ПЕШЕХОДНОЕ ПРОЛЕТНОЕ СТРОЕНИЕ МОСТА С МНОГОРАСКОСНЫМИ ГЛАВНЫМИ ФЕРМАМИ ИЗ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
PEDESTRIAN SPAN STRUCTURE OF BRIDGE WITH MULTI-BRACED MAIN TRUSSES OF COMPOSITE MATERIALS

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано при возведении пролетных строений пешеходных мостов из полимерных композиционных материалов.
Известны пешеходные пролетные строения с двумя главными фермами, элементы которых выполнены из композитного материала, в качестве которого использован стеклопластик пултрузионный профильный строительный, далее по тексту СППС. («Мостовые конструкции из стеклопластика» // Сборник статей «Внедрение опыта прикладных перспективных технологий авиастроения в промышленности и на транспорте», под ред. А.Е.Ушакова, вып.1, М., 2001, стр.135-140; «Применение композитных материалов для мостовых конструкций» // Сборник статей «Внедрение опыта прикладных перспективных технологий авиастроения в промышленности и на транспорте», под ред. А.Е.Ушакова, вып.3, М., 2004, стр.5-12).
Элементы этих пролетных строений, а именно элементы главных ферм, ферм связей и несущих конструкций мостового полотна, составлены из профилей фасонного сечения. Главные фермы пролетных строений имеют простую раскосную решетку, пояса главных ферм составлены из одного или двух швеллерных профилей, а раскосы и стойки состоят из одиночных профилей швеллерного или квадратного с продольной полостью сечений. Элементы главных ферм соединяются в узлах обычными болтами по одной или двум плоскостям контакта через металлические фасонки. Несущие конструкции мостового полотна состоят из поперечных балок фасонного сечения, передающих давление на узлы главных ферм, и продольных панелей ребристого настила, лежащих на поперечных балках и непосредственно воспринимающих временную нагрузку.  Связи выполнены в виде ферм, имеющих простую раскосную или крестовую схему.
Одно из самых больших пролетных строений такого типа установлено на мосту через трассу М7 в Нижегородской области (см.  http://www.apatech.ru/pira.html «Пешеходный мост у пос. Пыра, 378 км трассы М7 «Волга»). Пролет главных ферм 33,0 м, габарит пешеходной дорожки 3,0 м, масса пролетного строения - 30,9 т.
Построенные пролетные строения мостов данной конструкции отличаются малым весом, малой строительной высотой, высокой скоростью выполнения работ на месте строительства, высокой коррозионной и химической стойкостью, умеренными эксплуатационными затратами.
Недостатки данных композитных пролетных строений:
- применяются главные фермы с простой раскосной решеткой и с элементами из одиночных профилей, передающих усилия в узлах не более чем по двум плоскостям прикреплений; из-за этих конструктивных решений на концах элементов появляются плохо воспринимаемые материалом значительные поперечные силы и узловые изгибающие моменты;
- появление в узлах главных ферм больших поперечных сил и изгибающих моментов требует большого количества болтов, применения металлических фасонок и соответствующего увеличения поперечных сечений;
- конструкция несущих элементов мостового полотна не позволяет включить их в работу главных ферм и за счет этого уменьшить усилия в них, прогибы и общий расход материалов;
- узловые соединения несущих элементов мостового полотна сложны и трудно доступны при монтаже и текущем содержании;
- наличие металлических элементов в узлах главных ферм и несущих элементов мостового полотна не позволяет в полной мере воспользоваться эксплуатационными характеристиками композитного материала из-за необходимости регулярного осмотра и окраски металла.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является гибридное автодорожное пролетное строение с многораскосными главными фермами из стеклопластика СППС и железобетонной плитой проезжей части, расположенной по верху главных ферм и включенной в их работу (Журнал «Строительные материалы, оборудование, технологии ХХI века», №12, 2014 г. // статья Б.В. Пыринова «Строительство первого в России автодорожного моста с применением полимерного композиционного материала», стр. 24-28). Пролетное строение моста с многораскосными главными фермами из композитных материалов, имеет: хотя бы две многораскосных главных фермы, пояса которых выполнены из уголков и полос прямоугольного сечения, а раскосы выполнены из одной или нескольких полос прямоугольного поперечного сечения, расположенных своими широкими сторонами в вертикальных плоскостях, параллельных общей плоскости фермы так, что в узлах детали поясов и раскосов располагаются послойно в разных плоскостях и скрепляются болтами непосредственно; хотя бы две поперечные связи, соединяющие многораскосные главные фермы; железобетонную плиту,  выполняющую роль несущей конструкции мостового полотна, соединенную с верхними поясами главных ферм анкерно-стержневыми упорами. Соединения всех элементов пролетного строения сделаны на обычных болтах.
Достоинствами конструкции-прототипа являются:
- включение в работу главных ферм несущей конструкции мостового полотна – железобетонной плиты, позволяющее снизить расход дорогостоящего стеклопластика;
- соответствие требованиям действующих Норм по прогибам автодорожных пролетных строений при строительной высоте, согласованной с размерами типовых железобетонных пролетных строений,
- прямое прикрепление элементов главных ферм и связей друг к другу без вспомогательных металлических деталей,
- простота соединений и доступность их для осмотра, обслуживания и ремонта,
- единообразие текущего содержания проезжей части с наиболее распространенными на автодорогах типовыми пролетными строениями мостов.
Недостатками прототипа являются:
- значительная строительная высота, затрудняющая применение данной конструкции в пешеходных мостах,
- увеличение сроков строительства по сравнению с конструкциями, выполненными полностью из композитных материалов из-за работ по устройству железобетонной плиты.
Задачей предлагаемого технического решения является создание быстро возводимого пешеходного пролетного строения малой строительной высоты, с простыми узловыми соединениями, уменьшение усилий в элементах многораскосных главных ферм и уменьшение общего веса конструкции.
Для достижения указанного технического результата пешеходное пролетное строение моста с многораскосными главными фермами из композитных материалов имеет: хотя бы две многораскосных главных фермы, пояса которых выполнены из уголков и полос прямоугольного сечения, а раскосы выполнены из одной или нескольких полос прямоугольного поперечного сечения, расположенных своими широкими сторонами в вертикальных плоскостях, параллельных общей плоскости фермы так, что в узлах детали поясов и раскосов располагаются послойно в разных плоскостях и скрепляются болтами непосредственно, без фасонок; хотя бы две поперечные связи, соединяющие многораскосные главные фермы; несущие элементы мостового полотна, опирающиеся на многораскосные главные фермы и состоящие из продольных ребристых панелей, скрепленных друг с другом, и поперечных балок, расположенных в уровне низа конструкции и выполненных из композитных материалов, а продольные ребристые панели присоединены к нижним поясам многораскосных главных ферм.
Особенности технического решения, являющиеся его отличительными признаками, дают следующий технический эффект. Расположение несущих элементов мостового полотна в уровне низа пролетного строения позволяет уменьшить строительную высоту пролетного строения до размеров, комфортных в пешеходных мостах. Применение композитных материалов для несущих элементов мостового полотна уменьшает усилия в элементах многораскосных главных ферм, уменьшает общий вес пролетного строения и ускоряет строительные работы. Присоединение продольных ребристых панелей мостового полотна к нижним поясам многораскосных главных ферм включает их в совместную работу и позволяет дополнительно уменьшить усилия в элементах многораскосных главных ферм, прогибы и общий расход материалов.
Конструкция изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен фрагмент фасада пролетного строения, на фиг.2 изображен поперечный разрез пролетного строения, где 1 – многораскосная главная ферма, 2 – нижний пояс многораскосной главной фермы, 3 – поперечная балка, 4 – продольная ребристая панель настила, 5 – связи между многораскосными главными фермами.
Использование изобретения реализуется подрядной строительной организацией на основании соответствующего проекта. Сборка пролетного строения ведется на строительной площадке около моста. Многораскосные главные фермы 1 изготавливают в горизонтальном положении на монтажном столе секциями, составляющими, например, половину их полной длины. Готовые секции главных ферм поднимают в вертикальное положение и устанавливают в стапель, соединяют друг с другом накладками и поперечными балками 3. Продольные ребристые панели настила 4 мостового полотна объединяют друг с другом в монтажные блоки длиной, составляющей, например, половину длины пролета и, после установки на место, присоединяют к поперечным балкам 3 и к нижним поясам многораскосных главных ферм 2. После этого монтируют связи между многораскосными главными фермами 5 и на пешеходную дорожку наносят защитное полимерное покрытие. Готовое пролетное строение устанавливают на опоры одним или двумя автокранами. При значительных размерах пролета монтаж может быть произведен путем предварительной сборки, например, двух объемных монтажных элементов и установки их в пролет с использованием временной промежуточной опоры.