СБОРНО-РАЗБОРНЫЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МОСТ

Полезная модель относится к области мостостроения и может быть использована при возведении быстро устанавливаемых мостов.
В настоящее время широкое распространение получили различные сборно-разборные мосты, которые можно быстро установить и использовать либо в качестве самостоятельного мостового сооружения, например, при невозможности быстрого восстановления имеющегося мостового перехода, разрушенного во время стихийного бедствия, либо в качестве временного сооружения, необходимого при строительстве больших и долго строящихся объектов (гидроэлектростанций, туннелей, сложных мостовых сооружений и т.п.). Основная задача временного моста организовать так транспортные потоки (грузов, людей, железнодорожных составов и т.п.), чтобы в кротчайшие сроки (от нескольких часов до нескольких дней) при помощи простого оборудования возвести мост, способный обеспечить всем необходимым строящийся объект (строящийся или реконструируемый капитальный мост, горный карьер, угольный разрез и т.п.), причем такой мост должен быть универсальным, а значит при использовании однотипных деталей, назначение моста может быть любым - пешеходным, автомобильным, железнодорожным или их возможной комбинацией.
Таким образом, исходя из вышесказанного, универсальный сборно-разборный мост одновременно должен удовлетворять сразу нескольким различным техническим требованиям.
Во-первых, он должен быть универсальным, т.е. будучи возведенным из одних и тех же деталей, мост может обеспечить любое функциональное назначение или комбинацию из таких назначений, например, автомобильно-железнодорожно-пешеходный мост.
Во-вторых, будучи универсальным мостом, он может быть выполнен практически любой длины, от нескольких метров - до нескольких сотен метров, т.е. мост может быть как разрезным, так и неразрезным, в зависимости от требуемой длины.
В-третьих, конструкция моста должна предусматривать в зависимости от условий данной местности и технических возможностей различные варианты его сборки, например, различную грузоподъемность, причем указанная грузоподъемность может меняться со временем, причем в несколько раз.
В-четвертых, мост должен предусматривать возможность его текущей модернизации, например, с целью изменения функционального назначения или грузоподъемности, причем без прекращения эксплуатации.
В-пятых, мост должен предусматривать различные варианты установки, т.е. не только в виде ферм, но и в виде вантовых и висячих конструкций.
В-шестых, мост должен иметь такую конструкцию, чтобы монтаж его мог быть произведен неквалифицированным персоналом, причем, масса элементов была такова, чтобы монтаж производился без привлечения тяжелой техники.
Известен разборный мост, включающий крайние и средние примыкающие одна к другой продольные балки, состоящие из пространственных секций соединенных по длине моста посредством стыкового соединения типа «ласточкин хвост». На крайних секциях закреплены защитные заграждения (см. патент РФ №2298611, кл. E01D 15/12, 2006 г.). Основное преимущество моста заключается в его быстрой сборке и разборке.
Основным недостатком известного моста является отсутствие у него универсальных функций. Собранный из одних и тех же деталей такой мост имеет стандартные размеры и рассчитан на строго заданную нагрузку. Поэтому в рамках заданной нагрузки, мост может быть либо автомобильным, либо пешеходным. Модернизировать такой мост, например, с целью увеличения грузоподъемности, нельзя.
Кроме того, известный мост является разрезным мостом определенной длины и рассчитан на установку в русле небольших рек или оврагов. Установка промежуточных опор требует изменения конструкции используемых элементов.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является взятый в качестве прототипа сборно-разборный металлический мост (см. патент РФ №2476635, кл. E01D 15/133, 2013 г.), включающий закрепленное на опорах пролетное строение, состоящее из двух главных ферм решетчатого типа, каждая из которых выполнена из соединенных посредством проушин и штырей линейных и плоскостных элементов. К нижним поясам главных ферм прикреплены поперечные балки, на которых размещена проезжая часть в виде продольного щитового настила, при этом поперечные балки прикреплены к главным фермам с помощью проушин и штырей снизу, а верхняя плоскость продольного щитового настила размещена ниже нижних проушин главных ферм. Главные фермы совместно с поперечными балками и продольным щитовым настилом образуют разборный металлический мост с ездой понизу. При трансформировании этого моста в разборный металлический мост большей грузоподъемности с ездой поверху между главными фермами установлены дополнительно две фермы аналогичной конструкции с межколейными связями между ними, сверху которых уложены межколейные щиты, а на главных фермах установлены колесоотбойники и перильное ограждение.
