные и верхние элементы находятся в состоянии сжатия, в то время как внутренние диагонали находятся в состоянии растяжения. Центральный вертикальный элемент стабилизирует верхний элемент сжатия, предотвращая его провисание . Если верхний элемент достаточно жесткий, то этот вертикальный элемент можно исключить. Если нижний пояс (горизонтальный элемент фермы) достаточно устойчив к изгибу и сдвигу, то внешние вертикальные элементы можно исключить, но с добавлением дополнительной прочности к другим элементам в качестве компенсации. Возможность распределять силы различными способами привела к большому разнообразию типов ферменных мостов. Некоторые типы могут быть более выгодными, когда для элементов сжатия используется древесина, в то время как другие типы может быть легче возвести в определенных условиях на месте или когда баланс между трудозатратами, стоимостью оборудования и материалов имеет определенные благоприятные пропорции.
Включение показанных элементов в значительной степени является инженерным решением, основанным на экономике, являющимся балансом между стоимостью сырья, изготовлением вне площадки, транспортировкой компонентов, возведением на месте, наличием оборудования и стоимостью рабочей силы. В других случаях внешний вид конструкции может иметь большее значение и, таким образом, влиять на решения по проектированию, выходящие за рамки чисто экономических вопросов. Современные материалы, такие как предварительно напряженный бетон , и методы производства, такие как автоматизированная сварка , а также меняющаяся цена стали по отношению к рабочей силе существенно повлияли на проектирование современных мостов.
Чистая ферма может быть представлена как шарнирно-сочлененная конструкция, в которой единственными силами, действующими на элементы фермы, являются растяжение или сжатие, а не изгиб. Это используется в преподавании статики, при построении моделей мостов из спагетти . Спагетти хрупкие, и хотя они могут выдерживать умеренную силу натяжения, они легко ломаются при изгибе. Таким образом, модель моста из спагетти демонстрирует использование ферменной конструкции для создания полезно прочной полной конструкции из индивидуально слабых элементов.
В Соединенных Штатах , поскольку древесина была в изобилии, ранние ферменные мосты обычно использовали тщательно подогнанные брусья для элементов, воспринимающих сжатие, и железные стержни для элементов растяжения , обычно строившиеся как крытый мост для защиты конструкции. В 1820 году была запатентована простая форма фермы, решетчатая ферма Тауна , и имела то преимущество, что не требовала ни высокой квалификации рабочей силы, ни большого количества металла. До 1850 года в Соединенных Штатах было построено мало железных ферменных мостов.
Мосты с фермами стали распространенным типом мостов, построенных с 1870-х по 1930-е годы. Примеры таких мостов все еще сохранились по всей территории США, но их число быстро сокращается, поскольку их сносят и заменяют новыми конструкциями. Поскольку металл медленно начал заменять древесину, в 1870-х годах в США начали строить в больших масштабах мосты из кованого железа . Мосты с тетивами были распространенной конструкцией ферм в то время, с их арочными верхними поясами. Такие компании, как Massillon Bridge Company из Массиллона, штат Огайо , и King Bridge Company из Кливленда , стали широко известны, поскольку они продавали свои проекты городам и поселкам.
Конструкция фермы с тетивой вышла из моды из-за недостаточной прочности и уступила место конструкции фермы Пратта, которая была прочнее. И снова компании по строительству мостов продавали свои конструкции, во главе с компанией Wrought Iron Bridge Company. По мере развития 1880-х и 1890-х годов сталь начала заменять кованое железо в качестве предпочтительного материала. В это время использовались другие конструкции ферм, включая верблюжью спину. К 1910-м годам многие штаты разработали мосты со стандартными фермами, включая стальные мосты с фермами Уоррена.
В 1920-х и 1930-х годах Пенсильвания и несколько штатов продолжали строить мосты со стальными фермами, используя массивные стальные сквозные ферменные мосты для больших пролетов. Другие штаты, такие как Мичиган , использовали стандартные бетонные балочные мосты и мосты с балками, и было построено лишь ограниченное количество мостов со фермами.
Ферма может нести дорожное полотно сверху, посередине или внизу фермы. Мосты с дорожным полотном сверху или снизу являются наиболее распространенными, так как это позволяет укрепить как верх, так и низ, образуя коробчатую ферму . Когда дорожное полотно находится поверх фермы, это ферма настила; примером этого является мост через реку Миссисипи I-35W . Когда элементы фермы находятся как над, так и под дорожным полотном, это называется сквозной фермой; примером этого является Pulaski Skyway , а когда стороны выходят за пределы дорожного полотна, но не соединены, это ферма пони или полусквозная ферма.
