Устойчивая конструкция

Устойчивая конструкция

Готовя этот раздел книги, мы изучили многие существующие вантовые мосты, познакомились с проблемами в ходе их строительства и эксплуатации. Даже испытали серьёзный соблазн включить часть изученных нами материалов в эту книгу в качестве справок для читателей. Но всё же воздержались от него потому, что практически все узнанные нами осложнения связаны с одной и той же причиной, отсутствующей в предлагаемом нами варианте.

Мы уже отмечали: стенка трубы, обжимаемой снаружи, должна быть куда толще стенки трубы, распираемой таким же давлением изнутри. Это — проявление общей закономерности: достаточно тонкая конструкция хуже выдерживает сжатие, нежели растяжение. При сжатии она может изогнуться — и от изгиба сломается. Причём для изгиба хватит малейшей неточности изготовления, неоднородности материала, несимметричности нагрузки…

Во избежание неустойчивости приходится увеличивать толщину конструкции. Чтобы не наращивать массу, её обычно выполняют пустотелой: с поперечным сечением в виде буквы О — труба, П — швеллер, Т — тавр, Н — двутавр. Но стенки таких профилей сами сравнительно тонкие — значит, тоже не очень устойчивые. В конце концов приходится делать толщину стенок — значит, общую массу — куда больше, чем при равной растягивающей нагрузке.

Вантовый мост состоит в основном из растянутых элементов. Но сами ванты крепятся к высоким стойкам и своим натяжением сжимают их. В этих-то стойках — основные сложности. Их приходится делать сложными по форме, усиливать от боковых нагрузок, защищать от вибрации (она также снижает устойчивость конструкции)… Словом, стойки — самая уязвимая часть вантовых систем.

Подводная вантовая система крепится ко дну просто грузами (их можно дополнительно зафиксировать сваями, углублёнными в дно — но это нужно только для защиты от сноса грузов вбок). В ней нет сжатых элементов: всё работает только на растяжение. Никакой неустойчивости. Никакой избыточной массы.