Конструкція арок із суцільними стінками
Арки з суцільними стінками мають відноснопросту конструкцію і найбільш широко поширені в мостах з поверховою їздою. При прольотах до 40-60 м вони можуть мати двотавровий перетин. У мостах старої споруди застосовувалися двотаврові арки клепаної конструкції (рис. 4.2, а). У мостах пізнішої будівлідвотаври мають зварну конструкцію (рис. 4.2, б).
Стінку двотаврової арки доцільно приймати досить великої товщини (не менше 1/50 висоти) для того, щоб не зміцнювати її ребрами жорсткості для забезпечення стійкості при стисканні. Поясні листи повинні бути розвинені завширшки для забезпечення поперечної стійкості арки. При прольотах понад 50-60 м доцільні арки коробчатого перерізу. Такий переріз забезпечує високу жорсткість арок як у їхній площині, так і з площини, а також дозволяє відносно легко отримувати геометричні характеристики перерізів, необхідні для роботи арок на стиск із вигином. Зазвичай коробчасті перерізи арок розвивають за висотою, що сприятливо для їх роботи на вигин і сприяє збільшенню жорсткості вертикальної площини.
Для зручності виготовлення та можливості огляду та фарбування внутрішніх порожнин коробчатих арок у період експлуатації відстань у світлі між вертикальними стінками коробки роблять не менше 0,6-0,8 м. Для забезпечення жорсткості та незмінності форми поперечного перерізу коробчатих арок усередині них встановлюють поперечні діафрагми. При замкнутому перерізі коробчатої арки в діафрагмах влаштовують отвори – лази для входу (проходу) усередину коробок (рис. 4.2, г, д, ж, з). При висоті коробчатих арок понад 1,2-1,5 м можуть виявитися доцільними і поздовжні діафрагми, що включаються до розрахункового перерізу арки (див. рис. 4.2, д, е, з).
Мал. 4.2 - Типи перерізів арок зсуцільними стінками: 1 – поперечна діафрагма; 2 – поздовжня діафрагма; 3 – поздовжнє ребро жорсткості; 4 – трубчаста арка; 5 – отвір для стоку води; 6 – поперечне ребро жорсткості; 7 – розпірка; 8 – телескопічний стик розпірки
У мостах старої будівліарки клепані (див. рис. 4.2, а, в, г, д), а в сучасних замість клепки широко використовуєтьсязварювання (див. рис. 4.2, б , е, ж). При цьому пояси арок двотаврового та коробчатого перерізів роблять із порівняно товстих одиночних листів, допускаючи влаштування пакетів лише за крайньої необхідності. Це зумовлено несприятливими умовами роботи на стиснення пакета листів, пов'язаних між собою звареними швами лише по краях.
При великій товщині пакета в поясах арки іноді листи з'єднують заклепками або міцними болтами. Так, наприклад, коробчаті арки дуже великого по прольоту (330 м) моста, побудованого в Чехословаччині, мають клепано-зварювальну конструкцію. Коробчасті арки цього мосту з умов транспортування їх елементів із заводу до місця будівництва розділені за висотою на дві П-подібні частини, що з'єднуються на монтажі клепаним стиком (див. рис. 4.2, з). Вузькі поясні листи приварені до вертикальних стінок коробок, решта поясних листів прикріплена до вузьких листів і пов'язана між собою на заводі заклепками. Вертикальні стінки коробки укріплені поздовжніми ребрами з куточків, які включені до розрахункового перетину арки.
Раціональний переріз арок - трубчастий круглі (рис. 4.2, і). Трубчасті арки мають сприятливі аеродинамічні характеристики, що важливо для мостів великих прольотів, що споруджуються в районах з сильними вітрами. Стіни труб зміцнюють поперечними ребрами жорсткості. Незмінність форми поперечного перерізу забезпечують діаметральними розпірками, що маютьтелескопічні стики для надання їм довжини, що точно відповідає внутрішньому діаметру труби. Обриси арок приймають за опуклою кривою або полігональним з прямолінійних елементів, що утворюють вписаний в криву багатокутник. Останнє більш сприятливо виготовлення елементів арок.
У автодорожніх та міських мостах висота арок у замку зазвичай дорівнює 1/50–1/60 прольоту. Висоту арок у залізничних мостах доводиться приймати близько 1/40 прольоту, що часто призводить до дуже важких арок. Тому в залізничних мостах арки із суцільними стінками застосовуються рідше.
Арки з суцільними стінками іноді роблять постійну висоту по всій довжині прольоту. Це зручно для виготовлення арок і дає задовільний за витратою матеріалу рішення при безшарнірних арках. Однак у двошарнірних та тришарнірних арках найбільші згинальні моменти виникають поблизу чверті прольоту і падають до нуля у п'ятових шарнірах, а у тришарнірних арках – і в замковому шарнірі. Тому висоту в таких арках краще робити змінною лінією прольоту. При цьому для спрощення виготовлення елементів арок на заводі середню частину їх на довжині 0,4–0,6 від прольоту доцільно давати постійної висоти, поступово зменшуючи її до п'ятових шарнірів. Іноді двошарнірним аркам надають серпоподібного контуру, при якому їх висота поступово зменшується від замку до п'ятових шарнірів. Таке обрис арок, будучи привабливим зовні, суперечить розподілу максимальних згинальних моментів за довжиною арок і тому економічно недоцільно.
Монтажні стики елементів арок розташовують зазвичай нормально до осі і влаштовують у вузлах спирання на арки стійок надарного будівлі чи поблизу них. При полігональному контурі арок монтажні стики, а отже, і переломи арок кращевлаштовувати у вузлах спирання ними стійок.
Конструктивні форми вузлів і монтажних стиків арок не мають специфічних особливостей і можуть вирішуватися так само, як і в балкових прогонових будівлях, з суцільними балками.