RU2735317C1 - Span with bridge flooring made of pultrusion profile - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to bridge construction and can be used in construction of span bridges from structural glass composites. Said span structure comprises main multiple trusses with cross grid, crosswise links and load-bearing bridge structure made of fiberglass profiles, and consists of mounting blocks comprising main trusses, joined in pairs by transverse links, comprising transverse beams with grid elements, and multi-ribbed open from below pultrusion fiberglass profile, supported by middle longitudinal ribs on transverse beams, and extreme ribs on top belts of main trusses, and combined with them by means of bolt joints. Mounting units are installed on supports on transverse slope diagram and connected to each other by means of arrangement of sections of bridge cloth between mounting blocks of flooring profiles, transverse beams with grid elements and bolt connections.

EFFECT: technical result is increased payload capacity of span structures, reduced material consumption and labour intensity of their manufacture and installation, increased durability and operational reliability of bridges using span structures from structural glass composites.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при сооружении мостов с пролетными строениями из конструкционных стеклокомпозитов.The invention relates to bridge construction and can be used in the construction of bridges with superstructures from structural glass composites.

Известна конструкция пролетного строения с применением полимерных композиционных материалов (Патент РФ на изобретение №2464374. Пролетное строение моста с многораскосными главными фермами./Б.В. Пыринов// Москва, опубл. 20.10.2012], содержащая хотя бы две многораскосные главные фермы с крестовой решеткой, все элементы которых и поперечные связи выполнены из композитных материалов, а несущие конструкции мостового полотна дополнительно опираются на поперечные связи и объединены с верхними поясами главных ферм с крестовой решеткой и поперечными связями с помощью металлических деталей в единое целое. При этом несущие конструкции мостового полотна выполнены: или в виде продольно расположенных ребристых панелей из композитного материала, или в виде продольно расположенных панелей клееной деревоплиты, или в виде монолитной железобетонной, или из сборных железобетонных плит, объединенных в стыках как единое целое.Known design of the superstructure using polymer composite materials (RF Patent for invention No. 2464374. The superstructure of the bridge with multi-angled main trusses. / B. V. Pyrinov // Moscow, publ. 20.10.2012], containing at least two multi-angled main trusses with cross lattice, all elements of which and cross-braces are made of composite materials, and the load-bearing structures of the bridge deck are additionally supported by cross-braces and are combined with the upper chords of the main trusses with a cross-type lattice and cross-braces by means of metal parts into a single whole. the canvases are made: either in the form of longitudinally spaced ribbed panels made of composite material, or in the form of longitudinally spaced panels of glued wood slabs, or in the form of monolithic reinforced concrete, or from prefabricated reinforced concrete slabs united at the joints as a whole.

Недостатком известной конструкции являются неопределенность узлов объединения верхних поясов главных ферм, выполненных из тонких вертикальных полос листового стеклокомпозита на всю длину ферм с несущими конструкциями мостового полотна посредством металлических деталей в единое целое. Как известно, применение дощато-нагельных ферм Тауна по образу и подобию которых выполнены рассматриваемые конструкции, стало возможным благодаря конструкции мостового полотна в виде поперечин и двойного продольного настила из досок, а позднее в виде поперечных дерево плит. Другие решения, особенно с использованием продольно расположенных панелей, деревоплит, железобетонных плит, включенных в совместную работу с дощатыми фермами не известны.The disadvantage of the known design is the uncertainty of the nodes for combining the upper chords of the main trusses made of thin vertical strips of sheet glass composite for the entire length of the trusses with the supporting structures of the bridge deck by means of metal parts into a single whole. As you know, the use of Town's board-peg trusses in the image and likeness of which the structures under consideration are made became possible due to the construction of the bridge deck in the form of crossbars and double longitudinal flooring of boards, and later in the form of transverse wood slabs. Other solutions, especially with the use of longitudinally spaced panels, wood slabs, reinforced concrete slabs, included in joint work with timber trusses are not known.

