Введение
1. Краткие исторические сведения о металлических мостах
2. Краткие сведения о металле, используемом в мостостроении
3. Сортамент металла, применяемый в мостостроении
4. Физико-механические свойства металла
5. Системы металлических мостов
6. Виды соединений в металлических мостах
6.1. Заклёпочные соединения
6.2. Болтовые соединения
6.3. Сварные соединения
7. Ездовое полотно металлических мостов
7.1. Несущая конструкция деревянного ездового полотна
7.2. Железобетонная несущая конструкция ездового полотна
7.3. Несущая конструкция ездового полотна с металлическим настилом
8. Конструкция клёпаных балок
9. Конструкция сварных балок
10. Конструкция разрезных пролётных строений со сплошностенчатыми балками
11. Неразрезные и консольные балочные сплошностенчатые металлические пролётные строения
12. Балочные металлические пролётные строения из сложных прокатных профилей
13. Бистальные сплошностенчатые балочные пролётные строения
14. Монтажные стыки сплошностенчатых балочных металлических пролётных строений
14.1. Монтажный стык на заклёпках
14.2. Монтажный стык на высокопрочных болтах
14.3. Цельносварной монтажный стык
14.4. Комбинированный фрикционно-сварной монтажный стык
15. Основные положения расчёта балочных металлических сплошностенчатых пролётных строений
16. Расчёт по прочности изгибаемых элементов
17. Расчёт устойчивости плоской формы изгиба балок (изгибно-крутильная устойчивость сплошностенчатых балок)
18. Пролётные строения со стальными балками, объединёнными в совместную работу с железобетонной плитой проезжей части
19. Способы объединения железобетонной плиты проезжей части со стальными балками
20. Стадийность работы сталежелезобетонных пролётных строений (сталежелезобетонных сечений)
20.1. Одностадийный способ монтажа сталежелезобетонных пролётных строений
20.2. Двухстадийный способ монтажа сталежелезобетонных пролётных строений
21. Методы регулирования напряжённого состояния сталежелезобетонных пролётных строений
22. Основные положения расчёта сталежелезобетонных пролётных строений
23. Напряжённое состояние сталежелезобетонного сечения (расчётные случаи)
24. Определение геометрических характеристик сталежелезобетонных сечений
25. Расчёт прочности сталежелезобетонного сечения на воздействие положительного изгибающего момента
26. Расчёт прочности сталежелезобетонного сечения на воздействие отрицательного момента
27. Перераспределение напряжений в сталежелезобетонном сечении от ползучести бетона
28. Определение напряжений в сталежелезобетонных балках от усадки бетона и температурных воздействий
28.1. Усадка бетона
28.2. Температурные воздействия
29. Расчёт объединения железобетонной плиты со стальными балками
30. Расчёт устойчивости вертикальных стенок сплошностенчатых балок
31. Расчёт монтажных стыков сплошностенчатых балок

Введение

Несмотря на широкое применение в мостостроении железобетонных конструкций, в настоящее время темп использования мостовых металлических конструкций постоянно нарастает, что объясняется прежде всего потребностью сооружения мостов через большие реки с интенсивным движением судов большого водоизмещения. В этих условиях возникает потребность в применении металлических пролётных строений больших пролётов. Но и в области средних пролётов металл нередко оказывает достойную конкуренцию железобетону.

Проектирование металлических мостов неразрывно связано с развитием металлургии, совершенствованием методов создания прогрессивных форм пролётных строений и широким применением ЭВМ при расчёте конструкций.

В своём развитии отечественная наука в области металлических мостов прошла большой путь и в настоящее время практически соответствует мировому уровню. Особенно это проявляется в последнее время, когда успехи отечественных мостостроителей органически сливаются с достижениями мирового мостостроения. Всё чаще и чаще в отечественном мостостроении появляются оригинальные по замыслу металлические пролётные строения, которые занимают достойное место в мире.

Исходя из исторического анализа развития конструктивных форм металлических пролётных строений, можно условно выделить четыре основных этапа:

1. Конец XIX в., когда основным материалом для сооружения пролётных строений являлся чугун и сварочное железо, а для соединения элементов использовались чёрные болты и заклёпки. Величина перекрываемых пролётов не на много превышала 100 м.

2. Начало XX в. характеризовалось применением литого железа, а затем и мартеновской стали. Изготовление и соединение элементов осуществлялось с помощью заклёпок. Длина перекрываемых пролётов уже исчислялась сотнями метров.

3. В середине XX в. стали применять малоуглеродистую сталь, которую постепенно заменила низколегированная сталь. При изготовлении отдельных элементов пролётных строений начали использовать электросварку. Для устройства монтажных стыков в первое время применяли заклёпки, которые почти повсеместно в настоящее время стали вытесняться высокопрочными болтами. Появились и успешно развивались композитные (сталежелезобетонные) пролётные строения. Расчёты мостовых конструкций постепенно переводили на ЭВМ. В этот период превзойдён километровый рубеж в длине перекрываемых пролётов.

4. Для конца XX в. и начала нынешнего века характерно применение высокопрочных сталей с высокой коррозионной стойкостью. Ведутся исследования по применению в мостостроении сверхпрочных сталей. Широкое применение нашли болтосварные монтажные соединения, а затем и цельносварные. При заводском изготовлении мостовых конструкций и устройства монтажных стыков широко используется автоматическая сварка.

Мостовые конструкции изготавливаются на высокоточном оборудовании. Автоматизация производства выступает основным направлением в области изготовления мостовых конструкций. Проектирование мостовых конструкций осуществляется только с применением ЭВМ. Применение монтажного оборудования большой грузоподъёмности позволяет вести монтаж укрупнёнными блоками, что резко сокращает сроки строительства мостов. Для контроля монтажа пролётных строений используется современная измерительная техника, а результаты контроля оперативно анализируются с применением специальных программ для ЭВМ. Величина перекрываемого пролёта вплотную приблизилась к двухкилометровому рубежу.

В книге рассмотрены наиболее распространённые в мостостроении сплошностенчатые цельнометаллические и сталежелезобетонные пролётные строения. Она предназначена в основном студентам специальности «Мосты и транспортные тоннели», но может быть полезна студентам других специальностей, а также инженерно-техническим работникам.

Автор не ставил задачу создать всеобъемлющий научный труд по рассматриваемому вопросу, но, тем не менее, в пособие вошли многие вопросы, с которыми может встретиться молодой инженер в своей практической работе. В то же время отсутствуют некоторые важные вопросы, необходимые для реального проектирования металлических мостов. Например, статический расчёт металлического ортотропного настила. Предусмотренная СНиП 2.05.03-84* приближённая методика расчёта ортотропного настила не обладает требуемой для проектирования корректностью, а изложение расчёта с применением МКЭ потребовало бы большого объема изложения.

Главная методическая задача пособия - обеспечение максимальной возможности изучения конструктивных особенностей сплошностенчатых балочных металлических пролётных строений. Расчеты конструкций и их отдельных элементов даны в более упорядоченном виде, чем в СНиП 2.05.03-84*, с комментариями, нацеленными на облегчение усвоения изучаемых вопросов.

В книге приводятся некоторые исторические сведения. Например, устройство заклёпочных соединений. Хотя они в настоящее время в мостостроении не используются, но без понимания истории сложно оценить прогресс современного мостостроения. Кроме того, значительная часть мостов, построенных в прошлом столетии, выполнена с использованием заклёпочных соединений и в настоящее время требует оценки грузоподъёмности пролётных строений, а иногда - и переконструирования. Эта задача не может быть качественно выполнена без чёткого понимания работы соединений, выполненных с применением заклёпок.

Автор приносит глубокую благодарность доктору технических наук, профессору, академику Российской Академии транспорта Саламахину Павлу Михайловичу и профессору Фридкину Владимиру Михайловичу за ценные рекомендации, высказанные при подготовке книги к изданию. Особую благодарность автор приносит ЗАО «УФСК МОСТ», оказавшему поддержку в издании данной книги.