Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Металлические мосты Минимаркер Конструкции разводных мостов

Конструкции разводных мостов

Страница 2 из 2

Раскрывающиеся мосты

Для таких мостов характерно вращательное движение пролетного строения относительно горизонтальной оси. Однокрылый раскрывающийся разводной мост представляет собой несимметричную систему (рис. 9.1). В закрытом состоянии пролетное строение опирается на опорные части (3) и (4); ось вращения (2) разгружена при помощи специального подклинивающего устройства (6). При раскрывании пролетное строение опирается на ось вращения, а для обеспечения устойчивого положения пролетного строения при этом и уменьшения требуемой мощности двигателей пролетное строение уравновешено противовесом (5). Расчетный пролет L выбирают в зависимости от заданной ширины подмостового габарита с учетом расстояния от центров опирания до граней опор, а также с учетом неполного освобождения подмостового габарита при раскрывании (на 5–10% больше ширины подмостового габарита). Расположение шва (1) проезжей части возможно позади оси вращения или впереди его. Последнее решение имеет преимущества: при любом положении временной нагрузки от нее не возникает отрицательной опорной реакции на опоре, на которой расположен конец крыла; во время раскрывания не образуется щели в проезжей части, через которую в колодец опоры падает грязь с разводного пролетного строения, и не исключено случайное падение человека. Шов проезжей части над главными балками и в этом случае нужно устраивать позади оси вращения, чтобы при открывании главные балки не упирались в конструкцию проезжей части.

Раскрывающийся мост

Рис. 9.1 – Раскрывающийся мост: L – расчетный пролет моста

Для обеспечения равновесия пролетного строения раскрывающегося моста в любой момент движения необходимо, чтобы центры тяжести крыла, противовеса и ось вращения лежали на одной прямой, а моменты веса противовеса Q и веса крыла G относительно оси вращения были равны. Если противовес расположить в колодце опоры (см. рис. 9.1), потребуется значительная ширина ее. Ширина опоры может быть уменьшена, если противовес разместить между балками или фермами соседнего пролета (рис. 9.2, а) с устройством в опоре открытых ниш, а подклинку дать на конце крыла, притягивая его вниз. Уменьшить ширину опоры можно устройством шарнирного прикрепления противовеса к хвостовой части крыла (рис. 9.2, б). При этом увеличится глубина колодца, в который опускается противовес. Кроме того, если возможен подъем уровня воды выше дна колодца, потребуется гидроизоляция его. К опоре противовес дополнительно присоединяется тягой АВ для обеспечения поступательного движения и предотвращения раскачивания его. Для сохранения равновесия такой системы необходимо, чтобы точка Оʹ подвеса противовеса, ось О вращения и центр тяжести пролетного строения (вместе с хвостовой частью) лежали на одной прямой, а фигура OOʹВА представляла собой параллелограмм (см. рис. 9.2, б).

Расположение противовеса раскрывающегося пролетного строения

Рис. 9.2 – Расположение противовеса раскрывающегося пролетного строения

Важен вопрос числа и расположения главных балок разводного пролетного строения с учетом габарита проезда по мосту. Для железнодорожного однопутного моста, а также автодорожного при небольшой ширине проезда нужно ставить две балки. При большой ширине проезда число балок можно увеличить, но целесообразно принимать его четным с тем, чтобы можно было соединять балки связями попарно.

Раскрывающаяся система может быть и с двумя крыльями. Ее иногда применяют по архитектурным соображениям, а экономически целесообразной она может оказаться, если разводной пролет имеет значительную длину (50–70 м). Здесь, как правило, получается экономия мощности механизмов разведения и двигателей, которые должны быть рассчитаны на значительно меньшие нагрузки (хотя и поставлены в двух экземплярах). Ширина опор также может быть уменьшена. Особое внимание нужно обращать на статическую схему пролетного строения в закрытом состоянии. Здесь возможны два основных варианта: соединение концов крыльев при помощи продольно–подвижного шарнира; замыкание пролетного строения в трехшарнирную распорную систему с передачей распора через средний шарнир (рис. 9.3). В первом случае конструкция соединения проста, но жесткость пролетного строения сравнительно мала, при проходе нагрузки возникает перелом профиля проезда над шарниром. Поэтому для железнодорожных мостов это решение неприемлемо. Во втором случае конструкция усложняется и на опоры передается распор, который может быть значительным, так как система получается пологой (f/L ≥ 1/15). Однако конструкция обладает большей жесткостью. От пролетного строения (см. рис. 9.3) распор передается на опору через упор (1), ограничивающий поворот качающейся стойки (2). Пролетное строение немного не уравновешено; при закрывании качающаяся стойка, поворачиваясь, приподнимает его и разгружает ось вращения.