Иногда как верхние, так и нижние пояса поддерживают дорожное полотно, образуя двухъярусную ферму . Это может использоваться для разделения железнодорожного и автомобильного движения или для разделения двух направлений автомобильного движения.
Поскольку мосты со сквозными фермами имеют опоры, расположенные над мостовым настилом, они подвержены ударам от чрезмерно высоких нагрузок при использовании на автомагистралях. Мост I-5 через реку Скагит рухнул после такого удара; до обрушения подобные инциденты были обычным явлением и требовали частого ремонта. [2]
Мосты с фермами, состоящие из более чем одного пролета, могут быть либо непрерывной фермой , либо серией простых ферм. В конструкции с простой фермой каждый пролет поддерживается только на концах и полностью независим от любых соседних пролетов. Каждый пролет должен полностью выдерживать вес любых транспортных средств, проезжающих по нему ( временная нагрузка ).
Напротив, непрерывная ферма функционирует как единая жесткая конструкция на нескольких опорах. Это означает, что временная нагрузка на одном пролете частично поддерживается другими пролетами, и, следовательно, можно использовать меньше материала в ферме. [3] : 168 Мосты с непрерывными фермами не были очень распространены до середины 20-го века, поскольку они статически неопределимы , что затрудняет их проектирование без использования компьютеров .
Многопролетный ферменный мост может быть также построен с использованием консольных пролетов, которые поддерживаются только на одном конце, а не на обоих концах, как другие типы ферм. В отличие от непрерывной фермы, консольная ферма не нуждается в жестком соединении или вообще не должна быть связана в центре. [3] : 169–170 Многие консольные мосты, как мост Квебек, показанный ниже, имеют два консольных пролета, поддерживающих простую ферму в центре. Мост останется стоять, если убрать секцию простой фермы.
Мосты — наиболее известные примеры использования ферм. Существует множество типов, [4] некоторые из них существуют сотни лет. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных конструкций.
Ферма Аллана , спроектированная Перси Алланом , частично основана на ферме Хау . Первая ферма Аллана была завершена 13 августа 1894 года над ручьем Гленнис в Камберуэлле, Новый Южный Уэльс, а последний мост с фермами Аллана был построен через ручей Милл около переправы Уайзманс в 1929 году. [5] [6] Завершенный в марте 1895 года, мост Тарва , расположенный в Тарве, Австралийская столичная территория , был вторым построенным мостом с фермами Аллана, старейшим сохранившимся мостом на Австралийской столичной территории и старейшим, самым продолжительно используемым мостом с фермами Аллана. [7] [8] [9] Завершенный в ноябре 1895 года, мост Хэмпдена в Вагга-Вагга, Новый Южный Уэльс , Австралия, первый из мостов с фермами Аллана с верхними распорками, изначально был спроектирован как стальной мост, но был построен из древесины для снижения стоимости. [10] В своем проекте Аллан использовал австралийскую железную кору для ее прочности. [11] Похожий мост, также спроектированный Перси Алленом, — это мост Виктория на Принс-стрит, Пиктон, Новый Южный Уэльс . Этот мост, также построенный из железной коры, до сих пор используется для пешеходов и легкого транспорта. [12]
Ферма Бейли была разработана британцами в 1940–1941 годах для военных целей во время Второй мировой войны. Небольшой выбор готовых модульных компонентов можно было легко и быстро объединить на суше в различных конфигурациях, чтобы адаптироваться к потребностям на месте и обеспечить быстрое развертывание готовых ферм. На изображении обратите внимание на использование пар сдвоенных ферм для адаптации к требованиям по пролету и нагрузке. В других случаях фермы можно укладывать вертикально и удваивать по мере необходимости.
Балтиморская ферма является подклассом фермы Пратта. Балтиморская ферма имеет дополнительные связи в нижней части фермы для предотвращения прогиба в элементах сжатия и для контроля прогиба. Она в основном используется для железнодорожных мостов, демонстрируя простую и очень прочную конструкцию. В ферме Пратта пересечение вертикалей и нижних горизонтальных элементов растяжения используется для закрепления опор для короткопролетных балок под путями (помимо прочего). В балтиморской ферме точек для этого почти в два раза больше, потому что короткие вертикали также будут использоваться для закрепления опор. Таким образом, короткопролетные балки можно сделать легче, потому что их пролет короче. Хорошим примером балтиморской фермы является мост Amtrak Old Saybrook – Old Lyme в Коннектикуте , США.
