3. Балочные деревянные мосты под железную дорогу с пролетными строениями в виде прогонов и пакетов. Простые и составные пакеты, особенности работы и конструкции

Пролетные строения в виде пакетов являются наиболее индустриальными конструкциями мостов малых пролетов. Пакеты собирают на стройбазе или стройдворе из бревен или брусьев и укладывают на опоры. Каждый пакет перекрывает один пролет. Применяют сдвоенные или башенные опоры, поэтому стыки прогонов не устраивают.

В пролете длиной 4 м под одну нитку рельса укладывают пакет из девяти бревен (рис. III.12,а)

соединенных вертикальными и горизонтальными болтами. Между вертикальными рядами бревен оставляют просвет шириной 3 см для проветривания, который в местах установки горизонтальных болтов заполняют дощатыми прокладками. Такой пакет требует большого расхода клея и много длинных болтов. При увеличении пролета конструкция становится громоздкой. Вертикальные болты пакета не могут обеспечить совместную работу бревен как цельного сечения. При изгибе каждый брус работает самостоятельно (рис. III.13, а)

Момент сопротивления пакета определяется как сумма моментов сопротивления входящих в него бревен или брусьев.

Более экономичны пакеты из трех ярусов брусьев, работающих совместно как брус единого сечения (рис. III.13, б).

Пакет из n брусьев шириной b и высотой h при независимой работе каждого бруса имеет общий момент сопротивления где момент сопротивления одного бруса. Если брусья соединить друг с другом и обеспечить их совместную работу как цельного сечения, то высота такого сечения будет nh и момент сопротивления

т.е. в n .раз больше, чем момент сопротивления пакета из брусьев, работающих раздельно.

Прогоны из пакетов которых обеспечена совместная работа элементов как цельного сечения, называют составными.

В составных прогонах материал используется лучше, чем в простых, однако для этого необходимо обеспечить соединения между брусьями, способные воспринимать сдвигающиеся усилия по плоскостям сопряжения с тем, чтобы исключить возможность относительных смещений брусьев.

Для устройства таких соединений применяют различные шпонки, Старые конструкции имеют дубовые шпонки, входящие в соответствующие гнезда соединяемых элементов (рис. III.12,б).

Количество шпонок, глубину врезки и расстояния между шпонками определяют расчетом из условия смятия и скалывания шпонки, а также скалывания бруса между шпонками.

Шпонкам обычно придавали клиновидное очертание в плане с тем, чтобы при усушке их можно было подбивать. Основным недостатком прогонов на таких шпонках является расстройство соединений вследствие усушки и слабого сопротивления дерева смятию поперек волокон, приводящих к обмятию врубок и провисанию конструкции,

Применявшиеся также колодки в виде отрезков брусьев или бревен того же сечения, что и элементы прогонов, располагали волокнами вдоль прогона. При этом смятие происходит вдоль волокон и значительно снижается усушка. Между брусьями остаются просветы, увеличивающие высоту и момент сопротивления прогонов и улучшающие условия проветривания (рис. III.12, в).

Установка колодок требует точной пригонки для обеспечения расчетного распределения усилий между колодками и их удовлетворительной работы.

При современных нагрузках в местах под железную дорогу не удается разместить расчетное количество деревянных шпонок в колодок Более рационально првменение4гибких шпонок в виде стальных пластинок толщиной 8—12 мм и высотой 80—120 мм (рис. III.12, г).

В таком соединении легко разместить тонкие шпонки и обеспечить на участках между ними необходимую прочность дерева на скалывание. Кроме того, гибкость шпонок обеспечивает перераспределение усилий между несколькими шпонками.

Изготовление конструкции легко механизировать, применяя электродолбежник для устройства прорезей в соединяемых элементах. Стальные пластинки делают сквозными (на всю ширину бруса) или забивают в пазы, глубина которых несколько больше половины ширины сопрягаемых элементов.

Учитывая возможность некоторого обмятия врубок, при определении моментов сопротивления шпоночных соединений вводят коэффициенты условий работы, меньшие единицы.