Известна конструкция опытного гибридного по материалу пролетного строения [А.Н. Иванов, А.В. Мартынов //Символ науки. - 2015, №6. - с. 43-46], составленное из шести многораскосных решетчатых ферм системы Тауна из конструкционных стеклопластиков, по верху которых устроена монолитная железобетонная плита. При этом железобетонная плита включена в совместную работу с фермами посредством присоединения к горизонтальным листам верхних поясов стальных пластин с гибкими упорами.Known for the design of the experimental hybrid superstructure material [A.N. Ivanov, A.V. Martynov // Symbol of Science. - 2015, No. 6. - from. 43-46], composed of six multi-angled lattice trusses of the Town system made of structural fiberglass, on top of which a monolithic reinforced concrete slab is arranged. At the same time, the reinforced concrete slab is included in the joint work with the trusses by attaching the upper chords of steel plates with flexible stops to the horizontal sheets.

Недостаток данной конструкции заключается в завышенной (в соответствии с нормативными требованиями [СП 35.13330.2011 Мосты и трубы. - М. - 2017, п. 7.117]) толщине железобетонной плиты, неполноценном использовании ее в совместной работе с фермами, излишней материалоемкости и в неоправданном увеличении постоянной нагрузки на пролетное строение.The disadvantage of this design is the overestimated (in accordance with the regulatory requirements [SP 35.13330.2011 Bridges and pipes. - M. - 2017, p. 7.117]) thickness of the reinforced concrete slab, its inadequate use in joint work with farms, excessive material consumption and unjustified increasing the constant load on the superstructure.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту конструкцией является пролетное строение [Патент на изобретение №2701043. Пролетное строение с многораскосными фермами из конструкционных стеклокомпозитов с ортотропной плитой проезжей части. /В.А. Уткин// Москва, от 24.09.19 г.], составленное из монтажных блоков, содержащих главные фермы, объединенные попарно поперечными связями, и стальную ортотропную плиту с консольными свесами, опертую поперечными балками на главные фермы, и объединенную с ними двумя совмещенными по оси ферм продольными ребрами и между собой с устройством болтовых соединений. При этом монтажные блоки установлены на опоры по эпюре поперечного уклона и соединены между собой посредством устройства болтосварных соединений ортотропного настила в промежутках между блоками.The closest to the proposed design in terms of the technical essence and the achieved effect is the span structure [Patent for invention No. 2701043. Spans with multi-angled trusses made of structural glass composites with orthotropic roadway slabs. / V.A. Utkin // Moscow, dated 09.24.19], composed of assembly blocks containing the main trusses, combined in pairs by transverse ties, and a steel orthotropic plate with cantilever overhangs, supported by transverse beams on the main trusses, and combined with them by two aligned along the axis trusses with longitudinal ribs and with each other with bolted connections. In this case, the mounting blocks are installed on the supports along the cross-slope diagram and are interconnected by means of bolt-welded joints of the orthotropic deck in the intervals between the blocks.

Недостаток данной конструкции состоит в высокой металлоемкости, трудоемкости изготовления и монтажа стальной ортотропной плиты, в повышенных эксплуатационных затратах на ее содержание и меньшей долговечностью в сравнении с конструкциями проезжей части из стеклокомпозитов.The disadvantage of this design is high metal consumption, laboriousness of manufacturing and installation of a steel orthotropic plate, increased operating costs for its maintenance and less durability in comparison with roadway structures made of glass composites.

Задачей изобретения является повышение грузоподъемности пролетных строений, снижение материалоемкости и трудоемкости их изготовления и монтажа, повышении долговечности и эксплуатационной надежности мостов с использованием пролетных строений из конструкционных стеклокомпозитов.The objective of the invention is to increase the carrying capacity of spans, to reduce the material consumption and labor intensity of their manufacture and installation, to increase the durability and operational reliability of bridges using spans made of structural glass composites.