Известный сборно-разборный мост можно с некоторой натяжкой отнести к категории универсальных мостов, т.к. он позволяет из однотипных деталей собирать мосты различной грузоподъемности (возможно выполнить два варианта), а также с различным вариантом езды - по низу или поверху (тоже два варианта).
Основным недостатком известного сборно-разборного моста является ограниченность его функциональных возможностей. Такой мост не позволяет эксплуатировать его как железнодорожный мост. Он также не позволяет одновременно организовать несколько транспортных потоков. Такой мост не предусматривает его реализации в качестве висячего или вантового моста.
Другим недостатком известного моста является невозможность его модернизации без прекращения эксплуатации моста. Для повышения грузоподъемности, движение по мосту должно быть прекращено, после чего возможна трансформация моста в мост большей грузоподъемности.
Задачей заявляемого технического решения является устранение указанных недостатков, а именно повышение универсальных качеств заявляемого сборно-разборного моста при одновременном расширении его функциональных возможностей как с целью многократного повышения его грузоподъемности, так и с целью применения его в различных назначениях (автомобильный и/или железнодорожный и/или пешеходный), а также в вариантах установки (разрезной или неразрезной в зависимости от требуемой длины) и опорного или подвесного моста.
Указанная задача в сборно-разборном мосте, включающем закрепленное на опорах пролетное строение, состоящее из не менее чем двух продольных ферм решетчатого типа, соединенных между собой поперечными балками, на которые уложено дорожное покрытие, решена тем, что пролетное строение закреплено на опорах посредством вертикальных опорных стоек, а каждая ферма моста выполнена из одного или нескольких параллельных и/или вертикальных рядов несущих панелей, соединенных между собой продольно-поперечными связями и закрепленных на концах поперечных балок, при этом сами поперечные балки установлены в одном или нескольких рядах по вертикали и/или горизонтали и соединены между собой в каждом ряду продольно-поперечными связями.
Указанное выполнение сборно-разборного моста позволяет быстро создать из однотипных элементов пролетное строение практически любой конфигурации, т.е. позволяет организовать движение любого числа транспортных потоков. Потоки транспорта при этом можно разместить друг над другом и/или параллельно друг другу. Так, например, по трех яростному заявляемому мосту можно организовать одновременно перемещение автомобильного (в разных направлениях) и железнодорожного транспорта, а также пешеходов, по пешеходным трапам.
Для снижения массы пролетного строения, все элементы моста или отдельные из них могут быть выполнены из металла и/или композиционных материалов. Использование современных композиционных материалов позволяет существенно уменьшить массу отдельных элементов, например, использование углеволокна вместо металла позволяет снизить массу элемента в 7 раз и при этом повысить его прочность в 2-5 раз. Так, несущая панель из металла имеет массу 290 кг, а масса панели из композиционного материала всего 42 кг, причем требуемое количество панелей для обеспечения той же прочности снижается в 2 раза.
Для оптимизации массогабаритных характеристик поперечной балки, в качестве поперечной балки использована балка переменного сечения, которая соединена с несущей панелью посредством съемных соединений, в качестве которых могут использоваться болтовые или пин-соединения.
Для проведения монтажа продольной фермы решетчатого типа средствами малой механизации, например, краном грузоподъемностью 500-1000 кг, в качестве несущих панелей могут быть использованы цельные или сборно-разборные конструкции, соединяемые друг с другом в ряд посредством шарнирных соединений, а между рядами посредством жестких поперечных связей.
В качестве дорожного покрытия использованы неразрезные ортотропные плиты с ребрами закрытого либо открытого профиля, либо безбалластное мостовое полотно. Указанное выполнение дорожного покрытия позволяет организовать движение по мосту любого вида транспорта, включая железнодорожный.
Для организации пешеходного движения по мосту без кардинального изменения конфигурации пролетного строения, на концах поперечных балок могут быть закреплены съемные пешеходные трапы с перилами.
