Пролетное строение моста
Полезная модель относится к мостостроению и может быть использовано в сталежелезобетонных мостах с монолитной железобетонной плитой проезжей части, преимущественно автодорожных мостах малых и средних пролетов. Пролетное строение моста содержит продольные металлические главные балки двутаврового сечения. Стенки балок выполнены сквозными, форма которых получена путем зигзагообразного трапециевидного разреза сплошной стенки двутавровой балки и сварки встык по выступам разреза с образованием отверстий, при этом верхняя зигзагообразная часть главной балки выполнена из стали меньшей прочности, чем нижняя ее зигзагообразная часть. На верхних поясах главных балок жестко закреплен металлический плоский листовой поддон, снабженный приваренными на его верхней поверхности поперечными ребрами жесткости, которые выполнены в виде уголков, соединенных концевыми участками по ширине поддона за пределами верхних поясов главных балок. Ребра жесткости приварены на верхней поверхности поддона полками. Пролетное строение моста содержит также замоноличенную в поддоне бетонную плиту проезжей части с противоусадочной арматурой и поперечные связи, соединяющие главные балки. Предложенная конструкция пролетного строения обладает повышенной жесткостью листового поддона и равномерным распределением напряжений общего изгиба в поперечном направлении. Этот технический результат позволил выполнить стенки балок сквозными, уменьшить толщину поддона, исключить упоры для поперечных ребер и тем самым снизить постоянную нагрузку на главные балки и сэкономить высокопрочную сталь с обеспечением необходимой несущей способности балок.
Полезная модель относится к мостостроению и может быть использована в сталежелезобетонных мостах с монолитной железобетонной плитой проезжей части, преимущественно автодорожных мостов малых и средних пролетов.
Известно пролетное строение моста, включающее металлические главные балки со сплошной стенкой, металлический сборный из соединенных между собой секций плоский листовой поддон, жестко укрепленный на верхних поясах главных балок и снабженный укрепленными на его верхней поверхности ребрами жесткости, замоноличенную в поддоне бетонную плиту проезжей части с противоусадочной арматурой, поперечные связи с верхним поясом, причем ребра жесткости расположены в направлении продольной оси моста, а каждая главная балка снабжена сдвиговоспринимающими устройствами - упорами [Патент ФРГ №1302183, кл. 19 d 19/12, 1972].
Недостатки известного пролетного строения заключаются в значительной материалоемкости его, обусловленной необходимостью применения главных балок двутаврового поперечного сечения, имеющих сплошную стенку, выполнения плоского листового поддона значительной толщины из условия обеспечения достаточной поперечной жесткости поддона в процессе укладки в него монолитной плиты проезжей части. Кроме того, продольное расположение ребер на верхней поверхности поддона не обеспечивает выравнивания напряжений в поперечном сечении железобетонной плиты на стадии эксплуатации, что приводит к необходимости значительного увеличения высоты плиты в зоне примыкания ее к главным балками, где указанные напряжения максимальны. К недостаткам известной конструкции относится также значительная трудоемкость ее изготовления, обусловленная необходимостью устройства на верхних поясах главных балок сдвиговоспринимающих устройств - упоров, обеспечивающих совместную с главными балками работу на изгиб железобетонной плиты проезжей части.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является пролетное строение моста, включающее продольные металлические главные балки двутаврового сечения со сплошной стенкой, металлический
сборный из соединенных между собой секций плоский листовой поддон, жестко укрепленный на верхних поясах главных балок и снабженный укрепленными на его верхней поверхности ребрами жесткости, замоноличенную в поддоне бетонную плиту проезжей части с противоусадочной арматурой, поперечные связи с верхними поясами. Ребра жесткости на каждой из секций плоского листового поддона размещены перпендикулярно продольной оси моста и выполнены в виде уголков, причем концевые участки каждого уголка расположены над верхним поясом соответствующей главной балки, а обращенные друг к другу концевые участки каждого ребра жесткости смежных по ширине пролетного строения секций плоского металлического поддона объединены соединительным элементом. Причем каждое ребро жесткости приварено боковой гранью к поддону и обращено полкой к проезжей части [Авторское свидетельство №817128, Е 01 D 1/00, опубл. 30.03.81. Бюл. №12] (прототип).
