УЗЕЛ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФЕРМЫ Российский патент 2007 года по МПК E04C3/08 E04B1/58 

Описание патента на изобретение RU2291938C1

Изобретение относится к строительству металлических ферм 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. Усилие передается через две боковые пластины (полки), а стенки как двутаврового, так и коробчатого сечения не включены в работу, т.к. при болтовом варианте невозможно сделать накладки так, чтобы они передавали нагрузку.

В то же время эти узлы имеют ряд существенных недостатков: низкий уровень технологичности конструкции и наличие большего 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: наличием 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.

Это обстоятельство, по современным представлениям, не позволяет отнести конструкцию узла и вместе с ним пролетное строение в целом к числу надежных и безопасных в эксплуатации.

Известен узел соединения трубчатых элементов металлической фермы, состоящий 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).

Наиболее близким аналогом данному узлу является узел металлической фермы (патент на изобретение № 2185484 от 26.06.2000 г.), состоящий из сегментов, соединенных в обод, присоединенных к нему дисков, патрубков для крепления раскосов, стоек и элементов нижнего пояса.

Недостатки прототипа:

- сварка основных сварных швов происходит на монтаже;

- сварка проходит во всех пространственных положениях;

- затруднено выявление дефектов физическими неразрушающими методами (рентгенография, УЗК и др.);

- невозможно регулировать зазоры на монтаже.

Для создания технологичного и надежного при эксплуатации узла металлической фермы его предлагается выполнять из двух штампованных половин, которые соединены сварными швами и образуют узел, воспринимающий усилия от присоединенных сварных фланцев, скрепляемых с ответными фланцами стержней фермы разъемными хомутами. Одна из штампованных половин узла может иметь плоскую поверхность с отверстиями для соединения с поперечной балкой проезжей части моста.

На фиг.1 представлена конструкция узла в сборе;

на фиг.2 - соединение узла со стержнями фермы трубчатого сечения;

на фиг.3 - схема главной фермы пролетного строения.

Штампованно-сварной узел фермы состоит из двух сегментов 1 и 2, изготовляемых горячей штамповкой, которые свариваются между собой связующими швами, объединяющими эти сегменты в единую монолитную конструкцию. Соединяя эти сегменты, мы получаем цилиндрические патрубки, к которым приварены фланцы 3 и 4. Этот узел металлической фермы отличается от прототипа тем, что выполнен из двух штампованных половин, которые соединены сварными швами, и из приваренных на концах патрубков фланцев, которые позволяют собрать конструкцию на монтаже с помощью двух разъемных полухомутов.

Предлагаемая конструкция узла надежна и безопасна при эксплуатации за счет:

- сварные швы, которыми свариваются две штампованные половины узла, являются соединительными, что даже при появлении в них дефектов не приводит к разрушению всей конструкции;

- 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;

Штампованно-сварной узел фермы:

- полностью заводского изготовления с применением дуговой сварки;

- сварные швы соединения штампованных половин узла фермы являются связующими, создающими монолитную конструкцию из двух симметричных элементов. Эти швы не воспринимают непосредственно усилия от стержней фермы, а лишь участвуют в перераспределении усилий, что создает надежную конструкцию узла и всей фермы;

- все сварные швы соединения штампованных половин узла остаются открытыми для контроля качества их выполнения и состояния в процессе эксплуатации моста;

- возможность термообработки узла после сборки и сварки в целом для снятия остаточных напряжений и повышения прочности;

- возможность организации дистанционного контроля состояния узла на предмет выявления сквозных усталостных трещин с помощью избыточного давления, нагнетаемого периодически во внутреннюю замкнутую полость узла;

- узел соединяется со стержнями фермы через приваренные стыковыми швами фланцы с конусными наружными поверхностями;

- соединение фланца узла с ответным фланцем стержня осуществляется с помощью двух полухомутов, стягивающих соединяемые фланцы по конусным поверхностям;

- полухомуты стягиваются болтами с контролируемым усилием затяжки для обеспечения требуемой точности изделия;

- возможность постановки прокладок между фланцами для подгонки между изделиями.