Распорная система

Рис. 9.3 – Распорная система

Возможно соединение концов крыльев замком, способным работать на полный изгибающий момент. Такое решение не реализовано из–за трудности обеспечить достаточно жесткий замок, рассчитанный на значительные усилия, который к тому же можно было бы быстро закрыть и открыть.

Для приведения раскрывающихся разводных мостов в движение применяют электромеханический или гидропривод. Электромеханический привод (рис. 9.4, а) имеет ведущую шестерню (1), которая вращается от электромотора с редуктором и имеет зацепление с зубчатой дугой (2), закрепленной на пролетном строении. Возможен вариант привода с шестерней на пролетном строении и с зубчатым кругом на опоре. Имеет свои преимущества привод с кривошипно–шатунным механизмом (рис. 9.4, б). Здесь ведущая шестерня (1) вращает кривошип (3), усилие передается на пролетное строение через шатун (4). Преимущество этого привода – нулевая скорость поворота пролетного строения в начале и конце движения. Гидропривод (рис. 9,4 в) состоит из гидроцилиндров (5) и насосных установок. В гидроцилиндре имеется поршень (6), шток которого шарнирно присоединен к пролетному строению (7). Гидроцилиндр также шарнирно присоединен к опоре. Подавая под давлением масло в полость над поршнем или под ним, можно создавать усилие, необходимое для приведения в движение пролетного строения. Гидроцилиндры имеют диаметр до 500 мм, давление масла до 10 МПа и развивают усилие до 2000 кН.

Привод раскрывающихся мостов

Рис. 9.4 – Привод раскрывающихся мостов

Откатно–раскрывающиеся мосты

Пролетное строение  такого моста (рис 9 5) при разведении откатывается по специальному пути катания (1), опираясь на него кругом катания (2), прикрепленным к пролетному строению, которое совершает плоско–параллельное движение. Поворачиваясь в вертикальной плоскости и откатываясь назад, оно полностью освобождает отверстие разводного пролета, что является преимуществом этой системы.

Откатно–раскрывающийся мост

Рис. 9.5 – Откатно–раскрывающийся мост

Вертикально–подъемные мосты

Пролетное строение вертикально–подъемного моста (рис. 9.6) при разведении перемещается поступательно в вертикальной плоскости. Для этого служат башни (4), которые опирают на специальные опоры или на соседние пролетные строения. На башнях укрепляют шкивы (2) через которые проходят тросы (1). Тросы соединяют подъемное пролетное строение с противовесами (3), которые при раскрывании моста опускаются вниз. Высоту подъема hп пролетного строения определяют как разность высот подмостового габарита в разводном пролете в закрытом h3 и в раскрытом hpсостояниях – причем высота h3 может быть приближенно принята равной высоте подмостового габарита в неподвижных судоходных пролетах. При предварительном определении высоты башен оставляют запас а, равный 3–5 м.

Вертикально-подъемный мост

Рис. 9.6 – Вертикально-подъемный мост

Назначая размеры башни, заботятся об устойчивости ее против опрокидывания как вдоль так и поперек моста. Значительные растягивающие усилия в ногах башни нежелательны. Поэтому длина основания башни при расположении ее на соседнем пролетном строении обычно назначается около 1/6 H, а при опирании на опоры – 1/4÷1/5 H; ширина башни поперек моста, как правило, не менее 1/6 H.

Кроме основной разновидности вертикально–подъемных мостов с подъемом всего пролетного строения на специальных башнях, применяли системы с поднимающейся конструкцией проезжей части при небольшой высоте подъема hп, с пролетным строением, опускающимся под воду, и в других редких случаях.

