Наименьшая отметка уровня проезда на мосту определяется высотой подмостового габарита и строительной высотой пролетного строения, которая измеряется от низа конструкции до подошвы рельса в железнодорожных мостах и до верха проезжей части в автодорожных мостах. Исходя из этой отметки следует проектировать профиль дороги на подходах к мосту.
В ряде случаев по условиям проектирования профиля дороги строительный просвет, т. е. расстояние между подошвой рельса и верхом подмостового габарита, оказывается меньше, чем строительная высота пролетного строения с ездой поверху. Увеличение строительного просвета путем повышения отметки подошвы рельса за счет поднятия профиля связано с увеличением уклонов трассы и объемов земляных работ на подходах, что в некоторых случаях экономически невыгодно или технически нецелесообразно. В этих случаях может быть рассмотрен вопрос о применении индивидуального проекта пролетного строения с ездой поверху с пониженной строительной высотой путем уменьшения высоты главной балки в пределах, допустимых по условиям вертикальной жесткости (прогиба).
Такое решение всегда приводит к некоторому перерасходу металла, но в отдельных случаях может оказаться целесообразным для улучшения условия проектирования профиля. Этим путем можно добиться лишь небольшого снижения строительной высоты.
Более радикальным средством снижения строительной высоты является применение пролетного строения с ездой понизу (рис. 23, б).
В этом случае конструкция пролетного строения существенно отличается от пролетного строения с ездой поверху. Если при езде поверху количество главных балок и расстояние между ними определялось только технико-экономическими соображениями, то при езде понизу расстояние между главными балками определяется габаритом.
Возникает необходимость в устройстве проезжей части, которую принимают обычно в виде поперечных и продольных балок, образующих так называемую балочную клетку. В таких пролетных строениях строительная высота не зависит от высоты главных балок, она определяется лишь конструкцией проезжей части и, следовательно, практически не зависит от величины пролета (рис. 23, б).
Деревянные или металлические поперечины укладывают на продольные балки. Продольные балки передают нагрузку на поперечные, а поперечные — на главные.
Рассматривая пролетное строение в целом, необходимо обратить внимание на обеспечение пространственной неизменяемости и жесткости пролетного строения. Жесткая система связей может быть установлена лишь в плоскости нижних поясов (нижние продольные связи). Верхние продольные связи и поперечные связи невозможно установить по условиям габарита. В связи с расположением езды в уровне нижних поясов большая часть поперечных горизонтальных сил (ветер на подвижной состав, горизонтальные удары) передается на пролетное строение в плоскости нижних поясов, однако верхние пояса, работающие на сжатие, оказываются в очень тяжелых условиях. Рекомендуется принимать сечение этих поясов достаточно широким для увеличения жесткости в горизонтальной плоскости.
В местах примыкания поперечных балок к главным устанавливают специальные консольные листы, в результате чего в поперечном сечении образуются жесткие полурамы и увеличивается фронт для установки заклепок или болтов для прикрепления поперечных балок.
Гипротрансмост разработал типовые проекты пролетных строений с ездой понизу для пролетов 18,2; 23,0; 27,0 и 33,6 м.
Высота вертикальных листов главных балок принята при пролетах 18,2 и 23,0 м — 1980 мм, для пролетных строений 27,0 и 33,6 м — 2480 мм (заказная ширина листов 2000 и 2500 мм). Толщина вертикальных листов для всех пролетных строений одинаковая— 12 мм. Проезжая часть состоит из поперечных и продольных балок. Главные балки двутаврового сечения из стали М16С, сварные. Расстояние между осями главных балок для всех пролетов принято по условиям габарита равным 5,6 м.
Пояса главных балок в пролетном строении L = 18,2 м по всей длине пролета из листа 480x40 мм, при пролете L = 23,0 м и L = 27,0 м в середине пролета из двух листов — 650x40 и 480x20 мм, и при пролете L = 33,6 м в середине пролета из двух листов — 650x40 и 480x40 мм; на участках у опор у всех балок один лист 480x40 мм.
Ребра привариваются симметрично с обеих сторон сплошными двусторонними швами. Изготовление главных балок предусмотрено полностью на заводе с доставкой на место отдельными балками на сцепах из двух-трех платформ. При изготовлении главным балкам придается строительный подъем за счет трапецеидального очертания вертикальных стенок. Величина строительного подъема принята по теоретическому прогибу от постоянной и половины временной нагрузок.
В связи с тем что в пролетных строениях с ездой понизу важно получить наименьшую строительную высоту, балки проезжей части стремятся принимать возможно ниже. В данном случае продольные балки приняты из углеродистой стали марки М16С, а поперечные —из низколегированной стали (марок 10Г2С1Д или 15ХСНД), высота их принята минимально возможной по условиям обеспечения прочности на скалывание при толщине вертикального листа 16 мм.
Сечение поперечной балки (вертикальный лист 390x16 мм и два горизонтальных листа 300x40 мм) определилось расчетом на прочность и выносливость.
Пояса продольной балки имеют толщину 16 мм, при этом из условия совпадения плоскостей верха поясных листов поперечной и продольной балок высота вертикального листа продольной балки принята 438 мм.
Кроме того, установлены планки сечением 300x10 мм, соединяющие верхние пояса (так называемые «рыбки»), нижние пояса перекрываются фасонкой связей.
Балки проезжей части доставляются на место россыпью. Все монтажные соединения осуществляются на высокопрочных болтах. Отверстия под болты диаметром 22 мм в прикреплении продольных балок к поперечным и поперечных к главным приняты 27 мм для исключения рассверловки на месте и погашения несовпадений отверстий из-за влияния допусков.
Вертикальная стенка продольной балки, расположенная между уголками, прикрепляется шестью болтами (две плоскости трения и другие полки уголков прикрепляются к вертикальной стенке поперечной балки 12 болтами (одна плоскость трения). Усилие в рыбке определено путем деления опорного момента, равного 0,6 расчетного момента в середине пролета продольной балки, на высоту балки; в полурыбке поставлено шесть болтов.
По концам к поперечным балкам приварены треугольные листы (см. рис. 24), что увеличивает фронт для расстановки болтов, прикрепляющих вертикальный лист к уголкам и вместе с тем повышает жесткость узла, в результате чего в поперечном сечении пролетного строения создаются жесткие полурамы. Для снижения влияния концентрации напряжений треугольный лист в месте примыкания острого угла к поперечной балке снабжается выкружкой, а сварной шов подвергается соответствующей механической обработке (см. рис. 24).
Вертикальный лист прикрепляется к уголкам, из которых один приклепан к вертикальной стенке главной балки на заводе, а второй прикрепляется болтами на монтаже. Щель между уголками прикрепления, образовавшаяся выше треугольного листа поперечной балки, заполняется прокладкой.
Для повышения устойчивости верхних сжатых поясов обычно в подобных конструкциях увеличивают высоту треугольного листа и доводят его до верхнего пояса в пределах, допускаемых габаритом (см. рис. 28).
Нижние продольные связи (см. рис. 24) представляют собой раскосные решетки, связывающие между собой продольные и главные балки. Между продольными балками имеются лишь распорки, роль которых выполняют поперечные балки.
По обеим сторонам рельса установлены уголки 160x160x16 мм.
Металлические поперечины уложены на расстоянии до 52 см между осями, при этом расстояние в свету между гранями поперечин достигается 32 см.
Во избежание глубокого провала колес при сходе поезда с рельсов и связанных с этим последствий во всех местах, где расстояние между гранями поперечин превышает 22 см, к уголкам снизу присоединяются на болтах короткие швеллеры (см. рис. 27), в результате чего просвет между поперечинами и швеллером не превышает 8 см.
При устройстве мостового полотна с металлическими поперечинами снижаются эксплуатационные расходы, связанные с содержанием и частой заменой деревянных поперечин. Однако при этом следует учесть, что расход металла на такое мостовое полотно составляет более 500 кг на 1 пог. м и усложняется устройство автоблокировки.
Сравнивая строительную высоту пролетных строений с ездой поверху и понизу, можно отметить резкое увеличение разницы высот с ростом пролета. Строительная высота в рассмотренной серии пролетных строений с ездой понизу составляет от 80 до 84 см.
При езде поверху строительная высота для пролетов 18,2; 23,0; 27,0; 33,6 м равна соответственно 168, 228, 230 и 284 см. Переход на езду понизу вызывает увеличение расхода металла в среднем на 1,5 т на 1 пог. м моста и необходимость уширения опор. Сравнивая вызываемое этим удорожание моста с экономией, достигаемой на стоимости подходов, решают вопрос о целесообразности перехода к пролетным строениям с ездой понизу.
В этих случаях могут быть применены конструкции, имеющие еще меньшую строительную высоту, чем в рассмотренных конструкциях. При балочной клетке рассмотренного типа можно, установив чаще поперечные балки, уменьшить пролет продольной балки и снизить ее высоту, расположив ее таким образом, чтобы низ продольной балки совпадал с низом поперечной балки (рис. 28), а верх располагался несколько ниже, чтобы уложенные на продольные балки мостовые брусья возвышались над поперечной балкой на 2—3 см и не препятствовали прогибу рельса. При этом удается несколько снизить строительную высоту.