Похожие патенты RU2291938C1

название год авторы номер документа
УЗЕЛ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФЕРМЫ 2000
  • Денисов Ю.А.
  • Степанов И.Ю.
RU2185484C2
ПАНЕЛЬ НАСТИЛА МОСТА, КОМБИНАЦИЯ ИЗ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ДВУХ ПАНЕЛЕЙ С Н-ОБРАЗНЫМ ЗАЖИМОМ, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПАНЕЛИ (ВАРИАНТЫ), МОСТ И СПОСОБ КОНСТРУИРОВАНИЯ МОСТА 2001
  • Кеннеди Стефен Дж.
RU2259439C2
ПРОЛЕТНОЕ СТРОЕНИЕ МОСТА (ВАРИАНТЫ) 2001
  • Каганов Л.Н.
  • Кручинкин А.В.
  • Платонов А.С.
  • Решетников В.Г.
  • Тарасов А.М.
RU2178037C1
Стыковое соединение растянутых стержней 1991
  • Еремин Константин Иванович
SU1789624A1
Способ переброски большепролетных трубопроводов доставки пароводяной смеси над каньоном, расположенным в сейсмоактивной зоне 2023
  • Беллендир Евгений Николаевич
  • Илларионов Александр Геннадьевич
  • Бударин Александр Михайлович
  • Ремпель Георгий Игоревич
  • Бутовка Алексей Николаевич
  • Кретов Дмитрий Александрович
RU2815705C1
УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ УПОРОВ АВТОСЦЕПКИ, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УЗЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УЗЛА 2008
  • Головизнин Борис Леонидович
  • Пономарев Сергей Анатольевич
  • Башкиров Константин Вячеславович
  • Ефимов Виктор Петрович
  • Любимов Юрий Андреевич
  • Абрамов Евгений Васильевич
  • Романенко Александра Николаевна
  • Белинович Виктор Георгиевич
  • Тиссен Александр Иванович
  • Григурко Владимир Васильевич
  • Полявин Виктор Иванович
  • Демин Константин Павлович
  • Васильева Людмила Михайловна
  • Шишков Вениамин Алексеевич
  • Матвеев Леонид Викторович
  • Кононский Алексей Федорович
  • Янов Александр Георгиевич
  • Левин Александр Борисович
  • Агинских Максим Васильевич
RU2395419C9
Стыковое соединение растянутого двутаврового стержня 1983
  • Мальцев Григорий Васильевич
  • Киселев Борис Георгиевич
  • Зенин Виктор Александрович
SU1105587A1
Стыковое соединение растянутых гнутосварных стержней 1991
  • Еремин Константин Иванович
SU1783087A1
РАМА БОКОВАЯ ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА ШТАМПОСВАРНОЙ КОНСТРУКЦИИ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2014
  • Радзиховский Адольф Александрович
  • Омельяненко Игорь Александрович
  • Фомин Андрей Иванович
  • Тимошина Лариса Адольфовна
RU2566798C2
ФИЛЬТР ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ 2009
  • Голуб Валерий Васильевич
  • Егоров Владислав Геннадьевич
  • Толстиков Владимир Васильевич
RU2422188C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 291 938 C1

Реферат патента 2007 года УЗЕЛ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФЕРМЫ

Изобретение относится к строительству металлических ферм и может быть использовано преимущественно в пролетных строениях мостов. Достигаемый технический результат заключается в создании технологичного и надежного при эксплуатации узла металлической фермы, узел, состоящий из сегментов и патрубков, предлагается выполнять из двух штампованных половин, которые соединены связующими сварными швами в цилиндрические патрубки, на концах которых приварены фланцы. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 291 938 C1

Узел металлической фермы, состоящий из сегментов и патрубков, отличающийся тем, что он выполнен из двух штампованных половин, которые соединены связующими сварными швами в цилиндрические патрубки, на концах которых приварены фланцы.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2291938C1

УЗЕЛ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФЕРМЫ 2000
  • Денисов Ю.А.
  • Степанов И.Ю.
RU2185484C2
RU 2000116972 А, 20.05.2002
Сварной узел трубчатых стержней конструкции 1988
  • Султанов Фаик Нифтали Оглы
  • Пестряев Владимир Алексеевич
  • Ларионов Владимир Васильевич
  • Морозов Евгений Петрович
SU1562406A1
Узел крепления раскосов к поясу трубчатой безфасоночной фермы 1974
  • Левитанский Илья Вениаминович
SU540019A1
US 3445129 A, 20.05.1969.

RU 2 291 938 C1

Авторы

Казаков Сергей Иванович

Полухин Максим Владимирович

Даты

2007-01-20Публикация

2005-06-27Подача