Указанный технический результат достигается тем, что пролетное строение из пультрузионного профиля с несущей конструкцией мостового полотна отличается тем, что оно содержит монтажные блоки, выполненные из стеклопластиковых профилей и содержащие главные фермы, объединенные попарно поперечными связями в виде поперечных балок с элементами решеток, и несущую конструкцию мостового полотна, выполненную в виде цельного пультрузионного стеклопластикового профиля открытого снизу с продольными ребрами перевернутого Т-образного сечения, расположенную на поперечных балках и верхних поясах главных ферм на всю длину пролета шириной, равной расстоянию между главными фермами и соединенную с поясами ферм и со смежными вертикальными стенками сопрягаемых профилей полотна болтами.The specified technical result is achieved by the fact that the superstructure made of a pultrusion profile with the supporting structure of the bridge deck differs in that it contains assembly blocks made of fiberglass profiles and containing the main trusses, combined in pairs by transverse links in the form of transverse beams with lattice elements, and the supporting structure bridge deck, made in the form of a solid pultrusion fiberglass profile open at the bottom with longitudinal ribs of an inverted T-shaped section, located on the transverse beams and upper chords of the main trusses for the entire length of the span with a width equal to the distance between the main trusses and connected to the chords of the trusses and with adjacent vertical the walls of the mating web profiles with bolts.

Ряд указанных отличий являются существенными:A number of these differences are significant:

1. По признаку устройства несущей конструкции мостового полотна заявляемая конструкция включает многоребристый открытый снизу пултрузионный стеклопластиковый профиль, сопоставимый с поперечным сечением стального ортотропного настила с продольными ребрами в виде перевернутого Т-образного сечения, и поперечные балки, закрепленные к ребрам жесткости главных ферм, - по типу стальной двух ярусной ортотропной плиты. При этом совместная работа главных ферм и несущей конструкции обеспечивается посредством болтовых соединений боковых ребер настила между собой и с верхними поясами главных ферм. В отличие от композитного настила пешеходного моста [Патент РФ на изобретение RU №2610467 С1 «Композитный настил пешеходного моста» /Пыринов Б.В., Щелконогов А.А., Шушакова Ю.К.// Москва, опубл. 13.02.17], в котором в качестве несущих конструкций мостового полотна предложены продольно расположенные ребристые панели из композитного материала П-образного профиля, опирающиеся на поперечные балки и соединяемые болтами по плоскостям прилегания продольных ребер друг с другом, в заявляемом решении предложены цельные пултрузионные стеклопластиковые профили на всю длине пролета и шириной, равной расстоянию между главными фермами, с параметрами близкими к параметрам стального ортотропного настила, объединяемые для совместной работы с главными фермами и между собой посредством болтовых соединений.1. On the basis of the device of the supporting structure of the bridge deck, the claimed structure includes a multi-ribbed pultruded fiberglass profile, open from below, comparable to the cross-section of a steel orthotropic flooring with longitudinal ribs in the form of an inverted T-shaped section, and transverse beams fixed to the stiffening ribs of the main trusses, according to type of steel two-tiered orthotropic slab. In this case, the joint work of the main trusses and the supporting structure is ensured by bolting the side edges of the flooring between themselves and with the upper chords of the main trusses. Unlike composite flooring of a pedestrian bridge [RF patent for invention RU No. 2610467 C1 "Composite flooring of a pedestrian bridge" / Pyrinov B.V., Shchelkonogov A.A., Shushakova Yu.K. // Moscow, publ. 13.02.17], in which longitudinally spaced ribbed panels made of composite material of U-shaped profile, resting on transverse beams and bolted along the planes of adhesion of longitudinal ribs with each other, are proposed as load-bearing structures of the bridge, in the claimed solution, one-piece pultruded fiberglass profiles are proposed over the entire span and width equal to the distance between the main trusses, with parameters close to the parameters of steel orthotropic decking, combined to work together with the main trusses and among themselves by means of bolted connections.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции мостового полотна является композитный настил [Патент на изобретение RU №2403336 С1 «Композитный настил» / Кленин Ю.Г., Озеров С.Н., Сафонов А.В., Ушаков А.Е., Хайретдинов А.Х.// Москва, опубл. 10.11.10], который выполнен из соединенных между собой профилей, содержащих верхнюю настильную часть и вертикальные ребра, в нижней части которых расположены полосы опорных площадок. При этом соседние пультрузионные профили соединены болтами по вертикальным ребрам смежных пультрузионных профилей. Основным отличительным признаком предлагаемого технического решения от известного является совместная работа многоребристых пультузионных профилей с главными фермами, в результате чего, в узлах объединения размеры отдельных панелей совмещены с длиной главных ферм и расстояниеми между фермами поперек моста, а опорные площадки смежных ребер панелей выполнены с развитием во внутрь панелей для объединения их с верхними поясами ферм и между собой болтами.The closest in technical essence to the proposed construction of the bridge deck is a composite flooring [Patent for invention RU No. 2403336 C1 "Composite flooring" / Klenin Y. G., Ozerov S. N., Safonov A. V., Ushakov A. E., Khairetdinov A.Kh.//Moscow, publ. 10.11.10], which is made of interconnected profiles containing an upper floor part and vertical ribs, in the lower part of which there are strips of support pads. In this case, adjacent pultruded profiles are bolted along the vertical edges of adjacent pultruded profiles. The main distinguishing feature of the proposed technical solution from the known one is the joint operation of multi-ribbed pulsed profiles with the main trusses, as a result of which, in the joint nodes, the dimensions of the individual panels are combined with the length of the main trusses and the distance between the trusses across the bridge, and the support platforms of the adjacent edges of the panels are made with the development of inside the panels to connect them with the upper chords of the trusses and with each other with bolts.

