Ферменный мост -Truss bridge

Ферменный мост
Ферменный мост Южно-Тихоокеанской железной дороги в Калифорнии для однопутной железной дороги, переоборудованной для пешеходов и поддержки трубопровода.
Ферменный мост Южно -Тихоокеанской железной дороги в Калифорнии для однопутной железной дороги, переоборудованной для пешеходов и поддержки трубопровода.
Предок Балочный мост
Связанный Никто
Потомок Консольный мост , ферменный арочный мост , транспортерный мост , решетчатый мост
Носит Пешеходы , трубопроводы , автомобили , грузовики , легкорельсовый транспорт , тяжелый рельсовый транспорт
Диапазон диапазона От короткого до среднего - не очень длинный, если он не является непрерывным
Материал Древесина , железо , сталь , железобетон , предварительно напряженный бетон
Подвижный Может быть подвижным - см. Подвижный мост.
Усилия по дизайну Середина
Требуется ложная работа Зависит от длины, материалов и степени заводской готовности

Ферменный мост - это мост , несущая конструкция которого состоит из фермы , конструкции из соединенных элементов, обычно образующих треугольные блоки. Соединяемые элементы (как правило, прямые) могут испытывать напряжение от растяжения , сжатия , а иногда и того, и другого в ответ на динамические нагрузки. Основные типы мостов с фермами, показанные в этой статье, имеют простую конструкцию, которую могли легко проанализировать инженеры 19-го и начала 20-го веков. Ферменный мост экономичен в строительстве, потому что он эффективно использует материалы.

Дизайн

Неотъемлемые элементы ферменного моста

Природа фермы позволяет анализировать ее структуру, используя несколько допущений и применение законов движения Ньютона в соответствии с разделом физики , известным как статика . Для целей анализа предполагается, что фермы имеют штифтовое соединение в месте соединения прямых компонентов, а это означает, что отдельно взятое каждое соединение конструкции функционально считается гибким соединением, а не жестким соединением, способным сохранять свою форму. и результирующая форма и прочность конструкции поддерживаются только за счет блокировки компонентов. Это допущение означает, что элементы фермы (пояса, вертикали и диагонали) будут действовать только на растяжение или сжатие. Требуется более сложный анализ, когда жесткие соединения создают значительные изгибающие нагрузки на элементы, как в ферме Виренделя .

В мосте, показанном в информационном окне вверху, вертикальные элементы находятся в состоянии растяжения, нижние горизонтальные элементы — в состоянии растяжения, сдвига и изгиба, внешние диагональные и верхние элементы — в сжатии, а внутренние диагонали — в растяжении. Центральный вертикальный элемент стабилизирует верхний сжимаемый элемент, предотвращая его коробление . Если верхний элемент достаточно жесткий, то этот вертикальный элемент можно исключить. Если нижний пояс (горизонтальный элемент фермы) достаточно устойчив к изгибу и сдвигу, внешние вертикальные элементы могут быть исключены, но с добавлением дополнительной прочности к другим элементам в качестве компенсации. Возможность распределять силы по-разному привела к большому разнообразию типов мостов с фермами. Некоторые типы могут быть более выгодными, когда древесина используется для сжимающих элементов, в то время как другие типы могут быть легче возводиться в конкретных условиях площадки или когда баланс между затратами на рабочую силу, оборудование и материалы имеет определенные благоприятные пропорции.

Включение показанных элементов в значительной степени является инженерным решением, основанным на экономике, представляющим собой баланс между стоимостью сырья, изготовлением за пределами площадки, транспортировкой компонентов, монтажом на месте, наличием оборудования и стоимостью рабочей силы. В других случаях внешний вид конструкции может иметь большее значение и, таким образом, влиять на проектные решения, выходящие за рамки чисто экономических вопросов. Современные материалы, такие как предварительно напряженный бетон и методы изготовления, такие как автоматическая сварка , а также изменение цены на сталь по сравнению с рабочей силой, значительно повлияли на конструкцию современных мостов.

