12.4. Конструктивные особенности и соединения

К конструированию элементов стальных мостовых конструкций предъявляют более жесткие ограничения, чем к стальным конструкциям промышленного и гражданского строительства. Эти ограничения направлены, прежде всего, на обеспечение повышенной надежности, хладостойкости, выносливости и долговечности мостовых конструкций путем борьбы с концентрациями напряжений, прогибами, вибрациями, чрезмерными сварочными деформациями и напряжениями, коррозией и т. д.

Сечения сварных элементов следует проектировать с возможно меньшим числом частей и соединительных сварных швов. К применению сварных пакетов прибегают лишь при необходимости, связанной с общим ограничением наибольшей толщины листов следующими значениями: в конструкциях обычного исполнения — 60мм; в конструкциях северного исполнения А — 50 мм; в конструкциях северного исполнения Б — 40 мм, а также с ограничением меньшими размерами толщин проката для конкретных марок стали и снижением расчетных сопротивлений для больших толщин.

Чтобы увеличить выносливость и хладостойкость стальных мостовых конструкций, применяют механическую обработку деталей и швов у концентраторов напряжений, назначают оптимальный порядок сварки элементов с применением в необходимых случаях местного подогрева, избегают стесненного расположения привариваемых деталей.

Предельные гибкости элементов, ограничиваемые для предотвращения случайных искривлений, которые могут уменьшить действительную несущую способность элемента, с целью уменьшения вибраций при эксплуатации для элементов пролетных строений мостов принимают ниже, чем для элементов других стальных конструкций.

Чтобы уменьшить влияние прогибов, а также повысить долговечность и стойкость против коррозии постоянных мостов, нормированы некоторые минимальные размеры сортамента металла.

Для стальных конструкций мостов основным видом заводских соединений являются сварные, а основным видом монтажных соединений — фрикционные на высокопрочных болтах. В монтажных соединениях листов настила ортотропных плит почти всегда применяют сварку. Монтажную сварку используют иногда и для соединения сплошностенчатых главных балок пролетных строений, что обеспечивает существенную экономию стали, но затрудняет навесную сборку и требует привлечения высококвалифицированных специалистов и сложного оборудования, а также тщательного контроля качества швов. Цельносварными сооружают уникальные металлические мосты в городах, где легче выполнить эти требования. В последние годы получили распространение комбинированные стыки балок с соединениями стенок на высокопрочных болтах, а поясов — автоматической сваркой. Главная особенность применяемых в стальных конструкциях мостов сварных соединений состоит в преимущественном использовании создающих небольшие концентрации напряжений стыковых швов и угловых швов вогнутого очертания, выполняемых автоматической сваркой с полным проваром и плавным переходом к основному металлу. Фланговых и лобовых швов, характеризующихся большими концентрациями напряжений, избегают. Прерывистые соединительные швы не допускаются.

Высокопрочные болты применяют преимущественно с номинальными диаметрами 22 и 24 мм типов 110 и 110ХЛ из стали 40Х с контролируемым временным сопротивлением после термообработки изделия 1100МПа. Особенностью использования высокопрочных болтов для мостов является ограничение и контроль не только указанного нижнего, но и верхнего (1300 МПа) предела прочности, что предотвращает применение малопластичных болтов, подверженных замедленным хрупким разрушениям.

Особенности расчета состоят в пренебрежении увеличением действительных усилий натяжения болтов при контроле по углу поворота гайки а и в значительно меньших расчетных сдвигающих усилиях на один болтоконтакт при малом числе болтов в соединении, а также при простых способах подготовки контактных поверхностей.