Пролетное строение моста Советский патент 1981 года по МПК E01D1/00 E01D19/12 

(54) ПРОЛЕТНОЕ СТРОЕНИЕ МОСТА

Изобретение относится к мрстостpofe нию и может использовано в конст рукциях металлических пролетных строений мостов с ортотропной плитой ttpoеэжей части. Известно пролетное.строение моста, включающее объединенные поперечныьда связями металлические главные балки и сборную из блоков ортотропную плиту проезжей части с консолями, выполценную в виде подкрепленного продольными ребрами и поперечными балками метдхрлического листа, причем поперечные .балки жестко соединены с главными балками р. Недостаток известного пролетного строения заключается в значительной трудоемкости изготовления и монтажа ортотропной плиты, обусловленной наличием большого количества заводских стыков между продольнымиребрами и поперечными балками, необходимостью устранения значительных деформаций, а также наличием большого, числа монтажньрс стыков продольных ребер и участков поперечных балок, соответственно по длине и ширине моста. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достнгаемому эффекту является пролетное строение моста, включающее объединенные ., поперечными связями металлические главные балки, укрепленные на поперечных связях прогонов и опертуА на прогоны и главные балки ортбтропную плиту проезжей части с именкцими кронштейны консолями, выполненную уборной из блоков, каждый из которых выполнен в виде подкрепленного ребрами жесткости металлического листа, причем ребра жесткости расположены . параллельно продольной оси моста, а движение транспорта осуществляется в плоскости прогонов, над которыми установлены рельсы . Недостаток известного пролетного строения заключается в относительно малой несущей способности и повышенной деформативности ортотропной плиты при расположении полос движения между прогонами и между главными бал ками и прогонами, что обусловлено изгибом листа плиты по цилиндрической поверхности пролетом, равным расстоя нию между прогонами и между главными балками и соответствующим прогоном, А это приводит при отсутствии попереч . ного подкрепления листа в направлени его основного изгиба к значительным прогибам и напряжениям в листе и, ка следствиеJ - к невозможности нормаль ной эксплуатации пролетного строения Цель изобретения - повышение несу щей способности и снижение деформативности ортотропной плиты при расположении полос движения между прого нами и между главными балками и прогонами. Указанная цель достигается тем, чт в пролетном строении моста, включающем объединенные поперечными связями металлические главные балки, укрепленные на поперечных связях прогоны и опертую на прогоны и главные бал ки ортотропную плиту проезжей части с имеющими кронштейны консолями, выполненную сборной из блоков, каждый из которых выполнен в виде подкрепленного ребрами жесткости металлического листа, рёбра жесткости, по крайней мере между главными балками, размещены под углом 75-90 к продольной оси моста, при этом в блоках плиты, расположенных между спаренными прогонами, ребра жесткости прикреплены к стенкам этих прогонов сварньв и швами, а между торцами ребер жесткости и стен ками главных балок, спаренных и одиночного прогонов имеются зазоры, величина которых равна 10-25, где минимальная по длине пролетного строения толщина листа плиты. При этом, при наклоне ребер жесткости под углом, меньшим 90 , они могут быть расположены в блоках плиты в виде образованной треугольными ячейка ш решетки. При нечетном количестве прогонов одиночный прогон может быть соединен на участках между поперечники связями со смежным с ним спаренным прогоном или со смежной с ним главной балкой посредством жестких затяжек. При четнЬм количестве прогонов они могут быть выполнены спаренными в виде жесткой в поперечном сечении рамы. 24 С целью уменьшения концентрации напряжений, блоки ортотропной плиты, за исключением расположенных между спаренными прогонами блоков, могут быть снабжены продольными полосовыми заглушками, размещенными в зазорах и прикрепленными на сварке к одноименным торцам ребер жесткости и листу. С целью упрощения стыкования листов блоков ортотропной плиты по продольным кромкам, ребра жесткости, по крайней мере, части блоков плиты могут быть выполнены с одними или обо.ими скошенньпу1и в плоскости ребер торцами. Прогоны могут быть выполнены гнутыми коробчатого поперечного сечения и снабжены укрепленными внутри них диафрагмами. Прогоны могут быть выполнены из элементов открытого профиля. Ребра жесткости могут быть выполнены коробчатого поперечного сечения , Ребра жесткости могут быть выполнены из элементов открытого профиля. С целью обеспечения унификации блоков ортотропной плиты, пролетное строение может быть снабжено дополнительными прогонами, закрепленными на кронштейнах консолей. Прогоны в местах крепления их на поперечных связях и кронштейнах консолей могут быть снабжены опорными ребрами, жестко прикрепленными-к опор ным поверхностям соответственно поперечных связей и кронштейнов. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое пролетное строение срасположенными перпендикулярно оси моста ребрами жесткости и с прогонами коробчатого сечения, поперечное сечение; на фиг. 2 - то же, с ребрами жесткости, расположенными в каждом блоке плиты в виде образованной треугольными ячейками решетки и с прогонами открытого профиля; на фиг. 3 мост, содержащий спаренные и одиночный прогоны и ребра жесткости с прямыми и скошенными.торцами под полосовые заглушки, поперечное сечение, на фиг, 4 - разрез А-А на фиг. 3 (ребра жесткости плиты выполнены коробчатого сечения); на фиг. 5 - то же (ребра жесткости плиты выполнены из элементов открытого профиля); на фиг. 6 узел 1 на фиг. 3; на фиг. 7 - узел И на фиг. 3; на фиг. 8 - пролетное строение с расположенными перпендикулярйо оси моста ребрами жесткости между главными балками) и в виде трв угольной решетки - на консолях, вид в планер на фиг. 9 - то же, с ребрами жесткости, расположенными в виде образованных треугольными ячейками решеток по всей ширине моста.

