Часть 2. Расчет вертикально-подъемной системы моста.

2.1. Назначение основных размеров.

Конструкция вертикально-подъемных пролетных строений отличается от конструкций пролетных строений неразводных мостов незначительно. Размеры разводных пролетных строений назначают обычным образом.

При назначении размеров башен учитывают требуемую высоту подъема разводного пролетного строения, высоту опускания противовеса, устойчивость башен, размеры башенных пролетных строений, а также условия размещения механического оборудования на вершине башен.

Высота подъема пролетного строения:

h_п=РСГ+ Н_г + h_стр-ПЧ=122,0+25+1.04-133,69=14.35 м

Высота башни из условия подъема пролетного строения:

=14.35+8.5+4=26.85 м

где h_п – высота подъема пролетного строения

h_ф – габаритная высота пролетного строения;

а₁=3,0..5,0 м.

Высота башни из условия опускания противовеса:

=3+3+(19.35+55)+1+1.04=33 м

где h_пр – высота противовеса;

h_оп – высота опускания противовеса;

h_с – расстояние от низа пролетного строения до верха проезжей части;

а₂=1,5..3,0 м;

а₃=1,0 м – расстояние от низа противовеса до головки рельса.

Размер оголовка башни d вдоль оси моста, определяемый размещением механического оборудования, принимаем:

=7.3 м.

Диаметр главного шкива определяется диаметром канатов d_к, из которых компонуются несущие тросы:

D_ш=70d_к =70*0,034=3.185=3.2 м.

Размер башен поперек оси моста В_б при установке башен на смежных пролетных строениях принимается равным ширине башенного пролетного строения В_пс.

2.2.Определение веса и размеров противовеса.

Величина противовеса Q_пр назначается с учетом веса разводного пролетного строения G_пс и начальной неуравновешенности Q, которая должна быть не меньше 1% веса пролетного строения и не меньше 5т:

=(266-2.7)/4=65.8 т

где N_пр – количество блоков противовеса.

Объем противовеса:

=65.8/7,8=8.4 м³

Размеры противовеса должны быть такими, чтобы их движению не мешали неподвижные части конструкции башни, для чего между противовесом и неподвижными элементами должны быть зазоры не менее 10..15 см. Предельные размеры противовеса вдоль a_пр и поперек b_пр оси моста равны:

=2(3.2-0.95-0.4)=3.7 м, принимается 2 метра

=5.6-2*0,4=4.8 м, принимается 2 метра

где  - расстояние между центрами опорных частей вдоль оси моста на опоре разводного пролета;

 - расстояние от противовеса до оси стоек башни с учетом указанных выше зазоров;

Высота противовеса:

H_пр=V_пр/a_пр b_пр=8.4/2*2=2,1 м

2.3. Определение мощности привода механизма разводки.

Мощность привода механизма разводки, установленного на одной башне:

, кВт

где Х – тяговое усилие, развиваемое приводом, кГ;

₀ – установившаяся скорость движения пролетного строения, м/с

=0,8..0,85 – КПД привода.

Тяговое усилие определяется из уравнения равновесия сил, действующих на систему «пролетное строение – противовес». В общем виде выражение для определения тягового усилия:

Вес ветвей несущих тросов, расположенных снаружи (1) и внутри (2) башни:

Нагрузка от вертикальных порывов ветра

p_w=12.5 кГ/м² – интенсивность ветровой нагрузки на проезжую часть;

l_п – полная длина разводного пролетного строения, м.

Аналогично вычисляется нагрузка от льда и снега:

p_л=12.5 кГ/м² – интенсивность ветровой нагрузки на проезжую часть;

Сопротивление движению пролетного строения от трения в направляющих устройствах возникает при действии горизонтального ветра интенсивностью =50 кГ/м²:

- коэффициент трения;

к_с =1,0 – коэффициент сплошности для сплошностенчатых конструкций;

h_пс – высота разводного пролетного строения, м.

Сопротивление движению противовеса от трения в направляющих устройствах определяется при коэффициенте сплошности = 1,0:

Нагрузки от сил инерции пролетного строения, противовеса, ветвей канатов вычисляются по формуле:

где G – вес соответствующей движущей части моста, кГ;

₀ – скорость установившегося движения, м/с;

 - время разгона или торможения, с;

- ускорение свободного падения.

При вычислении сил инерции величина G принимается равной соответственно половине полного веса разводного пролетного строения, весу противовеса в башне и весу несущих тросов, расположенных внутри и снаружи башен.

Силы инерции шкива при его ускоренном или замедленном движении

Вес шкивов в одной башне принимаем 5..6% веса поднимаемой конструкции.

Сила сопротивления движению t от трения на оси главного шкива и жесткости канатов определяется по полуэмпирической формуле:

Q – давление на шкив, кГ; =144.82 т

к=0,131 см^-1 – эмпирический коэффициент;

N_к – сила натяжения несущих тросов, кГ.

Результаты расчетов тягового усилия сводятся в таблицу.

=

=(266.2/4-64.55)+1.59*2+0.28+0.14+2.4+0.005+0.02+1.43-0.53+0.0025+0.14+0.022=9.23 т

На башне также устанавливается синхронизирующий электродвигатель мощностью

Таким образом, мощность всех установленных на мосту электродвигателей основного привода составляет

Действующие силы	Условные обозначения		Силы сопротивления при подъеме, кГ			Силы сопротивления при опускании, кГ
			В начале движения	Установившееся движение	В конце движения	В начале движения	Установившееся движение	В конце движения
Неуравновешенность пролетного строения	R1	Max Min	+5000 +5000	+5000 +5000	+5000 +5000	-5000 -5000	-5000 -5000	-5000 -5000
Неуравновешенность тросов	R2	Max Min	+2400 +2400	0 0	-530 -530	+530 +530	0 0	-2400 -2400
Сила инерции движущихся масс	R3	Max Min	+286 +286	0 0	-286 -286	+286 +286	0 0	-286 -286
Снег и лед на проезжей части	R4	Max Min	+1590 0	+1590 0	+1590 0	0 -1590	0 -1590	0 -1590
Вертикальное давление ветра	R5	Max Min	+1590 -1590	+1590 -1590	+1590 -1590	+1590 -1590	+1590 -1590	+1590 -1590
Трение в направляющих пролетного строения	R6	Max Min	+280 0	+280 0	+280 0	+280 0	+280 0	+280 0
Трение в направляющих противовеса	R7	Max Min	+30 0	+30 0	+30 0	+30 0	+30 0	+30 0
Трение в подшипниках оси шкива	R8	Max Min	+1080 +1080	+1080 +1080	+1080 +1080	+1080 +1080	+1080 +1080	+1080 +1080
Сопротивление жесткости канатов	R9	Max Min	+340 +340	+340 +340	+340 +340	+340 +340	+340 +340	+340 +340
Суммарное сопротивление	R	Max Min	+12310 +7516	+9910 +4830	+9094 +4014	-864 -5944	-1710 -6760	-4366 -9446