Кіріспе

Көпір түрі

Байланысты аркалы көпір – аркалы көпір, онда арканың сыртқа бағытталған көлденең күштері жерге немесе көпірдің негізіне емес, арканың екі ұшын байланыстыратын хорда арқылы тартылыс күші ретінде қабылданады. Бұл нығайтылған хорда көпірдің өзінің жабын құрылымы болуы мүмкін, немесе жеке, тәуелсіз байланыс таяқшаларынан тұруы мүмкін.

Сипаттама

Байланысты аркалы көпір палубасындағы төменге қарай бағытталған күштер, арқа мен қақпақ арасындағы тік байланыстар арқылы кернеуге айналдырылады, осылайша оны тегістеуге тырысып, ұштарын басқа аркалы көпірлердегідей сыртқа қарай итеріп, тіректерге бағыттайды. Дегенмен, байланысты аркалық немесе садақ көпірде, бұл қозғалыстар тіректермен емес, күшейтілген хордамен шектеледі, ол осы ұштарын біріктіріп, итермелеу күштерін кернеу ретінде қабылдайды – садақтың жазықталған кездегі жібі сияқты. Сондықтан, бұл конструкцияны садақ аркасы немесе садақ арқалық көпірі деп те атайды. Тіректердегі көлденең күштерді жою байланысты аркалы көпірлерді аз берік негіздермен салуға мүмкіндік береді, осылайша оларды биік тіректердің үстіне немесе тұрақсыз топырақты жерлерге орналастыруға болады. Сонымен қатар, олардың тұтастығы көлденең қысым күштеріне тәуелді болмағандықтан, байланысты аркалы көпірлерді алдын ала дайындап, кейіннен жүзіп, тартып немесе көтеріп орнатуға болады. Осы типтегі көпірлердің ішінде Орегон штатының Портленд қаласындағы Фримонт көпірі және Пенсильвания штатының Питтсбург қаласындағы Форт-Пит көпірі бар – бұл осы типтегі алғашқы "компьютермен жобаланған" көпір. Байланысты аркалы көпір де, өздігінен бекітілген аспалы көпір де бекітуге тек тік жүктемелерді ғана береді, сондықтан үлкен көлденең күштерді бекіту қиын болған жағдайда олар тиімді.

Иықпен байланған арка

Кейбір байланған аркалы көпірлер тек негізгі арканың бір бөлігін тікелей байлайды және күшейтілген хорданы қосымша (жартылай) аркалардың жоғарғы ұштарына байлау үшін созады. Бұл аркалар әдетте палубаны төменнен қолдайды және өздерінің төменгі табандарымен негізгі арка(лар) табандарына қосылады. Осы нүктедегі тірек бағаналар жұқа болуы мүмкін, себебі негізгі және қосымша арка ұштарының сыртқа бағытталған көлденең күштері өзара тепе-теңдікке ие болады. Бүкіл конструкция өздігінен бекітілген. Қарапайым жағдай сияқты, ол барлық жерге бекітілген тік жүктемелерді ғана жүктейді. Мысалы, Орегон штатының Портленд қаласындағы Фримонт көпірі – әлемдегі екінші ең ұзын байланған аркалы көпір және сонымен қатар, арқалық көпір ретінде де жіктеледі. Чунциндегі Чаотяньмэнь көпірі – байланған аркалы, арқалық және фермалық аркалы көпір. Ал Харт көпірі керісінше, консольдік фермалық арканы пайдаланады, ол өздігінен бекітілген, бірақ оның аркасы байланбаған. Атап айтқанда, көпір палубасы ілініскең, бірақ арканың ұштарын байламайды.

Көп қабатты дискретті байланған арка

Байланысты аркалы көпірлер, бір жалқысы жеткіліксіз болған жағдайларда, бірінен соң бірі тізбектелген байланысты аркалардан тұруы мүмкін. Бұған Үндістанның Раджахмундри қаласындағы Годавари аркалы көпірі мысал болады. Оның әр тірегінде төрт жеке тіреу бар және ол Үндістанның Оңтүстік-Орталық темір жолы желісін жүргізеді. Ол 250 км/сағ жылдамдықтағы пойыз қызметтері үшін жобаланған.