Пролетное строение моста содержит объединенные поперечными связями 1 металлические главные балки 2 и укрепленные на поперечных связях i спаренные 3 и (в случае необходимости одиночный 4 прогоны. На прогоны 3 и 4 и главные балки 2 оперта сборная из блоков ортотропная плита проезжей части с имеющими кронштейны 5 консолями, выполненная в виде подкрепленного ребрами жесткости6 металлического листа 7. Поверх листа 7 плиты укладывается защитно-ездовое полотно 8.

Ребра жесткости 6, по крайней мере между главнымибалками 2 размещены под углом 75-90 и продольной оси моста, причем при угле, меньшем 90 j ребра жесткости расположены в каждом блоке плиты в виде образованной треугольными ячейками решетки (фиг.2 и 9). В блоках плиты, за исключением расположенных между спаренными tiporoнами 3 блоков, между стенками главных балок 2, спаренньк 3 и одиночного 4 прогонов и Соответствующими обращенными к ним ребрам жесткости 6 имеются зазоры 9, равные 10-255, где о - минимальная по длине пролетного строения толщина листа 7 плиты. При этом, в блоках, расположенных между спаренными прогонами 3, ребра жесткости 6 прикреплены к стенкам этих прогонов заводскими сварными швами 10, а при нечетном количестве прогонов одиночный прогон 4 соединен на участке между поперечными связями 1 со смежньм с ним спаренным прогоном 3 или смежной с ним главной балкой 2 посред;ством жестких затяжек II (фиг. 3-5), присоединенным к ним посредствомболтов 12 или на сварке.

При четном количестве прогонов ме- между главными балками 2 они выполнены спаренными в виде жесткой в поперечном сечении рамы, представляющей собой совместно с расположенным над нею участком ортотропной плиты пространственный монтажный блок. При нечетном количестве прогонов имеется при наличии или отсутствии спаренных прогонов 3 единственный одиночный прогон 4, выполненный, как правило, в виде щирокополочного или сварного двутавра.

Для обеспечения снижения концентрации напряжений в местах обрывов ребер жесткости 6 у прогонов и главных балок блоки ортотропной плиты снабжен продольньми полосовыми заглушками 13 (толщиной 6-10 мм), размещенными в зазорах 9 и прикрепленными на сварке к одноименным торцам ребер жесткости 6 и листу 7.

