Металлические пролетные строения железнодорожных мостов

Обновлено: 21.05.2024

Стальные пролетные строения мостов имеют различные статические схемы и конструкции, способы соединения элементов, виды мостового полотна и другие особенности.

По статистическим расчетным схемам главных несущих элементов стальные пролетные строения бывают:

• балочные (разрезные, консольные, неразрезные) — (рис. 7.8);

• рамные (неразрезные, с наклонными стойками и др.) — (рис. 7.9);

• арочные (трех-, двухшарнирные и бесшарнирные) — (рис. 7.10);

• висячие (с гибким кабелем, шарнирной цепью и др.) — (рис. 7.11);

• комбинированные (балка с аркой, балка с кабелем, вантовые и др.). По виду металла пролетные строения бывают из углеродистой или

низколегированной стали, обычного или северного исполнения.

По способу соединения элементов стальные пролетные строения де­лятся на клепаные, сварные, болтосварные, клепано-сварные (на заводе элементы изготавливают сварными, а на монтаже соединяют заклепка­ми или болтами).

По уровню расположения проезжей части пролетные строения быва­ют: с ездой поверху, с ездой понизу, с ездой посередине, а также с двухъярусным расположением проезжей части. Балочные пролетные строения с ездой поверху имеют меньший расход стали, кроме того, применение таких конструкций снижает объем опор.


Рис. 7.8. Виды стальных мостов: а — мост с двухпролетным неразрезным и разрезным однопролетным строе­нием; б — мост с консольными строениями


Рис. 7.9. Схемы рамных мостов:

а — рамный неразрезной трехпролетный мост; б — рамный однопролетный

мост; 1 — стойки; 2 — ригель; l — пролет однопролетного рамного моста;

l1, l2, l3 — пролеты многопролетного рамного моста; h — высота рамы; H — горизонтальная опорная реакция; V — вертикальная опорная реакция


Рис. 7.10. Схемы арочных мостов: а — с ездой посередине; б — с балкой жесткости

Балочно-неразрезные пролетные строения. Главной несущей частью этих пролетных строений являются многопролетные статически неопре­делимые сплошностенчатые балки или стержневые фермы, опирающи-


Рис. 7.11. Схемы висячих мостов: а — с балкой жесткости; б — с закреплением кабелей в устоях; в — с наклон­ными подвесками; 1 — кабель; 2 — деформированное состояние кабеля при за­грузке левого пролета; 3 — балка жесткости; 4 — деформированное состояние балки жесткости при загрузке полупролета; 5 — вертикальная подвеска; 6 — пилон; 7 — оттяжка; 8 — анкерное закрепление оттяжки; 9 — наклонные подвески

еся на одну шарнирно-неподвижную и две или более шарнирно-подвижные опорные части (рис. 7.12).

Рис. 7.12. Балочно-неразрезное пролетное строение

Преимуществом балочно-неразрезных пролетных строений по срав­нению с разрезными являются: меньшая масса стали при больших про­летах, большая вертикальная и горизонтальная жесткость, уменьшение объема кладки опор, возможность навесной сборки без усиления про­летных строений. Экономическая эффективность балочно-неразрезных пролетных строений возрастает с увеличением постоянной нагрузки, т.е. с увеличением длины пролета. Неразрезными фермами перекрываются


пролеты до 300 м, но неразрезные фермы чувствительны к неравномер­ным осадкам опор, поэтому они, как правило, не применяются при сла­бых грунтах.

Балочно-консольные пролетные строения. Главной несущей частью этих пролетных строений является многопролетные шарнирные стати­чески определимые сплошные балки или фермы (рис. 7.13). Они состо­ят из подвесных и анкерных пролетных строений с одной или двумя консолями. Пролет, включающий подвесное пролетное строение и кон­соли анкерного, называется сборным. В зависимости от числа консолей различаются мосты одноконсольные и двухконсольные. Консольные фермы сохраняют преимущества неразрезных, но, будучи разрезными, менее чувствительны к неравномерным осадкам опор, поэтому могут применяться при любых грунтах основания. Величина пролетов, пере­крываемых консольными фермами, достигает 220 м. Недостатком кон­сольных ферм является меньшая жесткость, чем у неразрезных.

