Металлические пролетные строения железнодорожных мостов с ездой поверху
Обновлено: 17.05.2024
СЕРИЯ 3.501-49
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ С ЕЗДОЙ ПОВЕРХУ НА БАЛЛАСТЕ ПРОЛЕТАМИ 18,2; 23,0; 27,0; 33,6; 45,0; 55,0 м В ОБЫЧНОМ И СЕВЕРНОМ ИСПОЛНЕНИИ
Металлические железнодорожные пролетные строения с ездой поверху на балласте пролетом 18,2 м в северном исполнении. Пояснительная записка и чертежи
Металлические железнодорожные пролетные строения с ездой поверху на балласте пролетом 23,0 м в северном исполнении. Пояснительная записка и чертежи
Металлические железнодорожные пролетные строения с ездой поверху на балласте пролетом 27,0 м в северном исполнении. Пояснительная записка и чертежи
Металлические железнодорожные пролетные строения с ездой поверху на балласте пролетом 33,6 м в северном исполнении. Пояснительная записка и чертежи
Металлические железнодорожные пролетные строения с ездой поверху на балласте пролетами 18,2 - 33,6 м в северном исполнении. Деталировочные чертежи железобетонной плиты
Металлические железнодорожные пролетные строения с ездой поверху на балласте пролетом 45 м в северном исполнении. Пояснительная записка и чертежи
Металлические железнодорожные пролетные строения с ездой поверху на балласте пролетом 55,0 м в северном исполнении. Пояснительная записка и чертежи
Металлические железнодорожные пролетные строения с ездой поверху на балласте пролетами 45,0 м; 55,0 м в северном исполнении. Деталировочные чертежи железобетонной плиты
Металлические железнодорожные пролетные строения с ездой поверху на балласте пролетами 45,0 м; 55,0 м в северном исполнении. Привод нижней смотровой тележки
Металлические железнодорожные пролетные строения с ездой поверху на балласте пролетами 18,2 - 33,6 м для мостов, расположенных на кривых. Пояснительная записка и чертежи
Металлические железнодорожные пролетные строения с ездой поверху на балласте пролетами 18,2; 23,0; 27,0; 33,6 м в обычном и северном исполнении. Вариант железобетонных плит балластного корыта с металлическими консолями под тротуары
Металлические железнодорожные пролетные строения с ездой поверху на балласте пролетами 45,0; 55,0 м в обычном и северном исполнении. Вариант железобетонных плит балластного корыта с металлическими консолями под тротуары
Антисейсмические устройства для мостов, расположенных в районах с расчетной сейсмичностью 7, 8, 9 баллов. Рабочие чертежи
Пролетное строение Lp=45,0 м с пониженной строительной высотой. Техно-рабочие чертежи
Железобетонные плиты балластного корыта с клеевыми обжатыми стыками для пролетных строений Lp=18,2-33,6 м. Техно-рабочие чертежи
Железобетонные плиты балластного корыта с клеевыми обжатыми стыками для пролетных строений Lp=45,0; 55,0 м. Техно-рабочие чертежи
Монтаж пролетных строений. Пролетные строения 18,2; 23,0; 27,0; 33,6; 45,0 и 55,0 м. Монтаж плит балластного корыта. Техно-рабочие чертежи
Монтаж пролетных строений. Пролетные строения 18,2; 23,0; 27,0; 33,6; 45,0 и 55,0 м. Установка консольными кранами. Техно-рабочие чертежи
Монтаж пролетных строений. Пролетные строения 45,0 и 55,0 м. Монтаж способом продольной задвижки и стреловыми кранами с земли. Техно-рабочие чертежи
Особенности пролетных строений с ездой поверху
Давая общую характеристику решетчатых пролетных строений, мы уже говорили о наиболее целесообразных случаях применения пролетных строений с ездой поверху в железнодорожных мостах. Принципы формирования главных ферм при езде поверху аналогичны решетчатым пролетным строениям с ездой понизу.
В мостах с ездой поверху при безбалластном мостовом полотне, как правило, требуется устройство балочной клетки. Поскольку нет особых ограничений в строительной высоте пролетного строения, балочную клетку можно выполнить различными способами, в частности, с этажным расположением продольных и поперечных балок (рис. 7.41, а) или с размещением балок в одном уровне (рис. 7.41, б).
