Сборно-разборное пролетное строение Российский патент 2024 года по МПК E01D15/12 

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано при возведении и восстановлении быстро устанавливаемых универсальных мостов и временных переправ различной длины, грузоподъемности и функциональности, в зависимости от требуемых расчетных нагрузок. Изобретение может быть использовано как пролетное строение, и как самостоятельное гибридно-модульное переправочно-мостовое средство с возможностью самотранспортировки, позволяющее в том числе и скоростную наводку по принципу наплавного моста. Изобретение может быть применено для устройства переправы не только через водные преграды, но и через сухие каньоны, овраги или при форсировании болотистой местности, подобные переправы крайне необходимы в период восстановления и ремонта капитальных мостов и ликвидации последствий катастроф и стихийных бедствий; их можно использовать в качестве сезонных мостов в малонаселенных районах или как часть транспортной артерии, соединяющей с Большой землей вновь открытые месторождения природных ресурсов или лесозаготовок, не требующих в дальнейшем установки постоянной конструкции.

Известно гибридное модульное плавсредство на базе сборно-разборных блок-модулей, которая включает верхнюю палубу и днище, снабженные по углам контейнерными угловыми креплениями - фитингами и по периметру узлами болтового крепления вертикальных стоек и стоек замков крепления блок-модулей, а также диагональных растяжек. При этом во внутренний объем блок-модулей устанавливаются вкладные герметичные пневматические эластичные цистерны-баллоны для обеспечения плавучести гибридного блок-модуля (см. пат. РФ №2746626, В63В 3/08; В63В 7/00).

Недостатком известного технического решения является высокая трудоемкость сборочных операций из-за большого количества гибридного модульного средства, что значительно снижает транспортабельность и скорость последующего монтажа, так как требуется установить и затянуть большое количество мелких сборочных деталей. Кроме того, оно не обладает полной герметичностью, что неизбежно будет приводить к накоплению остаточной влаги внутри корпуса, и как следствие появлению коробления и ржавчины. При этом весьма затруднен спуск на воду, а вкладные герметичные пневматические эластичные цистерны-баллоны для обеспечения плавучести, закрепленные на тросах, могут быть повреждены, в том числе и при транспортировке и сборке. Тросовое крепление не обеспечивает неизменность их положения.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является сборно-разборный универсальный мост, состоящий из продольных ферм решетчатого типа, соединенных между собой поперечными балками, дополнительное соединение выполнено при помощи диагональных быстро устанавливаемых и регулируемых по длине соединений таким образом, чтобы концы нечетных поперечных балок были соединены с центрами четных балок. При этом само пролетное строение либо закреплено в нескольких точках посредством опорных частей, установленных на фундамент, либо подвешено к опоре/опорам посредством вант (см. пат. РФ №2578231, E01D 15/133).

Недостатком данного технического решения является большая громоздкость и вес сборной конструкции, например вес и длинна поперечных балок, которые определяют в дальнейшем ширину пролета, что значительно осложняет дальнейшую транспортировку при переброске к месту монтажа. Известное решение требует применения дополнительных, специальных накаточных средств для надвижки моста между опорами, обязательного применения кранового и дополнительно плавучего оборудования, если речь идет об установке пролета через водную преграду, для установки пролетного строения в проектное положение.

Техническая проблема известных технических решений заключается в сложности транспортировки и быстрой наводки, особенно в случае возведения мостового пролета в труднодоступных местах.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что сборно-разборная мостовая конструкция содержит продольные решетчатые фермы, соединенные между собой поперечными решетчатыми вставками и диагональными связями, которые выполнены перекрестными. Продольные фермы выполнены со складными верхними и нижними поясами, внутри которых протянуты витые тросы. Продольные фермы выполнены с доборными составными элементами для возможности регулировки их по длине. На каждый соединительный узел продольных ферм установлена доборная опорная стойка с пазовым разъемом и опорной платформой для фиксации поперечных решетчатых вставок. Поверх верхнего пояса установлены плиты дорожного ортотропного покрытия с рифленой поверхностью. Внутри плит покрытия в трубках протянуты витые торсионы. Связи могут быть выполнены в виде витых тросов, выполненных с возможностью регулировки их по длине и силе натяжения посредством талрепа или в виде тросов, связанных между собой талрепом для регулирования силы натяжения. Связи могут быть установлены по верхнему поясу или по нижнему поясу, или закреплены на верхнем и нижнем поясах. Рифленая поверхность дорожного покрытия может быть выполнена с продольной структурой или с диагональной структурой.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в обеспечении его многократного применения при одновременном ускорении возведения мостовой конструкции, и при необходимости ее разбора и транспортировки за счет обеспечения единой конструкции с возможностью регулировки связей и унификации, входящих в нее элементов.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где:

