Пролетное строение моста

 

(72)- Авторы изобретеиия

В.С. Данков, Н.Н, Стрелецкий, С.В. Осипов, В.А. Тарнаруцкий, А.В. Кручинкин, Л.В. Воронков и Ю.И. Зубкин

Ордена Трудового Красного Знамени центральный научноисследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций"ЦНИИпроектстальконструкция" (7!) Заявитель (54) ПРОЛЕТНОЕ СТРОЕНИЕ МОСТА

Изобретение относится к мостострс ению и может быть использовано в конструкциях металлических пролетных строений мостов с ортотропной плитой проезжей части. .Известно пролетное, строение моста, включающее объединенные поперечными связями металлические главнйе балки и сборную из блоков ортотропную:плиту проезжей части с консолями, выполненную в виде подкрепленного продольными ребрами и поперечными балками.металлического листа, причем поперечные .балки жестко соединены с главными-. балками (1 ).

Недостаток известного пролетного

35 строения заключается в значительной трудоемкости изготовления и монтажа ортотропной плиты, обусловленной наличием большого количества заводс30 ких стыков между продольными ребрами и поперечными балками, необходимостью устраненкя значительных деформа- ций, а также наличием большого числа монтажных стыков продольных ребер и участков поперечных балок, соответственно по длине и ширине моста.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является пролетное строение моста, включающее объединенные поперечными связями металлические главные балки, укрепленные на поперечных связях прогонов и опертую иа прогоны и главные балки ортбтропную плиту проезжей части с имеющими кронштейны консолями, выполненную сборной из блоков, каждый из которых выполнен в виде подкрепленного ребрами жесткости металлического листа, причем ребра жесткости расположены параллельно продольной оси моста, а движение транспорта осуществляется в плоскости прогонов, над которыми установлены рельсы g2).

Недостаток известного пролетного строения заключается в относительно малой несущей способности и повышен872622

3 ной деформативности ортотропной плиты при расположении полос движения между прогонами и между главными балками и прогонами, что обусловлено изгибом листа плиты по цилиндрическои поверхности пролетом, равным расстоя нию между прогонами и между главными балкамй и соответствующим прогоном.

А это приводит при отсутствии попереч- ного подкрепления листа в направлении

его основного изгиба к значительным прогибам и напряжениям в листе и, как следствие, - к невозможности нормальной эксплуатации пролетного строения, Цель изобретения — повышение несущей способности и снижение деформативности ортотропной плиты при расположении полос движения между прогонами и между главными балками и прогонами.

Указанная цель достигается тем, что в пролетном строении моста, включающем объединенные поперечными связями металлические главные балки, укрепленные на поперечных связях прогоны и спертую на прогоны и главные балки ортотропную плиту проезжей части с имеющими кронштейны консолями, выполненную сборной из блоков, каждый из которых выполнен в виде подкрепленного ребрами жесткости металлического листа, ребра жесткости, по крайей мере между главными балками, разО мещены под углом 75"90 к продольной оси моста, при этом в блоках плиты, расположенных между спаренными прогонами, ребра жесткости прикреплены к стенкам этих прогонов сварными швами, а между торцами ребер жесткости и стен ками главных балок, спаренных н оди" ночного прогонов имеются зазоры, величина которых равна 10-25 д, где минимальная по длине пролетного строения толщина листа плиты.

При этом, при наклоне ребер жесткости под углом, меньшим 90, о и н могут быть расположены в блоках плиты в виде образованной треугольными ячейками решетки.

При нечетном количестве прогонов одиночный прогон может быть соединен на участках между поперечными связями со смежным с ним спаренным прогоном или со смежной с ним глазной балкой посредством жестких затяжек.

П и четном количестве прогонов ри они могут быть выполнены спаренными в виде жесткой в поперечном сечении рамы.

С целью уменьшения концентрации напряжений, блоки ортотропной плиты, за исключением расположенных между спаренными прогонами блоков, могут быть снабжены продольными полосовыми

5 заглушками, размещенными в зазорах и прикрепленными на сварке к одноимен= ным торцам ребер жесткости и листу.

С целью упрощения стыкования листов

10 блоков ортотропной плиты по продольным кромкам, ребра жесткости, по крайней мере, части блоков плиты могут быть выполнены с одними или обоими скошенными в плоскости ребер торцами.

Прогоны могут быть выполнены гнутыми коробчатого поперечного сечения и снабжены укрепленными внутри них диафрагмами.

Прогоны могут быть выполнены из

20 элементов открытого профиля.

Ребра жесткости могут быть выполнены коробчатого поперечного сечения, Ребра жесткости могут быть выпол25 иены из элементов открытого профиля.

С целью обеспечения унификации блоков ортотропной плиты, пролетное строение может быть снабжено дополнительными прогонами, закрепленными

30 на кронштейнах консолеи.

Прогоны в местах крепления их на поперечных связях и кронштейнах консолей могут быть снабжены опорными ребрами, жестко прикрепленными.к опорным поверхностям соответственно поперечных связей и кронштейнов.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое пролетное строение с расположенными перпендикулярно оси моста ребрами жесткости и с прогонами коробчатого сечения, поперечное сечение; на фиг, 2 — то же, с ребрами жесткости, расположенными в каждом блоке плиты в виде образованной тре45 угольными ячейками решетки и с прогонами открытого профиля; на фиг. 3— мост, содержащий спаренные и одиночный прогоны и ребра жесткости с прямыми и скошенными. торцами под полосо1

50 вые заглушки, поперечное сечение на фиг. 4 . — разрез А-А на фиг. 3 (ребра жесткости плиты выполнены коробчатого сечения); на фиг. 5 — то же (ребра жесткости плиты выполнены иэ элемен55 тов открытого профиля); на фиг. 6— узел 1 на фиг. 3; на фиг. 7 — узел

11 на фиг. 3; на фиг. 8 — пролетное .строение с расположенными перпенди872622 6

55 кулярйо оси моста ребрами жесткости между главными балками1 и в виде треугольной решетки — на консолях, вид в плане на фиг. 9 — то же, с ребра ми жесткости, расположенными в виде образованных треугольными ячейками решеток по всей ширине моста.

Пролетное строение моста содержит объединенные поперечными связями 1 металлические главные балки 2 и ,укрепленные на поперечных связях 1 спаренные 3 и (в случае необходимости) одиночный 4 прогоны. На прогоны 3 и 4 и главные балки 2 оперта сборная из блоков ортотропная плита проезжей части с имеющими кронштейны

5 консолями, выполненная в виде подкрепленного ребрами жесткости 6 металлического листа 7. Поверх листа

7 плиты укладывается защитно-ездовое полотно 8.

Ребра жесткости 6, по крайней мере между главными балками 2 размещены под углом 75-90 и продольной оси моста, причем при угле, меньшем 90

О ребра жесткости расположены в каждом блоке плиты в виде образованной треугольными ячейками решетки (фиг.2 и 9). В блоках плиты, за исключением расположенных между спаренными йрогонами 3 блоков, между стенками главных балок 2, спаренных 3 и одиночного 4 прогонов и соответствующими обращенными к ним ребрам жесткости 6 цмеются зазоры 9, равные 10-251, где 8"— - минимальная по длине пролетного строения толщина листа 7 плиты. При этом, в блоках, расположенных между спаренными, прогонами 3, ребра жесткости 6 прикреплены к стенкам этих прогонов заводскими сварными швами 10, а при нечетном количестве прогонов одиночный прогон 4 соединен на участке между поперечными связями 1 со смежным с ним спаренным прогоном 3 или смежной с ним главной балкой 2 посредством жестких затяжек 11 (фиг. 3-5), присоединенным к ним посредством болтов 12 или на сварке.

При четном количестве прогонов мемежду главными балками 2 они выполнены спаренными в виде жесткой в поперечном сечении рамы, представляющей собой совместно с расположенным над нею участком ортотропной плйты пространственный монтажный блок. При нечетном количестве прогонов щсеется при наличии или отсутствии спаренных прогонов 3 единственный одиночный про5

50 гон 4, выполненный, как правило, в виде широкополочного или сварного двутавра.

Для обеспечения снижения концентрации напряжений в местах обрывов ребер жесткости 6 у прогонов и главных балок блоки ортотропной плиты снабжен1ы продольными полосовыми заглушками 13 .(толщиной 6-10 мм), размещенными в зазорах 9 и прикрепленными на сварке к одноименным торцам . ребер жесткости 6 и листу 7.

При этом, с целью упрощения стыкования листа 7 блоков ортотропной плиты по продольным кромкам за счет обеспечения доступа для подвара листа. потолочной сваркой к верхнему поясу главной балки 2 или двутаврового одиночного прогона 4, ребра жесткости

6 всех или части блоков плиты выполнены с одним или обоими скошенными в плоскости ребер торцами, причем угол скоса торцов относительно верти-кали составляет 15-4У, в .зависимости от величины зазора 9 и ширины верхнего пояса главной балки или одиночного прогона (фиг. 3 и 6). В местах примыкания листов стыкуемых блоков плиты вблизи стенок спаренных прогонов объединение листов .смежных блоков по продольным кромкам целесообраэ» но производить с использованнем подкладок 14 (фиг. 3 и 7), предваритель-но приваренных на заводе посредством верхних сварных швов 15 к листу пространственного включающего спаренные прогоны 3 блока плиты. При этом верх ние пояса главных балок и предварительно приваренные к объединяющему спаренные .прогоны листу 7 подкладки !4 являются опорными поверхностями для укладки промежуточных блоков ортотроп ной плиты.

Прогоны 3 и 4 могут быть выполнены гнутыми коробчатого поперечногр сечения и снабжены по длине и в плоскости поперечных связей 1 укрепленными внутри них диафрагмами 16 (фиг. 1) или могут быть выполнены из элементов открытого профиля. При этом, в местах опирания прогонов 3 и 4 на перечные связи они могут быть снабжены опорными ребрами 17.

Ребра жесткости 6 также могут быть выполнены как коробчатого поперечного сечения (фиг. 4), так,и из элементов открытого профиля (фиг. 5).

В случае применения ребер жесткости коробчатого сечения существенно

2622 8 . ствие более полного использования действующих в его срединной поверхности сил мембранного типа.

Предлагаемая конструкция пролет5 ного строения:моста может быть применена при строительстве металлических автодорожных и городских мостов, а также при реконструкции, например., типовых сталежелезобетонных пролет10 ных строений, имеющих установленный на поперечные связи прогон между главI ными балками, с заменой частично или полностью выключенной иэ работы с главными балками железобетонной плиты

15 на облегченную металлическую ортотропную плиту с использованием существующего прогона.

7 87 уменьшается объем сварочных работ и металлоемкость ортотропной плиты, а продольные заглушки 13, привариваемые к торцам этих ребер, обеспечивают дополнительно герметизацию по-„. лости ребер. Перед приваркой заглушек

13 к торцам ребер 6 коробчатого се-. чения, имеющих одно или более мест гиба, путем разогрева газопламенной горелкой зоны гиба, примьа<ающей к заглушке,13, снимают остаточные напряжения, возникшие вследствие наклепа металла при гнутье ребер.

С целью обеспечения унификации блоков ортотропной плиты по ширине моста, нролетное строение снабжено дополнительными прогонами 18, эак/ репленными на кронштейнах 5 консолей.

Жесткие затяжки 11 требуются только при наличии в поперечном сечении моста одиночного прогона 4 (фиг, 3-5) и предназначены для предотвращения угловых перемещений этого прогона изплоскости, поскольку ребра жесткости 6 отделены от него зазорами 9 и не исключают кручения одиночного прогона 4;

При использовании прогонов коробчатого сечения (фиг. 1) повышается степень восприятия ими сжимающих усилий от совместной работы на изгиб ортотропной плиты и прогонов с главными балками 2 на участках действия положительных изгибающих моментов (в пролете), что позволяет разгрузить лист ортотропной плиты и главные балки в сжатой зоне.

1. Пролетное строение моста, включающее объединенные поперечными связями металлические главные балки, 25 укрепленные на поперечных связях прогоны и опертую на прогоны и главные балки ортотропную плиту проезжеи части с имеющими кронштейны консолями, выполненную сборной иэ блоков, каждый из которых выполнен в виде

30 подкрепленного ребрами жесткости металлического листа, о т л и ч а ю» щ е е с я тем, что, с целью повышения несущей способности и снижения деформативности ортотропной плиты при расположении полос движения между прогонами и между главными балками и прогонами, ребра жесткости, по крайней иере между главными балками, размещены под углом 75-90о к про дольной оси моста, при этом в блоках плиты, расположенных между спаренными прогонами, ребра жесткости прикреплены к стенкам этих прогонов с сварными швами, а между торцами ре45 бер жесткости и стенками главных балок, спаренных и одиночного прогонов имеются зазоры, величина которых равна 10-25ц, где 8 минимальная по длине пролетного строения

50 толщина листа.

2. Строение по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что при наклоне ребер жесткости под углом, меньшим 90О, они расположены в блоках

55. плиты в виде образованной треугольными ячейками решетки.

3. Строение по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что при

Поперечное или близкое к поперечному расположение ребер жесткости, совмещенных с основным направлением изгиба листа (поперек моста), обеспечивает необходимую жесткость орто тропной плиты беэ использования ортогонального (трудоемкого в изготовлении и на монтаже) набора продольных ребер и поперечных балок. При этом наиболее рациональное расстояние между прогонами и между главными балкамк и прогонами составляет, напри- . мер, при 12-миллиметровой толщине листа для ребер, расположенных в виде треугольных решеток около 2,5 м с углом при вершине 20 -, образованным парой смежных ребер жесткости„ а при поперечном расположении ребер . укаэанное расстояние может быть увеличено до 3,0 м, что в обоик случаях достигается за счет реализации резервов несущей способности листа, вследФормула изобретения 8726

9 нечетном количестве прогонов одиночный прогон соединен на участках между поперечными связями со смежнь и с ним спаренным прогоном или со смежной с ним главной балкой посредством .жестких затяжек.

4. Строение по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что при четном количестве прогонов они выполнены спаренными в виде жесткой в поперечном сечении, рамы.

5. Строение по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения концентрации напряжений, блоки ортотропной плиты, .за исключением расположенных между спарен" ными прогонами блоков, снабжены продольными полосовыми заглушками, размещенными в зазорах и прикрепленными на сварке к одноименным торцам .ребер

20 жесткости и листу.

6. Строение по пп. 1, 2 и 5, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения стыкования листов блоков ортотропной плиты по продольнъм

25 кромкам, ребра жесткости, по крайней мере, части блоков плиты выполнены с одним или обоими скошенными в плоскости ребер торцами.

7. Строение по пп. 1-6, о т л ич а ю щ е е с я тем, что прогоны

30 выполнены гнутыми коробчатого поперечного сечения и снабжены укрепленными внутри них диафрагмами..

8. Строение по пп. 1-6,. о т,л и.— ч а ю щ е е с я тем, что прогоны М

22 l0 выполнены из элементов открытого профиля.

9. Строение по пп. 1, 2, 5 и 6, отличающееся тем, что ребра жесткости выполнены коробчатого поперечного сечения.10. Строение по пп. 1, 2, 5 и 6, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что ребра жесткости выполнены иэ элементов открытого профиля.

ll. Строение по пп. 1 и 2, о.тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения унификации блоков ортотропной плиты, оно снабжено дополнительными прогонами, закрепленнъвчи на кронштейнах консолей.

12. Строение по пп. 1, 2, 7; 8 и

ll, отличающееся тем, что прогоны в местах крепления их на поперечных связях и кронштейнах консолей снабжены опорнъки ребрами, жестко прикрепленными к опорным поверхностям соответственнЬ поперечных связей и кронштейнов.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Ильясевич С.А. Металлические коробчатые мосты. М., "Транспорт", 1970, с. 74, рис. 57.

2. Steel box girder bridges. Proceeding of the international Conference, 13-14, February, 1973 in

London. The lпstiйи1!on of: С!чi I

Engineers. London, 1973, р. 299"300, f. 25.