УЗЕЛ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФЕРМЫ Российский патент 2002 года по МПК E04B1/58 E04C3/08 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано преимущественно в пролетных строениях мостов.

В настоящее время пролетные строения с решетчатыми главными фермами изготавливают в России по типовым проектам. Главные фермы являются основными несущими частями строений. В их состав входят сварные составного сечения элементы поясов и решетки, объединяемые в узлах с помощью высокопрочных болтов (Петропавловский А.А. и др. Проектирование металлических мостов. - М.: Транспорт, 1982, стр. 89-92, рис. 3.26-3.29).

Эта конструкция обеспечивает возможность сборки главных ферм при любых погодно-климатических условиях со стабильным уровнем качества.

В то же время эти узлы имеют ряд существенных недостатков: низкий уровень технологичности конструкции и наличие большого числа мест и зон с высокой концентрацией напряжений; практическая невозможность беспрепятственного обследования их технического состояния при эксплуатации на предмет выявления возникших трещин усталости и очагов коррозии. Последний недостаток узлов обусловлен спецификой их конструктивного устройства, а именно - наличие в составе каждого узла этого типа объединяющих листовых накладок-фасонок, которые охватывают узел с двух сторон и закрывают доступ к полости со всеми элементами и соединениями.

По современным представлениям, последний недостаток - обстоятельство, не позволяющее отнести конструкцию узла и вместе с ним пролетное строение в целом к числу надежных и безопасных в эксплуатации.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому узлу является узел соединения трубчатых элементов металлической фермы, состоящих из сегментов, соединенных в обод и присоединенных к нему дисков (FR 2640301 А1, Е 04 В 1/58 от 15.06.1990).

Недостатками конструкции данного узла являются:
- наличие в ответственных соединениях сварных швов, имеющих низкий уровень сопротивления усталости;
- наличие крепежных элементов, скрытых от беспрепятственного обследования их технического состояния при эксплуатации на предмет выявления возникших в них трещин усталости и очагов коррозии;
- наличие элементов, в конструкцию которых изначально заложены концентраторы напряжений (в частности резкие перепады площади поперечного сечения).

Для повышения надежности и безопасности пролетных строений, 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, 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.

На фиг.1 представлена подетальная конструкция узла;
на фиг.2 - конструкция узла в сборе;
на фиг.3 - схема главной фермы пролетного строения.

Узел состоит из сегментов 1, имеющих воротнички, к которым стыковыми швами, обладающими высоким сопротивлением усталости и обеспечивающим соединение, равнопрочное основному материалу, приварены патрубки 4.

Сами сегменты 1 сварены в цилиндрический обод также стыковыми швами.

К ободу приварены диски 2 и 3 угловыми швами, обладающими меньшим сопротивлением усталости, по сравнению со стыковыми швами, но при соединении обода с дисками применение угловых швов вполне целесообразно, так как основная роль дисков - обеспечение жесткости обода и крепление проезжей части. При этом учитывается большая протяженность угловых швов.

На монтаже к моноблочному узлу стыковыми швами привариваются трубчатые элементы 5, 6, и 7, являющиеся соответственно стойками, раскосами и элементами поясов, и элементы проезжей части 8.

Предлагаемая конструкция моноблочного сварного узла надежна и безопасна при эксплуатации за счет:
- высокой усталостной прочности, обусловленной отсутствием мест и зон с высокой концентрацией напряжений;
- высокой стойкости против атмосферной коррозии, обусловленной отсутствием мест скопления влаги и постоянно увлажненных загрязнений;
- простоты обслуживания, включая возможность проведения беспрепятственного контроля состояния всех элементов и соединений, при эксплуатации, всеми возможными способами;
- полностью заводского изготовления с применением автоматических и автоматизированных методов сварки, обеспечивающих высокое качество сварных соединений;
- полноценного контроля сварных швов на наличие холодных и горячих трещин;
- возможности термообработки узла после сборки и сварки в целом;
- возможности организации дистанционного контроля состояния на предмет выявления сквозных усталостных трещин, с помощью избыточного давления, нагнетаемого во внутреннюю полость узла.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в пролетных строениях мостов. Технический результат заключается в создании надежного и безопасного при эксплуатации узла металлической фермы. Узел металлической фермы состоит из сегментов, к которым стыковыми швами приварены патрубки для крепления раскосов, стоек, и элементов нижнего пояса. Сегменты сварены стыковыми швами в обод, к которому угловыми швами приварены диски. К одному из двух дисков стыковым швом приварен патрубок для крепления элементов проезжей части. 3 ил.

Узел металлической формы, служащий для соединения трубчатых элементов, состоящий из сегментов, соединенных в обод, и присоединенных к нему дисков, отличающийся тем, что он 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.