Подъемное пролетное строение может иметь сквозные или сплошные главные фермы. Для железнодорожных мостов, как правило, применяют две главные сквозные фермы с ездой понизу, а для автодорожных используют также и другие типы конструкций, например пролетное строение с ездой поверху и с несколькими главными балками. В этом случае потребуются мощные поперечные балки, за концы которых будут закреплены тросы противовесов. Пролетное строение со сквозными главными фермами может иметь ту же конструкцию, что и типовое пролетное строение обычного неподвижного моста.

Дополнительно требуются лишь элементы опорной стойки и верхнего пояса в первой панели. К образуемому ими верхнему узлу прикрепляют поперечную подъемную балку.

Башни в большинстве случаев состоят из двух продольных ферм, включающих в себя передние и задние стойки и решетку, и двух ферм связей, расположенных в поперечных плоскостях. Фермы связей в нижней части представляют собой порталы для обеспечения проезда. Наверху устраивают оголовки в виде системы балок, воспринимающих нагрузку от шкивов и передающих ее на башни. Передние стойки башен вертикальны, задние обычно наклонны или очерчены по ломаной. Расстояние между осями передних стоек в поперечном направлении, как правило, равно расстоянию между осями главных ферм подъемного пролета или соседнего с подъемным (если башня располагается на соседнем пролетном строении). Ширину башни поверху в продольном направлении принимают минимальной, недостаточной для свободного движения противовеса внутри башни. Понизу башня должна иметь ширину, достаточную для обеспечения ее устойчивости против опрокидывания. Если к разводному пролету примыкают небольшие пролеты, то башни ставят на сближенные опоры. Если пролетные строения в соседних пролетах имеют большую длину, то башни располагают на них (см. рис. 9.6). Иногда при небольшой высоте подъема и значительной высоте соседних пролетных строений оказывается возможным обойтись без башен, расположив оголовки и шкивы на верхних поясах соседних пролетных строений. Подъемные тросы, перекинутые через шкивы и связывающие подъемное пролетное строение с противовесом, прикрепляют к пролетному строению при помощи поперечных подъемных балок.

Оголовок башни (рис. 9.7) представляет собой балочную клетку, воспринимающую нагрузку от шкивов и передающую ее в узлы башни. Шкивы (1) опираются своими осями через подшипники (2) на продольные балки (3). Каждая продольная балка одним концом располагается на передней поперечной балке (4), прикрепленной к передним стойкам (5) башни, а другим концом соединена с задней поперечной балкой (6). В местах передачи на балки сосредоточенных усилий ставят ребра жесткости. Чтобы продольные балки (3) были устойчивы и хорошо противостояли горизонтальным ветровым и случайным нагрузкам, их поперечное сечение можно сделать коробчатым или укрепить места опирания на переднюю поперечную балку при помощи кронштейнов.

Конструкция оголовка башни

Рис. 9.7 – Конструкция оголовка башни

Вертикально–подъемные мосты обладают значительной жесткостью. В качестве подъемных пролетных строений могут быть использованы типовые конструкции с незначительными изменениями. Система достаточно экономична, если высота подъема не слишком велика. Недостаток – наличие башен, ухудшающих внешний вид моста.

Для приведения вертикально–подъемных мостов в движение, как правило, используют электромеханический привод. Электрические лебедки приводят в движение пролетное строение при помощи системы блоков и тросов, закрепленных за пролетное строение и башни. Лебедки можно размещать на пролетном строении, тогда синхронность их работы можно легко обеспечить. Находит применение привод, при котором электромоторы с редукторами размещают на башнях, а усилие от ведущей шестерни передается непосредственно на зубчатый венец шкива. Это устройство надежно в работе, но требует синхронизации вращения шкивов на обеих башнях, что можно обеспечить при помощи специальной электрической системы, связывающей электродвигатели привода (электрический вал).