Железнодорожный мост Боллмана с фермами в Сэвидже, штат Мэриленд , США, является единственным сохранившимся примером революционной конструкции в истории американского мостостроения. Тип был назван в честь его изобретателя, Вендела Боллмана , инженера-самоучки из Балтимора . Это была первая успешная конструкция цельнометаллического моста (запатентованная в 1852 году), которая была принята и последовательно использовалась на железной дороге. В конструкции используются кованые железные элементы растяжения и чугунные элементы сжатия. Использование нескольких независимых элементов растяжения снижает вероятность катастрофического отказа. Конструкция также была проста в сборке.
Мост Уэллс-Крик-Боллман — единственный мост, спроектированный Венделем Боллманом и сохранившийся до сих пор, но он представляет собой ферменную конструкцию Уоррена.
Мост с тетивными фермами был запатентован в 1841 году [13] Сквайром Уипплом . [14] Несмотря на то, что по внешнему виду он похож на мост с затяжной аркой , тетивная ферма имеет диагональные несущие элементы: эти диагонали создают конструкцию, которая больше похожа на ферму Паркера или ферму Пратта, чем на настоящую арку .
В ферме Brown все вертикальные элементы находятся под напряжением, за исключением концевых стоек. Этот тип фермы особенно подходит для деревянных конструкций, в которых в качестве элементов растяжения используются железные стержни.
См. Линзовидная ферма ниже.
Сочетание арки и фермы позволяет создать прочную и жесткую конструкцию.
Большинство ферм имеют нижний пояс под напряжением, а верхний пояс под сжатием. В консольной ферме ситуация обратная, по крайней мере, на части пролета. Типичный мост с консольной фермой представляет собой «уравновешенную консоль», которая позволяет конструкции двигаться наружу от центрального вертикального лонжерона в каждом направлении. Обычно они строятся парами, пока внешние секции не будут закреплены на опорах. Центральный зазор, если он есть, затем может быть заполнен путем подъема обычной фермы на место или путем ее сборки на месте с использованием «передвижной опоры». В другом методе строительства одна внешняя половина каждой уравновешенной фермы строится на временной опалубке. Когда внешние половины завершены и закреплены, внутренние половины могут быть построены, а центральная секция завершена, как описано выше.
Ферма Финка была разработана Альбертом Финком из Германии в 1854 году. Этот тип моста был популярен у железной дороги Балтимора и Огайо . Мост Аппоматтокс Хай на железной дороге Норфолка и Вестерна включал 21 пролет ферм Финка с 1869 года до их замены в 1886 году.
Существуют также мосты с перевернутыми фермами Финка, такие как пешеходный мост Муди в Остине, штат Техас.
Ферма Хау , запатентованная в 1840 году слесарем из Массачусетса Уильямом Хау , включает в себя вертикальные элементы и диагонали, которые наклонены вверх к центру, в противоположность ферме Пратта . [15] В отличие от фермы Пратта, диагональные элементы сетки находятся в состоянии сжатия, а вертикальные элементы сетки находятся в состоянии растяжения. Немногие из этих мостов остаются стоять. Примерами являются мост Джей в Джей, Нью-Йорк ; крытый мост Макконнелла Милл в тауншипе Слиппери Рок, округ Лоуренс, Пенсильвания ; крытый мост Сэнди Крик в округе Джефферсон, Миссури ; и мост Уэстхэм-Айленд в Дельте, Британская Колумбия , Канада.
_as_it_crosses_over_the_CSX's_Curtis_Bay_Branch_rail_line_in_Baltimore_City,_Maryland.jpg/1280px-thumbnail.jpg)
Ферма K названа по букве K , образованной в каждой панели вертикальным элементом и двумя косыми элементами. Примерами служат железнодорожный мост Südbrücke через реку Рейн, Майнц, Германия, [16] мост на I-895 (Baltimore Harbor Tunnel Thruway) в Балтиморе, Мэриленд, мост Long–Allen в Морган-Сити, Луизиана (Morgan City Bridge) с тремя пролетами длиной 600 футов и мост Wax Lake Outlet в Калумете, Луизиана [17]
Один из самых простых в реализации типов ферм, главный столб состоит из двух угловых опор, опирающихся на общую вертикальную опору.