2. По признаку долговечности заявляемая конструкция мостового полотна с настилом из пультрузионного стеклопластикового профиля в сравнении с прототипом обладает высокой жизнестойкостью к атмосферным воздействиям и не требует дополнительных материальных затрат по защите конструкции от коррозии в процессе эксплуатации и содержания.2. On the basis of durability, the claimed construction of a bridge deck with a pultruded fiberglass flooring in comparison with the prototype has a high resistance to weathering and does not require additional material costs to protect the structure from corrosion during operation and maintenance.

Таким образом, заявляемое пролетное строение моста обладает совокупностью признаков, отличающих его от прототипа и известных решений и позволяющих достичь увеличения грузоподъемности, снижения материалоемкости, трудоемкости изготовления и монтажа, повысить долговечность и эксплуатационную надежность этих конструкций.Thus, the claimed bridge span has a set of features that distinguish it from the prototype and known solutions and allow to achieve an increase in carrying capacity, a decrease in material consumption, labor intensity of manufacture and installation, and to increase the durability and operational reliability of these structures.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведено пролетное строение с многораскосными фермами из конструкционных стеклокомпозитов с мостовым настилом из пултрузионного профиля; на фиг. 2 приведено поперечное сечение пролетного строения на фиг. 1; на фиг. 3 приведен монтажный блок пролетного строения на фиг. 2.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a span with multi-angled girders made of structural glass composites with a bridge deck made of a pultruded profile; in fig. 2 shows a cross-section of the superstructure in FIG. 1; in fig. 3 shows the assembly block of the superstructure in FIG. 2.