Ранее уже говорилось о недостатках этажного расположения балок, которые делают такое решение неприемлемым в современных мостах. Вариант размещения балок в одном уровне, в котором продольные балки и пояса главных ферм делают одинаковой высоты (меньше высоты поперечных балок), обладает минимальной строительной высотой, удобством монтажа и надежностью прикрепления продольных балок к поперечным и поперечных к узлам главных ферм. В нем рационально расположение продольных связей относительно верхних поясов главных ферм, надежно работают поперечные балки как распорки продольных и поперечных связей, имеется возможность включения балочной клетки в совместную работу с главными фермами. Однако во избежание значительного расхода металла на продольные балки для удовлетворения требований к их жесткости здесь приходится ограничивать размер панели проезжей части.
В связи с изложенным по последнему варианту и выполнена проезжая часть в имеющемся типовом проекте решетчатых про летных строений с ездой поверху (разработка Гипротрансмоста 1976 г., рис. 7.42). Здесь для удобства монтажа поперечных балок сечения верхних поясов выполнены гладкими — без свесов верх них листов. Продольные и поперечные балки в целях рационализации выполнены разной высоты с устройством столиков в узлах их сопряжения. Балочная клетка включена в совместную работу с верхними поясами главных ферм при помощи диагоналей верхних продольных связей, жестко скрепленных с нижними поясами продольных балок. В местах соединения постав лены распорки, исключающие изгиб диагоналей.
Пролетные строения с длиной пролета 44, 55 и 66 м с ездой на безбалластных плитах предназначены под нагрузку С14. Их изготавливают для тех же условий эксплуатации и из тех же сталей, что и пролетные строения с ездой понизу. Коробчатые элементы поясов главных ферм также могут выполняться как перфорированными, так и герметически замкнутыми по тем же принципам. Элементы решетки приняты H-oбразного сечения. Треугольные фермы имеют только стойки для уменьшения панели верхнего сжатого пояса и соединены верхними и нижними продольными связями крестовой системы, а также поперечными связями в плоскости стоек (рис. 7.43). Но при навесном монтаже пролетных строений появляется необходимость в подвесках, ограничивающих свободную длину элементов сжатого нижнего пояса.
Пролетные строения разделены на две серии с высотой главных ферм соответственно 6 и 8,5 м. Для стандартизации обе серии имеют одинаковые панели (5,5 м), расстояние между осями ферм (3,9 м), ширину всех элементов (526 мм), балочную клетку и связи. В обеих группах предусмотрены варианты пролетных строений, имеющих скошенные концы главных ферм. Такая конструкция отличается большей поперечной устойчивостью и экономией металла. Она уместна при опирании на обсыпные устои (сокращается длина устоя) и в сопряжении на промежуточной опоре пролетных строений с ездой понизу и поверху (улучшается конструкция оголовка опоры).
Преимущества мостового полотна с ездой на балласте в сравнении с безбалластным полотном привлекают инженеров к устройству полотна такого типа и в решетчатых пролетных строениях с ездой поверху. Для поддержания балластного мостового полотна можно использовать железобетонную либо металлическую плиту, включенную или не включенную в совместную работу с верхними поясами главных ферм.
Примером отечественной конструкции служит пролетное строение эксплуатируемого моста длиной 44 м с металлической плитой балластного корыта (рис. 7.44). Оно сформировано на базе типового с добавлением в верхнем поясе двухъярусной ортотропной плиты с листом настила из коррозионно-стойкой стали. Устройство ортотропной плиты, совмещающей функции части верхнего пояса фермы, продольных балок, связей и балластного корыта, позволяет довольно эффективно использовать материал даже с учетом того, что верхний пояс, помимо осевых сил, работает на местный изгиб в пределах панели фермы.
Пролетные строения с ездой поверху на балласте
Балластное мостовое полотно обладает существенными достоинствами: однотипность верхнего строения пути на земляном полотне и искусственном сооружении, что позволяет механизировать укладочные и путеремонтные процессы; более благоприятные условия для укладки на мосту бесстыкового рельсового пути; возможность установки пролетных строений в кривых участках пути; уменьшение за счет поглощающих свойств балластного слоя динамических воздействий подвижного состава на элементы пролетного строения; снижение уровня шума в системе «мост—поезд». В то же время главным недостатком балластного полотна является повышенный собственный вес, составляющий для одного пути порядка 40 кН/м. Тем не менее, как показывает опыт, этот тип полотна может быть эффективным и для цельнометаллических пролетных строений с ездой поверху. В качестве поддерживающей конструкции балластного слоя — балластного корыта — в пролетных строениях рассматриваемого типа применяют железобетонную либо металлическую конструкцию.
В разрезных балочных пролетных строениях железобетонное балластное корыто целесообразно использовать не только как поддерживающую путь, но и в качестве верхнего сжатого пояса основной несущей конструкции — главных балок. Таким образом формируется изделие из комбинированного материала — сталежелезобетона.
При разработке отечественных пролетных строений также во многом учитывался зарубежный опыт, особенно Германии, где еще в 1950-е—1970-е гг. было возведено много конструкций как с двутавровыми, так и с коробчатыми главными балками, однопутных и двухпутных, при длине пролетов разрезной балочной системы от 20 до 50 м.
При создании коробчатых пролетных строений с ездой поверху исходили из тех же соображений, что и при проектировании пролетов с безбалластным полотном: замкнутое сечение коробки образуют две вертикальные либо наклонные стенки, лист настила корыта и нижняя плита, играющие роль поясов главной балки и продольных связей. Ho в отличие от непосредственного прикрепления рельса к поясу балки, постоянные и временные нагрузки при балластном полотне распределяются по всей площади настила. В таком случае его выполняют в виде так называемой ортотропной плиты.
Opтoтpoпная плита представляет собой сварную конструкцию из плоского стального листа, усиленного продольными ребрами (стрингерами) и поперечными ребрами (балками). Поскольку продольные и поперечные ребра имеют разное сечение и располагаются с разным шагом, такая конструкция обладает разной жесткостью в двух ортогональных направлениях, из-за чего и называется ортотропной.
В отличие от ортотропной плиты проезжей части, работающей на пространственный изгиб и осевые силы, нижняя ребристая плита коробчатых сечений, будучи поясом балки, испытывает только растяжение или сжатие, а ее продольные и поперечные ребра служат для обеспечения общей устойчивости плиты.
Взаимное расположение ребер ортотропной плиты может быть двухъярусным (рис. 3.14, а) или одноярусным (рис. 3.14, б). В первом случае к покрывающему листу на заводе приваривают только продольные ребра, опирающиеся на расположенные снизу двутавровые поперечные балки, прикрепляемые на монтаже к вертикальным стенкам главных балок. Монтажные соединения продольных ребер с поперечными балками обычно выполняют на ВПБ.
Во втором случае покрывающий лист подкрепляют приваркой к нему как продольных (рис. 3.14, в), так и поперечных ребер, верхние кромки которых расположены в одном уровне. При этом продольные пропускают сквозь вырезы в стенках поперечных и, как правило, объединяют ребра в этих зонах с помощью сварки.
В обоих случаях покрывающий лист соединяют с верхним поясом (или с вертикальной стенкой) главной балки сваркой либо ВПБ. Узлы соединения поперечных ребер или балок с главными балками (как заводские, так и монтажные) за рубежом выполняют сварными или болтовыми, а в отечественной практике — только на болтах, учитывая снижение несущей способности узла из-за пониженной выносливости сварных соединений.
В большинстве зарубежных пролетных строений с ездой на балласте используют одноярусные ортотропные плиты с пластинчатыми, тавровыми, уголковыми и треугольными продольными ребрами, Хорошим решением является пропуск пластинчатых ребер через узкую калиброванную щель в стенке поперечного ребра без устройства сварных соединений во избежание концентрации напряжений. Стенки же более мощных тавровых продольных ребер обязательно сваривают со стенками поперечных с обеих сторон двухсторонними швами, причем с одной стороны — с разделкой кромок и полным проваром шва. Для снятия концентрации напряжений выполняют вырезы специальной фигурной формы.