При этом, с целью упрощения стыкования листа 7 блоков ортотропной плиты по продольным кромкам за счет обеспечения доступа для подвара листа потолочной сваркой к верхнему поясу главной балки 2 или двутаврового одиночного прогона 4, ребра жесткости 6 всех или части блоков плиты выполнены с одним или обоими скошенными в плоскости ребер торцами, причем угол скоса торцов относительно вертикали составляет 15-4э , в .зависимости от величины зазора 9 и ширины верхнего пояса главной бгшки или одиночного прогона (фиг. 3 и 6), В местах примыкания листов стыкуемых блоков плиты вблизи стенок спаренных про гонов объединение листов смежных блоков по продольным кромкам целесообразно производить с использованием подкладок 14 (фиг. 3 и 7), предварительно приваренных на заводе посредством верхних сварных швов 15 к листу пространственного включающего спаренные прогоны 3 блока плиты. При этом., верх ние пояса главных балок и предварительно приваренные к объединяющему спаренные .прогоны листу 7 подкладки 14 являются опорными поверхностями для укладки промежуточных блоков ортотроп ной плиты.

Прогоны 3 и 4 могут быть вьшолнены гнутыми коробчатого поперечного сечения и снабжены по д.пине и в плоскости поперечных связей 1 укрепленными внутри них диафрагмами 16 (фиг. 1) или могут быть выполнены из элементов открытого профиля. При этом, в местах опирания прогонов 3 и 4 на перечные связи они могут быть снабжены опорными ребрами 17.