Арочные мосты состоят из металлических арочных пролетных стро­ений и массивных опор (рис. 7.14). Арочные мосты бывают со сплош­ными и сквозными арками. Сплошные арки наиболее просты по конфи­гурации и удобны для сборки. Сквозные арочные фермы состоят из кри­волинейных поясов и раскосной решетки. Мостовое полотно и балки проезжей части имеют конструкцию, подобную балочным пролетным строениям. По конструкции арочные фермы могут быть: серповидного очертания, с параллельными поясами, портальные арочные фермы. Стрела подъема арочных ферм составляет от 1/4 до 1/6 пролета, а высо­та от 1/14 до 1/16 пролета. Элементы арочных ферм имеют коробчатые и Н-образные сечения, как у балочных ферм.

Рис. 7.13. Балочно-консольные пролетные строения


Основными преимуществами арочных пролетных строений по срав­нению с балочными являются следующие: меньший расход стали при больших пролетах, большая вертикальная жесткость, лучшие архитек-



Рис. 7.14. Основные системы металлических арочных мостов: а — арочный двухшарнирный однопролетный мост с ездой поверху; б — трех-шарнирный мост с ездой поверху; в — арочный мост с ездой посередине; г — арка с жесткой затяжкой; д — деталь конструкции арки; 1 — конструкция проезжей части; 2 — надарочные стойки; 3 — арка; 4 — подвески; 5 — затяж­ка; 6 — поперечные балки; 7 — связи в уровне проезжей части; 8 — продолбная балка; 9 — связи вдоль арок (нижние связи)

турные качества. Недостатками являются: сложность унификации и ти­пизации криволинейных арочных конструкций, увеличение объема кладки опор, необходимость устройства более сложных и дорогих фун­даментов, воспринимающих, кроме вертикального давления, горизон­тальный распор арок.

В висячих мостах главным несущим элементом служат гибкие цепи (или кабели), перекинутые через высокие стойки (пилоны) и закреплен­ные концами в анкерных опорах. К цепям подвешивается проезжая часть. Эти мосты применяются в основном на автомобильных дорогах. Висячие мосты обладают малой жесткостью, так как при перемещении нагрузки вдоль моста цепь меняет свою геометрическую форму. Для уменьшения деформативности гибких висячих мостов применяются балки жесткости, наклонные оттяжки (ванты), идущие прямо от верха пилонов и поддерживающие крайние панели проезжей части, жесткое крепление цепи (троса) в центре пролета.

Байтовые мосты представляют собой геометрически неизменяемую систему, в которой проезжая часть поддерживается при помощи на­клонных вант (стальных канатов), спускающихся с пилона. В вантовых мостах все ванты работают на растяжение. Жесткость вантовых мостов обусловлена предварительным напряжением вант.

Байтовые и висячие мосты бывают с одним или двумя вертикальны­ми или наклонными пилонами в виде П-образных, А-образных и других рам или отдельно стоящих стоек из стали или железобетона.

Достоинствами вантовых и висячих систем являются: рациональное использование высокопрочных сталей в растянутых элементах, способ­ность перекрывать очень большие пролеты, высокая экономичность при больших пролетах, возможность навесной сборки, высокие архитектур­ные качества.

По способу устройства мостового полотна пролетные строения стальных мостов бывают: на деревянных мостовых брусьях, металличе­ских поперечинах, сплошном железобетоном основании, на балласте, на ортотропной плите.

Основные части пролетных строений. Стальные пролетные строе­ния мостов (рис. 7.15) состоят из следующих основных частей:

• главных несущих элементов (балок, арок, ферм, и др.);

• продольных и поперечных связей между главными несущими эле­ментами.

Главные несущие элементы пролетных строений представляют со­бой балки, фермы, рамы, арки и другие конструкции различных стати-162


Рис. 7.15. Основные части пролетного строения: 1 — главный несущий элемент-ферма; 2 — распорка верхних продольных и поперечных связей; 3 — диагональ верхних продольных связей; 4 — нижние

ческих схем. Они перекрывают пространство между опорами моста, воспринимают постоянную и временную подвижную нагрузку от про­езжей части и передают ее опорам.