Модели мостов

Чистая ферма может быть представлена ​​как конструкция с шарнирным соединением, в которой единственными силами, воздействующими на элементы фермы, являются силы растяжения или сжатия, а не изгиба. Это используется при обучении статике путем построения модельных мостов из спагетти . Спагетти хрупкие, и хотя они могут выдерживать небольшое усилие натяжения, они легко ломаются, если их согнуть. Таким образом, модель спагетти-моста демонстрирует использование ферменной конструкции для создания полезно прочной полной конструкции из отдельных слабых элементов.

История в Соединенных Штатах

Поскольку древесины было в изобилии, в ранних мостах с фермами обычно использовались тщательно подогнанные бревна для элементов, воспринимающих сжатие, и железные стержни для элементов растяжения , обычно строившихся как крытый мост для защиты конструкции. В 1820 году была запатентована простая форма фермы, решетчатая ферма Тауна , преимущество которой заключалось в том, что не требовалось ни высокой рабочей квалификации, ни большого количества металла. До 1850 года в США было построено несколько мостов с железными фермами.

Ферменные мосты стали распространенным типом мостов, построенных с 1870-х по 1930-е годы. Примеры таких мостов все еще остаются в США, но их количество быстро сокращается, поскольку они сносятся и заменяются новыми конструкциями. По мере того, как металл постепенно начал заменять древесину, в 1870-х годах в США начали массово строить мосты из кованого железа . Мосты с тетивными фермами были распространенной конструкцией ферм в то время с их арочными верхними поясами. Такие компании, как Massillon Bridge Company из Массиллона, штат Огайо , и King Bridge Company из Кливленда, штат Огайо , стали широко известны, поскольку они продавали свои проекты городам и поселкам. Конструкция фермы тетивы потеряла популярность из-за недостаточной прочности и уступила место конструкции фермы Пратта, которая была более прочной. И снова компании-производители мостов продавали свои проекты, во главе с компанией Wrought Iron Bridge Company. По мере развития 1880-х и 1890-х годов сталь стала заменять кованое железо в качестве предпочтительного материала. В это время использовались и другие конструкции ферм, в том числе верблюжья спина. К 1910-м годам многие штаты разработали ферменные мосты стандартной планировки, в том числе мосты со стальными пони- фермами Уоррена. В течение 1920-х и 1930-х годов некоторые штаты, такие как Пенсильвания , продолжали строить мосты со стальными фермами, в том числе мосты со сквозными стальными фермами для больших пролетов. Другие штаты, такие как Мичиган , использовали бетонные балочные и балочные мосты стандартного плана, и было построено лишь ограниченное количество мостов с фермами.

Типы дорожного полотна

Ферма может нести дорожное полотно сверху, посередине или внизу фермы. Мосты с дорожным полотном вверху или внизу являются наиболее распространенными, поскольку это позволяет усилить и верх, и низ, образуя коробчатую ферму . Когда дорожное полотно находится на ферме, это называется фермой настила (примером этого был мост через реку Миссисипи I-35W ). Когда элементы фермы находятся как над, так и под дорожным полотном, это называется сквозной фермой (примером этого применения является Pulaski Skyway ), а когда стороны выступают над дорожным полотном, но не соединены, фермой с пони или полусквозной фермой . .

Иногда и верхний, и нижний поясы поддерживают дорожное полотно, образуя двухъярусную ферму . Это можно использовать для отделения железнодорожного транспорта от автомобильного или для разделения двух направлений автомобильного движения.

Поскольку мосты со сквозными фермами имеют опоры, расположенные над настилом моста, они подвержены воздействию избыточных нагрузок при использовании на автомагистралях. После такого удара обрушился мост через реку I-5 Скагит ; до обрушения подобные инциденты были обычным явлением и требовали частого ремонта.

