16. Вертикально-подъемные разводные мосты, их общая характеристика, классификация мостов вертикально-подъемной системы.

Назначение основных размеров. Способы приведения в движение и синхронизация скоростей подъема левого и правого концов разводного пролетного строения. Механическое оборудование мостов вертикальноподъемной системы

Пролетное строение перемещается поступательно в вертикальном направлении. Работает как простая разрезная балка, благодаря чему его жесткость вполне достаточна (что важно для жд мостов), что не всегда достигается в других системах. Под действием временной нагрузки вертикально-подъемное ПС работает почти так же, как обычное неподвижное. В качестве разводного пролета можно применять обычную типовую балку, т.к. поступательное движение не требует сложных конструктивных решений. Другая положительная особенность – возможность перекрытия больших пролетов (до 160 м). Горизонтальное покрытие проезжей части также не требует особой конструкции; опоры в большинстве случаев такие же, как в обычных мостах.

Вертикально-подъемные мосты целесообразны при косом расположении путей, их эксплуатационные характеристики более высокие вследствие большей простоты механизмов.

Движение (подъем) ПС обеспечивается направляющими устройствами башен, служащих одновременно опорами главных шкивов, несущих тросы противовесов. Возможное раскачивание ПС при подъеме предотвращается устройством направляющих путей на башнях, по которым движутся ролики в продольном и поперечном направлении.

Вертикально-подъемные ПС поднимают и опускают обычно с помощью электрических лебедок, дублирующий привод – двигатель внутреннего сгорания или ручной привод.

К вертикально-подъемным системам относится также пролетное строение с подъемное проезжей частью, размещаемое в повышенном уровне; расположенная на требуемой отметке, она подвешена на специальных подвесках и может подниматься под фермы (высота подъема до 10-12 м). Еще одна разновидность – для пропуска судов ПС опускается вниз в воду глубиной 8-10 м и скоростью течения не более 1 м/сек. Такая схема более свойственна временному мосту в устье большой реки и когда необходимо обеспечить большую высоту судоходного габарита.

Недостаток вертикально-подъемных мостов – ограничение габарита по высоте и неблагоприятный внешний вид.

По архитектурным соображениям желательно не иметь противовесов, висящих над проезжей частью. Противовесы каждого конца пролетного строения можно разделить на две части, расположенные вдоль моста.

Тросы капитальных мостов прикрепляют с помощью распорки – поперечной балки, расположенной на конце пролетного строения в уровне верхнего пояса. Для тросов длиной более 20-30 м не нужны уравнительные приспособления из-за значительного собственного веса. Для регулировки усилий в тросах большого диаметра применяют гидравлические домкраты, присоединяя их к тросовым захватам винтовыми муфтами. Усилие контролируют по манометру домкрата.

Диаметр шкивов, составляющий 60-80 диаметров троса, достигает 3-4 м.

Подбор числа канатов в несущих тросах .Расчет ведется по разрывному усилию в канатах в целом S₁ и проверяется по прочности проволок в канате с учетом их изгиба на ободе главного шкива.

Максимальное усилие в одной ветви несущих тросов складывается из усилия в одной ветви несущих тросов от веса разводного пролетного строения, веса одного погонного метра длины несущих тросов, усилия в тросе от собственного веса ветви длиной со стороны разводного пролетного строения, усилие в одной ветви несущих тросов от льда и снега на проезжей части, от вертикальных порывов ветра, от трения в направляющих устройствах.

Расчет главного шкива. Обод главного шкива допускается рассчитывать приближенно как неразрезную балку с пролетами , равными длине участка обода между спицами:

; N_с – число спиц.

Ширина обода шкива определяется из условия размещения требуемого числа канатов , образующих одну ветвь несущих тросов.

Спицы проверяют на изгиб от кручения шкива и на сжатие (растяжение).

Расчет оси главного шкива. Ось главного шкива рассчитывается по прочности и проверяется по деформациям. Расчетная схема принимается в виде разрезной балки с пролетом , равным,

, где bш – ширина обода шкива.

Расчет оголовков башен. Основными несущими элементами оголовка являются поперечные балки, на которые опираются продольные подшкивные балки. Главные шкивы устанавливаются на подшкивных балках таким образом, чтобы внешняя ветвь несущих тросов находилась на одной вертикали с центром опорных частей разводного пролетного строения. При этом расстояние от внешней ветви несущих тросов до передней поперечной балки равно расстоянию между центрами опорных частей стационарного и разводного пролетных строений, опирающихся на опору. Балки рассчитываются как разрезные.

Схемы приводов.

ПС можно поднимать и опускать лебедками, расположенными на его середине. Тяговое усилие 2-х или четырехбарабанной лебедки передается пролетному строению рабочими тросами, которые с помощью отводных блоков направляются вверх и вниз башен, где закрепляются пружинными буферами. На рис. 21а показана схема привода от лебедки с барабанами 3, которые расположены попарно над главными фермами ПС. Все барабаны вращаются от одного ведущего вала, чем обеспечивается одинаковая скорость навивания рабочих тросов и исключается возможность перекосов ПС. При вращении барабанов против часовой стрелки на левый барабан навивается нижняя ветвь троса подъема 2, верхняя 1 при этом сходит с барабана; на правом барабане навивается верхняя ветвь троса 2', а нижняя 1' сходит с барабана. Поэтому, чтобы обеспечить подъем пролетного строения, тросы правой стороны должны быть перекрещены. Основной недостаток такой схемы приводов – увеличение веса подъемной части Зв счет лебедки, помещенной в середине пролета. Другой недостаток – неравномерная вытяжка рабочих тросов, что может привести к неполной посадке одного из концов пролетного строения на опорные части; отставший конец доводят механизмом (пролетным замком), который одновременно запирает пролетное строение.

Если лебедку поместить не в середине, а на одном из концов ПС, то потребуется меньшее усиление отдельных элементов главных ферм. Схема рабочих тросов может быть сохранена прежней. Для небольших ПС возможна схема с расположением четырех барабанов, помещенных над углами ПС; вращение передается с помощью трансмиссии. Достоинство – малая длина рабочих тросов, следовательно, меньшая их вытяжка. Недостаток – наличие длинной трансмиссии

В более благоприятных условиях находится лебедка, расположенная внизу полной из башен (рис. 21 б). Трос 6-7-9-10 служит для подъема ПС, трос 11-8-5-4- для опускания. Эта схема не обеспечивает поступательное движение ПС, для предотвращения перекосов нужны дополнительные уравнительные тросы (рис 21 в).

Вертикально-подъемные мосты более поздней постройки в ряде случаев имеют лебедки на верху башен с передачей вращения непосредственно главным шкивам (см. рис.22) В этой схеме привода не нужны рабочие тросы или другие специальные передачи; последнее звено лебедки – ведущая шестерня и зубчатый венец на главном шкиве. Согласованность работы двух лебедок достигается применением электрической схемы – схемы электрического вала. Синхронизация работы лебедок достигается с помощью дополнительных электродвигателей, соединенных между собой одноименными полюсами. Основные рабочие двигатели вместе с лебедками вращают синхронизирующие электродвигатели, которые в этом случае работают как генераторы. При одинаковом числе оборотов лебедок потенциал обоих синхронизирующих «генераторов» одинаков – в цепи ЭДС равна нулю. Если одна из лебедок начинает вращаться быстрее, её синхронизирующий «генератор» будет иметь повышенную ЭДС и ток устремится в синхронизирующий электродвигатель второй лебедки. Получив питание, он начинает помогать своему рабочему электродвигателю и выровнит число оборотов отставшей лебедки.

Для удобства управления механизмами павильон с пусковой аппаратурой обычно размещается в одной из башен внизу.

Рис. 21

а)