Пролетное строение (фиг. 1-2), содержащее многораскосные главные фермы 1 с крестовой решеткой 2, поперечные связи 3 и несущую конструкцию 4 мостового полотна 5 выполнены из стеклопластиковых профилей, состоит из монтажных блоков 6 (фиг. 3),содержащие главные фермы 1, объединенные попарно поперечными связями 3, включающими поперечные балки 7 с элементами решетки 8, и многоребристый открытый снизу пультрузионный стеклопластиковый профиль 9, опертый средними продольными ребрами 10 на поперечные балки 7, а крайними ребрами 11 на верхние пояса главных ферм 1, и объединенный с ними посредством болтовых соединений 12. При этом монтажные блоки 6 установлены на опоры по эпюре поперечного уклона 13 и соединены между собой посредством устройства участков мостового полотна 5 между монтажными блоками 6 из профилей настила 9, поперечных балок 7 с элементами решетки 8, и болтовых соединений 12.The superstructure (Fig. 1-2), containing multi-angled main trusses 1 with a cross lattice 2, cross-braces 3 and the supporting structure 4 of the bridge deck 5 are made of fiberglass profiles, consists of assembly blocks 6 (Fig. 3) containing the main trusses 1 , united in pairs by transverse ties 3, including transverse beams 7 with lattice elements 8, and a multi-ribbed open bottom pultruded fiberglass profile 9, supported by the middle longitudinal ribs 10 on the transverse beams 7, and the extreme ribs 11 on the upper chords of the main trusses 1, and combined with them by means of bolted joints 12. In this case, the mounting blocks 6 are installed on the supports along the cross-slope diagram 13 and are interconnected by means of the device of sections of the bridge deck 5 between the mounting blocks 6 of the flooring profiles 9, the cross beams 7 with the lattice elements 8, and bolted joints 12.

В составе пролетного строения каждый монтажный блок 6 работает на изгиб от временной нагрузки в соответствии с законами упругого распределения в зависимости от жесткости поперечной конструкции, образованной системой конструкции мостового полотна в виде настила 9 и поперечных связей 3 с элементами 7, 8.As part of the superstructure, each assembly block 6 works for bending from a live load in accordance with the laws of elastic distribution, depending on the stiffness of the transverse structure, formed by the bridge deck structure system in the form of a deck 9 and cross ties 3 with elements 7, 8.

Использование новых элементов мостового полотна с применением стеклопластикового профилей обеспечивает снижение постоянной нагрузки от собственного веса конструкции, позволяет повысить грузоподъемность пролетных строений за счет совместной работы несущей конструкции мостового полотна и ферм из материала, обладающего более высокими прочностными свойствами по сравнению с железобетоном, сталью и клееной древесиной.The use of new elements of the bridge deck with the use of fiberglass profiles provides a reduction in the constant load from the dead weight of the structure, allows to increase the load-carrying capacity of the superstructures due to the joint work of the supporting structure of the bridge deck and trusses made of a material with higher strength properties compared to reinforced concrete, steel and glued wood ...

Конструкция предлагаемого решения проста и технологична, отличается от известных решений более низкой материалоемкостью и трудоемкостью, повышенной долговечностью.The design of the proposed solution is simple and technologically advanced, differs from the known solutions in lower material consumption and labor intensity, increased durability.

Claims (1)

Пролетное строение с несущей конструкцией мостового полотна из пультрузионного профиля характеризуется тем, что оно содержит монтажные блоки, выполненные из стеклопластиковых профилей и содержащие главные фермы, объединенные попарно поперечными связями в виде поперечных балок с элементами решеток, и несущую конструкцию мостового полотна, выполненную в виде цельного пультрузионного стеклопластикового профиля открытого снизу с продольными ребрами перевернутого Т-образного сечения, расположенную на поперечных балках и верхних поясах главных ферм на всю длину пролета шириной, равной расстоянию между главными фермами, и соединенную с поясами ферм и со смежными вертикальными стенками сопрягаемых профилей полотна болтами.The superstructure with the supporting structure of the bridge deck made of a pultrusion profile is characterized by the fact that it contains mounting blocks made of fiberglass profiles and containing the main trusses, combined in pairs by transverse ties in the form of cross beams with lattice elements, and the supporting structure of the bridge deck, made in the form of a solid pultruded fiberglass profile open at the bottom with longitudinal ribs of an inverted T-shaped section, located on the transverse beams and upper chords of the main trusses for the entire length of the span with a width equal to the distance between the main trusses, and connected to the chords of the trusses and with adjacent vertical walls of the mating web profiles with bolts.

Images