Галерея

Несколько пролетов

Ферменные мосты, состоящие более чем из одного пролета , могут представлять собой сплошную ферму или ряд простых ферм. В простой ферменной конструкции каждый пролет поддерживается только на концах и полностью независим от любых соседних пролетов. Каждый пролет должен полностью выдерживать вес любых транспортных средств, проезжающих по нему (динамическая нагрузка ).

Напротив, неразрезная ферма функционирует как единая жесткая конструкция на нескольких опорах. Это означает, что временная нагрузка на один пролет частично воспринимается другими пролетами, и, следовательно, можно использовать меньше материала в ферме. Неразрезные ферменные мосты не были очень распространены до середины 20-го века, потому что они статически неопределимы , что затрудняет их проектирование без использования компьютеров .

Мост с многопролетными фермами также может быть построен с использованием консольных пролетов, которые поддерживаются только с одного конца, а не с обоих концов, как фермы других типов. В отличие от неразрезной фермы, консольную ферму не нужно жестко соединять или вообще соединять в центре. Многие консольные мосты, такие как Квебекский мост, показанный ниже, имеют два консольных пролета, поддерживающих простую ферму в центре. Мост остался бы стоять, если бы простая секция фермы была удалена.

Типы ферм, используемых в мостах

Мосты являются наиболее широко известными примерами использования ферм. Есть много типов, некоторым из них сотни лет. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных дизайнов.

Аллан ферма

Аллан ферма

Ферма Аллана , разработанная Перси Алланом , частично основана на ферме Хоу . Первая ферма Аллана была построена 13 августа 1894 года над Гленнис-Крик в Камберуэлле, Новый Южный Уэльс, а последний ферменный мост Аллана был построен через Милл-Крик возле Уайзманс-Ферри в 1929 году. Завершенный в марте 1895 года мост Тарва , расположенный в Тарве, столице Австралии. Территория , был вторым построенным мостом с фермами Аллана, старейшим сохранившимся мостом на территории столицы Австралии и старейшим и самым длинным постоянно используемым мостом с фермами Аллана. Завершенный в ноябре 1895 года, мост Хэмпден в Вагга-Вагга, Новый Южный Уэльс , Австралия, первый из ферменных мостов Аллана с подвесными распорками, изначально был спроектирован как стальной мост, но был построен из дерева для снижения стоимости. В своем дизайне Аллан использовал австралийскую железную кору из-за ее прочности. Подобный мост, также спроектированный Перси Алленом, — это мост Виктории на Принс-стрит, Пиктон, Новый Южный Уэльс . Мост, также построенный из железной коры, до сих пор используется для пешеходов и легкого транспорта.

ферма Бейли

Bailey-truss.svg
Ферма Бейли над рекой Мёрт , Франция

Ферма Bailey была разработана британцами в 1940-1941 годах для использования в военных целях во время Второй мировой войны. Небольшой набор предварительно изготовленных модульных компонентов можно легко и быстро комбинировать на суше в различных конфигурациях, чтобы адаптироваться к потребностям на площадке и обеспечить быстрое развертывание готовых ферм. На изображении обратите внимание на использование пар сдвоенных ферм для адаптации к пролету и требованиям к нагрузке. В других случаях фермы могут быть уложены вертикально и при необходимости удвоены.

Балтиморская ферма

Балтимор-truss.svg

Ферма Балтимор является подклассом фермы Пратта. Ферма Baltimore имеет дополнительные распорки в нижней части фермы, чтобы предотвратить изгиб сжимающих элементов и контролировать прогиб. Он в основном используется для железнодорожных мостов, демонстрируя простую и очень прочную конструкцию. В ферме Пратта пересечение вертикалей и нижние горизонтальные натяжные элементы используются для анкеровки опор короткопролетных ферм под гусеницами (среди прочего). С балтиморской фермой для этого требуется почти в два раза больше точек, потому что короткие вертикали также будут использоваться для анкеровки опор. Таким образом, короткопролетные фермы можно сделать легче, потому что их пролет короче. Хорошим примером балтиморской фермы является мост Amtrak Old Saybrook — Old Lyme Bridge в Коннектикуте , США.

Ферма Боллмана

Ферма Боллмана в Сэвидже, штат Мэриленд , США. Построен в 1869 году, перенесен в Сэвидж в 1887 году. Он до сих пор используется как пешеходный мост.
39°8′5,42″ с.ш. 76°49′30,33″ з.д. / 39,1348389°С 76,8250917°З / 39.1348389; -76,8250917

Железнодорожный мост с фермами Боллмана в Сэвидже, штат Мэриленд , США, является единственным сохранившимся примером революционной конструкции в истории американского мостостроения. Тип был назван в честь его изобретателя Венделя Боллмана , инженера-самоучки из Балтимора . Это был первый успешный цельнометаллический мост (запатентованный в 1852 году), который был принят и постоянно использовался на железной дороге. В конструкции используются элементы растяжения из кованого железа и элементы сжатия из чугуна . Использование нескольких независимых натяжных элементов снижает вероятность катастрофического отказа. Собрать конструкцию было также легко.

Мост Уэллс -Крик-Боллман - единственный мост, спроектированный Венделом Боллманом, который все еще существует, но это ферменная конфигурация Уоррена.

Тетивная ферма

Тетивная ферма
Мост с тетивными фермами в Лондоне, Онтарио, Канада.

Мост с тетивными фермами был запатентован в 1841 году сквайром Уипплом . Хотя по внешнему виду ферма тетивы похожа на арочный мост , она имеет диагональные несущие элементы: эти диагонали приводят к конструкции, которая больше соответствует ферме Паркера или ферме Пратта , чем настоящей арке.

Коричневая ферма

Коричневая ферма

В ферме Брауна все вертикальные элементы находятся под напряжением, за исключением концевых стоек. Этот тип ферм особенно подходит для деревянных конструкций, в которых в качестве натяжных элементов используются железные стержни.

Ферма Брюнеля

См. Лентикулярную ферму ниже.

Арочная ферма

Крытый мост с арочной ферменной конструкцией Берра ( Крытый мост Баумгарденера, расположенный в округе Ланкастер, штат Пенсильвания )

Это сочетает в себе арку с фермой, образуя прочную и жесткую конструкцию.

Консольная ферма

Мост Форт через Ферт-оф-Форт на востоке Шотландии.

У большинства ферм нижний пояс находится под напряжением, а верхний — под сжатием. В консольной ферме ситуация обратная, по крайней мере, на части пролета. Типичный мост с консольными фермами представляет собой «уравновешенную консоль», которая позволяет конструкции двигаться наружу от центрального вертикального лонжерона в каждом направлении. Обычно они строятся попарно, пока внешние секции не могут быть прикреплены к фундаменту. Центральный зазор, если он есть, можно заполнить, подняв на место обычную ферму или установив ее на месте с помощью «подвижной опоры». В другом методе строительства одна внешняя половина каждой уравновешенной фермы строится на временной опалубке. Когда внешние половины завершены и закреплены, можно построить внутренние половины и завершить центральную секцию, как описано выше.

Финк ферма

Ферма Финка (полупролет и поперечное сечение)

Ферма Финка была спроектирована Альбертом Финком из Германии в 1854 году. Этот тип моста был популярен на железной дороге Балтимора и Огайо . Высокий мост Аппоматтокс на Норфолкской и Западной железной дороге включал 21 пролет палубной фермы Финка с 1869 года до их замены в 1886 году.

Есть также мосты с перевернутыми фермами Финка , такие как Пешеходный мост Муди в Остине, штат Техас.

Ферма Хоу

Ферма Хау - диагонали сжимаются при сбалансированной нагрузке

Ферма Хоу , запатентованная в 1840 году столяром из Массачусетса Уильямом Хоу , включает в себя вертикальные элементы и диагонали, которые наклоняются вверх к центру, в противоположность ферме Пратта . В отличие от фермы Пратта диагональные стержни сжимаются, а вертикальные стержни растягиваются. Лишь немногие из этих мостов сохранились. Примеры включают Джей Бридж в Джее, Нью-Йорк ; Крытый мост Макконнеллс-Милл в городке Слиппери-Рок, округ Лоуренс, штат Пенсильвания ; Крытый мост Сэнди-Крик в округе Джефферсон, штат Миссури ; и мост Вестхэм-Айленд в Дельте, Британская Колумбия , Канада.

К-ферма

К-ферма
I-895 К-ферма

K -ферма названа в честь буквы K , образованной в каждой панели вертикальным элементом и двумя наклонными элементами. Примерами являются железнодорожный мост Südbrücke через реку Рейн, Майнц, Германия, мост на I-895 (Baltimore Harbour Tunnel Thruway) в Балтиморе, штат Мэриленд, мост Лонг-Аллен в Морган-Сити, штат Луизиана (мост Morgan City ) с тремя 600 пролеты длиной в фут и мост на выходе из озера Вакс в Калумете, штат Луизиана.

Кингпост фермы

Королевская почтовая ферма

Один из самых простых в реализации стилей ферм, шкворень состоит из двух угловых опор, опирающихся на общую вертикальную опору.

Решетчатая ферма (Городская решетчатая ферма)

Иллюстрированная решетка или четырехугольная ферма Уоррена

В этом типе моста используется значительное количество легких элементов, что упрощает задачу строительства. Элементы ферм обычно изготавливаются из дерева, железа или стали.

Лентикулярная ферма

Лентикулярная ферма.svg
Мост Уэллетт или мост Эйкен-стрит в Лоуэлле, штат Массачусетс , построенный в 1883 году компанией Berlin Iron Bridge Co. , является самым длинным мостом с двояковыпуклыми фермами в Соединенных Штатах с пятью пролетами, а также вторым по возрасту мостом с чечевицеобразными фермами в Массачусетсе. .

Линзообразный ферменный мост включает в себя ферму в форме линзы с фермами между верхним поясом (функционирующим как арка), который изгибается вверх, а затем вниз до конечных точек, и нижним поясом (функционирующим как подвесной трос), который изгибается вниз, а затем вверх. встретиться в одних и тех же конечных точках. Там, где арки проходят над и под дорожным полотном, это называется линзообразным мостом с пони-фермами . Ферменный мост Паули - это особый вариант линзовидной фермы, но эти термины не являются взаимозаменяемыми.

Один тип чечевицеобразной фермы состоит из дугообразных верхних поясов сжатия и нижних цепных звеньев с проушинами натяжения. Королевский мост Альберта Брунеля через реку Тамар между Девоном и Корнуоллом использует единственный трубчатый верхний пояс. Поскольку горизонтальные силы растяжения и сжатия уравновешены, эти горизонтальные силы не передаются на опорные пилоны (как в случае с большинством типов арок). Это, в свою очередь, позволяет изготавливать ферму на земле, а затем поднимать ее с помощью домкрата по мере возведения опорных каменных пилонов. Эта ферма использовалась при строительстве стадиона, при этом верхние пояса параллельных ферм поддерживают крышу, которую можно откатить. Мост на Смитфилд-стрит в Питтсбурге, штат Пенсильвания , является еще одним примером этого типа.

Старый мост Großhesselohe до 1905 года, спроектированный Фридрихом фон Паули.

Примером линзообразного моста с пони-фермами, в котором используются обычные железные пролеты, является мост Turn-of-River, разработанный и изготовленный компанией Berlin Iron Bridge Co.

Ферма Паули представляет собой вариант линзовидной фермы, «с верхним поясом, тщательно сформированным так, чтобы он имел постоянную силу по всей длине фермы». Он назван в честь Фридриха Августа фон Паули  [ де ] , чей железнодорожный мост 1857 года ( Großhesseloher Brücke  [ де ] ) пересекал Изар недалеко от Мюнхена . ( См. Также станцию ​​Grosshesselohe Isartal .) Термин « ферма Паули» не взаимозаменяем с термином « линзообразная ферма», и, по словам Томаса Бутби, случайное использование этого термина затуманило литературу.

Длинная ферма

Схема HAER длинной фермы

Длинная ферма была разработана Стивеном Х. Лонгом в 1830 году. Конструкция напоминает ферму Хоу , но полностью сделана из дерева, а не из комбинации дерева и металла. Самым длинным сохранившимся примером является крытый мост Элдин к северу от Трои, штат Огайо , протяженностью 224 фута (68 м). Одним из самых ранних примеров является мост Олд Бленхейм , который с пролетом 210 футов (64 м) и общей длиной 232 фута (71 м) был вторым по длине крытым мостом в Соединенных Штатах, до его разрушения от наводнение 2011 года.

Мост Бушинга, часто ошибочно используемый в качестве примера длинной фермы, является примером фермы Хоу, поскольку вертикали представляют собой металлические стержни.

Ферма Паркер (верблюжья спина)

Паркер-truss.svg
Мост Вулси - пример фермы Parker с верблюжьей спиной.

Ферменный мост Паркера представляет собой ферменную конструкцию Пратта с многоугольным верхним поясом. «Верблюжья спина» - это подмножество типа Паркера, где верхняя хорда состоит ровно из пяти сегментов. Примером фермы Parker является Транспортный мост в Саскатуне , Канада. Примером верблюжьей фермы является мост Вулси недалеко от Вулси, штат Арканзас .

Ферма куропатки

Ферменная конструкция куропатки

Разработан и запатентован в 1872 году Рубеном Партриджем после того, как местные конструкции мостов оказались неэффективными против дорожного движения и проливных дождей. Он стал стандартом для крытых мостов , построенных в центральном Огайо в конце 1800-х и начале 1900-х годов.

Ферма Пеграм

Ферма Пеграм

Ферма Пеграма представляет собой гибрид ферм Уоррена и Паркера, в котором все верхние пояса имеют одинаковую длину, а нижние пояса длиннее соответствующего верхнего пояса. Из-за разницы в длине верхнего и нижнего пояса каждая панель не является квадратной. Элементы, которые будут вертикальными в ферме Паркера, варьируются от почти вертикальных в центре пролета до диагональных у каждого конца (например, ферма Уоррена). Джордж Х. Пеграм , будучи главным инженером компании Edge Moor Iron Company в Уилмингтоне, штат Делавэр, запатентовал эту конструкцию фермы в 1885 году.

Ферма Pegram представляет собой конструкцию типа Parker с вертикальными стойками, наклоненными к центру под углом от 60 до 75°. Переменный угол стойки и постоянная длина хорды позволили переработать сталь в существующих мостах в новый пролет с использованием конструкции фермы Pegram. Эта конструкция также облегчала повторную сборку и позволяла регулировать мост в соответствии с разной длиной пролета. В Соединенных Штатах осталось двенадцать известных мостов с пролетами Пеграм: семь в Айдахо, два в Канзасе и по одному в Калифорнии, Вашингтоне и Юте.

Пенсильванская (Пети) ферма

Пенсильвания-truss.svg
Мост Fair Oaks Bridge является примером ферменного моста Pennsylvania Petit.

Ферма Pennsylvania (Petit) является разновидностью фермы Pratt . Ферма Пратта включает в себя раскосные диагональные элементы во всех панелях; Ферма Pennsylvania добавляет к этой конструкции распорки половинной длины или связи в верхней, нижней или обеих частях панелей. Он назван в честь Пенсильванской железной дороги , которая впервые разработала этот дизайн. Когда-то он использовался для сотен мостов в Соединенных Штатах, но потерял популярность в 1930-х годах, и мостов этой конструкции осталось очень мало. Примеры ферм этого типа включают Нижний Трентонский мост в Трентоне, штат Нью-Джерси , мост на Форт-Уэйн-стрит в Гошене, штат Индиана , мост Шелла в Нортфилде, штат Массачусетс , мост с наклонной плоскостью в Джонстауне, штат Пенсильвания , платный мост Истон-Филлипсбург в Истон, Пенсильвания , мост через реку Коннектикут в Брэттлборо, штат Вермонт , мост Метрополис в Метрополисе, штат Иллинойс , и Мемориальный мост Хилдсбурга в Хилдсбурге, Калифорния .

Почтовая ферма

Почтовая ферма

Ферма Post представляет собой гибрид фермы Уоррена и фермы Пратта с двойным пересечением. Изобретенная в 1863 году Симеоном С. Постом , она иногда упоминается как патентная ферма Поста , хотя он так и не получил на нее патента. Мост Понакин и мост Белл Форд - два примера этой фермы.

Ферма Пратта

Ферма Пратта
Гаттонский железнодорожный мост с ферменной конструкцией Пратта

Ферма Пратта включает в себя вертикальные элементы и диагонали, которые наклоняются вниз к центру, в отличие от фермы Хоу . Внутренние диагонали находятся под напряжением при равномерной нагрузке, а вертикальные элементы при сжатии. Если в диагоналях используются элементы, работающие только на растяжение (например, проушины ), то могут потребоваться элементы пересечения вблизи центра, чтобы воспринимать сосредоточенные временные нагрузки, когда они пересекают пролет. Его можно разделить, создавая Y- и K-образные узоры. Ферма Пратта была изобретена в 1844 году Томасом и Калебом Праттами. Эта ферма удобна для использования с пролетами до 250 футов (76 м) и была обычной конфигурацией для железнодорожных мостов, поскольку мосты с фермами перешли от дерева к металлу. Это статически определимые мосты, которые хорошо подходят для больших пролетов. Они были распространены в Соединенных Штатах между 1844 и началом 20 века.

Примерами мостов с фермами Пратта являются Губернаторский мост в Мэриленде, Высокий мост через реку Дирборн недалеко от Огасты, штат Монтана, построенный в 1897 году, и мост Фэйр-Оукс в Фэр-Оукс, Калифорния , построенный в 1907–09 годах.

XPT в южном направлении пересекает железнодорожный мост через реку Макли - ферменная конструкция Пратта - в Кемпси, Новый Южный Уэльс, Австралия.

Живописный мост недалеко от Таркио, штат Монтана, является примером моста с палубными фермами Пратта, где проезжая часть находится поверх фермы.

Ферма Квинпоста

Ферма столба королевы

Ферма королевы , иногда называемая «королевой стойкой» или «королевой стойкой», похожа на ферму королевской стойки в том, что внешние опоры наклонены к центру конструкции. Основное отличие заключается в горизонтальном расширении в центре, которое зависит от действия балки для обеспечения механической устойчивости. Этот стиль ферм подходит только для относительно коротких пролетов.

ферма Смита

ферма Смита

Ферма Смита , запатентованная Робертом У. Смитом 16 июля 1867 года, имеет в основном диагонально перекрещивающиеся опоры. Компания Смита использовала множество вариаций этого узора в построенных ею деревянных крытых мостах.

В то время как большинство всех мостов, построенных в 19 веке в округе Джексон, штат Огайо , использовали ферменную конструкцию Смита, крытый мост на Джонсон-роуд является последним известным сохранившимся примером в штате.

Ферма Тэчера

Ферменный мост Тэчера

Ферма Thacher сочетает в себе некоторые характеристики фермы Pratt с растянутыми диагоналями и фермы Howe с сжатыми диагоналями. Это довольно редко.

Ферменная арка

Ферменный арочный мост

Ферменная арка может содержать все горизонтальные силы внутри самой арки или, в качестве альтернативы, может быть либо распорной аркой, состоящей из фермы, либо двух дугообразных секций, закрепленных на вершине. Последняя форма распространена, когда мост построен в виде консольных сегментов с каждой стороны, как в мосту Навахо .

Ферма Виренделя

Ферма Виренделя , в отличие от обычных ферм с шарнирным соединением, возлагает на свои элементы значительные изгибающие усилия, но это, в свою очередь, позволяет исключить многие диагональные элементы. Это конструкция, в которой элементы не имеют треугольной формы, а образуют прямоугольные отверстия, и представляет собой раму с фиксированными соединениями, способными передавать и сопротивляться изгибающим моментам. Хотя мост редко встречается из-за более высокой стоимости по сравнению с треугольной фермой, он обычно используется в современном строительстве зданий, поскольку позволяет справляться с большими поперечными силами, воздействующими на элементы каркаса, сохраняя при этом прямоугольные проемы между колоннами. Это выгодно как с точки зрения гибкости в использовании пространства здания, так и с точки зрения свободы выбора внешней навесной стены здания , которая влияет как на внутренние, так и на внешние аспекты стиля.

Ферма Уодделла

Ферма Уодделла " А " (мост 1898 г.)

Запатентовано в 1894 г. ( патент США 529 220 ); его простота облегчает монтаж на месте. Его предполагалось использовать как железнодорожный мост.

Одним из примеров был ферменный мост Уодделла «А» (Парквилл, штат Миссури) .

ферма Уоррена

Ферма Уоррена

Ферма Уоррена была запатентована в 1848 году Джеймсом Уорреном и Уиллоуби Теобальдом Монзани и состоит из продольных элементов, соединенных только угловыми поперечинами, образующими поочередно перевернутые равносторонние треугольные пространства по всей своей длине, гарантируя, что никакие отдельные стойки , балки или связи подвергается изгибающим или скручивающим усилиям деформации, но только растяжению или сжатию. Нагрузки по диагоналям чередуются между сжатием и растяжением (приближаясь к центру), без вертикальных элементов, в то время как элементы вблизи центра должны выдерживать как растяжение, так и сжатие в ответ на временные нагрузки. Эта конфигурация сочетает в себе прочность с экономией материалов и поэтому может быть относительно легкой. Балки одинаковой длины идеально подходят для использования в сборных модульных мостах. Это усовершенствование по сравнению с фермой Невилла, в которой используется конфигурация равнобедренных треугольников .

ферма Уиппла

Whipple-truss.svg
Triple-whipple-trus.svg
Мост L-158 , рельсовая ферма Уиппла с двойным пересечением через водохранилище Маскут в Голденс-Бридж, Нью-Йорк.

Ферма Уиппла , названная в честь своего изобретателя Сквайра Уиппла , обычно считается подклассом фермы Пратта, потому что диагональные элементы предназначены для работы на растяжение. Основная характеристика фермы Уиппла заключается в том, что натяжные элементы имеют удлиненную форму, обычно тонкие и расположены под небольшим углом и пересекают две или более пролетов (прямоугольные сечения, определяемые вертикальными элементами).

Ферма Вихерта

Ферма Вихерта представляет собой модифицированный тип неразрезной фермы , которая является статически определимой и помогает избежать некоторых других недостатков неразрезных ферм. Он был запатентован в 1930 году инженером-строителем из Питтсбурга Эдвардом Мартином Вихертом (1883–1955). Отличительной чертой этого типа фермы является шарнирная секция в форме змея над каждой промежуточной опорой. Всего было построено около десяти ферменных мостов Вихерта, в основном в Пенсильвании и Мэриленде. Из них одним из самых известных является мост Хоумстед Грейс в Питтсбурге.

Видео о ферменном мосту

Проезд по ферменному мосту: на видео показан вид на проезжую часть сквозного ферменного моста через реку Уилламетт в Гаррисберге, штат Орегон, США. Мост состоит из трех свободно опертых пролетов Parker Truss.

Рекомендации

  • Исторический американский инженерный отчет (1976). «Фермы: исследование исторических американских инженерных записей» (PDF) . Служба национальных парков . Проверено 29 мая 2015 г. .

Сноски

Внешние ссылки