Продольные и поперечные связи устраивают между главными несу­щими элементами. Они располагаются в плоскостях верхнего и нижне­го поясов главных элементов. Связи обеспечивают пространственную неизменяемость, жесткость и устойчивость (рис. 7.16, 7.17).

Рис. 7.16. Схемы поперечных связей между фермами

Проезжая часть металлических железнодорожных мостов устраи­вается на продольных и поперечных балках пролетных строений (рис. 7.18). Высота продольных и поперечных балок в современных конст­рукциях назначается одинаковой. Продольные балки прикрепляются к поперечным, а поперечные балки — к главным несущим элементам пролетных строений. Таким образом, эти балки проезжей части вос­принимают нагрузку от мостового полотна и передают ее главным не­сущим элементам. Продольные балки двутаврого сечения состоят из вертикального листа, поясных уголков и верхнего горизонтального лис-


Рис. 7.17. Схемы продольных

связей между фермами: а — крестовая; б — с дополни­тельными распорками; в — ром­бическая; г — полураскосная

2 1 '4

Рис. 7.18. Проезжая часть металлической

1 — нижний пояс фермы; 2 — продольные

балки; 3 — поперечные балки;

4 — тормозные связи

та. Поперечные балки имеют двутавровые сечения, состоящие из верти­кального листа, поясных уголков и горизонтальных листов.

Смотровые приспособления представляют собой лестницы, трапы с перилами, катучие тележки, подъемные люльки и другие устройства для осмотра, очистки, окраски, ремонта любой части стального пролет­ного строения.


Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.


Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

Металлические мосты

Металлические мосты — это строения с преимущественно стальными пролетными строениями и стальными опорами.

Одной из разновидностей сооружений являются железнодорожные, которые строятся через водные или иные препятствия для последующей укладки полотна. Путепроводы, виадуки и эстакады также являются разновидностью железнодорожных пролетных конструкций.


Железнодорожный мост состоит из пролетных строений, путей и опор, которые поддерживают конструкцию. Фундаменты опор закладываются на прочном грунте или на сваях. Опоры служат основанием для пролетных строений, позволяя им поворачиваться и перемещаться под нагрузкой или при изменении климатических условий. Продольное строение является совокупностью балок, ферм, а также связей между ними и мостового полотна.

Наиболее распространенным материалом для этого типа сооружений является металл, который стал популярен благодаря своей прочности и надежности, а также небольшой массе. 70% ЖДМ являются стальными. При этом металлические конструкции не лишены недостатков, которыми являются большой расход металла и необходимость обслуживания и защиты от коррозии.

К ЖДМ предъявляются особые требования по надежности и прочности из–за высокой нагрузки, ложащейся практически на всю длину сооружения. Архитектура такой конструкции может быть различной.

Основные перимущества мостов из металла

Технологичность изготовления и сборки — главное достоинство металлических конструкций для строительства. Элементы конструкций производятся на оборудованных предприятиях и поставляются на место стройки, где производится их монтаж. Сборка может быть полностью механизированной, благодаря чему становится возможным произвести строительные работы в кратчайшие сроки.

Благодаря универсальности и простоте конструкции металлических пролетных строений мосты могут возводиться в горной местности, через крупные реки (в том числе и с интенсивным судоходством).


Надежность из весьма высока. На обслуживание требуется меньше средств, а сроки службы гораздо больше. Если выполнены все необходимые мероприятия по защите металла от коррозии, а осмотр металлоконструкций на наличие дефектов выполняется регулярно, такие мосты не уступают по надежности и долговечности железобетонным.

Основные элементы металлических мостов

Высокое качество стали и ее характеристики позволяют изготовлять постройки самых разнообразных конструкций и типов.