Поворотные мосты

Такие разводные мосты имеют пролетные строения, поворачивающиеся вокруг вертикальной оси. В разведенном состоянии пролетное строение располагается вдоль реки, открывая для судоходства обычно два одинаковых пролета. Одной из разновидностей может служить поворотный мост (рис. 9.8) с опиранием пролетного строения на катки (2) при помощи центрального барабана (4), прикрепленного к пролетному строению. Катки перекатываются по кольцевому пути (5), уложенному на опоре (6). Для центрирования пролетного строения и катков служит неподвижная ось (3), не несущая вертикальной нагрузки. На крайних опорах установлены подклинивающие устройства (1), воспринимающие на себя часть постоянной нагрузки в закрытом состоянии.

Поворотное пролетное строение

Рис. 9.8 – Поворотное пролетное строение

Поворотные мосты сравнительно просты по конструкции, имеют достаточную жесткость и в разведенном состоянии не стесняют габарита для прохода судов по высоте. Недостатки их – опасность навала судов на пролетное строение и как следствие замедление прохода судов, а также значительная ширина центральной опоры. Выбирая систему поворотного моста, нужно иметь в виду, что при опирании пролетного строения на катки, они работают и под эксплуатационными нагрузками. Чтобы предупредить быстрый износ катков, необходимо ставить их довольно много; диаметр круга катания получается значительным и размеры центральной опоры возрастают. Катки подвержены неравномерному износу, а замена их связана с подъемкой пролетного строения. Требуется точное выравнивание кругового пути под катками, в противном случае резко возрастают сопротивления движению и износ катков.

Расстояние между главными фермами пролетного строения при езде поверху принимают равным 2,5–3,5 м, а число главных ферм – в зависимости от габарита проезда на мосту. В случае стесненного подмостового габарита применяют пролетное строение с ездой понизу с двумя главными фермами. Главные фермы могут быть сквозными или сплошными; как правило, при пролетах до 50 м преимущество имеют сплошные главные фермы. Высота главных ферм обычно увеличивается к центральной опоре, где достигает примерно 1/8–1/15 L; в середине пролета высота главных ферм около 1/10–1/20 L.

Для поворота пролетного строения может быть использован электромеханический или гидравлический привод, аналогичный применяемым для раскрывающихся мостов с той разницей, что вращение здесь происходит относительно вертикальной оси.

Приведенными примерами не исчерпывается все многообразие систем и разновидностей разводных металлических мостов. В подходящих условиях могут быть применены раскрывающиеся мосты с расположением противовеса над проезжей частью (что сокращает размеры опоры), а также коромысловые раскрывающиеся мосты. При длине разводного пролета более 50 м во многих случаях оказываются целесообразными сквозные фермы. При стесненном подмостовом габарите в закрытом состоянии уместно разводное пролетное строение с ездой понизу.

Пример конструкции раскрывающегося разводного моста

Конструция разводного городского моста, обеспечивающего пропуск морских судов при подмостовом габарите шириной 55 м и высотой 60 м, разработана Ленгипротрансмостом. Разводная часть перекрыта однокрылым раскрывающимся пролетным строением, имеющим в закрытом состоянии расчетный пролет 60,4 м. Угол раскрытия, равный 77°, обеспечивает подмостовой габарит (рис. 9.9). Подклинка хвостовой части не применена. В закрытом состоянии пролетное строение опирается на неподвижную опорную часть концом крыла (1) на шарнирную стойку, расположенную на одной вертикали с осью вращения, и представляет собой простую балку на двух опорах с консолью, на которой размещен противовес. Устойчивое положение крыла в закрытом состоянии, а также разгрузка оси вращения обеспечиваются за счет неуравновешенности крыла при раскрывании (момент от неуравновешенных сил 6 МН∙м). Такое решение потребовало увеличения мощности привода, но зато упростило конструкцию ввиду отсутствия механизмов подклинки.

Раскрывающееся разводное пролетное строение

Рис. 9.9 – Раскрывающееся разводное пролетное строение: 1 – очертание подмостового габарита; 2 – крыло в раскрытом положении; 3 – ось вращения; 4 – противовес; 5 – опорная стойка; 6 – крыло в закрытом положении