Одноярусные плиты по сравнению с двухъярусными при прочих равных условиях имеют меньшую металлоемкость. Однако непосредственная приварка к покрывающему листу взаимно ортогональных ребер обуславливает повышенную концентрацию напряжений в местах сварных соединений ребер между собой и в концевых частях вырезов в стенках поперечных ребер. В условиях значительных динамических воздействий поездной нагрузки это может явиться причиной появления усталостных повреждений. Поэтому в отечественных железнодорожных мостах в основном применяют двухъярусные ортотропные плиты с тавровыми продольными ребрами.
В 1987 г. институтом Гипротрансмост разработан типовой проект коробчатых пролетных строений с балластным корытом из двухслойной коррозионно-стойкой стали с расчетным пролетом 33,6 и 45 м (см. табл. 3.1). Отметим, что конструкции длиной свыше 45 м получаются неэффективными, поэтому до сих пор их не применяют: из-за ограничений по прогибу не удается обеспечить высоту коробки, отвечающую условиям перевозки (не более 3,6 м), что требует устройства продольных монтажных стыков по стенкам, материал коробчатой балки существенно недоиспользуется по прочности.
Коробчатый блок пролетного строения длиной 33,6 м выполняется полной заводской готовности, цельноперевозимый, а длиной 45 м — имеет посередине монтажный стык на ВПБ. Консольные блоки ортотропных плит и тротуары присоединяют на монтаже также ВПБ. Конструкции выпускают с балластным корытом шириной 4,2; 4,55 и 4,9 м (для разных условий). Коробчатые балки могут устанавливаться на опоры целиком консольным краном ГЭПК-130, возможен также монтаж стреловыми кранами либо надвижкой.
На рис. 3.15 показана конструкция пролетного строения длиной 33,6 м. Балластное корыто в виде двухъярусной ортотропной плиты выполнено из двухслойной коррозионно-стойкой стали марки 09Г2С (основной слой толщиной 10 мм) + 12Х18Н10Т (плакирующий слой нержавеющей стали толщиной 2 мм, соприкасающийся с балластом). Несущие элементы коробки изготавливают из сталей марок 15ХСНД (обычное исполнение), 15ХСНД-2 и 10ХСНД-3 (северное исполнение).
Верхний лист коробки подкреплен четырьмя ребрами таврового сечения, которые опираются и прикрепляются ВПБ на сварные поперечные балки двутаврового сечения, установленные с шагом около 2 м по длине пролета. Поперечные балки присоединяют болтами к поперечным ребрам жесткости вертикальных стенок. Нижний лист коробки шириной 2740 мм имеет в соответствии с эпюрой материалов переменную толщину от 12 до 20 мм. Для исключения местной вибрации листа по его середине установлено продольное полосовое ребро жесткости, подкрепляемое уголковыми поперечными связями. Торцы коробки закрыты сплошными поперечными диафрагмами с закрываемыми люками для доступа внутрь.
На сети железных дорог России эксплуатируют несколько десятков пролетных строений длиной 33,6 м. Эффективность их применения, несмотря на повышенную металлоемкость, состоит в универсальности, быстроте монтажа, высоких эксплуатационных качествах. Вместе с тем, как показали обследования, двухъярусная ортотропная плита, использованная в типовом проекте Гипротрансмоста 1987 г., тоже не свободна от усталостных разрушений: обнаружено образование выколов в верхних полках поперечных балок в местах опирания продольных ребер плиты.
Отмеченные факты свидетельствуют о недостаточной надежности двухъярусных плит балластного корыта в той конструктивной форме, которая в последние годы в России считается предпочтительной, и о необходимости дальнейшего совершенствования конструкции стальных коробчатых пролетных строений с ездой поверху на балласте.
Стремление избавиться от перечисленных недостатков, а также от дефицитной коррозионно-стойкой стали балластного корыта, привело к разработке ГУП Гипротранспуть при научном руководстве специалистов Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ) нового типового проекта (инв. № 2210), утвержденного МПС в 2002 г.
