Obciążenia dynamiczne

Sposoby kształtowania elementu sprężonego w profilu podłużnym odznaczają się stałą siłą sprężającą, gdy pominie się niewielkie różnice wskutek oporów tarcia. Wszystkie cięgna przebiegały przez całą długość belki i były kotwione na jej czołach (program uprawnienia budowlane na komputer). Przykładami rozwiązań o zmiennej sile sprężającej, gdzie niektóre cięgna nie dochodzą do czoła belki, lecz są kotwione wcześniej w korpusie elementu albo na jego górnym lub dolnym licu. Oprócz zmiennej wysokości belki i zmiennego mimośrodu pozwala to uzmiennić jeszcze siłę sprężającą N_v i dostosować ją do zróżnicowanych wymagań na długości belki.

Przykładem historycznym jest schemat e), w którym jedyną zmienną jest siła sprężająca N_v, stopniowana wskutek kolejnego wyłączania kabli i kotwienia ich w dolnej części belki. Takie były pierwsze próbne sprężone belki Freyssineta, później zaniechane, głównie z powodu trudnej dostępności „sufitowych” zakotwień czynnych (program uprawnienia budowlane na ANDROID). W schemacie f) wady te znikają, pozostaje jednak drugi zasadniczy mankament: zakotwienia wtopione w beton strefy rozciąganej okazały się źródłem lokalnych uszkodzeń. Naprężenia rozciągające, powstające tuż za zakotwieniem, sumują się z rozciąganiem od obciążeń zewnętrznych, co może spowodować niebezpieczne zarysowania. Unika się więc zakotwień w strefach rozciąganych, zwłaszcza w konstrukcjach obciążonych dynamicznie. Analogia do konstruowania elementów żelbetowych jest tu uderzająca (uprawnienia budowlane).

Zakotwienia cięgien

Schemat jest przykładem belki z kablami odgiętymi, co podyktowane jest nie tylko koniecznością zmiany siły sprężającej, lecz i brakiem miejsca na czole belki dla wszystkich zakotwień. Sytuacja taka może powstać dla belek o większej rozpiętości, sprężonych cięgnami o niewielkiej jednostkowej sile naciągu (program egzamin ustny). W tym schemacie można wyróżnić: strefę środkową I o stałych parametrach sprężenia; strefę regularnych odgięć II, w której część kabli jest sukcesywnie odginana wg ustalonej krzywej i kotwiona w górnym licu belki (w strefie ściskanej); strefę podporową III, w której reszta kabli trasowana jest wachlarzowato i kotwiona na czole elementu. Koncepcję tę zastosowano w wielu belkowych mostach sprężonych we Francji i Włoszech (opinie o programie). Obecnie traci ona aktualność wobec powszechnej tendencji do stosowania dużych jednostek sprężających i ograniczenia liczby cięgien w przekroju poprzecznym.

W schemacie h) wszystkie wielkości są zmienne: wysokość belki oraz siła sprężająca i jej mimośród. Pozwala to na dużą elastyczność w projektowaniu i dostosowanie się do skomplikowanych wymagań współczesnych technologii budowy mostów, zwłaszcza konstrukcji segmentowych wznoszonych metodą wspornikową (segregator aktów prawnych). W rozwiązaniu tym występują cięgna 1 przeciągane przez przygotowane kanały i biegnące przez całą długości belki, krótkie cięgna 4 w strefach największych momentów podporowych, zakotwione w dolnym licu konstrukcji, cięgna 3 kończone zakotwieniami czynnymi w stykach segmentów oraz cięgna 2 z pośrednimi zakotwieniami montażowymi, przedłużane specjalnymi łącznikami w miarę montowania kolejnych segmentów. Zakotwienia cięgien 3 mogą być i często są lokowane w stykach stref rozciąganych, ponieważ rozcięcie konstrukcji w płaszczyznach styków na poszczególne segmenty eliminuje naprężenia rozciągające za zakotwieniem.

Ukształtowanie belki sprężonej w profilu podłużnym zależy od warunków projektowania, wśród których zasadnicze znaczenie ma system sprężania; nie wszystkie systemy nadają się do realizacji każdego z podanych schematów, o czym trzeba pamiętać w fazie wstępnego projektowania (promocja 3 w 1). Dla podstawowego schematu można sprawdzić warunki bezpieczeństwa we wszystkich przekrojach poprzecznych belki metodą graficzną, za pomocą obwiedni granicznych.