Ребра жесткости 6 также могут быть вьтолнены как коробчатого поперечного сечения (фиг. 4), из элементов открьггого профиля (фиг. 5). В случае применения ребер жесткости коробчатого сечения существенно уменьшается объем сварочных работ и метйллоемкость рртотропной плиты, а продольные заглушки 13, привариваемые к торцам этих ребер, обеспечивают дополнительно герметизацию по лости ребер. Перед приваркой заглуше 13 к торцам ребер 6 коробчатого сечения, именщих одно или более мест гиба, путем разогрева газопламенной горелкой зоны гиба, примьшшощей к заглушке .13, снимают остаточные напряжения, возникшие вследствие наклепа мет&лла при гнутье ребер. С целью обеспечения унификации блоков ортотропной плиты по ширине моста, пролетное строение снабжено дополнительными прогонами 18, закрепленными на кронштейнах 5 консолей Жесткие затяжки 11 требуются только при наличии в поперечном сечении мое та одиночного прогона 4 (фиг. 3-5) и предназначены для предотвращения угловых перемещений этого прогона из плоскости, поскольку ребра жесткости 6 отделены от него зазорами 9 и не исключают кручения одиночного про гона 4;При использовании прогонов коробчатого сечения (фиг. l) повышается степень восприятия ими сжимгдащих уси лий от совместной работы на изгиб ортотропной плиты и прогонов с глав, ными балками 2 на участках действия положительных изгибающих моментов (в пролете), что позволяет разгрузит лист ортотропной плиты и главные бал ки в сжатой зоне. Поперечное или близкое к поперечному расположение ребер жесткости, совмещенных с основным направлением изгиб листа (поперек моста), обеспечивает необходимую жесткость ортотропной плиты без использования орто гонального (трудоемкого в изготовлении и на мортаже) набора продольных ребер и пойеречньоЕ балок. При этом наиболее рациональное расстояние между прогонш4и и между главными бал ками и прогонами составляет, например, при 12-миллиметровой толщине листа для ребер, расположенных в виде треугольных решеток, около 2,5 м с углом при вершине 20-, образованным парой смежных ребер жесткости а при поперечном расположении ребер указанное расстояние может быть увеличено до 3,0 м, что в обоих случаях достигается за счет реализации резер вов несущей способности листа, вслед стене более полного использования действующих в его срединной поверхности сил мембранного типа. Предлагаемая конструкция пролетного строения моста может быть применена при строительстве металлических автодорожных и городских мостов, а также при реконструкции, например, типовых сталежелезобетонных пролетных строений, имеющих установленный на поперечные связи прогон между главнь1ми балками, с заменой частично или полностью выключенной из работы с главными балками железобетонной плиты на облегченную металлическую ортотропную плиту с использованием существующего прогонас Формула изобретения 1.Пролетное строение моста, включающее объединенные поперечными связями металлические главные балки, укрепленные на поперечных связях прогоны и опертую на прогоны и главные балки ортотропную плиту проезжей части с имеющими кронштейны консолями, выполненную сборной из блоков, каждый из которых выполнен в виде подкрепленного ребрами жесткости металлического листа, отличаю щ е е с я тем, что, с целью повьш1ения несущей способности и снижения деформативности ортотропной плиты при расположении полос движения между прогонами и между главными балками и прогонами, ребра жесткости, по крайней мере между главными балками, размещены под углом 75-90 к продольной оси моста, при этом в блоках шшты, расположенных между спаренными прогонами, ребра жесткости прикреплены к стенкам этих прогонов с сварными швами, а между торцами ребер жесткости и стенками главных балок, спаренных и одиночного прогонов имеются зазоры, величина которых равна 10-25 5 , где (J- минимальная по длине пролетного строения толщина листа. 2.Строение по п. t, отличающееся тем, что при наклоне ребер жесткости под углом, меньшим 90 , они расположены в блоках плиты в виде образованной треугольными ячейками решетки. 3.Строение по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что при нечетном количестве прогонов одиночный прогон соединен на участках между поперечными связями со смежнь с ним С11а:ренным прогоном или со смежной с° ним главной балкой посредством :жестких затяжек. 4.Строение по пп. 1 и 2, о т л ичающееся тем, что при четном количестве прогонов они выполнены спа ренными в виде жесткой в поперечном сечении рамы. 5.Строение по пп. 1 и 2, от личающееся тем, что, с целью уменьшения концентрации напряжений, блоки ортотропной плиты, за исключением расположенных между спаренными прогонами блоков, снабжены продольными полосовыми заглушками, размещенными в зазорах и прикрепленными на сварке к одноименным торцам ребер жесткости и листу. 6.Строение по пп. 1, 2 и 5, от личающееся тем, что, с целью упрощения -стыкования листов блоков ортотропной плиты по продольным кромкам, ребра жесткости, по крайней мере, части блоков плиты вьшолнены с одним или обоими скошенными в плос кости ребер торцами. 7.Строение по пп. 1-6, о Тл и чающееся тем, что прогоны вьшолнены гнутыми коробчатого поперечного сечения и снабжены укрепле ными внутри них диафрагмами.. 8.Строение по пп. 1-6,. о т л и чающееся тем, что прогоны 2 выполнены из элементов открытого профиля. 9.Строение по lin 1, 2, 5 и 6, отличающееся тем, что ребра жесткости выполнены коробчатого поперечного сечения. 10.Строение по пп. 1, 2, 5 и 6, отличающееся тем, что ребра жесткости выполнены на элементов открытого профиля. 11.Строение по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью обеспечения унификации блоков ортотропной плиты, оно снабжено допол нительными прогонами, закрепленными на кронштейнах консолей. - 12.Строение по пп. I, 2, 7, 8 и 11, отличающееся тем, что прогоны в местах крепления их на поперечных связях и кронштейнах консолей снабжены ребрами, жестко прикрепленными к опорньш поверхностям соответственна поперечных связей и кронштейнов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ильясевич С.А. Металлические коробчатые мосты. М., Транспорт, 1970, с. 74, рис. 57. 2.Steel box gfrder bridges. Proceeding of the International-Conference, 13-14, February, 1973 In London. The Institution of:Civil Engineers. London, 1973, p. 299-300, f. 25.

Л

Х

Л

X

k.

v

5,

51

«,