В составе проекта имеется серия стальных пролетных строений с ездой на балласте расчетными пролетами 18,2; 23; 27; 33,6 м (табл. 3.2, рис. 3.16). Пролетные строения запроектированы в обычном и северном исполнениях и предназначены для установки на мостах, расположенных на однопутных и двухпутных (с междупутьем 4,2 м) линиях со скоростями движения до 200 км/ч, в том числе в районах с сейсмичностью до 9 баллов включительно.
Однопутные пролетные строения предназначены для использования на прямых и кривых участках пути с радиусом кривой более 600 м и уклонами до 10 %. Пролетные строения для двухпутных линий следует устанавливать только на прямых участках.
Цельносварные главные балки П-образного сечения состоят из двух вертикальных стенок, листа верхнего пояса и двух горизонтальных листов нижнего пояса. Чтобы обеспечить устойчивость, стенки балок укреплены внутренними диафрагмами, расставленными с шагом по длине пролета 2. 2,5 м, на которые опирается лист верхнего пояса. С наружной стороны стенки балок укреплены продольными ребрами жесткости и поперечными ребрами в местах расположения внутренних диафрагм, предназначенными для крепления консольных частей балластного корыта и наружных смотровых ходов. Основные конструкции изготовлены из сталей 15ХСНД и 10ХСНД в зависимости от исполнения.
Верхний пояс балок, являющийся днищем балластного корыта, представляет собой лист, сваренный продольным швом из двух частей. Он имеет уклоны в 3 % от оси пути к краям для отвода воды. Между внутренними диафрагмами лист верхнего пояса подкреплен четырьмя листовыми продольными ребрами жесткости высотой 360. 375 мм, которые присоединены к диафрагмам сварными швами.
Таким образом формируется цельносварной заводской цельнопролетный блок длиной от 18,9 до 34,4 м. Перевозка пролетных строений производится на сцепе из двух железнодорожных платформ грузоподъемностью по 60 т, оборудованных турникетами. Монтаж блоков предусмотрен консольными (ГЭПК-130У) и стреловыми кранами, а также способом продольной надвижки. Максимальная монтажная масса блока (lр = 33,6 м) 78 т.
После монтажа основного блока присоединяют консольные части ортотропной плиты, каждая из которых разбита на отдельные блоки, стыкуемые на накладках и болтах. К консольным частям балластного корыта крепятся консоли тротуаров с тротуарным настилом. Для прокладки коммуникаций на пролетных строениях предусматриваются кабельные мостики.
При устройстве днища балластного корыта из листа с обычной (не коррозионно-стойкой) сталью в данном проекте применено комплексное покрытие, состоящее из металлизационно-лакокрасочного, защитно-сцепляющего и защитно-выравнивающего слоев. Для повышения производительности труда и исключения сезонности такие комбинированные покрытия целесообразно нанести на заводах.
Металлизационно-лакокрасочный слой состоит из цинкового покрытия толщиной 200 мкм, наносимого холодным способом, и пропитывающего эпоксидного (грунтовки) Icosit EG1 толщиной 40. 60 мкм. Защитно-сцепляющий слой состоит из эпоксидно-полиуретановой композиции Elastomastik TF (4. 5 мм) с посыпкой кварцевым песком или электрокорундом для повышения износостойкости композиции. Защитно-выравнивающий слой выполняется из асфальтобетона толщиной не менее 10 мм над выступающими частями болтов соединения консольных частей ортотропных плит.
Как видим, в данном типовом проекте от двухъярусной ортотропной плиты балластного корыта перешли к сварной одноярусной конструкции с листовыми продольными ребрами. Ho, заметим, что и такое решение может неблагоприятно проявить себя в дальнейшей эксплуатации. Дело в том, что сварные швы в местах пересечения низа покрывающего листа, верха поперечных диафрагм и продольных ребер представляют собой места значительной концентрации напряжений. В этих узлах следует избегать пересечения сварных швов и выполнять их с полным проваром.
Особенности конструкций пролетных строений с ездой поверху
Для установки пролетных строений с ездой поверху необходим достаточный строительный просвет между верхом подмостового габарита и отметкой проезжей части по профилю проектируемой линии.
Наличие такого строительного просвета встречается обычно при трассировании дороги в горной местности на переходах с высокими берегами, через узкие долины с крутыми склонами, овраги и т. п.
