Systemy wantowe: urządzenie, zalety, cechy i wady

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Ile rodzajów mostów jest na świecie? Dziesiątki! Łukowe, wspornikowe, regulowane, lodowe, pontonowe, wysuwane, zatapialne, podnoszące, obrotowe, wiszące, belkowe, stołowe i wiele innych. Ale w tym artykule porozmawiamy z Tobą o sprawdzonej estetycznie i niezawodnej odmianie - z wiszącymi konstrukcjami kablowymi dachów, a także o samych takich systemach.

Systemy wantowe i podwieszane

Konstrukcje wiszące to konstrukcje stalowe, których elementy nośne są nakierowane na rozciąganie. Oto one:

• liny stalowe;
• stal płaska lub okrągła;
• membrany (specjalne blachy stalowe);
• profile walcowane (do prezentacji - gwinty z twardego metalu), zdolne nie tylko do rozciągania, ale także zginania.

Konstrukcje kablowe, w przeciwieństwie do poprzednich, posiadają nie tylko rozciągnięte nitki w powłoce, ale także sztywne elementy. Te ostatnie działają właśnie na zginanie, można na nich nałożyć ogrodzenia, w tym takie, które zawierają zadaszenie i podłogę.

Zarówno systemy wiszące, jak i podwieszone mogą blokować przęsłoodległość do 200 m. Jednak ich średnia długość w praktyce waha się w granicach 50-150 m.

Zalety projektowe

Wymieńmy zalety konstrukcji wiszących i wantowych:

• Tworzenie korzystnej podstawy dla widoczności, akustyki, oświetlenia.
• Można stosować różne formy konstrukcyjne podwieszanych konstrukcji wantowych, co prowadzi do różnych odmian architektonicznych.
• Mosty tego typu są w stanie pokryć imponujące przęsła.
• Podczas budowy obiektu nie można nie zauważyć dobrej przenośności zastosowanych konstrukcji – elastyczne taśmy i liny można zwijać w rolki lub kręgi.
• Proces budowy mostu jest uproszczony przez fakt, że nie ma potrzeby instalowania platform, rusztowań.
• Kiedy obciążenie jest odbierane w naprężonej konstrukcji nośnej, działa cały obszar przekroju. Przy zastosowaniu do ich produkcji stali o wysokiej wytrzymałości, dzięki tej jakości, możliwe jest znaczne zmniejszenie zużycia tego metalu.

Wady projektowe

Porozmawiajmy o wadach dachów wiszących i wantowych:

• Istnieje zwiększony stopień odkształcenia konstrukcji - dotyczy to zwłaszcza odmian wiszących, ponieważ tam konieczne jest ustawienie wstępnego naprężenia, aby ustabilizować gwinty.
• Aby dostrzec rozprzestrzenianie się rozciągniętych elementów nośnych, wymagane są różne kontury podparcia.
• W niektórych przypadkach występują trudności z instalacją systemu odwadniającego.

Cechy systemów wantowych

W skład konstrukcji podwieszonych wantowych wchodzą nośne proste liny lub kable napinane, a także elementy sztywne - stojaki, belki itp. Biorąc pod uwagę, że chłopaki są proste, mogą składać się z profili paskowych lub prętów. Należy pamiętać, że kąt nachylenia przesłon nie powinien sięgać 25-30 stopni.

Najprostszym schematem systemów wantowych jest belka wantowa. Charakterystyczne dla niego jest to, że odciągi w jednym lub kilku miejscach podtrzymują belkę usztywniającą. Jednocześnie same albo promieniują z wierzchołków pylonów, albo przypominają kontury harfy, gdy biegną równolegle do siebie.

Odmiany systemów wiszących

Po systemach kablowych spójrzmy na odmiany systemów wiszących:

• Pojedynczy pasek. Wykonywane są nad pomieszczeniami o kształcie okrągłym i prostokątnym. Percepcję rozszerzania się metalowych gwintów zapewniają pylony, odciągi, przedłużenia budynku itp. Typowe jest stosowanie elastycznych nici lub łuków jako podpór pośrednich. Powłoka jest stabilizowana za pomocą dachowych płyt żelbetowych, zatapianych szwów.
• Dwa pasy. Oprócz lin nośnych posiadają również stabilizujące, które są połączone z rozstępami nośnymi lub przekładkami. Najmniej wady systemów podwieszania są wykrywane przy użyciu połączonego schematu powlekania wypukło-wklęsłego.
• Siatki kablowe (rodzaj dwóch pasów). Ich niezaprzeczalnymi zaletami są różnorodne walory kształtowe i architektoniczne osiągane dziękiwykwalifikowany projekt.
• Powłoki membranowe. Są to ciągłe, jednowarstwowe powłoki składające się z arkuszy lub pasków, które są cięte i łączone w taki sposób, że tworzą wstępnie zaplanowaną powierzchnię o podwójnej lub pojedynczej krzywiźnie. Wyróżniają się na tle innych konstrukcji wiszących spełnieniem zadania obudowy i nośności. Ale istotnymi wadami powłoki membranowej są niska ognioodporność ze względu na duże powierzchnie odsłoniętego metalu, narażenie na korozję, w wyniku czego minimalna grubość blachy stalowej powinna wynosić 4-5 mm z dopuszczalnym 1-2 mm. Membrany mogą być cylindryczne, okrągłe, w kształcie namiotu.

Przejdźmy konkretnie do mostów wiszących i wantowych.

Mostek wantowy

Ta odmiana charakteryzuje się specjalnym rodzajem systemów nośnych - wiązarami kablowymi, które tworzą rozciągnięte elastyczne pręty (gumy). Czasami istnieją kombinowane warianty, w których dolne części tych kratownic są zastępowane belkami usztywniającymi. Praca tych ostatnich ma na celu zginanie, a funkcją jest podparcie platformy jezdni. Chłopaki tutaj to drut o wysokiej wytrzymałości, uformowany w wiązki lub stalowe liny.

Zarówno kratownice kablowe, jak i połączone systemy w tej konstrukcji są wspierane przez pylony. Z miejsc podwieszenia kabli na pylonie składowa pozioma ich nacisku podporowego przenoszona jest na kotwy systemem odciągów. Jeśli jest belka usztywniająca, to na niej mocowane są końce stężeń, dlatego system zamienia się w system bezprzestrzenny. Budowa jezdnijest już przymocowany do węzłów wiązarów wantowych.

Pierwszy most wantowy w Związku Radzieckim został zbudowany w 1932 roku przez rzekę Magana (dzisiejsza Gruzja). Jednak pierwszy most nowoczesnego systemu wantowego pojawił się dopiero w 1956 roku - to szwedzki Stomsund. Pionierska kolej linowa została zbudowana w 1979 roku w Belgradzie.

Pierwszy most wantowy na terenie współczesnej Rosji to Oktiabrski przez rzekę Szeksna (Czerepowiec). Jego budowa zakończyła się w 1979 roku. W Federacji Rosyjskiej istnieje również uchwyt do rekordu konstrukcji podwieszonej. To rosyjski most we Władywostoku, blokujący wschodni Bosfor. Wyróżnia go najdłuższa rozpiętość - 1104 m (całkowita długość 1886 m), którą podtrzymują dwa pylony.

Wady i zalety mostu wantowego

Rozważmy zalety i wady takich mostów. Dla lepszego zrozumienia postanowiliśmy przedstawić je Państwu w formie poniższej tabeli.

Godność	Wady
Lekkie konstrukcje nośne	Zmniejszona sztywność - używane tylko jako mosty miejskie lub drogowe
Nakładająca się pojemność jest wystarczająco duża	W rzadkich przypadkach może być używany jako most kolejowy - tylko z określoną konstrukcją belki usztywniającej
Zużycie materiału jest minimalne, ponadto nie jest wymagany zakup drogich konstrukcji
Możliwość montażu natynkowego
Estetyka architektoniczna
W przeciwieństwie do wiszących są bardziej nieruchome

Na zakończenie spójrzmy na mosty wiszące.

Most wiszący

Most podwieszany (inaczej - podwieszany) - konstrukcja, której główną konstrukcją nośną są elementy elastyczne (liny, łańcuchy, kable, itp.) pracujące pod napięciem, a jezdnia jest w stanie podwieszonym. Takie mosty są prawdziwym odkryciem w przypadkach, gdy wymagany jest duży zasięg, a instalowanie podpór pośrednich jest niebezpieczne lub niemożliwe (na przykład na żeglownej rzece).

Konstrukcje nośne są zawieszone między pylonami zbudowanymi na obu brzegach. Do tych kabli są już przymocowane pionowe belki, do których bezpośrednio podwieszona jest część drogowa głównego przęsła. Skoncentrowane obciążenie umożliwia zmianę kształtu konstrukcji nośnej, co zmniejsza sztywność mostu. Aby temu zapobiec, jezdnię wzmocniono belkami podłużnymi.

Pierwsze mosty wiszące zostały zbudowane przez starożytnych Egipcjan, Inków i inne ludy Ameryki Środkowej i Południowej, Azji Południowo-Wschodniej. Konstrukcje współczesnego typu zaczęły pojawiać się w XVII-XVIII wieku. w Hiszpanii, Francji, Wielkiej Brytanii, a później w USA. W Rosji pierwszy most wiszący zbudowano w 1823 r. w parku Jekateringof w Petersburgu. Jeden z najsłynniejszych dziś krajowych mostów wiszących można nazwać Krymskim w Moskwie, zbudowanym w 1938 roku

Wady i zalety mostów wiszących

Rozważ wady i zalety tych podwieszanych konstrukcji, które przedstawiono w tabeliponiżej.

Godność	Wady
Do zbudowania długiej głównej przęsła potrzeba stosunkowo mało materiału	Niewystarczająca sztywność - most jest niebezpieczny w obsłudze, na przykład podczas burzy
Lekki ciężar własny konstrukcji	Dla niezawodności podpór pylonu wymagany jest fundament kapitałowy
Mosty tej konstrukcji można budować wysoko nad powierzchnią wody, co jest bardzo przydatne w przypadku zbiorników żeglownych	Przy bardzo nierównym obciążeniu płótno mostu wiszącego ma tendencję do zginania się, co uniemożliwia wykorzystanie go jako kolei
Nie są wymagane podpory pośrednie
Pod silnym działaniem elementów lub obciążeń sejsmicznych mosty te mogą wyginać się bez powodowania jakichkolwiek uszkodzeń konstrukcji jako całości

To wszystko, co chcieliśmy Wam opowiedzieć o pobytach, wjazdach, mostach. Dachy podwieszane i wantowe są łatwe w budowie, są w stanie pokryć duże rozpiętości, harmonijnie wyglądają i zapewniają zakres rozwiązań projektowych. Jednak mają też swoje wady, które nakładają ograniczenia np. na budowę niektórych typów mostów.