УЗЕЛ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФЕРМЫ МОСТА

Изобретение относится к строительству металлических мостов и может быть использовано в пролетных строениях железнодорожных и автодорожных мостов.
Известны фермы мостов с соединением стержней в узлах на высокопрочных 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.73 рис.3.9, в, з, стр.86-92, рис.3, 26). Недостатком таких узлов является неравномерное загружение стержня в узле, поскольку только вертикальные стенки составного сварного стержня двутаврового или коробчатого сечения воспринимают продольную нагрузку через накладки в стыке, а горизонтальные листы не перекрываются накладками, так как установка болтов практически невозможна из-за стесненных условий внутри узла [там же, стр.88], поэтому они не включены в работу по передаче силового потока, что вызывает высокую концентрацию напряжений в элементах 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 в зоне соединения трубы с трубой. [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.Е. // Автомат, сварка. - 1992. - №9-10. С.27-30, 70].
Наиболее близким аналогом к предлагаемому узлу является узел металлической фермы, служащий для соединения трубчатых элементов, состоящий из сегментов, соединенных в обод, и присоединенных к нему  дисков, снабжен
патрубками для крепления раскосов, стоек и элементов нижнего пояса, которые приварены стыковыми швами к сегментам, сваренными 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 (патент на изобретение №2185484 от 26.06.2000 г.).
Недостатками конструкции данного узла являются:
- соединение патрубков со стержнями фермы выполняется дуговой сваркой при монтаже моста на открытой площадке во всех пространственных положениях;
- невозможно регулировать зазоры в стыковых соединениях стержней при сборке моста на монтаже.
Для повышения надежности и безопасности пролетных строений, узел металлической фермы, состоящий из трубы с приваренными к ней фланцами для соединения со стержнями пояса фермы, дополнительно содержит кольца с горловинами к которым приварены патрубки с фланцами для соединения со стержнями решетки фермы моста. Горловины имеют плавный переход от профиля трубы к кольцу. Кольца по периметру приварены к трубе. На каждом кольце выполнено резьбовое отверстие для присоединения штуцера, по которому в полость между кольцом и трубой подается при контроле жидкость для выявления несплошностей сварных соединений кольца с трубой и патрубка с горловиной и фланцем.
На фиг.1 изображен узел металлической фермы.
Узел металлической фермы состоит из трубы 1 с приваренными к ней фланцами 2 (шов №2) для соединения со стержнями пояса фермы. На трубу 1 посажены кольца 3 с горловинами, к которым приварены патрубки 4 с фланцами 5 (шов №2). Кольца 3 по периметру приварены к трубе 1 (шов №1) узла металлической фермы. На каждом из колец имеется резьбовое отверстие 6 для присоединения штуцера, по которому в полость между кольцом и трубой подается при контроле жидкость для выявления несплошностей сварных соединений кольца с трубой и патрубка с горловиной и фланцем.
Такая конструкция узла металлической фермы обеспечит прочность пояса фермы при действии как растягивающих, так и сжимающих нагрузок, а кольца плотно прилегая к трубе обеспечат жесткость узла и прочность от воздействия сжимающих и растягивающих усилий в стержнях решетки фермы моста. Усилие от стержня решетки фермы моста передается в узел через стыковое сварное соединение фланца 5 с
патрубком 4 и плавным переходом от патрубка к кольцу, что обеспечивает минимальный уровень концентрации напряжений в соединении. Такое стыковое соединение всегда будет доступно для контроля любыми неразрушающими методами. Контроль наличия несплошностей в сварных соединениях может проводиться как при изготовлении узла, так и при его эксплуатации в составе действующего моста.