Вследствие ограниченности применения сквозных пролетных строений с ездой поверху в настоящее время нет действующих типовых проектов этих конструкций.
Рис. 177. Схемы пролетных строений с ездой поверху В прежние годы, когда все пролетные строения применялись клепаными и балки со сплошной стенкой еще не получили распространения для пролетов 33,0, 44,0 м и более, разработка типовых проектов пролетных строений железнодорожных мостов для пролетов от 27,0 до 66 м признавалась целесообразной.
В 1931—1934 гг. Гипротрансом НКПС были разработаны типовые пролетные строения со сквозными фермами для железнодорожных мостов с ездой поверху для пролетов от 27,0 до 55 м, рассчитанные под нагрузки Н7 и Н8 (рис. 177). В пролетных строениях l = 27,0 и l = 33,6 м расстояние между осями ферм было назначено равным 2,2 м; при l = 45,0 м это расстояние было равно 3,0 м; при l = 55 м — 4,0 м.
В уровне верхних и нижних поясов размещались продольные связи, а в плоскостях стоек — поперечные крестовые связи.
Для повышения устойчивости узких пролетных строений пролетами 27,0 и 33,6 м нижним поясам ферм придано полигональное очертание. При этом сократилась длина наиболее нагруженных сжатых опорных раскосов.
Рис. 178. Сопряжение с опорами пролетных строений со скошенными концами В пролетных строениях пролетами 45 и 55 м крайние панели разработаны в двух вариантах: с расположением опорных узлов в уровне нижних и уровне верхних поясов. На остальном протяжении пролетные строения имеют одинаковую конструкцию, что удобно для изготовления. Применение ферм со скошенными концами позволяет повысить устойчивость пролетных строений и сократить расход металла. Такая конструкция уместна в многопролетных мостах, имеющих пролетные строения с ездой поверху и понизу, так как в этом случае улучшаются конструкция оголовка и внешний вид опор, поддерживающих пролетные строения с ездой в разных уровнях. Использование этих пролетных строений целесообразно также в сопряжении с обсыпными устоями высоких мостов с ездой поверху — в этом случае может быть сокращена длина устоя (рис. 178).
Рис. 179. Прикрепление поперечных связей вблизи опорного узла Недостатком их является усложнение конструкции опорных поперечных связей, размещаемых в плоскости крайних раскосов (рис. 179).
Для повышения жесткости связей крайняя поперечная балка объединена здесь с распоркой поперечных связей. Узловая фасонка связей имеет перегиб в месте прикрепления к балке.
У большинства пролетных строений в фермах исключены подвески. Их наличие в пролетном строении l = 55,0 м объясняется значительным расстоянием между основными узлами (11 м), при котором может потребоваться развитие сечений элементов нижнего пояса с целью соответствия нормам гибкости для растянутых стержней, а также для сокращения дополнительных напряжений от собственного веса стержней. Включение подвесок в систему решетки ферм при езде поверху может быть оправдано и в случае навесного метода сборки ферм, когда нижние пояса оказываются сжатыми и требуется сокращение их свободной длины.
Рис. 180. Схема опирания мостового бруса на пояса ферм В пролетных строениях пролетами до 33,6 м при расстоянии между осями ферм 2,2 м мостовые брусья укладывают непосредственно на верхние пояса ферм, в связи с чем верхние поясные уголки повернуты полками внутрь для уменьшения неравномерности загружения ветвей, обусловленной изгибом мостовых брусьев под нагрузкой (рис. 180). По этим же соображениям ограничена также ширина верхних поясов. Развитие сечений происходит за счет добавления узких вертикальных листов (табл. 8). Так как верхние пояса, помимо осевых сжимающих усилий, работают на местный изгиб в пределах панели, их высоту пришлось увеличить до 1/6,4 от расчетной длины. В стержневых фермах, где элементы работают только на осевые усилия, это отношение обычно не превосходит 1/10.
Рис. 181. Варианты расположения балок проезжей части в пролетных строениях Продольные балки расположены над поперечными (рис. 181, а). Они объединены верхними продольными связями и поперечными, поставленными только над опорами — поперечными балками.
Ярусное расположение балок позволило упростить их сопряжение, сократить число монтажных стыков у продольных балок, которые назначены через каждые две панели, и удобно расположить верхние продольные свйзи главных ферм в плоскости их поясов. Для сокращения свободной длины диагоналей продольных связей их можно подвесить к нижним поясам продольных балок. Поперечная балка надежно выполняет роль распорки продольных и поперечных связей.
Рис. 182. Деформации поясных уголков при ярусном расположении балок Недостатком такого сопряжения балок, выявленным в процессе эксплуатации, явилось расстройство заклепок, значительный изгиб, а иногда и появление трещин в горизонтальных полках у верхних поясных уголков поперечных балок (рис. 182). Очевидно, непосредственное опирание продольных балок по всей ширине пояса поперечных балок неудачно и требует улучшения.
Для удобной установки поперечной балки на монтаже и упрощения конструкции прикрепления ее к фермам целесообразно назначать сечения верхних поясов «гладкими» — без выступающих наружу горизонтальных полок уголков (см. рис. 181).
В прикреплении поперечной балки к главным фермам удается исключить работу монтажных заклепок прикрепления на отрыв головок, используя узловую фасонку продольных связей в качестве «рыбки».
Рис. 183. Продольно неподвижное прикрепление продольных балок Устройство тормозных рам может быть таким же, как и в пролетных строениях с ездой понизу. Однако в данном случае, учитывая небольшую ширину пролетного строения, оказалась возможной более простая конструкция: продольные балки жестко приклепаны у средней поперечной балки к уширенным узловым фасонкам продольных связей (рис. 183) и через них передаются тормозные силы на пояса фермы.
В остальных местах опирания продольных балок на поперечные их скрепление осуществлено на обычных болтах, причем отверстия для болтов в поясах продольных балок сделаны овальными, чтобы создать возможность смещения поперечных балок относительно продольных и исключить изгиб поперечных балок в горизонтальной плоскости при деформациях поясов главных ферм.
Устройство балочной клетки в пролетных строениях с ездой поверху может быть и иным. Например, продольные и поперечные балки назначают одинаковой высоты и располагают в одном уровне над поясами главных ферм (рис. 181, б).
При таком расположении балочной клетки прикрепление продольных балок к поперечным может быть выполнено так же, как и в пролетных строениях с ездой понизу — с помощью «рыбок» и уголков прикрепления, что является надежным и не очень сложным. Однако при этом снижается роль поперечных балок как распорок связей, а их прикрепление к поясам ферм усложняется необходимостью обеспечения устойчивости балок.
Можно, сохраняя надежную конструкцию прикрепления продольных балок к поперечным, опустить поперечную балку и поставить ее в уровень с поясами главных ферм (рис. 181,в). При этом уменьшается строительная высота пролетного строения по сравнению с двумя предыдущими вариантами и сохраняются все качества прикрепления поперечной балки первого варианта (см. рис. 181, а).
Но одновременно появляются новые недостатки. Во-первых, уровень расположения диагоналей продольных связей главных ферм оказывается ниже поясов ферм и совместная работа поясов с диагоналями будет вызывать дополнительный изгиб вертикальных элементов главных ферм, а также невыгодное (с большим эксцентриситетом) действие усилий от диагоналей на распорку связей — поперечную балку.
Во-вторых, для обеспечения удобных условий по выклепке монтажных заклепок прикрепления поперечной балки к ферме между продольными балками и поясами ферм приходится предусматривать свободный промежуток d (см. рис. 181, в) размером не менее 0,6—0,8 м, что приводит к увеличению расстояния между фермами, которое не-может быть менее 4,0 м. Увеличение расстояния между продольной балкой и фермой в данном случае полезно и для уменьшения дополнительных напряжений в балках, вызываемых деформациями поясов главных ферм.
Наконец, можно вернуться к ярусному расположению балок, но поперечную балку опустить ниже поясов главных ферм (рис. 181, г). В этом случае снижается строительная высота пролетного строения (см. рис. 181, а), удовлетворительно решается вопрос о разхмещении продольных связей, но в худших условиях оказывается прикрепление поперечной балки — здесь не избежать работы заклепок на отрыв головок.
Рис. 184. Конструкция балочной клетки в пролетном строении ПСК При разработке индивидуального проекта пролетного строения L = 99,0 м с ездой поверху ПСК в целях упрощения изготовления сохранены полностью все основные размеры ферм и типы сечения элементов, принятые в проектах II серии для езды понизу. Крестовые поперечные связи поставлены в плоскости всех стоек и подвесок. Увеличена площадь сечения стоек, нагрузка на которые возросла, а подвески, ставшие нулевыми, приняты не со сплошным листом, а с планками. Продольные балки расположены над поперечными (рис. 184).
Конструкция и размеры поперечных балок остались такими же, как и при езде понизу.
Продольные балки с целью сокращения строительной высоты пролетного строения приняты высотой 660 мм (1/8,3 l).
Уголки прикрепления поперечных балок к фермам используются для закрепления фасонок поперечных связей, в связи с чем длина уголков увеличена.
Рис. 185. Разрыв продольных балок Для уменьшения влияния деформаций поясов на усилия в балочной клетке через каждые четыре панели предусмотрены разрывы продольных балок, расположенные над поперечными балками (рис. 185). В местах разрывов поставлены подвижные опорные части тангенциального типа.
Возможность уменьшения расстояния между осями ферм при езде поверху создает благоприятные предпосылки для разработки конструкций с ездой на балласте.
Проект такого пролетного строения разработан Трансмостпроектом в 1956 г. для пролета 55 м.
Рис. 186. Клепано-сварное пролетное строение с ж/б плитой проезжей части Пролетное строение клепано-сварное с треугольной решеткой, с дополнительными стойками. Фермы расставлены на расстоянии 2,4 м и объединены поверху и понизу продольными связями треугольной системы (рис. 186, г), а в плоскостях стоек поперечными крестовыми связями (рис. 186, а).
Сталь М16С. Нагрузка Н8. Даны два варианта решения крайних панелей: с опорными стойками (рис. 186, б) и со скошенными концами (рис. 186, в).
Назначение столь малого расстояния между фермами (B = 1/23 l) оказалось возможным потому, что широкая железобетонная плита, монолитно связанная с поясами ферм, обеспечивает жесткость пролетного строения в горизонтальной плоскости, а утяжеление пролетного строения весом плиты и балласта создает необходимую его устойчивость.
Верхние продольные связи в процессе эксплуатации не нужны, однако их наличие позволяет вести Монтаж пролетного строения любым способом, включая навесной.
Рис. 187. Сечения элементов главных ферм Сечения верхних (рис. 187, а) и нижних (рис. 187, б) поясов ферм — коробчатые с перфорированным нижним горизонтальным листом; сечения раскосов и стоек — Н-образные (рис. 187, в). Ширина всех элементов ферм одинакова и равна 420 мм.
Стыки всех поясных элементов устроены в центрах узлов (рис. 188) и непосредственно перекрыты вертикальными и горизонтальными накладками. Неперекрытым оставлен только нижний горизонтальный лист.
Рис. 188. Узел В4 клепано-сварного пролетного строения с ж/б плитой проезжей части Коробчатые элементы снабжены диафрагмами «Д», приваренными только к вертикальным листам.
Верхние продольные связи расположены в уровне нижних листов поясных элементов, а их фасонки № 4 приварены непосредственно к узловым фасонкам главных ферм № 1. Такое прикрепление представляется не очень удачным, так как неподкрепленные вертикальными элементами тонкие горизонтальные фасонки могут изгибаться под нагрузкой от собственного веса диагоналей продольных связей.
Железобетонная плита балластного корыта включена в совместную работу с верхними поясами ферм на временную вертикальную нагрузку как при расчете на осевые, так и при изгибе поясов в пределах панели. Связь плиты с верхними поясами ферм обеспечивается с помощью жестких кольцевых упоров (рис. 188). Вес металла пролетного строения (без арматуры плиты) составил 144,1 т. Клепано-сварное пролетное строение из балок со сплошной стенкой и железобетонной плитой, включенной в работу балок, оказывается тяжелее на 10%.
Читайте также: