УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОЙ БАЛКИ РЕШЕТЧАТОГО МОСТА

Полезная модель относится к строительству металлических мостов и может, быть использована преимущественно в пролетных строениях железнодорожных и автодорожных мостов.
Современная конструкция решетчатых мостов предусматривает крепление поперечных балок с главными фермами на болтах (Проектирование металлических мостов: Учебник / А.А.Петропавловский, Н.Н.Богданов, Н.Г.Бондарь и др. Под ред. А.А.Петропавловского. - М.: Транспорт, 1982. - стр.85 рис.3.20). Плоскость соединения поперечной балки с главной фермой находится не на оси фермы, а на расстоянии, равном половине ширины нижнего пояса главной фермы, что создает дополнительные изгибающие моменты при закреплении болтами поперечных балок к узлах главных ферм. Нагрузки и напряжения в болтах при изгибе балки распределяются неравномерно и увеличиваются пропорционально расстоянию от нейтральной оси (Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов вузов. - М.: Машиностроение, 1989. стр116). Такая конструкция соединения требует установки вертикальной стойки в главной ферме, к которой и крепится на болтах каждая поперечная балка моста. Каждая вторая стойка при типовой треугольной схеме решетки главных ферм (там же. - стр.73 рис.3.9, в, з) не нагружена и является нулевым стержнем (Спицына Д.Н. Строительная механика стержневых машиностроительных конструкций. Под ред. проф. С.Д.Пономарева. Учеб. пособие для вузов. М., «Высш. школа», 1977. - стр.19).
Все выше указанные факторы говорят о том, что конструкция болтового соединения поперечной балки с главной фермой не является оптимальной, в болтовом соединении возникают перегрузки, поэтому существующая конструкция крепления поперечной балки с главной фермой не является надежной и безопасной при многоцикловых нагрузках, действующих на мост.
Известен узел металлической фермы (патент на изобретение №2185484 от 26.06.2000 г.), служащий для соединения трубчатых элементов, состоящий из сегментов, соединенных в обод, и присоединенных к нему дисков, узел снабжен патрубками для крепления раскосов, стоек и элементов нижнего пояса, которые приварены стыковыми швами к сегментам, сваренным стыковыми швами в обод, и патрубком для крепления
элементов проезжей части, который приварен стыковым швом к одному из двух дисков. приваренных угловыми швами к ободу. Недостатками данного узла являются:
- необходимость выполнения сборочно-сварочных работ по соединению стержней главных ферм с узлами на монтажной площадке при различных погодных условиях, что затрудняет бездефектное исполнение сварочных работ;
- при сборке под сварку стыков стержней с патрубками узла невозможна регулировка зазоров в стыках без подрезки труб, местная подрезка будет снижать качество подготовки кромок под сварку;
- сварные соединения стержней и балки к патрубкам неповоротные и находятся в различных пространственных положениях, что затрудняет процесс сварки и может привести к появлению дефектов сварных швов;
- для присоединения к ободу трех и более стержней без взаимного влияния их сварных соединений конструктивные размеры обода будут значительно больше диаметра самой большой из труб, сходящихся в узле, что увеличит вес моста.
Известны мосты с двухрешетчатой или ромбической схемой решеток главных ферм (Проектирование металлических мостов: Учебник / А.А.Петропавловский, Н.Н.Богданов, Н.Г.Бондарь и др. Под ред. А.А.Петропавловского. - М.: Транспорт, 1982. - стр.73 рис.3.9, в, з). Наиболее близким является узел металлической фермы, состоящий из двух штампованных половин, которые соединены связующими сварными швами в цилиндрические патрубки, на концах которых приварены фланцы с конусными наружными поверхностями. Соединение фланцев узлов и стержней ферм осуществляется с помощью двух полухомутов, стягивающих соединяемые фланцы по конусным поверхностям.
Недостатками такой конструкции является сложность сборки поперечной балки с главной фермой моста и недостаточная надежность из-за болтового соединения поперечной балки с узлом главной фермы.
Для создания технологичного и надежного при эксплуатации узла крепления поперечной балки решетчатого моста предлагается устанавливать поперечную балку опорной частью в седловину между двумя сходящимися в штампованно-сварной узел главной фермы раскосами. Для регулирования положения поперечной балки по высоте моста и создания строительного подъема профиля пути на мостах (Проектирование металлических мостов: Учебник / А.А.Петропавловский, Н.Н.Богданов, Н.Г.Бондарь и др. Под ред. А.А.Петропавловского. - М.: Транспорт, 1982. - стр.305) в зону опирания балки устанавливается металлическая прокладка, толщина которой определяется местом расположения балки в расчетной схеме моста для создания плавной кривой профиля пути.
Крепление поперечной балки с узлом главной фермы выполняется стяжным хомутом 2 фиг.2. При этом узел главной фермы освобождается от вертикально расположенного патрубка и в эту зону в седловину между сходящимися в узле раскосами укладывается опорная часть поперечной балки. При этом длина балки увеличивается на удвоенную длину опорной части и участка крепления к балке стяжного хомута. Опорная часть балки выполняется по форме, совпадающей с поверхностью узла главной фермы в месте контакта балки.
На фиг.1 изображен узел крепления поперечной балки решетчатого моста. На фиг.2 - разрез по А-А. Узел крепления состоит из штампованно-сварного узла главной фермы 1, состоящего из двух штампованных половин, соединенных сварными швами в патрубки, на концах которых приварены фланцы 5, поперечной балки проезжей части моста 3, стяжного хомута 2 крепления балки с узлом главной фермы и прокладки 4. Металлическая прокладка 4 выполнена по форме прилегающей к поверхности узла главной фермы различной толщины для регулирования положения поперечной балки по высоте моста и создания строительного подъема профиля пути по плавной кривой по длине моста.
Закрепление поперечной балки от смещений при динамических нагрузках предлагается выполнять стяжным хомутом 2, что предотвращает вертикальные и поперечные, относительно продольной оси моста, перемещения балки. Перемещение балки в продольном относительно моста направлении исключается расположением опорной части балки в углублении (седловине), образованном двумя сходящимися в узле раскосами главной фермы. Такая конструкция крепления поперечной балки с узлом главной фермы позволит поворачиваться поперечной балке на опоре и исключит появление дополнительных изгибающих моментов.
Предлагаемая конструкция узла крепления поперечной балки решетчатого моста, устраняя болтовое соединение балки, упрощает сборку моста и обеспечивает высокую работоспособность соединения. Устанавливая дополнительную прокладку в зону опирания концевой балки, появляется возможность создания необходимого строительного подъема проезжей части моста при сохранении прямолинейности оси нижнего пояса главной фермы, что упрощает сборку моста.