Недостаток известного пролетного строения заключается в значительной материалоемкости его, обусловленной необходимостью применения главных балок двутаврового поперечного сечения, выполненных из одной марки стали и имеющих сплошную стенку. Для снижения материалоемкости и обеспечения необходимой несущей способности главных балок необходимо выполнять их из стали высокой прочности, что приведет к увеличению стоимости пролетного строения.
Поскольку к металлическому поддону уголки приварены боковыми гранями к его верхней поверхности, он имеет пониженную жесткость поперечного изгиба плиты проезжей части с расчетным пролетом, равным расстоянию между главными балками. К недостаткам известной конструкции относится также пониженная жесткость сдвиговоспринимающих устройств - ребер жесткости, обеспечивающих совместную с главными балками работу на изгиб железобетонной плиты проезжей части, за счет того, что они приварены боковыми гранями к верхней поверхности металлического поддона.
Задача полезной модели - снижение материалоемкости пролетного строения и экономичное использование высокопрочной стали для обеспечения необходимой несущей способности его главных балок.
Технический результат, на достижение которого направленно предполагаемая полезная модель, заключается в повышении жесткости листового поддона, равномерном
распределении напряжений общего изгиба в поперечном направлении и снижении постоянной нагрузки на главные балки.
Задача решена следующим образом. Общим с прототипом является то, что пролетное строение моста включает продольные металлические главные балки двутаврового сечения, металлический плоский листовой поддон, жестко укрепленный на верхних поясах главных балок и снабженный приваренными на его верхней поверхности поперечными ребрами жесткости, выполненными в виде уголков, соединенных концевыми участками по ширине поддона, замоноличенную в поддоне бетонную плиту проезжей части с противоусадочной арматурой и поперечные связи, соединяющие главные балки. В отличие от прототипа поперечные ребра жесткости в заявленном пролетном строении приварены на верхней поверхности металлического плоского листового поддона полками, а концевые участки поперечных ребер жесткости расположены за пределами верхних поясов главных балок, каждая из которых выполнена составной из двух частей, полученных путем зигзагообразного трапециевидного реза сплошных стенок двутавровых балок из стали разных марок и сваренных встык по выступам разреза с образованием шестиугольных отверстий, при этом верхняя зигзагообразная часть главной балки выполнена из стали меньшей прочности, чем нижняя ее зигзагообразная часть.
Поскольку в балках двутаврового поперечного сечения несущая способность стенки используется не полностью, поэтому нет необходимости устраивать ее сплошной.
Применение главных балок двутаврового сечения с отверстиями в стенке, дает существенное снижение материалоемкости и массы по сравнению с использованием обычных прокатных профилей двутаврового сечения такой же высоты.
Подкрепление плоского стального поддона поперечными ребрами жесткости уголкового профиля, приваренными к его верхней поверхности полками, придают ему достаточную жесткость и прочность на стадии укладки в него монолитной бетонной плиты в основном направлении изгиба его на этой стадии, совпадающим с направлением, перпендикулярным продольной оси моста, за счет чего обеспечивается уменьшение толщины листового поддона. Причем, поперечные ребра жесткости на стадии эксплуатации выполняют функцию рабочей арматуры плиты проезжей части, что дополнительно снижает материалоемкость пролетного строения.
Кроме того, поперечное расположение ребер жесткости у которых концевые участки составляющих их уголков заходят за пределы верхних поясов главных балок, обеспечивает выравнивание напряжений в поперечном сечение монолитной плиты на стадии эксплуатации за счет более полного включения ее по ширине при совместной работе на изгиб с главными балками, что позволяет отказаться от постановки на их верхних поясах специальных упоров, функцию которых в предлагаемой конструкции выполняют заходящие за пределы верхних поясов главных балок концевые участки уголков ребра жесткости. Исключение специальных упоров позволяет существенно снизить металлоемкость пролетного строения.
