Необходимые предпосылки для отличных эстетических возможностей могут быть получены на стадии концептуального проектирования мостовых проектов. На стадии концептуального проектирования задаются не только общая геометрия и выравнивание предварительно напряженного моста, но и глубина конструкции, длина пролета и размеры элементов надстройки и подстройки.
Эти элементы моста определяются в зависимости от анализа местности и решения о наиболее подходящем мосте для создания функционального и эстетически привлекательного моста. На этапе концептуального проектирования необходимо применить инженерное суждение и понять, как оптимизировать строительство, чтобы сбалансировать экономичность, функциональность и длительное эстетическое качество.
Опыт показывает, что не только визуально приятные мосты могут быть построены при умеренных затратах на строительство, но и затраты на строительство могут быть снижены, если используется эффективное проектирование, проект Natchez Trace Parkway Arches является убедительным примером, который показан на рисунке 1.
Так важна последовательность в дизайне элементов и форм, которая приводит к достижению эффективности и привлекательной эстетики. Согласованность форм, линий и рисунков может привести к единообразию внешнего вида всех элементов моста.
Когда одно и то же поперечное сечение используется для элементов надстройки, это создает визуальную непрерывность, что, следовательно, приводит к более эстетически привлекательному виду и повышению эффективности строительства из-за повторения формы. Примером такого подхода является мост Чесапикского и Делавэрского каналов в районе Сент-Джорджес, который показан на рисунке-2.
Учет эстетики длиннопролетных предварительно напряженных мостов на стадии концептуального проектирования
- Выравнивание предварительно напряженного моста
- Длина пролета преднапряженного моста
- Конструктивная глубина предварительно напряженного моста
- Отношение пролета к глубине предварительно напряженного моста
Арочный мост Natchez Trace Parkway демонстрирует эффективное проектирование, приводящее к экономичному строительству
Мост через Чесапикский и Делавэрский каналы в штате Делавэр использует повторение формы и конструкции
Выравнивание предварительно напряженного моста
Выравнивание моста является начальным и наиболее существенным фактором, влияющим на весь подход к дизайну и эстетике моста. По большому счету, кроме случаев строительства новых дорог, существующие дороги значительно влияют на выравнивание мостов.
Мост, который может быть новой конструкцией, параллельной конструкцией или заменяющей конструкцией, должен вписываться в сеть дорог. Существует несколько факторов, которые влияют на выравнивание моста, например, высота и уклон предполагаемых или построенных дорог, рельеф местности, по которой проходит конструкция, а также такие особенности, как железные и автомобильные дороги, водоемы, предлагаемые или существующие ограничения на участке, который пересекает мост.
Длина сооружения, в частности, визуально доминирующая длина основного пролета, тип конструкции и метод строительства, который наиболее подходит. Различные аспекты метода строительства, например, доставка материалов, проезд или проход по судоходному каналу, а также то, нуждаются ли экологически чувствительные зоны в особом уходе или нет, зависят от расположения моста.
Наконец, все аспекты методов строительства должны быть приняты во внимание при определении расположения моста.
Длина пролета предварительно напряженного моста
Не только длина всего моста, но и длина отдельных пролетов зависит от существующих ограничений, возможного метода строительства и выравнивания моста.
Длина пролета определяется после определения всей длины моста и выравнивания, а также после выявления ограничений на строительной площадке, чтобы определить конфигурацию узлов для формирования непрерывной структуры из нескольких пролетов и, следовательно, уменьшить количество деформационных швов.
Кроме того, целью определения длины пролета является определение оптимальной длины пролета, которая может быть использована для как можно большей части длины моста. Это приводит к повторению пролетов, что повышает эффективность строительства, а значит, метод строительства будет более экономичным.
Кроме того, повторение длины пролета создает непрерывность внешнего вида, и, следовательно, будет построен эстетически привлекательный мост.
Наконец, длина пролета вместе с глубиной пролета является наиболее значимым фактором создания эстетического качества конструкции.
Структурная глубина предварительно напряженного моста
Существуют различные параметры, которые влияют на определение глубины конструкции. Как правило, сохранение одинаковой глубины для коробчатой балки и поддержание постоянного поперечного сечения значительно снижают сложность отливки и монтажа.
В сочетании с определением необходимого вертикального зазора, глубина конструкции решается путем оценки всех пролетов и узлов для определения условий, которые контролируют и минимально необходимой глубины конструкции.
Однако, в случае большой длины пролета экономически выгоднее применять различную глубину конструкции, чем использовать постоянную глубину. Большие форсированные пролеты находятся близко к опорам, в то время как малые форсированные пролеты находятся близко к середине пролета, поэтому в первом случае необходима более глубокая коробчатая балка, в то время как во втором случае требуются меньшие секции.
Таким образом, глубина секции изменяется по длине пролета для уменьшения как количества, так и собственного веса конструкции. Этого можно добиться с помощью привлекательных, изящных, плавных изгибов, которые улучшают эстетический вид, делая его более стройным и элегантным.
Убедительным примером этого является мост Four Bears Bridge, как показано на рисунке 3.
Мост Четырех Медведей в сельской местности Северной Дакоты
Отношение пролета к глубине предварительно напряженного моста
Определение отличного соотношения пролета и глубины является основным параметром эстетического вида конструкции. При создании визуально привлекательной конструкции оптимизация конструктивной эффективности коробчатого сечения балок надстройки может быть достигнута с помощью различных доступных вариантов.
Как правило, получение наилучшей эстетически привлекательной длины пролета и глубины надстройки является итерационной операцией. На основании опыта утверждается, что превосходный эстетичный мост может быть получен при соотношении пролета к глубине от 20 до 30.
Более того, предполагается, что отношение пролета к глубине 15 при равномерных пролетах будет приятным с эстетической точки зрения, однако, нецелесообразно использовать отношение пролета к глубине меньше 15. Кроме того, когда пролет увеличивается, силы вблизи опор обычно требуют изменения высоты конструкции.
Если требования к клиренсу позволяют, круговые изменения глубины моста более визуально привлекательны по сравнению с линейным изменением глубины моста, например, мост Вабаша Фридом, который показан на рисунке 4.
Мост Свободы Вабаша с отношением пролета к глубине 20
Читайте далее:- Типы мостов по пролетам, материалам, конструкциям, функциям, полезности и т.д..
- Типы сборных элементов и систем для строительства мостов.
- Концептуальный сейсмический проект моста с вантовой опорой и его компоненты.
- Строительство мостов с коробчатыми балками – характеристики, использование и преимущества.
- Формы предварительно напряженных железобетонных мостов для эстетичного строительства.
- Башни подвесных и вантовых мостов – функции и концептуальный дизайн.
- Мост Хаурах: Строительство самого длинного консольного моста в Индии.