Введение

Тип моста

Привязанный арочный мост – это арочный мост, в котором горизонтальные распорные силы арки воспринимаются как натяжение в хорде, соединяющей опоры арки, а не землей или опорами моста. Эта усиленная хорда может являться частью конструкции проезжей части или состоять из отдельных, независимых связей.

Описание

Напряжения, действующие вниз на палубу привязанного арочного моста, передаются в виде растяжения вертикальными связями между палубой и аркой, стремясь сплющить арку и тем самым вытолкнуть ее опоры наружу, как и в случае с другими арочными мостами. Однако в привязанном арочном мосту или мосту с лучом-аркой эти движения ограничиваются не опорами, а усиленным поясом, который соединяет концы арки, воспринимая напряжения на растяжение, подобно тетиве лука при его сплющивании. Поэтому данная конструкция также называется лучом-аркой или мостом с лучом-аркой. Исключение горизонтальных усилий на опоры позволяет строить привязанные арочные мосты с менее массивными фундаментами, что позволяет возводить их на высоких опорах или в районах с неустойчивыми грунтами. Кроме того, поскольку их устойчивость не зависит от горизонтальных сил сжатия, привязанные арочные мосты могут быть изготовлены вне строительной площадки, а затем доставлены, перевезены или подняты на место. Примерами таких мостов являются Фримонтский мост в Портленде, штат Орегон, и первый мост этого типа, спроектированный с использованием компьютера, – мост Форт-Питт в Питтсбурге, штат Пенсильвания. Как привязанный арочный мост, так и вантовый мост с самоякорной системой передают на анкеры только вертикальные нагрузки, поэтому они подходят для мест, где сложно обеспечить надежное закрепление больших горизонтальных усилий.

Рамочные связные арки

Некоторые арочные мосты с затяжками связывают напрямую лишь часть основной арки и продолжают усиленный пояс, чтобы соединить верхние концы вспомогательных (полу)арок. Последние обычно поддерживают проезжую часть снизу и соединяют свои нижние опоры с опорами основной (основных) арки (арок). Опорные пилоны в этой точке могут быть узкими, поскольку уравновешиваются горизонтальные силы, направленные наружу, от концов основной и вспомогательных арок. Вся конструкция самоякорная. Как и в простом случае, она передает исключительно вертикальные нагрузки на все фундаментные опоры. Примером служит мост Фримонт в Портленде, штат Орегон, который является вторым по длине арочным мостом с затяжками в мире и также классифицируется как арочный мост проезжей частью внутри арки. Мост Чаотяньмэнь в Чунцине представляет собой арочный мост с затяжками, арочный мост проезжей частью внутри арки и арочный мост с фермой. В отличие от него, мост Харт использует консольную арочную ферму, он самоякорный, но его арка не имеет затяжек. В частности, проезжая часть моста подвешена, но не соединяет концы арки.

Дискретное многопролетное привязанное устройство

Связанные арочные мосты могут состоять из последовательно расположенных связанных арок в тех случаях, когда одного пролета недостаточно. Примером этого является арочный мост Годавари в Раджахмундри, Индия. Он имеет четыре отдельных опоры на каждой опоре и предназначен для прохождения Южно-Центральной железнодорожной магистрали Индии. Мост был спроектирован для движения поездов со скоростью 250 км/ч.

Сплошные сцепные арки

Как и для многопролетных непрерывных балочных мостов, связующий пояс непрерывно проходит над всеми опорами. Пято́ы арок совпадают (соединяются) на пирсах моста. Общим визуальным признаком являются общие опоры на пирсах. Этот тип может быть объединен с конструкцией арочной арки с наплечниками, описанной выше. Примером является мост Дашенггуан в Нанкине, Китай. Две основные арки опираются на короткие вспомогательные арки. Это одновременно и (жесткая) привязанная арка, и консольная ферменная арка. Поскольку движение осуществляется внутри структурного контура, это также арочный мост сквозного типа. Мост Гуанду в Новом Тайбэе, Тайвань, представляет собой бесферменную конструкцию с тремя основными арками, дополненными двумя вспомогательными арковыми сегментами у порталов моста. Мост Бесконечности использует две арки разной высоты и длины пролета, обе из которых разветвляются перед вершиной. Над единственной, центральной, смещенной речной опорой проезжая часть располагается между арками. Напротив, каждая опора на берегах реки поддерживает только один конец арки, в середине проезжей части. Связующие пояса состоят из композитной конструкции проезжей части. Четыре предварительно напряженных стальных троса в бухтах, по два с каждой стороны пешеходной части, фиксируются ортогонально расположенными стальными балками через каждые 7,5 метра. Подвески присоединяются к каждой из этих балок между каждой парой тросов. Поскольку балки простираются на всю ширину предварительно напряженной бетонной проезжей части, пары натяжных тросов остаются видимыми. При ближайшем рассмотрении речной опоры видно, что постоянная конструктивная нагрузка распределена по каждому пролету: для большего пролета арки используются более толстые натяжные тросы, а рефлекторные сегменты не подвешены, а поддерживаются стальными балками, фактически завершая арки на речной опоре. Однако при динамических и неравномерных нагрузках визуально определяющие продолжения арки не следует игнорировать.

Одностворчатая арка на разрез

Обычно для одного пролета две связанные арки располагаются параллельно проезжей части, так что проезжая часть находится между арками. Осевые или одноярусные связанные арки имеют не более одной связанной арки на пролет, которая обычно расположена по центру проезжей части. Примером такого моста является Hoge Brug в Маастрихте. Благодаря шарнирным подвескам, его также можно классифицировать как мост Нильсена, который запатентовал связанные арки с шарнирными подвесками в 1926 году.

Свернутая обвязанная арка

Некоторые конструкции наклоняют арки наружу или внутрь относительно оси, идущей вдоль проезжей части моста.

Двойник с обвязанной аркой

По аналогии с мостами-близнецами, два арочных моста с затяжками, возведенные рядом для увеличения пропускной способности, но структурно независимые, могут называться арочными мостами-близнецами с затяжками. Каждый из них может иметь однопролетную или многопролетную, раздельную или непрерывную конструкцию арочной системы с затяжками.

Дифференциация

Мост с лучковой фермой внешне похож на арочный мост с затяжками, однако лучковая ферма работает как ферма, а не как арка. Визуальное отличие заключается в том, что арочный мост с затяжками не имеет значительных наклонных элементов между вертикальными стойками.

Проблемы

В консультативном заключении, выпущенном Федеральным управлением автомобильных дорог (FHWA) в 1978 году, FHWA отметило, что арочные мосты с затяжками подвержены проблемам, вызванным некачественными сварными швами в узлах соединения ребер арки с затяжными балками, а также в узлах соединения арки с вертикальными связями. Кроме того, проблемы с электрошлаковой сваркой, хотя и не ограничивались арочными мостами с затяжками, приводили к дорогостоящему, длительному и обременительному ремонту. Конструкция в целом была признана не имеющей резервной прочности: разрушение любой из двух затяжных балок привело бы к разрушению всей конструкции.