Вопрос 39. Усиление элементов пролетных строений увеличением площади поперечного сечения.

Существует два вариан­та усиления главных ферм: 1-й - при усилении элементы ферм разгружают от постоянной нагрузки, 2-й - не разгружают. В 1ом вариан­те более эффективно используется добавляемый металл: кро­ме усилий от временной нагрузки, он воспринимает усилия от посто­янной нагрузки.

Наиболее распространенный способ усиления главных ферм - уве­личение площадей сечения отдельных элементов, а также прикрепле­ний.

Площади сечения элементов увеличивают добавлением нового металла, обычно соединяя его со старым, главным образом, высоко­прочными болтами. При проектировании усиления ста­раются не создавать дополнительных эксцентриситетов в сечениях и в прикреплениях, если это не связано с преднамеренным регулиро­ванием напряжений, и обеспечить минимальную расклепку усиляемых элементов. Усиление поясов главных ферм таврового или короб­чатого сечения добавлением горизонтальных листов полной ширины вызывает переклепку (замену высокопрочными болтами) всех верти­кальных связующих заклепок. Чтобы не расклепывать одновременно усиливаемые участки пояса по всей ширине пакета, новый металл добавляют в виде отдельных узких поло. Головки старых заклепок на этом участке предварительно удаляют, оставляя стержни в отверстиях. Стыки полос перекрывают накладками.

Добавление вертикальных листов для усиления поясов обычно сопряжено с трудностями выполнения работ, поскольку вызывает необходимость переклепки прикреплений элементов в узлах ферм. Чтобы уменьшить количество работ по расклепке, вертикальные листы усиления располагают вплотную к уголкам на той стороне старых вертикальных листов, к которой не прикреплены раскосы или фасонки (а).

Существуют различные способы увеличения площади поперечного сечения раскосов, стоек и подвесок; выбор способа зависит от типа усиливаемых элементов (б, в).

Вопрос 40. Усиление пролетных строений с изменением системы ферм.

Усиление главных ферм наиболее часто выполняют следующими способами: увеличение поперечных сечений элементов и изменение системы ферм. При этом представляются широкие возможности искусственного регулирования усилий в их элементах путем изменения статической схемы, предварительного напряжения элементов, изменения положения опорных узлов в вертикальной плоскости неразрезных ферм, разгрузки (догрузки) пролетного строения при усилении и др. Схему усиления с изменением системы пролетных строений выбирают на основании анализа состояния конструкции, расчетной грузоподъемности и деформативности.

Если необходимо значительно усилить пояса главных ферм, по­высить вертикальную жесткость пролетного строения, устраивают шпренгели или третий пояс (а, б). Превращение разрезных ферм в неразрезные (в) и устройство дополнительной опоры (г) позволяет при определенных условиях намного уве­личить их грузоподъемность. При изменении статической схемы происходит перераспределение усилий в элементах усиливаемой конструкции. Для более рационального перераспределения уси­лий можно, кроме того, их регулировать - предварительно напрягать элементы шпренгеля (а) или третьего пояса (б) и изменять уровень опорных частей в (в).

а – подведение шпренгеля; б – устройство третьего пояса; в – объединение разрезных ферм в неразрезные; г – сооружение дополнительной опоры.

При усилении главных ферм весьма эффективно применение предварительно напряженных затяжек из высокопрочной стали. В этом случае наиболее полно используются прочност­ные свойства металла затяжек и усиливаемых элементов, сравни­тельно просто достигается рациональное распределение усилий в эле­ментах, почти полностью исключается расклепка существующих соединений, и поэтому работы по усилению можно выполнять прак­тически без перерыва движения поездов.

По схемам (а, б) выполняют поэлементное предваритель­ное напряжение. В этом случае в других элементах практически не возникают усилия предварительного напряжения.

Усиление по схеме (в, г) связано с изме­нением статической схемы, поэтому предварительное напряжение, создаваемое затяжками, распределяется на большое число элемен­тов системы. При усилении неразрезной фермы по схеме (д) как и в любой статически неопределимой сис­теме, в процессе предварительного напряжения затяжек возникают усилия практически во всех основных элементах, а максимальные - в элементах поясов, примыкающих к затяжкам.

Изменение системы главных ферм почти всегда вызывает необ­ходимость усиливать отдельные элементы ферм и их прикреплений.

а, б – при поэлементном предварительном напряжении; в,г – с изменеием статической схемы; д – неразрезные фермы.