Этот тип моста использует значительное количество легких элементов, что облегчает задачу строительства. Ферменные элементы обычно изготавливаются из дерева, железа или стали.
_from_east_in_2010.jpg/1280px-Joseph_R._Oulette_Bridge_(Aiken_Street_Bridge)_from_east_in_2010.jpg)
Мост с линзовидной фермой включает в себя ферму в форме линзы, с фермами между верхним поясом, функционирующим как арка, которая изгибается вверх, а затем вниз к конечным точкам, и нижним поясом (функционирующим как подвесной трос), который изгибается вниз, а затем вверх, чтобы встретиться в тех же конечных точках. [19] Когда арки простираются выше и ниже дорожного полотна, это называется мостом с линзовидной фермой . Мост с фермой Паули является особым вариантом линзовидной фермы, но эти термины не являются взаимозаменяемыми. [19]
Один тип чечевицеобразной фермы состоит из дугообразных верхних поясов сжатия и нижних звеньев цепи натяжения проушины. Мост Royal Albert Bridge Брунеля через реку Тамар между Девоном и Корнуоллом использует один трубчатый верхний пояс. Поскольку горизонтальные силы растяжения и сжатия уравновешены, эти горизонтальные силы не передаются на опорные пилоны (как в случае с большинством типов арок). Это, в свою очередь, позволяет изготавливать ферму на земле, а затем поднимать ее с помощью домкратов по мере возведения опорных пилонов из каменной кладки. Эта ферма использовалась при строительстве стадиона [20] , где верхние пояса параллельных ферм поддерживают крышу, которая может быть откатной. Мост Smithfield Street Bridge в Питтсбурге, штат Пенсильвания , является еще одним примером этого типа.
Примером моста с линзовидными фермами, в котором используются обычные пролеты из железа, является мост Turn-of-River, спроектированный и изготовленный компанией Berlin Iron Bridge Co.
Ферма Паули — это разновидность чечевицеобразной фермы, «с верхним поясом, тщательно сформированным так, чтобы он имел постоянную силу по всей длине фермы». [19] Она названа в честь Фридриха Августа фон Паули , чей железнодорожный мост 1857 года (Groshesseloher Brücke ) перекинут через Изар недалеко от Мюнхена . ( См. также станцию Grosshesselohe Isartal .) Термин «ферма Паули» не является взаимозаменяемым с термином «чечевицеобразная ферма», и, по словам Томаса Бутби, случайное использование этого термина затуманило литературу. [19]
_00003r.jpg/1280px-Long_Truss_Bushing_CB_(Versailles_SP)_00003r.jpg)
Ферма Лонг была спроектирована Стивеном Х. Лонгом в 1830 году. Конструкция напоминает ферму Хоу, но полностью сделана из дерева, а не из комбинации дерева и металла. [21] Самый длинный сохранившийся пример — крытый мост Элдин к северу от Троя, штат Огайо , протяженностью 224 фута (68 м). [22] Одним из самых ранних примеров является мост Старый Бленхейм , который с пролетом 210 футов (64 м) и общей длиной 232 фута (71 м) был вторым по длине крытым мостом в Соединенных Штатах, пока не был разрушен наводнением в 2011 году.
Мост Бушинга, который часто ошибочно используют в качестве примера фермы Лонга, является примером фермы Хоу, поскольку вертикали представляют собой металлические стержни. [23]
Ферменный мост Паркера — это конструкция фермы Пратта с многоугольным верхним поясом. «Верблюжья спина» — это подмножество типа Паркера, где верхний пояс состоит ровно из пяти сегментов. Примером фермы Паркера является Транспортный мост в Саскатуне , Канада. Примером фермы «Верблюжья спина» является мост Вулси около Вулси, Арканзас .
Разработан и запатентован в 1872 году Рубеном Партриджем после того, как местные конструкции мостов оказались неэффективными против дорожного движения и проливных дождей. [24] Он стал стандартом для крытых мостов, построенных в центральном Огайо в конце 1800-х и начале 1900-х годов.
Ферма Пеграма представляет собой гибрид ферм Уоррена и Паркера, где верхние пояса имеют одинаковую длину, а нижние пояса длиннее соответствующего верхнего пояса. Из-за разницы в длине верхнего и нижнего пояса каждая панель не квадратная. Элементы, которые были бы вертикальными в ферме Паркера, варьируются от почти вертикальных в центре пролета до диагональных около каждого конца, подобно ферме Уоррена. Джордж Х. Пеграм , будучи главным инженером Edge Moor Iron Company в Уилмингтоне, штат Делавэр , запатентовал эту конструкцию фермы в 1885 году. [25]
Ферма Pegram состоит из конструкции типа Parker с вертикальными стойками, наклоненными к центру под углом от 60 до 75°. Изменяемый угол стойки и постоянная длина хорды позволили переработать сталь в существующих мостах в новый пролет с использованием конструкции фермы Pegram. Эта конструкция также облегчила повторную сборку и позволила отрегулировать мост для соответствия разной длине пролета. В Соединенных Штатах известно о двенадцати оставшихся мостах Pegram с пролетами семь в Айдахо , два в Канзасе и по одному в Калифорнии , Вашингтоне и Юте . [ требуется ссылка ]
Ферма Пенсильвании (Petit) является вариацией фермы Пратта. [26] Ферма Пратта включает в себя распорные диагональные элементы во всех панелях; ферма Пенсильвании добавляет к этой конструкции половинные стойки или связи в верхней, нижней или обеих частях панелей. Она названа в честь Пенсильванской железной дороги , которая была пионером этой конструкции. Когда-то она использовалась для сотен мостов в Соединенных Штатах, но вышла из моды в 1930-х годах, и осталось очень мало примеров этой конструкции. [27] Примерами этого типа ферм являются мост Нижний Трентон в Трентоне, штат Нью-Джерси , мост Форт-Уэйн-стрит в Гошене, штат Индиана , мост Шелл в Нортфилде, штат Массачусетс , мост с наклонной плоскостью в Джонстауне, штат Пенсильвания , платный мост Истон-Филлипсбург в Истоне, штат Пенсильвания , мост через реку Коннектикут в Браттлборо, штат Вермонт , мост Метрополис в Метрополисе, штат Иллинойс , и мемориальный мост Хилдсбург в Хилдсбурге, штат Калифорния .
Ферма Поста — это гибрид фермы Уоррена и двухсекционной фермы Пратта. Изобретенная в 1863 году Симеоном С. Постом, она иногда упоминается как патентованная ферма Поста, хотя он так и не получил на нее патент. [28] Мост Понакин и мост Белл-Форд — два примера такой фермы.
Ферма Пратта включает вертикальные элементы и диагонали, которые наклонены вниз к центру, в противоположность ферме Хоу. [15] Внутренние диагонали находятся под напряжением при сбалансированной нагрузке, а вертикальные элементы - под сжатием. Если в диагоналях используются чисто растягивающие элементы (например, проушины ), то могут потребоваться пересекающиеся элементы вблизи центра, чтобы воспринимать концентрированные временные нагрузки, когда они пересекают пролет. Ее можно подразделить, создавая Y- и K-образные узоры. Ферма Пратта была изобретена в 1844 году Томасом и Калебом Праттами. [29] [30] Эта ферма практична для использования с пролетами до 250 футов (76 м) и была распространенной конфигурацией для железнодорожных мостов, поскольку ферменные мосты перешли от дерева к металлу. Это статически определимые мосты, которые хорошо подходят для длинных пролетов. Они были распространены в Соединенных Штатах между 1844 и началом 20-го века. [30]
Примерами мостов с фермами Пратта являются мост Губернатора в Мэриленде ; [30] мост Хайдена в Спрингфилде, штат Орегон , построенный в 1882 году; мост Дирборн-Ривер-Хай близ Огасты, штат Монтана, построенный в 1897 году; и мост Фэр-Оукс в Фэр-Оукс, Калифорния , построенный в 1907–09 годах.
Живописный мост близ Таркио, штат Монтана , является примером моста с ферменной конструкцией Пратта, где проезжая часть находится поверх фермы.
Ферма queenpost , иногда называемая «queen post» или queenspost, похожа на ферму king post в том, что внешние опоры наклонены к центру конструкции. Основное отличие — горизонтальное расширение в центре, которое опирается на действие балки для обеспечения механической устойчивости. Этот тип фермы подходит только для относительно коротких пролетов. [31]
Ферма Смита , запатентованная Робертом В. Смитом 16 июля 1867 г. [32] , в основном имеет диагональные перекрещивающиеся опоры. Компания Смита использовала множество вариаций этой модели в деревянных крытых мостах, которые она построила.