Мост с шириной проезжей части 18,5 м рассчитан на четырехполосное автомобильное движение. Кроме того, предусмотрены два тротуара по 2,25 м рис. 9.10). В поперечном сечении пролетное строение имеет четыре главные балки сплошного сечения и ортотропную плиту проезжей части в виде горизонтального листа толщиной 12 мм, усиленного продольными ребрами 80×10 мм через 400 мм и поперечными балками высотой 500 мм, поставленными через 2200 мм. Стенки главных балок имеют толщину 12 мм (в хвостовой части – 20 мм) и усилены продольными и поперечными ребрами жесткости. Материал пролетного строения – стали классов С–35 и С–40. Два противовеса расположены между главными балками. По обе стороны от пар балок размещены гидроцилиндры привода. В раскрытом состоянии противовесы опускаются в колодец опоры, низ которого находится на 3,5 м ниже уровня воды в реке. Поэтому особое внимание обращено на гидроизоляцию колодца: нижняя его часть защищена от проникания воды сплошным кожухом из стали толщиной 10 мм, усиленным ребрами жесткости. Кожух сварен и проверен на водонепроницаемость до бетонирования опоры.

Поперечный разрез у противовесов

Рис. 9.10 – Поперечный разрез у противовесов: 1 – главные балки; 2 – противовес; 3 – ось гидроцилиндра

Во время раскрывания и в раскрытом состоянии крыло опирается на оси вращения, раздельные для каждой главной балки (1); применены роликовые двухрядные самоустанавливающиеся подшипники (2) (всего 8 шт.), допускающие статическую нагрузку до 4,9 МН (рис. 9.11). Вес крыла с противовесом составляет приблизительно 24 МН.

Расположение основных механизмов

Рис. 9.11 – Расположение основных механизмов

Пролетное строение приводят в движение при помощи гидропривода. Гидроцилиндры (3) расположены в поперечном сечении в четырех плоскостях вертикально и создают пару сил с плечом 3,4 м, поэтому во время их работы не происходит дополнительной перегрузки оси вращения. Штоки гидроцилиндров шарнирно прикреплены к пролетному строению, в состав которого включены специальные поперечные балки (7) с кронштейнами (8). В помещении внутри опоры разводного пролетного строения размещены основные наносные установки, обеспечивающие раскрытие за 4 мин, а также запасные насосные установки, работающие от автономной электростанции.

Опорные стойки (9), на которые опирается пролетное строение в закрытом состоянии, служат одновременно механизмом для разгрузки осей вращения крыла (рис. 9.12). При раскрытом крыле стойки расположены наклонно, а пролетное строение опирается на оси вращения. Во время закрывания, при подходе крыла к горизонтальному положению, стойка при помощи специальной тяги подводится к крылу и вступает в зацепление с опорной частью, прикрепленной к нижнему поясу главной балки. В этот момент опорная стойка имеет небольшой наклон к вертикали, а крыло – к горизонтали. При дальнейшем движении, которому способствует неуравновешенность крыла, стойка встает в вертикальное положение. При этом крыло приподнимается приблизительно на 5 мм, ось вращения разгружается, а в подшипнике оси вращения образуется зазор.

Опорная стойка

Рис. 9.12 – Опорная стойка: 1 – ось вращения; 2 – зазор под подшипником; 3 – тумба под ось вращения; 4 – опорная стойка после раскрытия; 5 –тяга; 6 – опорная стойка в закрытом положении; 7 – опора

Для смягчения удара при подходе крыла к положению наибольшего раскрытия предусмотрены буферные устройства (6) из резины, а для фиксации крыла в раскрытом положении – автоматические гидравлические замки (5) в виде выдвижных засовов в углублениях на концах главных балок (см. рис. 9.11).

Пример конструкции вертикально–подъемного моста

Конструкция пролетного строения железнодорожного моста разработана Ленгипротрансмостом в 1978 г. По условиям судоходства для прохода крупных судов требуются отверстие моста 40 м и высота подъема 30 м (рис. 9.13).

Вертикально–подъемное разводное пролетное строение

Рис. 9.13 – Вертикально–подъемное разводное пролетное строение

В качестве подъемного использовано типовое пролетное строение (10) пролетом 44,8 м с добавлением элементов, необходимых для подъема его в положение (9). Башни подъемного пролета расположены на соседних пролетных строениях и имеют сварные элементы с монтажными соединениями на фрикционных болтах (сталь 15ХСНД). Передние стойки башен (6) вертикальные, коробчатые. На них передаются значительные усилия. Наклонные задние стойки (1), как и элементы решетки продольных вертикальных ферм башен, имеют Н–образное сечение.