- на фиг. 1 схематично изображены сложенные продольные пролетные фермы;

- на фиг. 2 схематично изображен процесс раскладки пролетной фермы;

- на фиг. 3 схематично изображена последовательность сборки пролетной фермы;

- на фиг. 4 схематично изображено сечение нижней части складного внешнего корпуса;

- на фиг. 5 схематично изображена доборная опорная стойка пролетной фермы;

- на фиг. 6 схематично изображен процесс установки доборных опорных стоек на пролетные фермы;

- на фиг. 7 схематично изображен фасад пролетной фермы в собранном состоянии;

- на фиг. 8 схематично изображен вид с боку стоящих пролетных ферм и поперечных вставок перед сборкой;

- на фиг. 9 схематично изображен процесс установки поперечных решетчатых вставок и натяжение диагональных связей;

- на фиг. 10 схематично изображен вариант дорожного ортотропного покрытия с продольной структурой;

- на фиг. 11 схематично изображен второй вариант ортотропного покрытия с диагональной структурой;

- на фиг. 12 схематично изображена установка элементов ортотропного покрытия;

- на фиг. 13 схематично изображен корпус разъемного канала, в ортотропном покрытии;

- на фиг. 14 схематично изображен полностью собранный пролет с надетым наружным чехлом для самотранспортировки.

Сборно-разборная мостовая конструкция содержит продольные решетчатые фермы 1, соединенные между собой поперечными решетчатыми вставками 2 и диагональными связями 3, которые выполнены перекрестными и регулируемыми по силе натяжения за счет талрепов 4. Продольные фермы 1 выполнены со складными верхними и нижними поясами за счет складных соединяющих стоек 5. Внутри поясов ферм 1 протянуты витые тросы 6. Регулировка по длине ферм 1 осуществляется за счет доборных решетчатых элементов 7 и увеличения или уменьшения составных звеньев продольных ферм 1. На каждый соединительный узел продольных ферм 1 установлена доборная опорная стойка 8 продольной фермы 1, соединяющаяся соединительными элементами 9, с пазовым разъемом 10 и опорной платформой 11 для установки и фиксации поперечных решетчатых вставок 2. Поверх верхнего пояса установлены плиты дорожного ортотропного покрытия 12 с рифленой поверхностью. Внутри плит покрытия в трубках разъемного канала 13 с фаской протянуты витые торсионы 14. Связи 3 могут быть выполнены в виде витых тросов с регулировкой по длине и силе натяжения талрепом 4 или в виде тросов, связанных между собой талрепом 4 для регулирования силы натяжения. Связи 3 могут быть установлены по верхнему поясу или по нижнему поясу, или закреплены на верхнем и нижнем поясах. Рифленая поверхность ортотропного дорожного покрытия 12 может быть выполнена с продольной структурой или с диагональной структурой.

Сборку заявляемого изобретения осуществляют следующим образом.

На опоры моста установить опорные вертикальные направляющие домкратной рамы, закрепить механизм гидравлического самоподъемного устройства (на фиг. не показаны).