Көп қабатты үздіксіз байланған аркалар

Көп аралық үздіксіз арқалық көпірлердегідей, байлаушы арқан барлық тіректер арқылы үздіксіз жалғасады. Аркалардың табандары көпір тіректерінде бірігеді (қосылады). Ортақ тіректер тіректерде жақсы көрінеді. Динамикалық жүктемелер аралықтар арасында бөліседі. Бұл тип жоғарыда талқыланған иықты байлаулы аркалық дизайнымен үйлестірілуі мүмкін. Мысалы, Қытайдың Нанкин қаласындағы Дашенггуан көпірі. Оның екі негізгі аркасы қысқа қосалқы аркалармен сүйеніп тұр. Бұл (қатаң) байлаулы арка және консольді фермалы аркалық дизайн. Көлік құрылымдық контур арқылы өтетіндіктен, ол сонымен қатар аркалы көпір болып табылады. Тайваньдың Жаңа Тайбэйдегі Гуанду көпірі үш негізгі аркадан тұрады, көпір порталдарында екі қосалқы аркалық сегменттерімен толықтырылған, фермасыз үлгі. Infinity Bridge екі түрлі биіктіктегі және аралық ұзындығындағы аркаларды пайдаланады, екеуі де шыңына жеткенше екіге бөлінеді. Оның ортадағы жалғыз өзен тірегінің үстіндегі палуба аркалар арасында орналасқан. Керісінше, өзен жағалауындағы әр тірек тек палубаның ортасында бір арка ұшын қолдайды. Байлаушы арқан(дар) композиттік палуба құрылымынан тұрады. Төрт керілген болат кабель, әрқайсысы жүру палубасының екі жағында, 7,5 метр сайын ортогональды түрде орналасқан болат арқалықтармен бекітіледі. Ілгіштер осы арқалықтардың әрқайсысына әр кабель жұбының арасында қосылады. Арқалықтар керілген бетон палубаның енін кеңейтетіндіктен, керілген кабель жұптары көрінеді. Өзен тірегіне жақын қарағанда, құрылымдық өлі жүктеме аралық бойынша байланатыны көрінеді: Үлкен арка аралығы қалың керілген кабельдерді пайдаланады және рефлекстік сегменттер ілініп тұрмай, болат арқалықтармен сүйеніп тұрады, бұл өзен тірегінде аркаларды аяқтайды. Дегенмен, динамикалық және біркелкі емес жүктемелерде көзге көрінетін аркалық жалғауларын ескермеуге болмайды.

Бір аралықтағы бірден байланған арка

Көбінесе, бір аралық үшін екі байланысты арка декке параллель орналастырылады, сондықтан дек аркалардың арасында болады. Аксиалды байланысты арка немесе жалғыз байланысты аркалы көпірлер әр аралықта ең көп дегенде бір байланысты арқаға ие, ол әдетте көпір дегінің ортасында орналасқан. Мысалы, Маастрихттегі Хоге Брюг. Онда иілгіш ілгектер болғандықтан, ол Нильсен көпірі ретінде де жіктелуі мүмкін, ол 1926 жылдан бастап иілгіш ілгектері бар байланысты аркалы көпірлерге патент алған.

Тігілген аркалар

Кейбір конструкциялар аркаларды көпір палубасы бойымен өтетін оське қатысты сыртқа немесе ішке қарай бұрады.

Тігілген аркалы егіз

Егіз көпірлерге ұқсастыра отырып, жол өткізу қабілетін арттыру үшін қатар салынған, бірақ құрылымдық тұрғыдан тәуелсіз екі байланысты аркалы көпірді байланысты аркалы егіз көпірлер деп атауға болады. Олардың әрқайсысы жеке немесе көп аралықты, бөлек немесе үздіксіз байланысты аркалық конструкцияны пайдалана алады.

Дифференциациялау

Қос ішекті көпір сыртқы түрінен байланған аркаға ұқсас, алайда, қос ішекті ферма арка сияқты емес, ферма ретінде жұмыс істейді. Көрнекі айырмашылық – байланған аркалы көпірде тік тіреулердің арасында маңызды диагональ тіреулер болмайды.

Мәселелер

1978 жылы Федералдық автомобиль жолдары басқармасының (FHWA) берген ескертуінде FHWA байланған аркалы көпірлердің аркалық қабырғасы мен байлау арқалықтары арасындағы, сондай-ақ арка мен тік байлаулар арасындағы нашар дәнекерлеу салдарынан туындайтын мәселелерге бейім екенін атап көрсетті. Бұған қоса, электр шлагымен дәнекерлеуге байланысты мәселелер, байланған аркалы көпірлерге ғана тән болмаса да, қымбатқа түсетін, көп уақыт алатын және қиындық тудыратын жөндеулерге әкеп соқты. Құрылым тұтастай алғанда, резервтік емес деп сипатталды: екі байлау арқалықтың кез келгенінің зақымдануы бүкіл құрылымның күйреуіне алып келер еді.