Обеспечение равномерного распределения напряжений в поперечном сечении монолитной плиты при общем изгибе позволяет исключить необходимость увеличения высоты плиты на участках примыкания ее к главным балкам и тем самым тоже обеспечить снижение материалоемкости монолитной плиты, а следовательно постоянной нагрузки на главные балки. К тому же известно, что в асимметричных поперечных сечениях с развитым верхним поясом наиболее напряженной является нижняя часть сечения. Поэтому предложенная конструкция главных балок, выполненная из двух марок стали (бистальная), нижняя часть которой из стали более высокой прочности, чем верхняя ее часть, обеспечивает экономию стали без снижения несущей способности.
На чертежах представлена конструкция пролетного строения предлагаемой полезной модели: на фиг.1 - фасад пролетного строения, на фиг.2 - план пролетного строения без бетона плиты проезжей части, на фиг.3 - поперечный разрез пролетного строения.
Пролетное строение моста содержит главные балки со сквозной стенкой 1, металлический плоский листовой поддон 2, приваренный к верхним поясам главных балок 1 и подкрепленный поверху поперечными ребрами жесткости из прокатных уголков 3, приваренных к металлическому поддону 2 по плоскости одной из полок, уложенную в поддон 2 и являющуюся стационарной опалубкой монолитную бетонную плиту 4 проезжей части с противоусадочной арматурой 5 в верхней ее части, поперечные связи 6.
Главные балки 1 выполнены из прокатных двутавров с развитой по высоте за счет зигзагообразного разреза 7 и сварки встык по выступам стенкой, имеющей за
счет этого отверстия, при этом верхняя 8 зигзагообразная часть главной балки выполнена из стали меньшей прочности, чем нижняя 9 ее зигзагообразная часть.
Пролетное строение моста выполняют следующим образом:
Для изготовления главных балок 1 прокатные двутавровые балки из разных марок стали разрезаются зигзагообразным резом трапециевидного очертания, а затем свариваются встык по выступам разреза с образованием шестиугольных отверстий, причем верхняя 8 зигзагообразная часть главной балки выполнена из разрезанной части прокатного двутавра имеющего сталь меньшей прочности, а для нижней 9 ее зигзагообразной части использована половина разрезанной прокатной двутавровой балки, имеющей более прочную сталь.
При монтаже пролетного строения балку 1 укладывают на опоры (на чертеже не показаны) частью 9, выполненной из стали более высокой прочности, при этом в зоне действия максимальных поперечных сил (в сечениях над опорами), помещают участок стенки сплошного сечения, без отверстий.
Затем главные балки 1 объединяют для пространственной работы поперечными связями 6 выполненными из швеллера и приваренными к вертикальным ребрам жесткости в опорных сечениях и в середине пролета балок.
По верхним поясам главных балок 1 укладывают и приваривают металлический плоский поддон 2 из листовой стали, по верхней поверхности которого полками приварены поперечные ребра жесткости 3 из уголкового профиля.
По верху уголков 3 укладывается противоусадочная арматурная сетка 5 и бетон плиты 4 проезжей части.
Подребренные секции тонколистового металлического поддона 2 могут транспортироваться в плоском или рулонируемом компактном положении. Пролетное строение может транспортироваться блоками из двух главных балок 1 с поддоном 2.
Пролетное строение моста, включающее продольные металлические главные балки двутаврового сечения, металлический плоский листовой поддон, жестко укрепленный на верхних поясах главных балок и снабженный приваренными на его верхней поверхности поперечными ребрами жесткости, выполненными в виде уголков, соединенных концевыми участками по ширине поддона, замоноличенную в поддоне бетонную плиту проезжей части с противоусадочной арматурой и поперечные связи, соединяющие главные балки, отличающееся тем, что поперечные ребра жесткости приварены на верхней поверхности металлического плоского листового поддона полками, а концевые участки поперечных ребер жесткости расположены за пределами верхних поясов главных балок, каждая из которых выполнена составной из двух частей, полученных путем зигзагообразного трапециевидного реза сплошных стенок двутавровых балок из стали разных марок и сваренных встык по выступам разреза с образованием шестиугольных отверстий, при этом верхняя зигзагообразная часть главной балки выполнена из стали меньшей прочности, чем нижняя ее зигзагообразная часть.