Все элементы конструкции к месту монтажа поставляются в сложенном виде. В изобретении обеспечено дополнительное транспортировочное складывание конструкции за счет удаления доборных решетчатых элементов 7 (см. фиг. 3), и соединения верхних и нижних поясов продольных ферм 1 (см. фиг. 2), складыванием соединяющих стоек 5 (см. фиг. 2). Поднести сложенные основные конструкции пролетных продольных ферм 1 (см. фиг. 1, фиг. 2), доборные решетчатые элементы 7 (см. фиг. 3), элементы опорных стоек 8 (см. фиг. 5-6) и поперечных решетчатых вставок 2 (см. фиг. 9-10). Для упрощения монтажа и усиления конструкции, предусмотрено пространственное соединение элементов, находящимися во внутренних полостях поясов ферм 1 стальными витыми тросами 6. В случае необходимости длина сборной конструкции может регулироваться в зависимости от необходимой длины пролета путем отсоединения части элементов, снятием с торсионного соединения. При сборке необходимо, постепенно раскладывая, растянуть на гибких витых тросах, сложенную конструкцию продольной фермы 1, раскрыть запорный механизм, раскрыть складные стойки, соединяющие пояса продольных ферм 1 (см. фиг. 2), с одновременной вставкой в местах разрезов элементов доборных решетчатых элементов 7 (см. фиг. 3). Форма доборных решетчатых элементов 7 может отличаться и зависит от требуемой воспринимаемой нагрузки. Расчетная минимальная высота продольной фермы 1, и поперечных решетчатых вставок 2 h_min зависит от требуемой воспринимаемой нагрузки, длины и ширины пролета, должна быть запроектирована из условия устойчивости верхних и прочности нижних поясов (N_ma≤ϕR_yA_ma; N_mi≤R_yA_mi) и ограничения по прогибам Целесообразно для ускорения сборки пролетной секции предварительно разложить на поверхности внешний складной композитный корпус 15 (см. фиг. 5, фиг. 14). Расставить требуемое количество пролетных ферм 1 по встроенным в корпусе 15 специальным элементам, выполняющим роль разметки расстановки и временного закрепления (см. фиг. 5). На каждый соединительный узел устанавливают дополнительный элемент опорной стойки 8, соединяющийся с двух сторон (см. фиг.5-6), имеющий пазовый разъем 10 и опорную платформу 11 (см. фиг. 5) для фиксации опускания в проектное положение поперечных решетчатых доборных элементов 7 (см. фиг. 9-10), соединяющих продольные несущие фермы в единое перекрестно-балочное строение (см. фиг. 9). Шаг установки дополнительных поперечных решетчатых вставок 2 может быть стандартным (в каждый разъем) или в зависимости от требуемой нагрузки быть разреженным, число поперечных решетчатых вставок 2 определяют из расчета грузоподъемности моста. Способ установки указанных регулируемых по длине пролетных соединений позволяет существенно ускорить монтаж всего пролетного строения. Грузоподъемность моста варьируемая: возможно собрать схему для пропуска как пешеходов, так и тяжелого гусеничного транспорта. Для усиления воспринимаемой динамической нагрузки между продольными фермами 1 устанавливают перекрестные, регулируемые по длине и силе натяжения с помощью талрепа 4, имеющие захватные крюки, соединяющиеся с проушинами 16 на фермах, связи 3 из витых тросов (см. фиг. 9). Количество связей 3 зависит от требуемой воспринимаемой нагрузки. Связи 3 могут быть установлены по верхнему или по нижнему поясу ферм 1, или в зависимости от нагрузки закреплены на нижнем и верхнем поясах, что поможет сохранять продольную, поперечную и вертикальную жесткость при передвижении по ним транспортных средств, ветровых и волновых нагрузках. После сборки пролетной перекрестно-балочной конструкции устанавливают плиты дорожного ортотропного покрытия 12 (см. фиг. 10, 11, 12). Ортотропные покрытия 12 выполнены с продольной (см. фиг. 10) или диагональной (см. фиг. 11) структурой в зависимости от требуемой воспринимаемой нагрузки. Усиленные продольные ортотропные панели дорожных покрытий 12 имеют дополнительный внутренний усиливающий каркас 17 (см. фиг. 12). Для увеличения скорости и надежности монтажа внутри покрытий, проложены разъемные каналы, имеющие фаски и протянуты внутренние витые торсионы (см. фиг. 13). Верхняя поверхность ортотропных покрытий 12 рифленая, что значительно увеличивает сцепление транспортных средств с данной поверхностью. В зависимости от применения предлагаемого решения в качестве пролета мостовой конструкции или понтонного строения ортотропное покрытие может быть установлено и закреплено или непосредственно на перекрестно-балочную конструкцию (см. фиг. 12), или на внешний короб с последующим закреплением в проектном положении боковыми внешнее ограждениями с перилами 18 (см. фиг. 14).

По завершении сборки пролетного строения при самотранспортировке, дособирают внешний корпус 15, имеющий сгибы по местам складок, внутренние закладные магнитные детали, и боковые сшивочные элементы 19 на внешней стороне, что значительно облегчает сборку. С палубной стороны закрепляют ортотропное покрытие 12 (см. фиг. 12), пропуская сквозь соединительные отверстия покрытий 20 (см. фиг. 13) и устанавливая в направляющие внешние каналы 21 внешнего корпуса ограждение с перилами 18. Конечная длина устраиваемых пролетов фактически ограничена только длиной и количеством сборных типовых пролетных элементов. Понтонные переправы, собранные из заявленных сборно-разборных мостовых конструкций, находящиеся на плаву, соединяют между собой на палубные замки 22 (см. фиг. 14), которые замыкают с палубы понтона проушинным устройством с помощью вставного поворотного рычага (на фиг. не показан).

Заявляемое изобретение наводят следующим образом.

Для установки в проектное положение в зависимости от ширины переправы или поставленных целей может применяться несколько способов. В случае устройства понтонной переправы, если переправа значительно шире пролета, на головном объекте может быть установлен или моторный двигатель для самотранспортировки или натянут закрепляемый направляющий канат (трос) на одном из берегов, с помощью которого лебедками производят натяжку, и пролетное понтонное строение направляют, удерживая, к месту монтажа. При устройстве путепроводов возможно производить надвижку качением на дополнительных платформах или «по сухому», по способу скольжения, с возможностью использования дополнительных полозьев в нижней части внешнего короба. Предлагаемый способ позволяет упростить технологию, уменьшить трудозатраты, время ввода и закрепления выводной части в линии моста, что в целом сокращает сроки производство работ.