В поперечных плоскостях поставлены связи (11), и, кроме того, в горизонтальных плоскостях в каждом узле башен – крестовые поперечные связи. Оголовок башни представляет собой балочную клетку, опертую на переднюю (4) и заднюю (2) поперечные балки. На оголовок опираются подшипники шкивов (3), имеющих диаметр 2700 мм. Каждый шкив имеет с одной стороны зубчатый венец, с которым находится в зацеплении ведущая шестерня, приводимая в движение электромотором через редуктор. Шестерни двух шкивов на одной башне расположены на одном общем валу. Для синхронизации подъема обоих концов пролетного строения использовано устройство, называемое электрическим валом и требующее укладки кабелей, соединяющих электродвигатели привода на обеих башнях. Для того чтобы избежать укладки кабелей под водой, применен легкий кабельный мостик (8).

Пролетное строение уравновешивается при помощи противовесов (5), состоящих из металлических каркасов с монолитным бетонным заполнением и съемных железобетонных плит для точной регулировки веса. Предусмотрено подвешивание противовесов к балкам оголовка при помощи стальных лент для разгрузки канатов при ремонте. Подвесные тросы (7) по 10 на каждом шкиве соединяют пролетное строение и противовесы (тип тросов 37–Г–В–ЖС–О–Н–140). Тросы прикреплены к подъемной балке (12), расположенной в узле В1 пролетного строения.

Пролетное строение оборудовано дополнительными устройствами (рис. 9.14). Подвесные тросы прикреплены к подъемной балке (1) через стальные стержни с резьбой, ввинченные в анкерные стаканы (11) и имеющие на концах гайки (3) для точкой регулировки длины каждого троса. Регулировать можно при помощи переставных гидравлических домкратов (4) со специального мостика (5). При подходе тросов к подъемной балке они разводятся по обе стороны ее стальными отклоняющими отливками (2). Для предотвращения раскачивания пролетного строения на тросах во время подъема имеются направляющие устройства в виде восьми обойм с роликами, прикрепленных к пролетному строению. Во время подъемки ролики катятся по направляющим листам башен. В плоскости нижнего пояса в опорных узлах одного конца пролетного строения поставлены обоймы с тремя роликами (9), препятствующие перемещению пролетного строения как в продольном, так и в поперечном направлениях. В остальных опорных узлах верхнего и нижнего поясов поставлены обоймы с одним роликом (10), препятствующие только поперечным перемещениям. Таким образом обеспечены стабильное положение пролетного строения при подъеме и свобода температурных перемещений опорных узлов. К опорной поперечной балке подъемного пролетного строения прикреплены пневматические буферные устройства (8) для предотвращения ударов при опускании пролетного строения. Для точной фиксации пролетного строения в поперечном направлении служит центрирующее устройство (7), прикрепленное к опоре, в которое входит выступ со скосами, присоединенный к опорной поперечной балке.

Детали разводного пролетного строения

Рис. 9.14 – Детали разводного пролетного строения

Вес подъемного пролетного строения 2,23 МН; оно уравновешено противовесами не полностью. Пролетное строение тяжелее противовесов на 40 кН, кроме того, неуравновешенная часть тросов при опущенном пролетном строении составляет 66 кН, что создает устойчивое положение пролетного строения в закрытом состоянии. Для дополнительной гарантии против самопроизвольного подъема пролетного строения, например от действия восходящего ветра, предусмотрены пролетные замки. Ригель замка (6) после опускания пролетного строения перемещается при помощи механического привода (12) в продольном направлении и входит в вырезы коробки центрирующего приспособления,

Железнодорожный путь на пролетном строении устроен на металлических поперечинах. Для точного совмещения рельсового пути на разводном и неподвижном пролетных строениях предусмотрены рельсовые замки.

Продолжительность подъема основным приводом 2 мин. Кроме основного, предусмотрены запасной привод с автономной электростанцией (время подъема 17 мин) и ручной аварийный привод (время подъема 150 мин). Мощность основного и синхронизирующего приводов 45 – 22 = 67 кВт.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика