6 Металлические пролетные строения под железную дорогу со сплошностенчатыми главными балками с ездой поверху с ездой на поперечинах и на балласте. Область применения, особенности работы и конструкции

Простейшая система пролетного строения моста – разрезная балка на двух опорах. Стоимость и трудозатраты изготовления и возведение сплошностенчатых строений оказывается меньше чем сквозных конструкций при длине пролетов железнодорожных мостов 50 – 60 метров.

В современных металлических мостах применяют несколько видов безбалластного мостового полотна.

В свое время было широко распространено мостовое полотно на деревянных поперечинах в силу его относительной простоты устройства и малого собственного веса. Из за низкой долговечности и значительных расходов мостовое полотно на деревянных поперечинах было вытеснено.

Пролетное строение на балласте менее чувствительны к воздействию вибрационной нагрузки, на них легко создавать необходимый строительный подъем рельсового пути и обеспечить возвышение одного из рельсов на кривых. Однако устройство на мосту езды на балласте связано с существенным увеличением постоянной нагрузки, что вызывает значительное увеличение расхода металла. Целесообразность устройства езды на балласте возрастает особенно для путепроводов, расположенных в черте города, поскольку при езде на балласте значительно уменьшается шум.

В свое время в ряду путепроводов устраивали езду на балласте по металлическому настилу. При этом конструкция пролетного строения существенно усложнялась, Отвод воды, просачивался через балласт, настил подвергался интенсивной коррозии, расход металла увеличивался, стоимость возрастала, а срок службы уменьшался. С появлением железобетона возникало возможность более благоприятно конструктивного решения. Непосредственно на главные балки укладывалась железобетонная плита, образующая балластное корыто, вода из балластног корыта отводилась трубками. Металлическое строения полностью изолиривана. Однако большой вес балласта и жб плиты приводил к увеличению металла на балки.

7. Конструкция узла прикрепления продольных балок к поперечным в металлических пролетных строениях. Методика расчета прикреплений. Влияние включения продольных балок в работу поясов главных ферм на расчет узла и его конструкцию

Конструкция пролетного строения железнодорожного моста с ездой понизу по типовому проекту 1967 г.: а — внутренний фасад главной балки; б — план; в — поперечный разрез в пролете; г — конструкция проезжей части

Стык продольной и поперечных балок при одноярусном расположении аналогичен балочной клетке решетчатых пролетных строений. Исключение составляют нижние пояса балок, где в качестве накладок используют горизонтальные фасонки продольных связей. Продольные связи раскосной системы крепят также непосредственно к нижним поясам главных балок

Расчет прикреплений. Схема узла соединения продольных и

поперечной балок при их равной высоте показана на рис. 11.3, а.

При расчете предполагается, что опорный изгибающий

Момент Моп = 0,6М_0,5, действующий в узле, воспринимается

только «рыбками». Усилие в «рыбке» без учета продольной

141111.1 в балке —

где h — высота продольной балки;

lр— толщина «рыбки».

При включении проезжей части в совместную работу с главными фермами расчетное усилие в верхней (растянутой) «рыбке

рис 11.3. Схемы для расчета прикреплений: а — продольной балки

к поперечной балке; б — поперечной балки к узлу главной фермы

По усилию N или N_pi , подбирают сечение «рыбки» как центрально растянутого элемента (с учетом ослабления его болтовыми отверстиями). Ширину «рыбки», как правило, принимают равной ширине пояса продольной балки.

Число фрикционных болтов прикрепления «рыбки» рассчитывают по формуле

где т — коэффициент условий работы (0,9 — для железнодорожных и

пешеходных мостов и 1 — для автодорожных);

Qbh — расчетное усилие, воспринимаемое одним болтоконтактом

n_s — число болтоконтактов в соединении (в данном случае один).

Вертикальная стенка продольной балки присоединяется к

стенке поперечной балки с помощью уголков сечением не мс

нее 100 х 100 х 12 мм. Эти соединения рассчитывают на бо!

действие поперечной силы Q возникающей у опоры продольной балки.

Число заводских болтов п₂(п_s = 2) и монтажных болтов п₃(п_s = 1) прикрепляющих соединительные уголки соответственно к

стенке продольной и поперечной балок, определяется по формуле

где т_b — дополнительный коэффициент, в данном случае равный 0,9.

Схема прикрепления поперечной балки к узлу главной фермы показана на рис. 11.3, б. Поперечную балку прикрепляют к узлу также уголками сечением не менее 100 х 100 х 12 мм

Данный узел соединения воспринимает поперечную силу (опорную реакцию S поперечной балки) и изгибающий момент от жесткого закрепления балки в узле. Неблагоприятное влияние изгибающего момента на работу прикрепления учитывается при определении числа болтов введением коэффициентов условий работы т = 0,9 и т_b= 0,85.

При расчете числа болтов п₄ устанавливаемых на заводе следует учитывать, что они в отличие от болтов, прикрепляющих уголки к узлу главной фермы, имеют две плоскости трения (n_s = 2). Монтажные болты, установленные в пределах пояса фермы, не включаются в расчетное число болтов n₅

Главные фермы предназначены для восприятия вертикальной нагрузки. Для восприятия горизонтальных поперечных сил устраивают продольные связевые фермы верхние и нижние. Продольные и поперечные балки проезжей части работают на изгиб под действием вертикальной нагрузки и передают эту нагрузку в узлы главной фермы. Фактически все указанные части пролетного строения работают совместно и влияют друг на друга. Наиболее правильным является рассматривать пролетное строение как пространственную цельную систему. Взаимодействие между верхними поясами главных ферм и элементами решетки ферм верхних продольных связей выражается в том, что сокращение длины сжатых поясов главных ферм под нагрузкой вызывает сжимающие усилия в диагоналях связей, что в свою очередь снижает усилие в поясах.

В результате совместной работы балочной клетки, нижних прод связей, и поясов ферм в продольных балках появляются дополнительные растягивающие усилия, а с элементов ездовых поясов часть осевых усилия снимается. Включение прод балок в совместную работу с ездовыми поясами главных ферм на всем их протяжении производится для уменьшения изгиба поперечных балок. По концам прол строения устраивают мощные горизонтальные диафрагмы, жестко связывающие пояса главных ферм с прод балками. Другой способ, в панелях у концов прол строения прикрепляют к прод балкам диафрагмы из усиленных диагоналей продольных связей и распорок между ними, которые одновременно работают и как тормозные рамы. Степень включение прод балок в совместную работу с гл фермами может быть различной в зависимости от последовательности сборки прол строения. Обычно проезжая часть становится готовой к совм работе с гл фермами после установки прол строения на опорные части. Тогда учитывается распределение осевых усилий между поясами ферм и прод балками только от временной нагрузки. Балочная клетка имеет специфику работы и на вертикальную нагрузку в силу того, что поперечн балки опираются на деформирующиеся гл фермы расчетная схема продольных балок проезж части представляет собой неразрезную балку на дикретных упруго-проседающих опорах, податливость которых зависит от жесткости элементов ферм и поперечных балок, кроме того, на работу балочного ростверка влияет стесненное кручение поперечных балок в узлах. Все взаимодействия можно учесть при моделировании системы цедиком выполняя пространственный расчет конкретного прол строения.