Для обеспечения требуемой длины моста, пролетное строение моста может быть выполнено как по разрезной, так и по неразрезной схеме, при этом при необходимости, каждая ферма моста может быть снабжена промежуточными опорами, собранными из тех же несущих панелей, что и пролетное строение моста.
Для выполнения конструкции моста в вантовом или висячем варианте, часть несущих панелей в ряду или рядах может быть снабжена вертикальными проушинами, что позволяет подвесить пролетное строение на тросах или вантах.
На фиг. 1 представлен рисунок, на котором изображен наиболее простой вариант реализации заявляемого моста. Мост включает: 1 - поперечные балки, соединенные диагональными связями 2, на концах которых закреплены два ряда несущих панелей 3 с опорными стойками 4 и дополнительными поясами 5); 6 - ортотропные плиты, уложенные на поперечные балки; 7 - опорные стойки, предназначенные для закрепления моста на береговых или промежуточных опорах; 8 - консоли поперечных балок, предназначенные для установки дополнительных рядов несущих панелей 3 или пешеходных трапов.
На фиг. 2 представлен рисунок, на котором изображены два варианта выполнения несущих панелей 3. На фиг. 2а представлен вариант несущих панелей для опорного моста, соединяемых последовательно друг с другом в продольную ферму посредством шарнирных соединений (пин-соединений), основными элементами которых являются проушины 9а и их ответная центральная часть 9б. На фиг. 2а представлен вариант аналогичных несущих панелей, но предназначенных для подвесного моста и снабженных проушинами 10.
На фиг. 3 представлен рисунок с фрагментом подвесного (вантового) моста, который подвешен при помощи вант 11 за проушины 10.
На фиг. 4 представлен рисунок, поясняющий принцип сборки между собой несущих панелей 3, соединяемых пинами 12.
На фиг. 5 представлен рисунок, поясняющий принцип сборки между собой опорной стойки 7 с несущей панелью 3, где: 13 - опорная часть моста, закрепляемая на основании моста; 14 - фиксирующий элемент, соединяющий опорную стойку 7 с опорной частью моста 13.
На фиг. 6а и 6б представлены рисунки, показывающие различные варианты применяемых ортотропных плит: 6а - закрытая и 6б - открытая ортотропные плиты.
На фиг. 7 представлен рисунок пролетного строения одноярусного опорного моста, каждая ферма которого выполнена из двух параллельных и трех вертикальных рядов несущих панелей. Вертикальные ряды несущих панелей 15а и 15б соединены между собой удерживающими связями 16.
На фиг. 8 представлен рисунок с фрагментом двух ярусного опорного моста, каждая ферма первого яруса которого выполнена из двух параллельных и трех вертикальных рядов несущих панелей, а каждая ферма второго яруса - из двух параллельных рядов несущих панелей. Позицией 17 отмечены пешеходные трапы, закрытые пешеходными настилами 18.
На фиг. 9 представлен рисунок с фрагментом железнодорожного моста, в котором на поперечные балки 1 уложено безбалластное мостовое полотно 19 с железнодорожными рельсами 20.
На фиг. 10 представлен рисунок с фрагментом заявляемого моста, предназначенного для движения четырех параллельных транспортных потоков.
Заявляемый сборно-разборный мост собирают следующим образом. На одном из берегов реки с помощью малых средств механизации (крана или подъемного механизма с грузоподъемностью до 1000 кг) собирают аванбек (направляющая вспомогательная конструкция в виде консоли - на фиг. 1 она условно не показана). Для этого к поперечным балкам 1 присоединяют один ряд панелей 3, образующих продольные фермы. После сборки аванбека собирают пролетное строение, для чего к поперечным балкам устанавливается необходимое из расчета грузоподъемности число панелей, которые объединяются поперечными связями. Далее укладываются диоганальные связи и в конце устанавливаются ортотропные плиты и опорные стойки. После чего, по накаточным путям, происходит надвижка моста (при отсутствии специальной техники надвижка может быть произведена силами нескольких человек) и пролетное строение занимает проектное положение. После установки пролетного строения на опоры на берегах реки, мост готов к эксплуатации.