ПРОЛЕТНОЕ СТРОЕНИЕ МОСТА Российский патент 2005 года по МПК E01D22/00 E01D19/00 

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано при возведении автодорожных и пешеходных мостов, преимущественно деревометаллических.

Известно применение деревянных плит, набираемых из поставленных на ребро досок, в качестве настилов, работающих на поперечную нагрузку по схеме одно- и многопролетных балок (Гибшман Е.Е. Проектирование деревянных мостов. М., Транспорт, 1965, с.61), при этом их рабочая ширина ограничивается и определяется по известному закону распределения давления (СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы, с.123, п.6.21).

Известна шпренгельная складывающаяся плита с V-образными наклонными стойками (П.А.Дмитриев, В.Ф.Бондин и др. Индустриальные пространственные деревянные конструкции. Учебное пособие. Новосибирск, НИСИ, 1981, с.6-10, рис.3) в виде пространственной клеефанерной конструкции трапециевидного очертания. В состав плиты входят основные ребра переменного по длине сечения, фанерная обшивка, приклеенная к ребрам, V-образные наклонные стойки, упертые в выступы основных ребер, стальной шпренгель и поперечные диафрагмы.

Недостатками этой известной конструкции являются: ограниченная несущая способность за счет применения относительно тонкой листовой фанерной обшивки, сравнительно малая жесткость плиты на кручение в поперечном направлении, неравномерное распределение нормальных напряжений по ширине плиты в поперечных сечениях (смотри, например, рис.13 вышеназванного учебного пособия) из-за дискретного, точечного опирания наклонных стоек в выступы основных ребер. Кроме этого, данная плита предназначена для покрытий зданий и не пригодна в качестве пролетного строения для мостов, проектируемых с учетом совершенно иных по характеру и величине нагрузок (автомобильной, гусеничной, толпы и др.).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является пролетное строение моста, включающее деревянный настил с расположенной внутри него поперечной предварительно напряженной арматурой (см. Дмитриев П.А, Новое в зарубежном строительстве деревянных автотранспортных и пешеходных мостов, Известия ВУЗов, Строительство, 1997, №1-2, с.84-85).

Недостатком указанной конструкции является недостаточная несущая способность пролетного строения.

Задача решается за счет того, что пролетное строение моста, содержит деревянный настил, выполненный переменной по длине пролета толщины, большей в пролете и меньшей на концевых участках с образованием наклонных к поперечной оси настила выступов, расположенную внутри настила поперечную, предварительно напряженную арматуру, подкрепляющие шпренгели, расположенные под настилом соосно продольным его кромкам, на каждом концевом участке настила расположена жесткая наклонная поперечная связевая система, которая состоит из верхнего и нижнего поясов, раскосов и стойки, при этом верхний пояс каждой связевой системы уперт в соответствующий наклонный выступ настила, нижний пояс связевой системы шарнирно присоединен концами к шпренгелям, стойка расположена в плоскости связевой системы по линии, лежащей в вертикальной продольной осевой плоскости настила и концами жестко присоединена к поясам связевой системы, раскосы одними концами жестко объединены в общем узле с нижним поясом связевой системы и нижним концом стойки, а другими концами жестко прикреплены к соответствующим концевым участкам верхнего пояса связевой системы, при этом толщина настила в пролете составляет 1,6-1,9 толщины его на концевых участках.

Кроме этого, пролетное строение моста может быть снабжено дополнительными крайними связевыми системами, расположенными на каждом концевом участке настила за основной связевой системой, причем поперечные кромки настила выполнены скошенными, а каждая дополнительная связевая система состоит из верхнего и нижнего поясов и раскосов, при этом нижний пояс ее образован нижним поясом основной связевой системы, а верхний пояс расположен на соответствующей скошенной поверхности поперечной кромки настила и к нему присоединены концевые участки шпренгелей.

Технический результат изобретения заключается в увеличении несущей способности пролетного строения, его изгибной жесткости и жесткости при скручивании в поперечном направлении.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено пролетное строение моста, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид снизу.

Пролетное строение моста включает деревянный настил 1, выполненный переменной по длине пролета толщины, большей в пролете и меньшей на концевых участках с образованием наклонных к поперечной оси настила выступов 2, расположенную внутри настила 1 поперечную предварительно напряженную арматуру 3, подкрепляющие шпренгели 4, расположенные под настилом 1 соосно продольным его кромкам и расположенную на каждом концевом участке настила 1 жесткую наклонную поперечную связевую систему 5, которая состоит из верхнего 6 и нижнего 7 поясов, раскосов 8 и стойки 9, дополнительную крайнюю связевую систему 10, состоящую из верхнего 11 и нижнего 12 поясов и раскосов 13.

Пролетное строение моста данной конфигурации работает следующим образом.

При действии вертикальной нагрузки происходит поперечный изгиб деревянного настила 1, при этом элементы подкрепляющих шпренгелей 4 начинают работать на растяжение (аналогично нижнему поясу фермы). Усилия от подкрепляющих шпренгелей 4 передаются на растянутые гибкие раскосы 8 и 13 и сжатые жесткие стойки 9 наклонных поперечных связевых систем 5 и 10, которые, в свою очередь, вовлекают в работу верхние пояса 6 и 11 этих связей. Усилие Р, передаваемое на жесткие верхние пояса 6 и 11 наклонных поперечных связевых систем 5 и 10, раскладывается на две составляющие: P₁ и Р₂. Вертикальная составляющая P₁ в опорном узле передается на опору моста, а в узле сопряжения наклонной поперечной связевой системы 5 с выступом 2 деревянного настила 1 создает промежуточную опору для настила 1, причем расстояние от опоры до данного узла назначается таким образом, чтобы наибольшие нормальные напряжения по длине настила были равны. Продольная составляющая P₂ за счет жесткости верхних поясов 6 и 11 наклонных поперечных связевых систем 5 и 10 практически полностью вовлекает деревянный настил 1 в работу на сжатие.

Кроме того, прочность деревянного настила 1 при работе на продольные усилия сжатия увеличена путем обжатия настила 1 предварительно напрягаемой арматурой 3, расположенной в его толще, при этом сборка деревянного настила 1 осуществляется без склеивания образующих его досок (элементов), а напряженно-деформированное состояние конструкции регулируется контролируемой подтяжкой подкрепляющих шпренгелей 4 с помощью гаек, предусмотренных по их концам, и дополнительных натяжных устройств, располагаемых в пролете, а также устройств, позволяющих натягивать растянутые раскосы 8 и 13 наклонных поперечных связевых систем 5 и 10.

В предлагаемом пролетном строении моста поперечно армированный деревянный настил 1 работает на сжатие с изгибом как верхний пояс пространственной конструкции. В этом случае поперечное армирование обеспечивает эффект обоймы, в результате чего прочность настила существенно увеличивается, так как напряжения от сжатия, возникающие в плоскости, перпендикулярной плоскости изгиба (коэффициент Пуассона древесины поперек волокон при напряжениях, направленных вдоль волокон равен 0,5 по п.3.5 СНиП II-25-80), воспринимаются поперечной предварительно напрягаемой арматурой 3.

Сборка пролетного строения упрощается за счет использования простейших и технологических креплений - лобовых упоров, резьбовых соединений, гвоздей, болтов и т.п.

На специальном монтажном бойке собирают выступами вверх настил из досок, элементы которого одеваются на поперечную арматуру, располагаемую в заранее выполненных для нее отверстиях в досках. После сборки настила производят контролируемое (например, с помощью динамометрических ключей) натяжение этой арматуры, устанавливают наклонные поперечные связевые системы с одновременным монтажом подкрепляющих шпренгелей. С целью ликвидации неплотностей производят начальное натяжение шпренгелей и растянутых элементов связевых систем; пролетное строение кантуют и устанавливают в проектное положение на опоры; производят контролируемое натяжение растянутых элементов до заданных в проекте усилий.

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано при возведении автодорожных и пешеходных мостов, преимущественно деревометаллических. Пролетное строение моста содержит деревянный настил, выполненный переменной по длине пролета толщины, большей в пролете и меньшей на концевых участках с образованием наклонных к поперечной оси настила выступов, расположенную внутри настила поперечную предварительно напряженную арматуру, подкрепляющие шпренгели, расположенные под настилом соосно продольным его кромкам, отличающееся тем, что на каждом концевом участке настила расположена жесткая наклонная поперечная связевая система, которая состоит из верхнего и нижнего поясов, раскосов и стойки, при этом верхний пояс каждой связевой системы уперт в соответствующий наклонный выступ настила, нижний пояс связевой системы шарнирно присоединен концами к шпренгелям, стойка расположена в плоскости связевой системы по линии, лежащей в вертикальной продольной осевой плоскости настила и концами жестко присоединена к поясам связевой системы, раскосы одними концами жестко объединены в общем узле с нижним поясом связевой системы и нижним концом стойки, а другими концами жестко прикреплены к соответствующим концевым участкам верхнего пояса связевой системы, при этом толщина настила в пролете составляет 1,6-1,9 толщины его на концевых участках. Технический результат изобретения состоит в увеличении несущей способности пролетного строения, его изгибной жесткости и жесткости при скручивании в поперечном направлении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пролетное строение моста, характеризующееся тем, что оно содержит деревянный настил, выполненный переменной по длине пролета толщины, большей в пролете и меньшей на концевых участках с образованием наклонных к поперечной оси настила выступов, расположенную внутри настила поперечную предварительно напряженную арматуру, подкрепляющие шпренгели, расположенные под настилом соосно продольным его кромкам, отличающееся тем, что на каждом концевом участке настила расположена жесткая наклонная поперечная связевая система, которая состоит из верхнего и нижнего поясов, раскосов и стойки, при этом верхний пояс каждой связевой системы уперт в соответствующий наклонный выступ настила, нижний пояс связевой системы шарнирно присоединен концами к шпренгелям, стойка расположена в плоскости связевой системы по линии, лежащей в вертикальной продольной осевой плоскости настила и концами жестко присоединена к поясам связевой системы, раскосы одними концами жестко объединены в общем узле с нижним поясом связевой системы и нижним концом стойки, а другими концами жестко прикреплены к соответствующим концевым участкам верхнего пояса связевой системы, при этом толщина настила в пролете составляет 1,6-1,9 толщины его на концевых участках.2. Пролетное строение моста по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными крайними связевыми системами, расположенными на каждом концевом участке настила за основной связевой системой, причем поперечные кромки настила выполнены скошенными, а каждая дополнительная связевая система состоит из верхнего и нижнего поясов и раскосов, при этом нижний пояс ее образован нижним поясом основной связевой системы, а верхний пояс расположен на соответствующей скошенной поверхности поперечной кромки настила и к нему присоединены концевые участки шпренгелей.