Однопилонные вантовые мосты

Эти достоинства асимметричной компоновки были использованы при со­оружении вантового моста «Кни-брюкке» через Рейн в Дюссельдорфе, закон­ченного в 1969 г. Его высокий 115-метровый пилон состоит из двух стальных вертикальных стоек. Каждая стойка поддерживает систему из четырех пар вант, расположенных параллельными линиями по типу «арфа» (рис. 6.39).

Милон сильно сдвинут в сторону: он расположен палевом берегу. Благодаря этому все главное русло реки оказалось перекрытым одним пролетом, длина которого, равная 320 м, сейчас является наибольшей для однопилонных ванто­вых мостов.

Размещение пилона на берегу не только создало оптимальные условия для судоходства, но и облегчило производство работ.

Проезжая часть моста поддерживается двумя продольными двутавровыми балками, системой поперечных балок с тротуарными консолями и ортотропным настилом. Рационально решена конструкция левобережного подхода: балки под­держиваются промежуточными опорами, расположенными подточками закреп­ления оттяжек и воспринимающими вертикальные составляющие в вантах. Это способствовало увеличению общей устойчивости системы в целом.

Смелая и элегантная конструкция пилона, четкий ритм вант, стремительная горизонталь балки создали в своей совокупности лаконичную, но очень вырази­тельную архитектурную композицию.

В рассматриваемых мостах количество вант, примыкающих с обеих сторон к пилону, было одинаковым; идентичным было и их примыкание к балке жестко­сти. Но в последнее время находит все большее применение иная компоновка моста. Она заключается в асимметричном, по отношению к оси пилона, распо­ложении вантовых ферм, когда и наклон вант, и способ их закрепления, а иногда и их число неодинаковы в анкерном и в русловом пролетах.

Такая компоновка вант в сочетании с односторонним расположением пилона позволяет придать исключительное разнообразие силуэтам мостов. Среди мос­тов такого типа одно из самых почетных мест по праву принадлежит мосту че­рез Дунай в Братиславе. Он принадлежит к числу наиболее крупных вантовых мостов: общая длина стальной балки около 432 м, а ее главный пролет, перекры­вающий без промежуточных опор все русло Дуная, равен 303 м (рис. 6.40).

Пролетное строение поддерживается пилоном, расположенным на правом берегу Дуная. Конструкция моста в техническом отношении хорошо продумана и рациональна. Пилон, высота которого достигает почти 87 м, сконструирован в виде высокой стальной рамы. Его стойки имеют коробчатое сечение: в одной из них устроен лифт, внутри другой - лестница. Вантовая ферма моста, размещен­ная по оси проезжей части, состоит из трех пар близко расположенных вант. Проходя сквозь распорку пилона, ванты продолжаются в анкерном пролете, опус­каясь плотным пучком в массив устоя. Балка жесткости моста имеет коробчатое сечение, состоящее из двух ячеек. Высота балок составляет около 1/70 от дли­ны главного пролета. Ее верхний пояс представляет ортотропную плиту с ребра­ми жесткости.

Авторы проекта вдумчиво проработали и общие пропорции моста. Шаг вант в главном пролете увеличивается по направлению к левому берегу: это усилива­ет впечатление стремительного движения горизонтальной линии балки над по­верхностью реки и одновременно подчеркивает натяжение вант. Дополнитель­ная опора качающего типа на левом берегу физически сокращает главный про­лет моста и тем самым намного облегчает работу, перекрывающих его конст­рукций.

Пилон моста наклонен в сторону анкерного пролета, что несколько ослож­нило его конструкцию, но зато силуэт приобрел особую архитектурную вырази­тельность. Интересно и оригинально спроектировано завершение пилона: на его верхнюю часть нанизана плоская надстройка - ресторан. Из окон ресторана, расположенного на высоте почти 80 м над водой, открывается замечательный вид на Дунай и живописную панораму Братиславы.

В 2001 году закончено строительство вантового моста через реку Луара в Орлеане во Франции (рис. 6.41). Полная длина моста 470 м, он состоит из трех­пролетной центральной цельнометаллической арочной части со схемой 88,2+201,6+88,2 м и двух железобетонных пролетов длиной 33,6 и 58,8 м. Опо­ры моста представляют собой железобетонную треногу, каждая ветвь которой с ориентированы таким образом, что одна из них является как бы продолжением арки, а другая служит наклонной стойкой для следующего пролета. Третья ветвь направлена перпендикулярно к арке. Стойки имеют эллиптическое поперечное сечение и изготовлены из бетона В40.

Поперечное сечение балки пролетного строения имеет форму корабля с вер­хней ортотропной плитой из листа толщиной 14 мм. Проезжая часть имеет че­тыре полосы движения автомобилей на двухсторонних консолях, два тротуара и две велосипедные дорожки. Общая ширина проезжей части в середине пролета составляет 25,74 м, высота 3,25 м.

Тротуары и велосипедные дорожки значи­тельно возвышаются над проезжей частью, что дает возможность более полного обзора города. Балка пролетного строения подвешена к арке двумя плоскостями подвесок. Сама арка «завалена» по направлению течения реки под углом 22° к вертикали. Конструкция арки ограничивается уровнем плиты балки проезжей части, однако одна из трех стоек каждой опоры наклонена таким образом, что при взгляде с фасада моста создается впечатление, что пята арки находится на уровне земли. Поперечное сечение арки - трапециевидная коробка, с верхней горизонтальной плоскостью. Ширина сечения постоянна - 1,65 м, высота ко­леблется от 0,55 до 1,40 м. Она изготовлена из высокопрочной стали. Основные подвески запроектированы из каната диаметром 55 мм, вторичные - из такого же каната диаметром 35 мм.

В Японии планируется строительство моста через Цугарский пролив между островами Хонсю и Хоккайдо. Предполагается, что будущий мост соединит Северо - Восточную часть азиатского региона с восточной частью России и се­веро-восточной частью Китая.

Через пролив проходит международная судоходная трасса. Природно-кли­матические условия района характеризуются сильными ветрами, высокой сейс­мической активностью, обилием морских течений разных направлений и боль­шой глубиной воды. Поэтому первое требование к конструкции будущего моста в минимальное количество опор и максимальное расстояние между ними. Для обеспечения судоходства высотный габарит в главных пролетах должен быть не менее 70 м.

Рассматриваемая схема моста предусматривает применение сверхдлинных пролетов. Мост полной длиной 20 км разделен на три участка: центральный с пролетами 4000 м, северный и южный с пролетами 2000 м в каждом (рис. 6.42). Мост имеет две анкерные опоры - одну общую для южного и центрального, а другую общую для центрального и северного участков. Очевидно, что перекрыть два средних пролета центрального участка моста длиной 4 км каждый можно только висячей системой.

Однако, учитывая огромные усилия, возникающие в главных несущих канатах, было принято решение применить комбинированную систему, основанную на использовании особенностей висячих и вантовых про­летных строений. Главные канаты располагаются в трех плоскостях (с централь­ным канатом по оси моста). Вблизи пилонов в висячую систему включается ван­товая, которая частично разгружает главные канаты.

Изготовление балки жесткости пролетного строения на вантовом участке пре­дусматривается из железобетона, а на висячем - из стали в виде двух раздельных коробок, объединенных понизу стальными фермами. Внутри каждой коробки предусмотрена установка системы подогрева, предназначенная для поддержа­ния в зимнее время положительной температуры в коробке. Ширина каждой ко­робки по верхней плите составляет 15 м, что позволяет пропустить по ней две полосы движения. Внутри каждой коробки предусматривается прокладка одного пути монорельсовой дороги. Расстояние между узлами крепления подвесок 50 м. Пилоны запроектированы сталежелезобетонными, при этом верхняя часть пило­нов заполняется легким бетоном, а нижняя, воспринимающая огромную опор­ную реакцию - обычным тяжелым бетоном.

Первый отечественный вантовый мост был построен в бывшем СССР через р. Магану в Грузии. Пролет моста - 80 м, высота пилонов -18м. Строительство современных вантовых мостов связано со строительством вантового моста че­рез р. Днепр в Киеве. Новый мост соединил старую часть Киева с районами новостроек на левом берегу.

В композицию мостового перехода входят много­пролетные балочные эстакады, пересекающие пойму и мелководную часть реки. Судоходную часть Днепра перекрывает вантовое пролетное строение, главный пролет которого длиной - 300 м (рис. 6.43). Балка жесткости в поперечном се­чении состоит из двух коробок, объединенных системой поперечных диафрагм и ортотропной плитой проезжей части. Вантовое пролетное строение асиммет­рично. В русловом судоходном пролете каждая из двух коробок (балок) поддер­живается вантами в трех точках, находящихся примерно посередине и в четвер­тях пролета. Железобетонный пилон при таком большем пролете - смелое тех­ническое решение. Хорошо прорисованная форма пилона образно выражает его конструкцию, сочетает в себе стройность и монументальность.

Мост через р. Шексну в Череповце (рис. 6.44) связывает центр города и Чере­повецкий металлургический комбинате новой частью города, которая строится на левом берегу. Ширина проезжей части 21 м. На ней размещаются два трамвай­ных пути, четыре полосы для движения автотранспорта и два пешеходных тротуа­ра шириной по 2,25 м каждый. Левобережная часть моста перекрыта сталежеле­зобетонным пролетным строением - пятипролетной неразрезной балкой по схе­ме: 53+4x68,25 м.

Правобережная часть сконструирована в виде многопролетной вантовой системы по схеме: 68,25+136,5+194,25+53 м. Неразрезные балки жестко­сти опираются на быки, а в судоходных пролетах поддерживаются вантами. Балки жесткости состоят из двух замкнутых коробок и ортотропной плиты проезжей части.

Ванты опираются на высокий стальной пилон, напоминающий огромную букву «А». Балка жесткости проходит между стойками пилона, опираясь на его поперечную распорку. Высота пилона над проезжей частью 80 м.