В случае устройства мостов или путепроводов, собранную конструкцию подводят к уже закрепленному на противоположных сторонах на опорах механизму. Подъем осуществляют с помощью гидравлических самоподъемных устройств. Для предотвращения возможности неконтролируемого обратного хода устройство снабжено элементами замка. Ввиду предполагаемой не очень высокой стоимости монтажного приспособления, и для возможности последующего демонтажа пролетной конструкции, устройство может оставаться на опорах моста. Подтягивая или отпуская витые тросы внутри пролетных ферм, или торсионные перекрестные связи, можно дополнительно регулировать жесткость соединения. В случае необходимости переходные части устанавливают по двум противоположным сторонам пролета дополнительно. Внешний короб при устройстве временных мостовых переправ допустимо не снимать, а в случае предполагаемого длительного срока эксплуатации короб снимается до момента возможной замены конструкции на капитальную. При этом сборка мостового строения подобна сборке конструктора, при монтаже абсолютно не требуются выверочные работы. Элементы невозможно перепутать и собрать в неправильной последовательности, так как они симметричны относительно своих центральных осей и нет разницы между верхом/низом, правой/левой сторонами, основные элементы несущих продольных ферм соединены внутренними витыми тросами, а ортотропные покрытия соединены между собой внутренними витыми торсионами.

Конструкция состоит из простых однотипных элементов, которые изготовлены симметрично относительно своих центральных осей, доборные элементы установлены четко в разъемы, протянутые внутри поясов продольных ферм витые тросы, соединяют всю ферму воедино и значительно увеличивают скорость сборки; ортотропные дорожные покрытия также связаны между собой в единую конструкцию за счет внутренних витых торсионов. При этом сборка мостовой конструкции подобна сборке конструктора, элементы невозможно перепутать, при монтаже не требуются выверочные работы и крановое оборудование.

Таким образом, заявляемый сборно-разборное пролетное строение позволяет существенно ускорить возведение мостового перехода за счет исключения выверочных работ, технологии, связанной с выполнением монтажных крановых работ, работ по установке надвижных механизмов и необходимости применения понтонных сплавляемых устройств, но при этом позволяет легко трансформировать конструкцию по грузоподъемности, а в случае длительной стационарной установки удалять съемный корпус.

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано при возведении и восстановлении быстро устанавливаемых мостов и временных переправ различной длины, грузоподъемности и функциональности. Сборно-разборная мостовая конструкция содержит продольные решетчатые фермы, соединенные между собой поперечными решетчатыми вставками и диагональными связями, выполненными перекрестными. Продольные фермы выполнены со складными верхними и нижними поясами, внутри которых протянуты витые тросы. Продольные фермы выполнены с доборными составными элементами для возможности регулировки их по длине. На каждый соединительный узел продольных ферм установлена доборная опорная стойка с пазовым разъемом и опорной платформой для фиксации поперечных решетчатых вставок. Поверх верхнего пояса установлены плиты дорожного ортотропного покрытия с рифленой поверхностью. Внутри плит покрытия в трубках протянуты витые торсионы. Технический результат – возможность многократного применения конструкции при одновременном ускорении ее возведения. 7 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Сборно-разборная мостовая конструкция, содержащая продольные решетчатые фермы, соединенные между собой поперечными решетчатыми вставками и диагональными связями, отличающаяся тем, что связи выполнены перекрестными, продольные фермы выполнены со складными верхними и нижними поясами, внутри которых протянуты витые тросы, при этом продольные фермы выполнены с доборными составными элементами для возможности регулировки их по длине, на каждый соединительный узел продольных ферм установлена доборная опорная стойка с пазовым разъемом и опорной платформой для фиксации поперечных решетчатых вставок, поверх верхнего пояса установлены плиты дорожного ортотропного покрытия с рифленой поверхностью, внутри плит покрытия в трубках протянуты витые торсионы.

2. Мостовая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что связи выполнены в виде витых тросов, выполненных с возможностью регулировки их по длине и силе натяжения посредством талрепа.

3. Мостовая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что связи выполнены в виде тросов, связанных между собой талрепом для регулирования силы натяжения.

4. Мостовая конструкция по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что связи установлены по верхнему поясу.

5. Мостовая конструкция по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что связи установлены по нижнему поясу.

6. Мостовая конструкция по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что связи закреплены на верхнем и нижнем поясах.

7. Мостовая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что рифленая поверхность дорожного покрытия выполнена с продольной структурой.

8. Мостовая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что рифленая поверхность дорожного покрытия выполнена с диагональной структурой.