Выделяются следующие основные типы:

  1. Балочные — наиболее распространенный на сегодня вид мостов из металла. Технология строительства позволяет перекрывать балками не только средние пролеты, но и исключительно большие (до 500 метров), что часто бывает необходимо при строительстве моста через крупную реку или пролив. Отличительной особенностью сооружний является то, что на опоры оказывается только вертикальное давление, это значительно облегчает строительство при большой высоте опор. БСооружения этого типа имеют сравнительно простую конструкцию, что облегчает их монтаж.
  1. Арочные — являются распорной системой. Они требуют меньших затрат стали, чем балочные конструкции. Однако это налагает некоторые ограничения на использование конструкций такого типа, так как из–за передачи распора опоры должны выдерживать значительную нагрузку. Арочные металлоконструкции наиболее целесообразны при возведеннии объектов на хороших грунтах. В других случаях монтаж может быть затруднен, особенно при значительной высоте опор. Наиболее часто арочные мосты возводятся в городах. При этом он имеет арки сплошного сечения. При строительстве автодорожных объектов применяются арки с балками жесткости. В этом случае арка устанавливается в виде полигонального жесткого пояса. Также арочные конструкции могут быть неразрезными и консольными, однако эти системы не распространены.
  1. Висячие — основными несущими элементами которых являются стальные кабели, цепи или ванты. Если эти элементы закреплены в грунте при помощи растяжек, их можно отнести к распорным сооружениям. Для того, чтобы увеличить вертикальную жесткость, они снабжаются балками жесткости.
  2. Комбинированные строятся из балок или ферм, которые дополнены нижним поясом в виде гибкой арки или шпренгеля. Благодаря особенностям комбинированных конструкций регулирование усилий в их элементах может быть искусственным. Это, в свою очередь, дает возможность удешевить строительство. К комбинированным ММ также относятся сквозные фермы с жестким нижним или верхним поясом.

Металлические пролетные строения мостов

Массовое применение металлических мостов началось в середине прошлого века. Причиной возросшего интереса к этой технологии строительства стало внедрение сварки при производстве элементов мостов на предприятиях, а также начало использования болтовых фрикционных соединений вместо заклепочных при изготовлении элементов и монтаже. Одновременно с этим стали использоваться стальные фермы и балочные пролеты.

В то же время была разработана база для проектирования типовых пролетных строений — параметры и конструктивные решения, нормы для строительства, рассчитанные на основе их предельных состояний, необходимые марки сталей и требования к их свойствам.

В дальнейшем производилась разработка типовых проектов. С 1995 года происходит пересмотр требований металлических пролетных строений. Кроме надежности и долговечности появились новые характеристики конструкций, такие как: качество езды (если речь идет о железнодорожных строениях), снижение затрат на обслуживание и эксплуатацию, эстетический вид.

Строительство металлических мостов

В настоящее время при строительстве становится заметной тенденция к экономии металла и стремлению сделать процесс изготовления и монтажа мостовых конструкций менее трудозатратным. Для этого используется высокопрочные марки стали, сварные конструкции, особые типы монтажных соединений и конструкций пролетов.


Одним из самых технологичных элементов современных ММ являются ортотропные плиты, которые часто используются при возведении автодорожных и городских мостов. Эти конструкции одновременно являются несущим настилом проезжей части, ездовыми поясами главных балок и ферм, при этом исключая необходимость установки продольных связей.

Разработка деталировочных чертежей

На основании разработанного проекта выполняются деталировочные чертежи. Чертежи этих объектов несколько отличаются от чертежей КМД строительных конструкций: их разработка на сегодняшний день не полностью автоматизирована и требует профессиональных конструкторских знаний.


Изготовление конструкций стальных мостов

Для изготовления конструкций ММ на заводе ЧЗМК выделен отдельный участок, оборудованный автоматической сваркой, стендом для сборки и другими приспособлениями. Имеется свой штат специально обученных сварщиков, контролеров ОТК, своя мостовая инспекция.

Конструкции железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов

Железобетон был разрешен к применению на дорогах России в 1887 г. Железобетонные мосты – это наиболее распространенные ИССО железных дорог России, составляют около 50 % по протяженности и 68 % по числу. Установлено всего на железной дороге более 53 тысяч пролетных строений, из них около 37 тысяч – железобетонных.

Конструкции пролетных строений отличаются большим многообразием – с конца XIX в и по сегодняшний день установлены и эксплуатируются пролетные строения, запроектированные под нагрузки 1884, 1896, 1907 гг., 2ФД, Н6, Н7, Н8 и С14. Соответственно срок эксплуатации некоторых пролетных строений может превышать 100 лет. Железобетонные пролетные строения это плитные или ребристые конструкции, с числом ребер от двух до четырех. Пролетные строения из обычного железобетона составляют около 95 % от общего их количества. Диапазон перекрываемых ими пролетов – от 1,3 до 16,5 м. В пролеты от 11,5 и до 34,5 м установлены предварительно напряженные конструкции, доля которых в общем числе железобетонных пролетных строений не превышает 5%.


Одни из самых старых пролетных строений на сети железных дорог запроектированы под нагрузку 1907 г. (Тип А). Это монолитные конструкции, которые изготовляли на месте эксплуатации, отличающиеся большой высотой продольных бортов (около 75 см), иногда изготовленных из каменной кладки. При их изготовлении применяли гладкую арматуру (круглую или прямоугольного сечения, хомуты – полосовые), бетон марки 170…200. Полная длина – от1,34 до 12,069 м, ширина – от 340 см до 490 см. Сейчас срок их службы составляет около 100 лет.

В 1925 г. была введена новая схема железнодорожной нагрузки. Эксплуатируемые пролетные строения, запроектированные под эту нагрузку, имеют плитную или ребристую конструкцию (Тип В). Это монолитные элементы моста, изготовленные в проектном положении на месте эксплуатации. Высота основных несущих элементов изменяется по длине пролета. Она больше в середине и уменьшается к опорам. Водоотвод осуществляется в дренажи за устоями за счет продольного уклона дна балластных корыт. Арматура – гладкая, круглого сечения,бетон марки – 200…250. Полная длина плитных пролетных строений лежит в пределах от 1,16 м до 5,2 м, ребристых – от 3,9 м до 16,54 м. Средний срок их службы превышает 70 лет. Конструкция показана на рисунке 2.3.


Конструкция металлических пролетных строений железнодорожных мостов

На железных дорогах России эксплуатируют более 9 тыс. металлических пролетных строений суммарной длиной свыше 337 км, что составляет около 17 % от общего количества всех пролетных строений и около 50 % – от их суммарной длины. Эти пролетные дорог запроектированы под нагрузки:

1875, 1884 , 1887, 1896 гг. – заменены все на главном ходу;

1907, 1925 гг. – усилены;

1931 г. (Н7 и Н8), 1962 (С14) – выполняются работы текущего содержания.

Все наиболее распространенные пролетные строения условно можно разделить на балочные со сплошной стенкой и с решетчатыми фермами, на клепанные и сварные, а также по виду металла, из которого они изготовлены.

Опоры мостов

Опоры мостов принято классифицировать по материалу:

· деревянные – единичные временные конструкции;

· каменные, бетонные, сбороно-монолитные, сборные (массивные) – 69 % от общего количества опор;

· железобетонные (свайные 10 %; рамно-стоечные – 8 %);

· металлические – единичные конструкции.

Каменные опоры

Каменные опоры обладают хорошими эксплуатационными свойствами, но они трудоемки при изготовлении. Каменные опоры самый распространенный вид опор железнодорожных мостов. Расшивку швов каменных опор выполняют из цементопесчаного раствора или свинца.

Бетонные опоры

При изготовлении бетонных опор частыми дефектами являются усадочные и температурные трещины в теле опоры. На рисунке 2.14 пример конструкции бетонной опоры.

Сборные опоры

Сборно-монолитные опоры

Конструкции сборно-монолитных опор состоят по периметру из облицовочных контурных блоков, образовывающих полость для заполнения внутренней части опоры бетоном невысокой прочности и морозостойкости.

Облицовочные блоки изготавливаются из хорошего бетона на заводе (полигоне). Они не должны иметь закрытых полостей.

Железобетонные опоры

Конструкции железобетонных опор – это свайные и рамно-стоечные конструкции.

Такие конструкции опор нашли применение в путепроводах и на реках без ледохода или с небольшой толщиной льда. В последнем случае сваи или сваи-оболочки защищают металлом или массивом бетона.

Водопропускные трубы

Водопропускные трубы самые многочисленные ИССО более 56 % от общего их количества. Водопропускные трубы строят на периодических водотоках.

По материалу водопропускные трубы классифицируют:

деревянные – единичные сооружения;

каменные – 13 % от общего количества труб;

металлические, в том числе гофрированные – 10 % и др.

По типу поперечного сечения тела трубы классифицируют:

круглые – 48 % (железобетон, металл);

прямоугольные – 30 % (железобетон);

сводчатые – 12 % (камень, бетон, железобетон);

арочные – 3 % (камень, бетон, железобетон).


По типу оголовка:

раструбный и раструбный с открылками– 30 %;

коридорный – 6 %;

портальный – 48 %;

воротниковый– 4 %.


Пешеходные мосты.

По материалу пролетного строения пешеходные мосты бывают железобетонные, металлические и композитные.Пролетные строения типовые, часто используют главные балки железобетонных пролетных строений автодорожных мостов. Опоры чаще железобетонные.

Проблемы пешеходных мостов:

– гибкость пролетных строений и как следствие неприятные ощущения пешеходов при проходе по мосту;

– у металлических мостов из старогодных рельсов образуются трещины по сварке и по металлу за счет остаточных напряжений.



Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).


Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Конструкции пролётных строений со сквозными фермами.

В металлических мостах средних и больших пролетов, как правило, применяют пролетные строения со сквозными фермами и массивные опоры.


Сквозная ферма с полигональным верхним поясом: криволинейный по параболе



Конструктивно сквозная ферма имеет главные фермы, продольные и поперечные связи.


Рис. 3.16 а – общий вид фермы; б – ферма; в – поперечные связи; г – продольные связи; д – продольные и поперечные балки проезжей части; е – мостовое полотно

Проезжая часть может располагаться понизу или поверху пролетного строения. Главные фермы из линейных элементов имеют различные очертания. Они изготавливаются из высокопрочных низколегированных сталей с болтосварными соединениями.

Главные фермы стальных пролетных строений представляют собой плоские геометрически неизменяемые стержневые конструкции, состоящие из элементов нижнего и верхнего поясов и элементов решетки: раскосов, стоек, подвесок.Пояса и раскосы являются основными конструктивными элементами фермы; стойки, подвески, шпренгели, работающие только на местную нагрузку, называются дополнительными. Пересечения раскосов, стоек, и подвесок с поясами ферм называются узлами ферм, а горизонтальное расстояние между центрами смежных узлов называется панелью (рис. 3.17).


Рис. 3.17. Основные конструктивные элементы фермы:

1 — нижний пояс; 2 — верхний пояс; 3 — сжатый (восходящий) раскос; 4 —растянутый (нисходящий) раскос; 5 — стойка; 6 — подвеска; 7 — панель нижнего пояса; 8 — панель верхнего пояса; А — узел верхнего пояса фермы;

Б — узел нижнего пояса фермы; а — длина панели; n — количество панелей;l — длина пролетного строения; h — высота фермы.

Основные расчетные размеры главных ферм:

Расчетный пролет фермы – расстояние между центрами опорных узлов по горизонтали. Принимается от 33 до 110м, кратным 11м.Для пролетных строений железнодорожных мостов он принимается от 33 до 110 м, кратным 11 м, а также 127,4; 144,8; 158,4 см.

Высота главных ферм – расстояние между осями горизонтальных узлов в сечении нижнего и верхнего пояса по вертикали. Высота главной фермы назначается из условия минимального расхода стали, требуемой жесткости фермы и габарита приближения строений. Высота фермы обычно составляет 1/5—1/7 расчетного пролета. В железнодорожных мостах с ездой понизу высота главных ферм принимается не менее 8,5 м для беспрепятственного прохождения подвижного состава.

Длина панели фермы – расстояние между центрами соседних узлов пояса. Длина панели фермы — это расстояние между центрами соседних узлов поясов. Длина панели влияет на расход стали для главных ферм, балок проезжей части и связей между главными фермами. Увеличение длины панели уменьшает количество элементов и узлов фермы, но увеличивает пролеты продольных балок, массу стали проезжей части. Длина панелей принимается 5,5—11 м.

Угол наклона раскосов влияет на конструкцию узлов фермы. Наивыгоднейшим углом наклона раскосов к горизонтали является 40—50°.

Рис. 3.18. Основные части пролетного строения:

1 – портальная рама; 2 –верхние продольные связи; 3 – поперечные связи;

4 – верхний пояс фермы, 5 – распорка верхних продольных связей;

6 – подвеска; 7 – нижний пояс фермы; 8 – раскос; 9 – стойка;

10 – продольная балка проезжей части; 11 – поперечная балка;

12 – продольные связи проезжей части; 13 – нижние продольные связи фермы


По очертанию поясов фермы могут быть с параллельными поясами или с полигональным верхним поясом. В мостах наибольшее распространение получили фермы с параллельными поясами и простой треугольной решеткой.


Сквозная ферма с параллельными поясами

Применяются также фермы с полигональным верхним поясом и треугольной решеткой.

Для уменьшения длины панели в фермах больших пролетов используются шпренгели (понизу).


Решетка ферм состоит из наклонных элементов — раскосов, работающих на растяжение и сжатие, вертикальных элементов — стоек, работающих на сжатие, и подвесок, работающих на растяжение; для уменьшения длины элементов применяются стяжки и распорки.

Главные фермы имеют раскосную, ромбическую, треугольную, шпренгельную и другие решетки (рис. 3.19).


Рис. 3.19. Схемы решеток ферм:

а, б — фермы с раскосными решетками; в — полураскосная решетка; г — многораскосная решетка; д, е, ж — фермы с ромбической решеткой; з — ферма с полигональным верхним поясом и шпренгельной решеткой; и — треугольная решетка; к — треугольная решетка со стойками; л — треугольная решетка со стойками и подвеской; м — многорешетчатая ферма; н — двухрешетчатая ферма; о — крестовая решетка;п — двойная треугольная с полуподвесками и полустойками; р — ферма с параллельными поясами и шпренгельной решеткой

Раскосные решетки состоят из нисходящих, растянутых раскосов и сжатых стоек или восходящих преимущественно сжатых раскосов и растянутых подвесок, для больших пролетов применяется полураскосная и многораскоснаярешетки. Ромбическая решетка состоит из перекрещивающихся раскосов и одного горизонтального или вертикального элемента, обеспечивающего геометрическую неизменяемость фермы. Треугольная решетка представляет собой восходящие и нисходящие раскосы со стойками или со стойками и подвесками. Шпренгельная решетка состоит из основной раскосной или треугольной решетки и шпренгелей, расположенных у верхнего или нижнего пояса. Могут применяться фермы безраскосные, имеющие между поясами только вертикальные элементы — стойки.

Выбор вида решетки фермы производиться путем сравнения расхода стали, количества элементов и узлов, трудоемкости, стоимости и других технико-экономических показателей.

Под воздействием вертикальной нагрузки в балочных разрезных сквозных фермах верхние пояса работают на сжатие, а нижние на растяжение. Величина этих усилий возрастает с увеличением расчетного пролета и уменьшается с увеличением высоты фермы. Раскосы, восходящие от опор к середине пролета, испытывают сжатие, а нисходящие — растяжение.

Подвески и стойки служат для уменьшения свободной длины панели. Стойками называются элементы, работающие на сжатие, подвесками — элементы, работающие на растяжение.

Для главных ферм малых пролетов наилучшей является простая треугольная решетка.

Для средних пролетов, до 110 м включительно, — треугольная решетка с подвесками и стойками.


Для больших пролетов, более 120 м, применяется треугольная решетка с подвесками и шпренгелями у нижнего пояса, позволяющими сохранить оптимальную длину панели иугол наклона раскосов при большой высоте ферм. Для уменьшения свободной длины сжатых панелей верхнего пояса подвески шпренгеляпродолжаются до верхнего пояса, а для уменьшения свободной длины стоек и подвесок ставятся горизонтальные стяжки.

Для повышения уровня унификации, улучшения технологии изготовления и монтажа, снижения трудоемкости и стоимости главные фермы близких пролетов принимаются одинаковых систем, высоты ферм и длины панели.

Так, например, типовые главные фермы пролетами 88 и 110 м имеют параллельные пояса, треугольную решетку с подвесками и стойками, одинаковую высоту 15 м, длину панели 11 м и расстояние между фермами 5,8 м.

Элементы ферм представляют собой прямолинейные стержни, воспринимающие большие продольные усилия и поэтому имеющие значительные площади поперечных сечений. Элемент состоит из набора уголков и листов необходимых размеров и в определенном количестве, объединенных в неизменный стержень. В современных пролетных строениях наиболее применимыми являются сечения коробчатой и Н-образной формы.

Коробчатые сечения состоят из двух вертикальных и двух горизонтальных листов, жестко соединенных сварными швами, вертикальные листы являются основными и более толстыми, чем горизонтальные. Коробчатые сечения имеют большую жесткость при изгибе и кручении, они экономичны по расходу стали, менее подвержены коррозии, но сложны в изготовлении. Применяются как для поясов ферм, так и для сжатых раскосов.

Коробчатые элементы из сплошных листов герметизируются установкой по их концам сплошных поперечных диафрагм, препятствующих проникновению внутрь коробок влаги, снега и грязи. Применение герметичных элементов сокращает площадь окраски и замедляет коррозию, что снижает эксплуатационные расходы и увеличивает срок службы фермы.


Элемент фермы коробчатого сечения

Н-образные сечения состоят из двух вертикальных и одного горизонтального листа, соединенных сваркой. Преимуществом их является простая открытая конструкция, удобная для изготовления. Недостатки этих сечений состоят в: возможности загрязнения и необходимости частой очистки и окраски горизонтальных элементов; опасности быстрой коррозии стали; меньшей жесткости относительно горизонтальной оси. Поэтому Н-образные сечения применяются для наклонных и вертикальных элементов, воспринимающих небольшие нагрузки.


Элемент фермы Н-образного сечения


Рис. 3.20. Сечение поясов сквозных ферм:

а — швеллерное; б — коробчатое; в — П-образное и швеллерное; г — двутавровое Н-образное; д — одностенчатое; е — коробчатое


Рис. 3.21 Сечения решеток ферм:

а, б – швеллерные; в – двутавровые; г,д – плоские; е,ж,з - уголковые

Узлы главных ферм представляют собой соединения концов элементов, оси которых сходятся в одной точке — центре узла (рис. 3.22). К узлам ферм прикрепляются поперечные балки и элементы связей. Концы элементов ферм соединяются при помощи фасонных листов: фасонок-накладок, фасонок-вставок, фасонок-приставок. Фасонки должны быть простой формы, минимальных размеров и толщиной не менее 12 мм.


Рис. 3.22. Конструкция узла ферм:

1- нижний пояс фермы; 2- стойка; 3- раскос; 4- фасонка


Конструкция узлов ферм должна быть простой и удобной для монтажа, предотвращать возможность скапливания воды и грязи.

Связи между фермами. Главные фермы стальных пролетных строений соединяются в плоскостях верхних и нижних поясов продольными связями, а в плоскостях раскосов, подвесок или стоек — поперечными связями.


Продольные связи представляют собой фермы, поясами которых являются пояса главных ферм. Решетка связей может быть треугольной, ромбической, крестовой, полураскосной и других систем.


Поперечные связи между главными фермами располагаются в вертикальных плоскостях стоек и подвесок ферм или в наклонных плоскостях промежуточных раскосов через 11—12 м.



Тормозные рамы, устраиваемые в железнодорожных пролетных строениях, передают продольные тормозные усилия от балок проезжей части на пояса ферм и далее на неподвижные опорные части. Тормозные рамы располагаются посередине пролета. Рамы образуются из диагональных связей и распорок между продольными балками или из диагональных продольных связей и дополнительных раскосов.


Портальные рамы передают ветровую и другие поперечные нагрузки с верхних продольных связей на опоры. Они располагаются по концам пролетных строений в плоскостях опорных раскосов или стоек или первых подвесок главных ферм.


Портал пролётного строения.


Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Читайте также: