УЗЕЛ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФЕРМЫ

Полезная модель относится к строительству металлических мостов и может быть использована в пролетных строениях железнодорожных и автодорожных мостов.
Известны фермы мостов с двухрешетчатой или ромбической схемой решеток без стоек с соединением стержней в узлах на высокопрочных болтах (Проектирование металлических мостов: Учебник /А.А.Петропавловский, Н.И.Богданов, И.Г.Бондарь и др. Под ред. А.А.Петропавловского. - М.: Транспорт, 1982. - стр.73 рис.3. 9, в, з, стр.86-92, рис.3, 26). Недостатком таких узлов является неравномерное загружение стержня в узле, так как только полки составного сварного стержня двутаврового или коробчатого сечения воспринимают продольную нагрузку, а стенки не включены в работу по передаче силового потока, что вызывает высокую концентрацию напряжений в полках таких стержней.
Известны фермы со стержнями из труб, где все сечение трубы воспринимает силовой поток, стержни соединяются в узлах сваркой. Для увеличения прочности и жесткости узел может быть выполнен с утолщением. [Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Технология изготовления. Автоматизация производства и проектирование сварных конструкций: - М.: Высш. школа, 1983. - 254-256 стр. рис.20. 12 (7-й)]. Недостатком таких ферм при приварке трубы к трубе в узлах является высокий уровень концентрации напряжений. Результаты испытаний на усталость сварных трубчатых узлов свидетельствуют о том, что зарождение и развитие в них усталостной трещины происходит в зоне перехода от шва к основному металлу, где помимо концентрации напряжений, связанной с сопряжением оболочек, наблюдается концентрация напряжений, обусловленная наличием сварного шва [Статистический анализ геометрических параметров сварных швов в узлах морских стационарных платформ.. /Гарф Э.Ф., Мутовкин И.E. //Автомат, сварка. - 1992. - №9-10. С.27-30, 70].
Для повышения надежности и технологичности предлагается узел выполнять двухслойным. Узел металлической двухрешетчатой без стоек фермы состоящий из внутренней трубы необходимого сечения для обеспечения несущей способности пояса фермы, на концах трубы привалены фланцы для соединения с соседними стержнями. Снаружи на трубу надета обечайка, сформованная из металлического листа, имеющая выштампованные горловины, к которым приварены патрубки с фланцами для
соединения их с раскосами фермы. Обечайка плотно прилегает к поверхности внутренней трубы и со стороны, противоположной патрубкам, ее кромки сварены между собой и этим же швом приварены к внутренней трубе. Боковые кромки обечайки по периметру приварены к наружной поверхности внутренней трубы. Такая конструкция узла металлической фермы обеспечит прочность пояса фермы при действии как растягивающих, так и сжимающих нагрузок, а обечайка, плотно прилегающая к трубе, обеспечит жесткость узла и прочность от воздействия сжимающих и растягивающих усилий в раскосах фермы. Выштампованная горловина с плавным переходом от пояса к раскосу обеспечивает передачу усилий в узле без концентрации напряжений, что повысит работоспособность и долговечность узла фермы при воздействии многоцикловых нагрузок.
На фиг.1 изображен двухслойный узел металлической фермы, на фиг.2 - разрез А-А.
Узел металлической фермы состоит из внутренней цельной трубы - 1 необходимого сечения для обеспечения несущей способности пояса фермы и наружного слоя - обечайки - 2. Обечайка 2 сформована из металлического листа и имеет выштампованные цилиндрические горловины к концам которых приварены патрубки 4 с фланцами для соединения со стержнями решетки фермы моста. К концам трубы 1 приварены фланцы 3 для соединения узла с соседними стержнями пояса фермы. Обечайка плотно прилегает к поверхности внутренней трубы и со стороны противоположной патрубкам ее кромки сварены между собой и этим же швом приварены к внутренней трубе. Боковые кромки обечайки по периметру приварены к поверхности внутренней трубы.
Такая конструкция узла металлической фермы обеспечит прочность пояса фермы при действии как растягивающих, так и сжимающих нагрузок, а обечайка плотно прилегающая к трубе обеспечит жесткость узла и прочность от воздействия сжимающих и растягивающих усилий в раскосах фермы.