Концептуальный дизайн мостов

С конца 1990-х гг., благодаря высокому уровню сборных конструкций были успешно построены многочисленные композитные мосты, которые стали экономичным решением в диапазоне от 20 до 80 метров. С самого начала они предприняли попытки оптимизировать не только стальную конструкцию, но и способ изготовления бетонной плиты. Соответственно, развивался концептуальный дизайн мостов и инновационные подходы, которые влекут за собой использование железобетонных поперечин на опорах. Это решение позволяет свести к минимуму или устранить сварку или болтов на месте.

Бетонирование нагрузки

Железобетонные поперечины над промежуточными опорами многопролетных мостов могут быть выполнены в виде сростков продольных балок. Непрерывность достигается за счет использования вертикальных концевых пластин и дополнительных арматурных стержней в плите. На этапах строительства стальные балки укладывают на временные площадки, а затем заливают бетонные поперечины и плиту за один шаг. Во время бетонирования нагрузки из-за собственного веса стальных балок, опалубки и мокрого бетона переносятся несущими балками. После того, как бетон укрепился, временные подушки удаляются, и палуба становится непрерывной. Поэтому момент удержания на опоре создается только наложенными мертвыми и переменными нагрузками. Усилия на верхнем фланце передаются на плиту через срезные шпильки, тогда как силы сжатия на дне передаются посредством контакта между двумя противоположными стальными фланцами (VAR A и B) или посредством сжатия на CCB (VAR C). Кроме того, возможные растягивающие усилия на нижнем фланце передаются через сварное соединение между удлинениями фланцев (VAR A и B) или с помощью вертикальных шпилек (VAR C).

Усилия сдвига

Усилия сдвига могут передаваться с помощью концептуального дизайна. Вместо этого в VAR B полотно балки вставляется в CCB, на котором сварены стальные шпильки для передачи поперечных сил. Эти конфигурации были задуманы главным образом для вертикальных нагрузок (то есть, мертвых и токовых нагрузок), которые создают отрицательные моменты и, следовательно, растягивающие усилия на бетонной плите и верхнем стальном фланце, а также силы сжатия на нижнем фланце. Для мостов, подвергающихся сейсмическим воздействиям, значительная растягивающая сила может проявляться на нижнем фланце стальной балки, особенно когда применяется монолитное соединение между ЦКБ и пирсом. В VAR A и B растягивающие усилия передаются через сварное соединение между удлинителями нижних фланцев, и потенциальный отказ в этом виде соединения очень трудно обнаружить и устранить. По этим причинам и очевидным конструктивным недостаткам следует избегать VAR A и B. Иными словами, растягивающие силы, которые могут возникнуть на нижнем фланце, передаются через вертикальные шпильки, в то время как горизонтальные шпильки могут подвергаться условию напряжения сдвига. Эта конфигурация была выбрана для экспериментального исследования.