Висячие мосты
 Скачать 1.53 Mb.
|
2.Катастрофы при применении висячих мостов простейшей формы.Начальный период строительства висячих мостов простейшего типа и их распространение связаны с большим количеством аварий икатастроф этих мостов. Техника мостостроения не знает большего количества аварий, чем было при применении висячих мостов. С момента, когда висячие мосты начали строиться, как у нас, так и за границей, вопросы колебаний висячих мостов, от которых и происходили разрушения мостов, не получили необходимого анализа. Примитивность простейшей системы висячего моста и геометрическая изменяемость системы не смущали строителей мостов. Однако при эксплуатации таких мостов происходило их раскачивание от вертикальной и ветровой нагрузки, что приводило к повреждению мостов, их катастрофам или, в лучшем случае, вызывало заметные эксплуатационные неудобства. Один из первых висячих мостов через р. Твид в Шотландии, пролетом 78 м, был разрушен ветром в 5 — 6 баллов через несколько месяцев после постройки. Вскоре был построен мост через р. Твид в Бервике (Англия), пролетом 40 м, который через 6 месяцев после окончания строительства был разрушен ветром. Брайтонский мост, построенный в 1823 г., был разрушен штормом в 1833 г. и затем после ремонта разрушен еще раз — в 1836 г. По зарисовкам очевидца в момент катастрофы видно, что катастрофа произошла от характерных для простейшей формы висячего моста S-образных колебаний, сопровождаемых скручиванием проезжей части. Мост Монтроз в Шотландии, построенный в 1829 г., обрушился в 1829 г. от перегрузки, с большим количеством жертв. После ремонта он был вновь разрушен ветром в 1838 г. Свидетели видели, как мост колебался по двум полуволнам, что привело его к обрушению. Мост через пролив Меней в Уэльсе, построенный в 1826 г., при пролете 177 м, был подвержен угрожающим колебаниям. Пролет колебался волнообразно, волнами длиной 4,8 м. Через месяц мост был поврежден и затем получил повреждения в 1836 и 1839 гг. Мост через р. Лан у Нассау (Германия), построенный в 1830 г., был сильно разрушен ветром в 1833 г., когда была разорвана цепь и сломана балка жесткости. Мост Рош-Бернар во Франции, построенный в 1840 г., с проволочными кабелями при пролете 194 м был разрушен ветром в 1852 г. Мост Вилинг через р. Охайо (США) пролетом в 308 м, построенный, в 1848 1849 гг., был разрушен в 1854 г. Очевидцы рассказывали, что обычные S-образные колебания внезапно перешли в сильные скручивающие колебания, «мост нырял как, корабль в бурю», и каждое колебание давало новый, более сильный толчок, пока весь пролет не обрушился от разрыва тросов в кабеле. Мост Люистон-Квикстон через р. Ниагару пролетом 306 м, построенный в 1851 г., едва не разрушился во время шторма в 1855 г., С целью уменьшения, угрожающих сохранности моста, S-образных его колебаний (по двум полуволнам) вблизи пилонов были добавлены наклонные ванты, поддерживавшие проезжую часть. После того, как наклонные ванты в 1864 г. были разъединены на время ремонта, мост раскачался от ветра и обрушился. Мост через Ниагарский водопад, построенный в 1868 г., пролетом 372 м был разрушен после ремонта в 1888 г. Врач, проезжавший ночью через мост, описал его движение, как качание лодки на волнах. Утром никаких следов от моста не осталось, но он вскоре был восстановлен, «чтобы туристы не заметили его исчезновения». Ряд мостов обрушился от прохода толпы, как, например: мост Броутон в Ланкашире, построенный в 1831 г., мост в Анжере (Франция) пролетом 100 м (обрушился в 1850 г.), мост вОстраве (Чехия), построенный в 1891 г. (обрушился в 1896 г.), и др. Ряд мостов в Америке обрушился от прохода скота. Мост в Филадельфии, построенный в 1809 г., обрушился в 1811 г., просуществовав менее двух лет; мост в Йоркшире в 1830 г., железнодорожный. Мост в Дурхеле через р. Тис, мост в Кентукки и т. д. Эти уроки катастроф по существу были забыты до обрушения в США 7 ноября 1940 г. Такомского висячего моста со средним пролетом 855 м. От действия сравнительно слабого ветра горизонтальные его колебания перешли во все нараставшие по времени S-образные (по двум полуволнам) колебания, сопровождаемые скручиванием проезжей части. Величина вертикальных амплитуд проезжей части доходила до 8 м, а проезжая часть при этом закручивалась на 45 — 50° (рис. 2.1) По мере приобретения опыта строительства висячих мостов простейшей формы с целью увеличения жесткости — уменьшения колебаний, висячие мосты начали усилять. Усиление заключалось в устройстве ветровых связей, устройстве жестких балок, расположенных вдоль моста в плоскости кабелей, называемых балками жесткости, устройстве наклонных вант, поддерживающих проезжую часть вблизи пилонов. Все эти мероприятия однако являются недостаточными, так как Такомский мост, построенный в 1936 г., имел как балки жесткости, так и ветровые связи. Существо вопроса заключается в самой системе главных ферм висячего моста, так как в основе ее оставалась, простейшая форма висячих ферм, в связи, с чем эти мосты сохраняли и присущие ей недостатки. За последние годы, после изучения аварии Такомского висячего моста, было найдено, что простейшая система висячего моста, в основе которой лежит естественная форма равновесия подвешенного каната, является системой аэродинамически мало устойчивой, чем и объясняется большое число аварий висячих мостов подобного типа. А   эродинамически устойчивыми системами являются вантовые системы и двухцепные висячие мосты. Рисунок 2.1. Разрушение Такомского моста.  |