Hengebrokonstruksjoner. Strukturer og typer broer

Broer er en integrert egenskap for nesten hver elv, de hjelper til med å overvinne hindringer, takket være dem blir avstandene kortere, og å komme fra punkt "A" til punkt "B" er mer behagelig og raskere. Med bruken av nye materialer og teknologier blir komplekse strukturer av kryssinger en realitet.

Hva er en bro

Broer er fortsettelsen av en vei over en hindring. Oftest legges de gjennom en vannsperre, men de kan også koble sammen kantene på en kløft eller kanal. I forbindelse med utbyggingen transportinfrastruktur, i megabyer bygges broer for bevegelse over veier, og danner store vekslinger. Hoveddetaljene i designet deres er spenn og støtter.

Klassifisering av brostruktur

Typer broer kan klassifiseres etter flere kriterier:

i henhold til hovedformålet med bruk;
konstruktiv beslutning;
byggematerialer;
avhengig av lengden;
i henhold til driftsperioden;
avhengig av driftsprinsippet.

Siden en mann kastet et tre fra den ene siden av elven for å komme til den andre, har det gått mye tid og mye arbeid har blitt lagt ned i konstruksjonen av ingeniørkonstruksjoner. Som et resultat dukket det opp forskjellige typer brokonstruksjoner. La oss vurdere dem mer detaljert.

Stråle

Materialene for deres konstruksjon er stål, dets legeringer, armert betong, og det første materialet var tre. Hovedelementene i de bærende konstruksjonene av denne typen er bjelker, takstoler, som overfører lasten til brofundamentstøttene.

Bjelkene og takstolene utgjør en del av en egen struktur kalt "spennet". Spennene er delte, utkragede og kontinuerlige, avhengig av skjemaet for forbindelse med støttene. Den første av dem har to støtter fra hver kant, kontinuerlige kan ha stor kvantitet støtter, avhengig av behov, og ved utkragerbroen strekker spennene seg utover forankringspunktene, hvor de kobles til påfølgende spenn.

Buet

For deres fremstilling brukes stål, støpejern, armert betongstøping eller blokker. De første materialene for konstruksjonen av denne typen broer var steiner, brostein eller monolittiske blokker sammensatt av dem.

Grunnlaget for designet er buen (hvelvet). Sammenkoblingen av flere buer ved vei eller jernbanespor er en buebro. Veibunnen kan ha to steder: over strukturen eller under den.

En av variantene er en hybrid - en bue-utkragende bro, der to halvbuer er koblet sammen på toppen og ligner bokstaven "T". Den buede strukturen kan bestå av ett spenn, og deretter faller hovedlasten på de ekstreme støttene. Hvis broen består av flere sammenkoblede strukturer, fordeles lasten til alle mellomliggende og ekstreme støtter.

hengebroer

Hovedmaterialene for konstruksjon i dette tilfellet er stål, armert betong. Strukturer er reist på steder hvor det er umulig å installere mellomstøtter. Støtteelementet er pyloner forbundet med kabler. For å holde broen i stabil stand, er pylonene montert på motsatte bredder, en kabelforbindelse trekkes mellom dem til bakken, hvor den er sikkert festet. Vertikale kabler festes til de strakte horisontalkablene, også feste kjettinger som skal støtte brudekket. Stivheten til lerretet er gitt av bjelker og takstoler.

Stagbroer

Byggematerialer - stål, armert betong. Som med suspenderte motstykker, involverer deres design pyloner og kabler. Forskjellen er at kabelforbindelsen er den eneste som forbinder strukturen til hele broen, det vil si at kablene ikke festes til horisontalt strakte bærere, men direkte til endestøttene, noe som gjør strukturen mer stiv.

pongtonger

"Flytende" kryss har ikke stiv ramme og forbindelse med land. Designet deres er satt sammen fra separate seksjoner med en bevegelig skjøt. En variant av denne typen broer er flytende kryssinger. Oftest er det midlertidige konstruksjoner som brukes inntil is er etablert på vannbarrierer. De er farlige under sterkt bråk på vannet, kompliserer navigering, og bevegelse på dem har restriksjoner for multi-tonns lastebiler.

metallbroer

De fleste moderne broer innebærer bruk av metall i de bærende delene av konstruksjoner. I ganske lang tid ble en metallbro ansett som den mest holdbare typen struktur. I dag er dette materialet en viktig, men ikke den eneste komponenten i broforbindelser.

Typer metallbroer:

Buede strukturer.
Viadukter med spenn.
Hengende, kabelstag.
Overganger med armert betongstøtter, hvor spennene er satt sammen av metallfuger.

Metallkonstruksjoner har fordelen av å være enkle å montere, og derfor bygges nesten alle typer jernbanebroer av dette materialet. Metalldeler er laget industriell måte på fabrikk, mens størrelsen kan justeres. Avhengig av belastningskapasiteten til mekanismene som installasjonen skal utføres med, dannes fabrikkemner for den fremtidige integrerte forbindelsen.

Det er mulig å sveise strukturen fra deler direkte på stedet for den endelige installasjonen. Og hvis det tidligere var nødvendig å utføre tilkobling av mange deler av ett spenn, kan nå en kran med en løftekapasitet på 3600 tonn overføre og heise et metallspenn på støtter.

Fordeler med metallkonstruksjoner

Jern brukes sjelden som brobyggemateriale på grunn av dets dårlige korrosjonsbestandighet. Høyfast stål og dets forbindelser har blitt et etterspurt materiale. Hennes nydelige opptreden kan evalueres på prosjekter som skråstagbruer med store spenn. Et eksempel er Moskva-broen over Dnepr i Kiev eller Obukhovsky-broen i St. Petersburg.

Petersburg legender

Petersburg presenteres i overflod forskjellige typer broer, det er også gamle som har blitt symboler på en svunnen tid, men formålet deres har ikke endret seg, selv om det har fått et slør av historier og romantikk. Så Kiss Bridge over tiltrekker seg turister med navnet sitt, men det kom fra navnet til kjøpmannen Potseluev, hvis drikkehus "Kiss" lå ved siden av krysset, og navnet har ingenting å gjøre med romantiske impulser.

Interessante legender har vokst over Liteiny-broen, og det dramatiske plottet oppsto umiddelbart da det ble lagt. Det antas at en av grunnsteinene til støttene var offersteinen Atakan. Nå får han forbipasserende til å føle seg trist og provoserer til selvmord. For å blidgjøre den "blodige" steinblokken, kaster noen byfolk mynter fra broen til Neva og skjenker rødvin. Mange hevder også at Lenins spøkelse kan finnes på Liteiny.

De fem lengste broene i Russland

Helt til brua er bygget Kerchstredet, ser de fem storskala kryssene slik ut:

i Vladivostok. Lengden på strukturen er 3100 m, åpningen fant sted i 2012. For første gang ble dens nødvendighet tenkt på i 1939, men utført på nåværende stadium.
Broen i Khabarovsk. Lengden er 3891 m. Den har to lag. Den nedre er åpen for jernbanetrafikk, og den øvre er åpen for biltrafikk. Bildet hans pryder femtusendelseddelen.
Bro over Yuribey-elven. Det ligger utenfor polarsirkelen i Yamalo-Nenets autonom region. Lengden på strukturen er 2893 m.
Broen over Amurbukta har en lengde på 5331 m. Den ble åpnet i 2012. Den er interessant for sitt lyssystem, som bidrar til å spare opptil 50 % av elektrisiteten.
over Volga i Ulyanovsk. Dens lengde er 5825 m. Byggingen ble utført i 23 år.

En bro der hovedstøttestrukturen er et fleksibelt element - en kabel (trådkabel, ståltau, en hengslet kjede), og veibanen er hengt opp fra den. Hengebroer er oftest tre-spenn.

For å redusere deformasjonen av kjørebanen under bevegelsen av lasten, brukes takstoler eller avstivningsbjelker i hengebroer, hvis rolle øker med en reduksjon i spennvidden, fordi med betydelige spenn er den konstante lasten (egenvekten) av kabelen, oppheng og veibanen) er så stor, sammenlignet med en bevegelig last, at bevegelsene til sistnevnte har liten innvirkning på kabelens form. Endene av kabelen på bredden er innebygd i ankerarrayer, noen ganger integrert med distansene. I nærvær av steinete kyster kan ankre legges direkte inn i fjellet. Noen ganger er kablene forbundet i endene med en avstivningsbjelke, som danner den såkalte. hengende overbygg med opplevd skyvekraft. Kabler hengebroer passere gjennom metallbroene bygget på brostøttene. eller armert betongtårn (pyloner), hvis høyde avhenger av det aksepterte forholdet mellom kabelnedhenget og spennet (vanligvis 1:8-1:10). Med en økning i dette forholdet avtar kraften i kabelen og stivheten til spennet øker, men høyden på pylonene, og dermed kostnadene, øker.

Bygging av hengebruer på motorveier er det økonomisk hensiktsmessig for spenn over 300 m. I 1960 startet byggingen av høyhastighetslinjer over Narrows i New York, med et gjennomsnittlig spenn på 1300 m. Høyhastighetslinjer i Europa øker også. I 1960 ble det bygget to hengebruer med midtspenn på ca. 1000 m. Med eksisterende stålkvaliteter et maksimalt praktisk mulig spenn på ca. lik 3000 m. Men med en økning i spennene til hengebroen, reduseres forholdet mellom bruens bredde og høyden på avstivningsbjelken til spennets lengde, som et resultat av at aerodynamikken forringes. egenskaper til broen - evnen til å motstå vindens handling. Flere er kjent. tilfeller av ødeleggelse av V.m. på 1800-tallet; i 1940, med vind, hvis hastighet bare var V, fra den beregnede, kollapset den nybygde Tacoma Bridge (USA) av vibrasjoner.

Denne broen, med et gjennomsnittlig spenn på 854 m, hadde en bredde på bare 11,9 m, og en avstivningsbjelkehøyde på 2,44 m. land og spesielt i USSR ble det utført storskala analytiske og eksperimentelle studier, aerodynamiske studier. stabiliteten til V. m., som et resultat av at noen eksisterende broer ble styrket, og stivheten til nybygde broer ble betydelig økt.

På grunn av at hengebruer vanligvis bygges på tvers store elver eller sjøstreder, med en veldig stor vanndybde, tilstedeværelsen av tidevann, stormvind, intensiv navigasjon, som krever en høyde på opptil 65 m, bygging av slike broer (spesielt støtter) er vanskelig.

Montering av hengebroer starter med pyloner. Stålmaster, opptil 210 m høye og 20 000 tonn i vekt, settes vanligvis sammen av en krypende kran som klatrer opp i masten etter hvert som den reises. Metoden for å installere kabler avhenger av deres design. Det er 2 typer kabelkonstruksjon. Kabelen av den første typen er laget av prefabrikkerte ståltau. Hvert tau med taubane strekker seg fra ankeret til den ene bredden gjennom begge pylonene til ankeret til den andre bredden, hvor det er festet. Etter å ha hengt opp alle tauene, kombineres de med klemmer til en kabel. Den andre kabeltypen, som brukes i store amerikanske hengebroer, er spunnet på stedet fra kaldtrukket ståltråd, tykkelser OK. 5 mm med strekkfasthet opp til 200 kg/mm2. Sløyfer av slik ledning ved hjelp av taubane vekselvis strukket fra en bank til en annen og kombinert til tråder som danner en kabel, to-ry ved hjelp av spesielle. maskinen er pakket inn med tynn tråd. Hver av de to kablene til hengebroen over Golden Gate-stredet med en diameter på 914 mm ble dannet av 61 tråder med 452 ledninger hver og veide 9500 tonn. gjennomsnittshastighet kabelspinnet var 768 tonn per måned. Etter installasjonen av kablene er oppheng, avstivningsbjelker og veibanen hengt opp fra dem. Hengebroer er skråbroer , fagverkssystemet to-rykh sikrer driften av alle elementer i strekk, samt bjelkebroer

Tent.: perederiy G. P., Vi vil broer, t. 1-3, 6 utg., M., 1944-51; Steinman D.PÅ., En praktisk avhandling om hengebroer, N.Y.-L., 1929.

Bygging av skråstagsbruer

De siste årene har det blitt bygget flere skråstagsbroer av metall i Russland: over elven. Neva i St. Petersburg ifølge Giprostroymost-prosjektet med et spenn på 382 m, over elven. Ob i Surgut, med et enkelt-pylonskjema med et spenn på 408 m, i Moskva i området Serebryany Bor

original buetype pylon. Byggingen av broen over Bosporus Vostochnystredet ble fullført. Vladivostok 1104 moh.

Fremragende skråbroer er bygget i Frankrike og andre land i Vest-Europa, samt i Sørøst-Asia (Kina, Vietnam, Malaysia).

Skråstagsbroer ble utviklet og implementert for rundt 50 år siden i Tyskland. I følge deres statiske arbeid er de kontinuerlige bjelker forsterket med kar. Stagsystemer er aerodynamisk mer stabile enn hengende systemer. De generelle deformasjonene av spennstagkonstruksjonen skjer med deltagelse av langsgående deformasjoner av kablene, mens i hengebruer oppstår deformasjonene pga. endre formen på kabelen. Når hengebroer vibrerer, er spredningen av vibrasjonsenergi mye mindre enn i skråstagsbroer, og deres aerodynamiske stabilitet er mye lavere. I tillegg er gutta fra et sett med individuelle tau mer teknologisk avanserte enn kablene til hengebroer.

For skråstagsgårder gjelder:

Tvinnede tau laget av galvanisert tråd;

Parallelle ståltau (de har stabile deformasjonsmoduler);

Gutter designet av Freycinet fra syv-leder kabler

Tvinnede tau kan brukes til små spenn av skråstagsbroer på 100 ... 400 m på grunn av den lave deformasjonsmodulen (opp til

1,2×106 kgf/cm2).

Gutter fra parallelle ledninger ble brukt i USSR, spesielt i byggingen av en bro over elven. Dnepr i Kiev. Fordelen med slike kabler er en høy og stabil deformasjonsmodul.

Gutter fra tauene til Freissinet-systemet har funnet primær bruk i mange land i verden (fig. 9.2), hundrevis av broer har blitt bygget ved hjelp av denne teknologien. Kabelstrukturen (fig. 9.2, b) er dannet av "monostrends" (fig. 9.2, c), som inkluderer et syv-tråds tau laget av galvanisert ledning med en dobbel korrosjonsbeskyttende kappe. «Monostrends» leveres fra fabrikk til byggeplass i helt ferdig form. I endene av kablene er det en ankerstøttestruktur der tauene er forankret ved hjelp av koniske ankere. Endeseksjonene av tauene er plassert i en beskyttende boks fylt med en anti-korrosjonsblanding (fig. 9.2, a).

Den estimerte levetiden til vantene er 100 år, men ifølge byggherrene kan vantene vare opptil 500 år.

Avstivningsbjelkene til skråbruer kan etter materialet være stål, stålarmert betong og armert betong (fig. 9.3).

Stålavstivningsbjelker (fig. 5.3, a, b) har vektfordeler for store spenn. Men med en dårlig strømlinjeformet aerodynamisk form kan det oppstå aeroelastisk ustabilitet under påvirkning av vinden. For store spenn må derfor stålavstivningsbjelker gis en godt strømlinjeformet form (se fig. 9.3, b). De har en lett bærende kjørebane av sveisede ortotrope (ortogonalt anisotrope) plater. Øvre (dekk)plate med en tykkelse på minst 12...14 mm, langsgående ribber av enkleste flate type, sveiset med et trinn over spennet på 300...400 mm. Langsgående ribber har et spenn på 2...5 m. Hovedfordelen med flate langsgående ribber er enkelheten til prefabrikasjon og monteringsskjøter. Lukkede ribber fungerer bedre i kompresjon, men de er mye vanskeligere å produsere og installere, og under drift kan de ikke males fra innsiden.

De tverrgående ribbene, som tjener som støtter for de langsgående, har som regel en I-seksjon, der den øvre korden er dekkplaten til den ortotropiske platen.

Plater levert av fabrikker kan ha langsgående og tverrgående inndeling, noe som er å foretrekke med tanke på volumet av feltforbindelser.

Gulvplaten monteres på stumpsveising. De store lengdene på sømmene og deres nedre posisjon gjør det mulig å bruke mye automatisk neddykket buesveising. Ved platetykkelser på 12 mm eller mer benyttes V-formet skjæring av platen.

Det første trinnet av sveising utføres noen ganger manuelt på en kobberfluxforing, noe som gjør det mulig å utføre påfølgende penetrasjoner automatisk.

For sammenføyning av ribbene, på grunn av deres lave lengde, er det umulig å bruke automatisk sveising, derfor brukes skjøter på høyfaste bolter. Med lukkede ribber er bruk av boltede skjøter umulig, og feltskjøtene er laget sveiset ved bruk av manuell sveising, som ikke er mottakelig for feildeteksjon.

Hovedordningene for montering av skråstagsoverbygg med avstivningsbjelker av stål:

Opplegg 1. Montert sammenstilling med et minimum antall midlertidige støtter (fig. 9.4, d).

Opplegg 2. Langsgående glidning av avstivningsbjelker med forehand og fagverk (fig. 9.4, a, c).

Opplegg 3. Montering på midlertidige støtter (se fig. 9.4, d).

Med avstivningsbjelker av armert betong i skråstagsbroer avtar den dynamiske komponenten fra vindens påvirkning og

synlig belastning. Forspente avstivningsbjelker brukes for spenn opp til 400…500 m i mange land, for eksempel i Vietnam. Ved store spenn blir bruk av armert betong i avstivningsbjelker upraktisk.

Oftest er armert betong avstivningsbjelke av skråstagsbroer reist ved metoden med hengende betong (fig. 9.4, b).

9.3. Montering av hengebroer

Intensiv bygging av hengebroer startet i 1860 i USA, hvor høyfast wire begynte å bli brukt til kabler, og den kjente ingeniøren D. Roebling oppfant kabelspinnemetoden (Aerial-Spinningmethod).

I de siste tiårene har det blitt oppnådd stor suksess innen bygging av hengebroer i verdens brobygging. Spesielt ble Akashi-broen i Japan (Akashi-KaikyoBridge) bygget, som forbinder øyene Honshu og Shikoku. Broens hovedspenn er 1991 m, den totale lengden på brua er 3911 m. I Kina ble det bygget en hengebro over elven. Yangtze med et spenn på 1500 m, samt over sundet i Hong Kong.

I Russland bygges hengebroer urimelig lite. Allerede eksisterende ble reist enten av arkitektoniske årsaker eller for fotgjengertrafikk (Krimbroen i Moskva, designet av professor K.K. Yakobson, fotgjengerbroen over Desna-elven i Bryansk, designet av G.M. Yanovsky, etc.).

Ulempen med hengebroer er deres betydelige fleksibilitet og aerodynamiske ustabilitet. Siden Tacoma Bridge-katastrofen i 1940 har det blitt utført betydelig forskning i USA på modeller i vindtunneler, som et resultat av at rasjonelle aerodynamisk stabile geometriske former har blitt utviklet. veikryss avstivningsbjelker økes stivheten til spennkonstruksjoner (fig. 9.5).

Ordninger av hengebroer langs fasadene kan være:

1) enkeltspenn med rette karmer innstøpt i ankerstøtter eller i fjell;

2) tre-spenn med ekstreme spenn hengt fra kabelen;

3) flerspenn.

Hengebroer, på grunn av deres lave stivhet, bygges hovedsakelig for bil eller bare for fotgjengerbelastning. Dersom skråbruer kan ha avstivningsbjelker av armert betong, så bygges hengebruer kun med avstivningsbjelker av stål.

Ris. 9.4. Ordninger for montering av skråsystemer: a - metoden for langsgående glidning

Avstivningsbjelker kan ha et tverrsnitt:

1) fra to hovedbjelker, langs hvilke en ortotropisk plate er anordnet for spenn opptil 100 m;

2) fra to hovedstoler med en ortotropisk topplate med kraftige langsgående øvre og nedre bånd, tverrgående bånd (fig. 9.5, a);

3) en kasseformet avstivningsbjelke med en godt strømlinjeformet form

(Fig. 9.5, b).

Hengebropyloner ligner i utforming på skråbromaster og kan være stål eller armert betong. Kablene er festet i massive anker og massive støtter, som oppfatter skjæring og riving vertikalt rettede oppadgående krefter.

Kabler er montert ved "spinnemetoden" av parallelle galvaniserte ledninger med en diameter på 5 ... 7 mm, beskyttet av galvanisering. Kabler av hengebroer med små spenn opptil 100 m (bro over elven Desna i Bryansk) er dannet av fabrikklagde vridd tau av galvaniserte ledninger, som har en lavere total deformasjonsmodul.

De siste årene har kabler blitt satt sammen av bunter med parallelle ledninger utarbeidet på fabrikker (Prefabrikert Parallel Wire Strand-metoden).

Kabler til hengebroer med store spenn er beskyttet mot korrosjon ved vikling med galvanisert ledning, etterfulgt av maling; Nylig har polyetylenskjorter blitt brukt.

Åpningen av kabelen til Brooklyn Bridge i New York viste deres perfekte tilstand etter mer enn hundre års drift (mindre korrosjon ble funnet bare på plassene til hengene).

Byggesekvens

Ved bygging av hengebruer utenom klasse gjennomføres det i forberedelsesperioden komplekse undersøkelser og utredninger, og en brodesign utvikles. Utformingen av hengebroen har betydelig fleksibilitet, og derfor har studiet av modeller i vindtunneler blitt et obligatorisk trinn. For unike broer bygges det spesielle "grenselag" -rør, i arbeidsdelen som de gjengir trekkene i landskapet og regimet til lokale vinder. Hovedresultatet av aerodynamisk forskning er utviklingen av den geometriske formen til avstivningsbjelken (se fig. 9.5).

Byggingen av hengebroen utføres i trinn:

1) oppføring av anker (kyst) støtter;

2) montering av fundamenter for pyloner og installasjon av pyloner;

3) installasjon av midlertidige hengende stillaser for installasjonsarbeid på konstruksjon av en bærekabel fra parallelle ledninger;

4) montering av avstivningsbjelker og oppheng.

Kompleksiteten i installasjonsarbeidet ligger i behovet for å dekke store spenn med plassering av konstruksjoner på

svært høy høyde, med redusert strukturell stivhet, behov for kunstig regulering under montering (opphengsstramming).

Ankerstøtter oppfatter betydelige skjære- og rivekrefter. De har en massiv struktur og må være sikkert innebygd i bakken. I deres utforming, i spesielle kammer tilgjengelig for inspeksjon, er det spesielle forankringsanordninger for broens bærende kabler. I disse kamrene for unike broer er det anordnet rom hvor det er plassert enheter for å overvåke strukturens tilstand under drift og fikse strukturens vibrasjonsamplituder.

Avhengig av den geologiske strukturen, fundamentene til ankeret

støtte kan være stablet på neddrevne peler, på borede peler, på synkehull eller i form av en lukket vegg i bakken.

Under ugunstige geologiske forhold når dybden av å legge bunnen av fundamentene 60 m. Ved betydelig vanning av jorda brukes dypfrysing.

Fundamenter for pyloner kan ha en utforming som ligner på ankerstøtter. På store dyp i utlandet brukes synkende brønner som tilføres til senkingsstedet. De kan ha en rund eller rektangulær seksjon, det er kniver under. Kaissonens kropp har doble vegger, som er forenet av gjennomgående forbindelser. Kaissoner lages nær byggeplassen, transporteres til senkingsstedet, festet med ankre. Deretter senkes brønnen og undervannsstøping av det indre hulrommet utføres. Etter at undervannsbetongen er lagt, betonges toppplaten. Dermed har caissonen til Akashi-broen i Japan en diameter på 80 m og ble lagt til en dybde på 60 m. Ved støping brukes spesielle betonganlegg plassert på lektere. Ved undervannsstøping benyttes betongrør som leverer betong til separate rom mellom doble vegger. Den indre kjernen er betong til hele tverrsnittet med blandingen som mates samtidig gjennom et stort antall betongrør. Bruk sement med lav eksoterm. Støping utføres kontinuerlig med en hastighet på 5 cm/t. Til toppdekselplaten under vanskelige forhold (broer over sjøsundet) brukes fiberarmert betong og polymertilsetningsstoffer.

for å unngå kullsyre. Den øvre overflaten av platen er også dekket med et polymert materiale mot karbonisering.

Montering av pyloner. De viktigste vanskelighetene med installasjonen er:

Sikre nøyaktigheten av produksjon og installasjon;

Strukturelle vibrasjoner under påvirkning av vind;

Behovet for å sikre sikkerhet og installasjonshastighet.

Under monteringsprosessen er det nødvendig å sikre nøyaktighet langs lengden av elementene ± 1 mm, vinkelrett 1/10000. Undertrykking av vibrasjoner utføres ved hjelp av spesielle absorbere, og utfører foreløpige tester i en vindtunnel.

For hengebroer med små spenn kan pylonene settes sammen i horisontal posisjon, og deretter kan konstruksjonen løftes til designposisjon ved å dreie.

Kabelinstallasjon. Det er to metoder for å installere parallelle wirekabler med stor spennbro:

Metoden for å "spinne" en kabel fra individuelle ledninger (AerialSpinning-metoden);

Monteringsmetode fra forhåndsforberedte tau fra pa-

parallelle ledninger (prefabrikkerte parallelle trådstreng-metoden).

Kabelspinning har en 150-årig historie og består i å trekke ledninger med et spesielt spinnehjul. For spinning arrangerer de først arbeidsstillaser på hjelpetau opphengt på pyloner. Disse stillasene er plassert langs omrisset av bærekablene, men litt under dem. Deretter, langs aksen til hver kabel, er et endeløst tau opphengt for å bevege de spinnende hjulene (fig. 9.6).

Spoler med wire plasseres på ankerstøtter. En guidewire trekkes mellom ankerskoene til kabelen på distansene, dens lengde og plassering i spennene justeres. Alle påfølgende ledninger legges langs den uten justering. Deretter utføres arbeidet i trinn:

1. Enden av ledningen fra trommelen er sirklet rundt spinnehjulet og enden er festet på anslaget (denne operasjonen utføres samtidig på begge sider).

2. Et endeløst tau trekker to eller flere ledninger mot hverandre.

3. Når de spinnende hjulene kommer til distansene, stoppes tauet, wiren fjernes fra hjulene og settes på ankerskoen.

4. Spinningssyklusene fortsetter til det estimerte antallet ledninger er lagt for å danne en tråd. Alle monterte ledninger strammes og justeres med guideledningen.

5. Alle tråder er kombinert til en kabel ved hjelp av en spesiell ringpresse.

Metoden for montering fra forhåndsforberedte tråder er mer effektiv. I dette tilfellet brukes galvanisert tråd med en strekkfasthet på 1800 N/mm2.

Montering av avstivningsbjelker utføres etter et opplegg avhengig av utforming av brua, spennvidde, elveregime og andre faktorer. Først og fremst er hengere montert. For spenn opptil 100 m og grunt vann monteres avstivningsbjelken på solide stillaser eller midlertidige støtter. For store spenn brukes en hengslet montering.

Med en hengslet sammenstilling velges rekkefølgen for montering av avstivningsbjelken på en slik måte at deformasjonene av støttekablene når belastningen øker gjennom hele sammenstillingen vil ha den minste verdien. For dette formål utføres monteringen fra midten til endene av spennet eller fra endene til midten.

For store spenn er det tilrådelig å montere avstivningsbjelken i store blokker med tilførselen flytende. I verdenspraksisen for brobygging har ordningen med hengende montering, først brukt for Severn hengebro i Storbritannia, blitt populær. En godt strømlinjeformet avstivningsbjelke (fig. 9.5, b) av en sveiset ortotropisk struktur er delt inn i separate blokker ca. 20 m lange.

På det første stadiet på monteringsstedet på kysten av flate elementer forstørres avstivningsbjelkene fra siden av blokkene.

På andre trinn avstivningsbjelkeblokker forsegles med spesielle plugger i membraner og leveres til installasjonsstedet ved hjelp av slepebåter.

På tredje trinn ved metoden for hengslet montering med spesielle heiser, er blokkene installert i designposisjonen.

Denne metoden ble brukt i konstruksjonen av en hengebro over elven. Irtysh i Kasakhstan med et hovedspenn på 750 m. Byggearbeidet ble utført av et japansk firma i 1998-2000.

Bibliografi

I hvilken hovedstøttestrukturen er laget av fleksible elementer (tau, kjettinger, kabler, etc.) som arbeider i spenning, og veibanen er suspendert. Hengebroer blir ofte referert til som " suspendert"men i den spesialiserte litteraturen om og begrepet" hengebro " ikke brukt.

Hengebroer finner den mest vellykkede applikasjonen i tilfelle stor lengde bro, umuligheten eller faren ved å installere mellomstøtter (for eksempel på seilbare steder). Broer av denne typen ser veldig harmoniske ut, et av de mest kjente og vakre eksemplene er broen som ligger ved inngangen til.

De bærende hovedkablene (eller kjettingene) er hengt opp mellom pyloner installert langs bredden. Vertikale kabler eller bjelker er festet til disse kablene, på hvilke veibunnen til broens hovedspenn er opphengt. Hovedkablene fortsetter bak mastene og forankres på bakkenivå. Kabelforlengere kan brukes til å støtte to ekstra spenn.

Under påvirkning av en konsentrert belastning kan støttekonstruksjonen endre form, noe som reduserer stivheten til broen. For å unngå nedbøyninger i moderne hengebruer er veibanen forsterket med langsgående bjelker eller fagverk som fordeler lasten.

Det brukes også konstruksjoner der veibanen støttes av et system av rette tau festet direkte på pylonene. Slike broer kalles skråstag.

Fordeler med hengebroer

Ulemper med hengebroer

Hovedspenningene i en hengebru er strekkspenninger i hovedkablene og trykkspenninger i støttene, spenningene i selve spennet er små. Nesten alle kreftene i støttene er rettet vertikalt nedover og stabilisert av kabler, slik at støttene kan være svært tynne. Den relativt enkle fordelingen av laster over ulike konstruksjonselementer forenkler utformingen av hengebruer.

Under påvirkning av egen vekt og tyngden av brospennet, henger kablene og danner en bue nær en parabel. En ubelastet kabel opphengt mellom to støtter har form av en såkalt. kontaktledning, som er nær en parabel i et nesten horisontalt snitt. Hvis vekten av kablene kan neglisjeres, og vekten av spennet er jevnt fordelt langs broens lengde, tar kablene form av en parabel. Hvis vekten av kabelen er sammenlignbar med vekten av veibanen, vil formen være mellom en kontaktledning og en parabel.

Historisk omriss

Ideen om å bruke fleksible strakte elementer av planteopprinnelse (lianer, bambus) for å blokkere elver og kløfter oppsto tilsynelatende ved daggry menneskelig samfunn. Det er tilstrekkelig pålitelige historiske data om bygging av slike broer i Det gamle Egypt, Sørøst-Asia, Sentral- og Sør-Amerika.

Inkaenes hengebroer er gjentatte ganger rapportert i bøkene hans av Cieza de León (1553):

"På hver bredd av elven ble det installert to store mektige steiner, fullstendig utvunnet med veldig dype og sterke fundamenter, for å bygge en bro laget av grener vevd inn i et tau, som tau, ved hjelp av hvilke vann trekkes ut gjennom et hjul på pumper. Og de er så sterke at utløse hester kan gå på dem, som om de gikk på broen til Alcantara eller Córdoba. Da jeg krysset den, var den 166 fot lang."

Ciesas sti gikk langs Inca-veien (3000 km lang fra Cusco til Quito), hvor han møtte nesten uberørt, og som om han var strukket i en linje, arkitektoniske monumenter og hengebroer, hvis trekketeknikk var foran den daværende moderne ingeniørtanken i flere århundrer.

Overgangen fra primitive hengebrodesign til moderne systemer refererer til XVII-XVIII århundrer. og er assosiert med navnene på spanjolen Verrantius, franskmannen Poyet og engelskmannen James Finlay. Sistnevnte fikk patent på hengesystemet sitt i 1801.

De første hengebroene som viste seg å kunne matche moderne krav, ble bygget inn Nord Amerika til slutt XVIII århundre. Den første hengebroen ble bygget av James Finlay i Pennsylvania i 1796. tidlig XIXårhundre i denne tilstanden var det allerede ganske mange slike broer. Den største av disse var broen over Schuylkill-elven nær Philadelphia. Britiske ingeniører fulgte amerikanernes eksempel, med det resultat at under den første kvartal XIXårhundre ble mange slike broer bygget i England. Den største av dem, broen over Menai, som forbinder kysten av Wales med øya Anglesey, med et gjennomsnittlig spenn på 165 m, ble designet og bygget av Thomas Telford. Byggingen ble utført fra 1822 til 1826.

Bygget på 1900-tallet et stort nummer av hengebroer, de viktigste prestasjonene til teknologien til konstruksjonen deres er som følger.

Broen er en av menneskehetens eldste oppfinnelser. Broer har blitt et slags symbol på menneskelig selvbekreftelse og overvinnelse av naturkreftene. Takket være dem reduseres tiden brukt på veien, og den kommersielle og strategiske betydningen blir rett og slett kolossal.

I henhold til deres kapasitet er broer delt inn i jernbane, fotgjenger, bil og kombinert. I henhold til det statiske skjemaet kan broer være bjelke, pontong, avstandsstykke eller fagverk. TravelAsk presenterer de 10 lengste hengebroene i spennkategorien. Hjem særpreg av slike broer er deres bærende konstruksjon, som er laget av fleksible barduner. Takket være henne kan kjørebanen være i såkalt suspendert tilstand.

Mackinac Bridge (eller "Big Mac")

Broen ligger i Amerika og går over Mackinac-stredet, som forener Lakes Huron og Michigan. Lengden på hovedspennet er 1158 meter.

Høgakustenbron

Sveitsisk bro som krysser elven Ongermanelven. Lengden på hovedspennet er 1210 meter.

Golden Gate-broen

Golden Gate Bridge ble bygget inn. Den forbinder San Francisco nord på halvøya med sørlige delen Marin fylke. Hovedspennet er 1280 meter langt.

Verrazano-broen

Nok en amerikansk bro. Forbinder bydelene Brooklyn og Staten Island i New York. Lengden på hovedspennet er 1298 meter.

Tsingma-broen

Tsingma-broen ligger i Hong Kong og fungerer som en forbindelse mellom Tsing Yi-øya i øst og Ma Wan-øya i vest. Den har et hovedspenn på 1377 meter.

Humber Bridge

Denne hengebroen med ett spenn ligger i Storbritannia. Den forbinder East Yorkshire og North Lincolnshire. Lengden på hovedspennet er 1410 meter.

junyang bro

Hovedspennet til denne kinesiske broen er 1490 meter. Den forbinder to gamle byer - Yangzhou og Zhenjiang.

Great Belt Bridge

Storebæltsbroen i Danmark er virkelig stor - dens hovedspenn er 1624 meter lang. Den krysser sundet med samme navn og forbinder øyene Fyn og Sjælland.

Xihoumen-broen

Kineserne prøvde hardt og bygde den nest lengste broen i verden, hvis hovedspenn er 1650 meter. Broen forbinder Jintang-øya og Zezi-øyene.