В то время как большинство мостов, построенных в 19 веке в округе Джексон, штат Огайо , использовали конструкцию ферм Смита, крытый мост Джонсон-роуд является последним известным сохранившимся примером в штате. [33]
Ферма Тэчера [34] сочетает в себе некоторые характеристики фермы Пратта с растянутыми диагоналями и фермы Хоу с раскосами, работающими на сжатие, что встречается редко.
Ферменная арка может содержать все горизонтальные силы внутри самой арки, или же может быть либо распорной аркой, состоящей из фермы, либо из двух дугообразных секций, закрепленных на вершине. Последняя форма распространена, когда мост построен как консольные сегменты с каждой стороны, как в мосту Навахо .
Ферма Виренделя , в отличие от обычных ферм с шарнирным соединением, накладывает значительные изгибающие силы на свои элементы, но это, в свою очередь, позволяет устранить множество диагональных элементов. Это конструкция, в которой элементы не триангулированы, а образуют прямоугольные проемы, и представляет собой раму с фиксированными соединениями, которые способны передавать и выдерживать изгибающие моменты. Хотя она редко встречается в качестве мостового типа из-за более высокой стоимости по сравнению с триангулированной фермой, она обычно используется в современном строительстве зданий, поскольку позволяет разрешать общие сдвигающие силы против элементов рамы, сохраняя при этом прямоугольные проемы между колоннами. Это выгодно как с точки зрения гибкости в использовании пространства здания, так и свободы в выборе внешней навесной стены здания , что влияет как на внутренние, так и на внешние аспекты стиля.
Запатентован в 1894 году ( патент США 529,220 ); его простота облегчает возведение на месте. Он был предназначен для использования в качестве железнодорожного моста.
Одним из примеров является мост Уодделла «А» с фермами в Парквилле, штат Миссури .
Ферма Уоррена была запатентована в 1848 году Джеймсом Уорреном и Уиллоуби Теобальдом Монзани и состоит из продольных элементов, соединенных только угловыми поперечными элементами, образуя попеременно перевернутые равносторонние треугольные пространства по всей длине, гарантируя, что ни одна отдельная стойка , балка или стяжка не подвергается изгибу или крутильным деформационным силам, а только растяжению или сжатию. Нагрузки на диагонали чередуются между сжатием и растяжением, приближаясь к центру, без вертикальных элементов, в то время как элементы вблизи центра должны выдерживать как растяжение, так и сжатие в ответ на временные нагрузки. Эта конфигурация сочетает прочность с экономией материалов и, следовательно, может быть относительно легкой. Поскольку балки имеют одинаковую длину, она идеально подходит для использования в сборных модульных мостах. Это улучшение по сравнению с фермой Невилла, в которой используется конфигурация интервалов из равнобедренных треугольников .
Ферма Уиппла , названная в честь ее изобретателя Сквайра Уиппла , обычно считается подклассом фермы Пратта, поскольку диагональные элементы предназначены для работы на растяжение. Основной характеристикой фермы Уиппла является то, что элементы растяжения удлинены, обычно тонкие и расположены под небольшим углом и пересекают два или более пролетов (прямоугольных сечений, определяемых вертикальными элементами).
.jpg/1280px-Pittsburgh_IMG_20150308_184143_(16653784330).jpg)
Ферма Вихерта — это модифицированный тип неразрезной фермы , которая статически определима и помогает избежать некоторых других недостатков неразрезных ферм. [35] Она была запатентована в 1930 году инженером-строителем из Питтсбурга Эдвардом Мартином Вихертом (1883–1955). [36] [37]
Определяющей чертой этого типа ферм является шарнирная секция в форме воздушного змея над каждой промежуточной опорой. [ необходима ссылка ] Было построено всего около десяти мостов с фермами Уичерта, в основном в Пенсильвании и Мэриленде. Из них одним из самых известных является мост Хомстед-Грейс в Питтсбурге. [38]
Проезд по мосту с ферменной конструкцией: Видео показывает вид на проезжую часть моста с ферменной конструкцией через реку Уилламетт в Харрисберге, штат Орегон . Мост состоит из трех пролетов с простыми опорами Parker Truss.
