При надежных грунтах основания и достаточной высоте моста, позволяющей делать арки не слишком пологими, может оказаться выгодной распорная система с балкой жесткости, расположенной над замком арки (рис. 319) или в его уровне. Условия работы опор, на которые передается распор, ухудшаются, но освобожденная от распора балка жесткости существенно облегчается в весе.
В полученной системе, которую можно назвать балкой, усиленной гибкой распорной аркой, езда расположена поверху. Это удобно в конструктивном и архитектурном отношениях.
Наличие балок жесткости, открывающее возможность внеузловой передачи нагрузки, позволяет свободно назначать расстояние между стойками, добиваясь наилучшего решения в отношении веса конструкции и ее внешнего вида.
Общий вид городского моста этой системы показан на рис. 320. Мост имеет три пролета по схеме 78,0 + 89,2 + 78,0 м и предназначен для автомобильного и пешеходного движения при ширине проезжей части 12,0 м и двух тротуарах по 2,35 м (рис. 321).
Мостовому полотну на протяжении крайних пролетов приданы продольные уклоны к берегам 3,2%, которые на протяжении среднего пролета сопрягаются в вертикальной плоскости круговой кривой радиусом 1476 м.
Железобетонная плита, несущая дорожное покрытие, поддерживается четырьмя балками жесткости, объединенными в пространственную конструкцию продольными и поперечными связями. Эта конструкция опирается в каждом пролете моста на две гибкие арки, которые размещены в вертикальных плоскостях, делящих пополам расстояния между крайней и средней балками жесткости.
Нагрузка от балок жесткости передается на надарочные стойки через поперечные связи между балками.
Таким образом, конструкцию пролетного строения можно лишь условно расчленить на самостоятельные плоские системы, называемые главными фермами, так как балки жесткости и арки различаются количеством и находятся в различных вертикальных плоскостях.
Описанное конструктивное решение явилось результатом стремления проектировщиков максимально упростить конструкцию пролетного строения путем унификации его элементов. Назначение четырех балок жесткости позволило отказаться от «Балочной клетки» и одновременно использовать по всей ширине железобетонную плиту проезжей части для совместной работы на изгиб с балками жесткости. Принятый способ опирания балок жесткости на арки позволил обойтись минимально необходимым количеством арок — двумя в каждом пролете.
Уменьшилась и необходимая по условиям опирания пролетного строения ширина нижней, массивной части опор.
Пяты арок во всех пролетах размещены в одном уровне. Арки (рис. 322) составлены из прямолинейных стержней, длина которых, за исключением стержней в крайних панелях, составляет 5820 мм. Оси стержней образуют многоугольник, вершины которого лежат на круговых кривых радиусом 101,4 м, одинаковым для всех арок.
Таким образом унифицированы не только длины 76 арочных стержней из 88 и длины стержней продольных связей между арками, но и узлы в сопряжении арочных стержней.
Длина панели связей между балками жесткости, кроме панелей, примыкающих к опорам, равна 5700 мм. Длина горизонтальных проекций длин арочных стержней является величиной переменной вследствие различного наклона стержней, убывая от середины пролетов к опорам. Поэтому поперечные связи между балками жесткости и соответствующие им узлы сопряжения арочных стержней не лежат в одной вертикальной плоскости. Оси вертикальных надарочных стоек смещены относительно точек пересечения осей арочных стержней и передают нагрузку на арку с эксцентриситетом относительно центров узлов арки величиной до 279 мм.
Изгибающие моменты в арке, вызванные указанными эксцентриситетами, учтены расчетом.
В соответствии с принятым продольным профилем проезда на мосту стрела арки в среднем пролете моста должна быть увеличена по сравнению с крайними пролетами. При одинаковом радиусе круговых кривых, проходящих через центры узлов арок, такое увеличение стрелок достигнуто путем увеличения среднего пролета моста по сравнению с крайними на 11,2 м, хотя требования судоходства удовлетворяются и при равных пролетах.
Увеличение среднего пролета улучшает также и архитектурную композицию моста.
При выборе стрел арок в среднем и крайнем пролетах учитывалось условие равенства распоров во всех пролетах от постоянной нагрузки.
Помимо улучшения условий работы промежуточных опор моста, равенство распоров позволило назначить сечение арок во всех пролетах одинаковым.
Форма поперечного сечения арок принята Н-образная, как наиболее удобная для выклепки на скобе и не требующая соединительных решеток. Для уменьшения площади поперечного сечения арок и их вертикальной жесткости, а следовательно, и напряжений при изгибных деформациях арок в качестве материала их принята низколегированная сталь марки НЛ2.
Толщина вертикальных пакетов арок принята равной 48 мм.
Момент инерции арки относительно горизонтальной оси примерно в 60 раз меньше момента инерции двух балок жесткости, объединенных с железобетонной плитой проезжей части.
Все остальные металлические конструкции пролетных строений, кроме арок, а именно надарочные стойки, балки жесткости и связи изготовлены из малоуглеродистой стали, причем заводские соединения выполнены сварными, а монтажные — клепаными.
Нижние концы стоек прикреплены к аркам фасонками, которые для уменьшения ширины стоек поставлены не с наружной, а с внутренней стороны вертикальных пакетов арки.
Опирание балок жесткости на стойки через поперечные связи показано на рис. 321. Между средними балками связи сквозные, между каждой средней и крайней балками связи выполнены в виде сплошных поперечных диафрагм, усиленных ребрами жесткости.
На этом же рисунке видны детали конструкции железобетонной плиты проезжей части.
Балки жесткости и железобетонная плита разделены над промежуточными опорами деформационными швами, перекрытыми стальными листами. Концы балок опираются через сплошные диафрагмы на литые однокатковые опорные части, воспринимающие положительные опорные давления. Отрывающие усилия (при расположении временной вертикальной нагрузки на полупролете со стороны противоположного конца балок) воспринимаются листовыми шарнирами (см. рис. 321), заделанными нижними концами в кладку опор.
Продольные горизонтальные нагрузки передаются на арки через замковые узлы (рис. 324).
Опоры моста (см. рис. 323) заложены на неглубоко залегающем плотном известняке, что и определило экономичность распорной системы пролетных строений.
Расход металла на пролетное строение без опорных частей составил 908 т, в том числе низколегированной стали для арок потребовалось 385 т.