Мостовые фермы: что это такое, виды, преимущества и применение

Мостовые фермы представляют собой несущие конструкции, состоящие из множества элементов, соединённых таким образом, что образуют треугольные ячейки, воспринимающие внешние нагрузки. Благодаря треугольному расположению элементов такая система сохраняет геометрическую стабильность под нагрузкой и эффективно распределяет силы, направляя их по стержням на опоры.

Их основное назначение — перекрытие больших пролетов мостовых сооружений с минимальным расходом материалов, что делает фермы экономичным и эффективным решением в мостостроении.

Мостовая ферма работает за счёт структуры из треугольных элементов — треугольник является геометрически жёсткой фигурой, которая не изменяет форму под нагрузкой. Нагрузка, передаваемая от движущегося транспорта, равномерно распределяется по элементам фермы, что снижает пиковые напряжения и повышает прочность конструкции.

Фермы для мостов классифицируются по различным признакам:

Типичная ферма включает следующие компоненты:

• верхний пояс
• нижний пояс
• стойки
• раскосы
• узлы соединений

Эти элементы действуют совместно, воспринимая растягивающие и сжимающие усилия при действии нагрузок.

Мостовые фермы обладают рядом неоспоримых достоинств:

Ферма остаётся стабильной и почти не деформируется под нагрузкой, что критично для мостовых конструкций.

Треугольные элементы распределяют нагрузку таким образом, что для обеспечения прочности требуется меньше материала, чем в сплошных балках.

Меньший расход стали или других материалов сокращает себестоимость строительства и транспортировки.

Фермы легко адаптируются под разные пролёты и архитектурные требования, включая условия сейсмической и климатической нагрузки.

Такие конструкции оптимальны для больших расстояний между опорами, где другие типы мостов менее эффективны.

При всех преимуществах существуют и определённые ограничения:

• Чувствительность к смещению опор — особенно у неразрезных ферм
• Сложность расчёта деформационных швов — требуют точного инженерного подхода
• Широкий спектр расчётных схем — выбор правильной методики требует высокой квалификации инженеров
• Сложность обслуживания — множество узлов может увеличивать трудоёмкость осмотра и ремонта

Современные мостовые фермы преимущественно выполняются из стали, так как этот материал обеспечивает оптимальное соотношение прочности и веса, позволяет эффективно распределять нагрузки и выдерживать динамические воздействия, характерные для автомобильного и железнодорожного движения.

Реже применяют железобетон или комбинированные материалы в зависимости от инженерных задач и условий эксплуатации.

Мостовые фермы применяются в различных типах мостовых сооружений — от автодорожных и железнодорожных мостов до пешеходных переходов и виадуков, где необходимо перекрыть значительный пролёт и одновременно обеспечить долговечность и безопасность конструкции.

Что такое мостовая ферма?
Мостовая ферма — это структурная система, построенная из треугольных элементов, предназначенная для восприятия и распределения нагрузок в мостовых пролётах.

Почему фермы используются в мостостроении?
Из-за высокой жёсткости, экономичности и способности перекрывать большие пролёты с минимальным расходом материалов.

Какие типы мостовых ферм существуют?
Фермы классифицируются по форме, типу решётки, уровню проезда, конструктивным особенностям и материалу изготовления.