RU92666U1 - SPAN STRUCTURE OF THE BRIDGE - Google Patents

Abstract

1. Пролетное строение моста, содержащее металлические главные балки, имеющие вертикальную стенку и нижний пояс, объединенные поверху металлической ортотропной плитой проезжей части, включающей поперечные балки, настильный лист и прикрепленные к нему вертикальные продольные ребра, а также вертикальные поперечные ребра жесткости, отличающееся тем, что вертикальными поперечными ребрами жесткости снабжены только главные балки, расположенные в местах опирания пролетного строения на опорные элементы. ! 2. Пролетное строение моста по п.1, отличающееся тем, что нижний пояс главной балки имеет переменную толщину по длине пролетного строения. ! 3. Пролетное строение моста по п.1, отличающееся тем, что главные балки выполнены из стали 15ХСНД-2.1. The span of the bridge containing metal main beams having a vertical wall and a lower belt, combined on top of a metal orthotropic plate of the carriageway, including transverse beams, a flooring sheet and vertical longitudinal ribs attached thereto, as well as vertical transverse stiffeners, characterized in that the vertical transverse stiffening ribs are provided with only the main beams located at the points of support of the span on the supporting elements. ! 2. The bridge span according to claim 1, characterized in that the lower belt of the main beam has a variable thickness along the span. ! 3. The span of the bridge according to claim 1, characterized in that the main beams are made of steel 15HSND-2.

Description

Полезная модель относится к мостостроению, а именно к конструкции металлических пролетных строений, преимущественно автодорожных мостов.The utility model relates to bridge construction, namely to the construction of metal spans, mainly road bridges.

Известно цельносварное пролетное строение конструкции «Лентрансмо-стпроект» со сплошными балками таврового профиля, к которым на одинаковых расстояниях, равных длине панелей связи между балками, приварены ребра жесткости в виде полос (Евграфов Г.К. Мосты на железных дорогах. Государственное транспортное железнодорожное издательство, М., 1955, с.459-461, фиг.598,599).The all-welded span structure of the Lentransmo-Stroekt design is known with continuous beams of the T-profile, to which at equal distances equal to the length of the communication panels between the beams, stiffeners in the form of strips are welded (Evgrafov GK Bridges on Railways. State Transport Railway Publishing House , M., 1955, p. 459-461, Fig. 598,599).

Описанное типовое пролетное строение обладает значительной металлоемкостью конструкции из-за наличия большого числа поперечных ребер жесткости, а также характеризуется большим объемом сварочных работ по прикреплению к главным балкам этих поперечных ребер.The described typical span has a significant metal structure due to the presence of a large number of transverse stiffeners, and is also characterized by a large amount of welding work to attach these transverse ribs to the main beams.

Известно пролетное строение моста, содержащее металлические главные балки, размещенную на них ортотропную плиту проезжей части, включающую настильный лист, поперечные и продольные ребра (патент РФ на полезную модель №51627, МПК E01D 2/00, E01D 19/00, 2006), а также металлическое пролетное строение моста, содержащее несущие конструкции и объединенную с ними ортотропную плиту проезжей части, состоящую из настильного листа, подкрепленного набором продольных и поперечных ребер, причем поперечные ребра прикреплены к каждой вертикальной стенке пролетного строения с обеих сторон (патент РФ на полезную модель №42537, МПК E01D 1/00, 2004).Known span structure of the bridge containing metal main beams placed on them orthotropic plate of the carriageway, including a flooring sheet, transverse and longitudinal ribs (RF patent for utility model No. 51627, IPC E01D 2/00, E01D 19/00, 2006), and also a metal bridge span containing load-bearing structures and an orthotropic roadway plate combined with them, consisting of a flooring sheet supported by a set of longitudinal and transverse ribs, with transverse ribs attached to each vertical span wall buildings on both sides (RF patent for utility model No. 42537, IPC E01D 1/00, 2004).

Недостатком описанных пролетных строений является высокая металлоемкость конструкции, что обусловлено применением большого числа поперечных ребер жесткости, сложность конструкции из-за большого числа элементов, а также повышенная трудоемкость из-за необходимости выполнения большого объема сварочных работ.The disadvantage of the described spans is the high metal consumption of the structure, which is due to the use of a large number of transverse stiffeners, the complexity of the structure due to the large number of elements, as well as the increased complexity due to the need to perform a large amount of welding work.

Наиболее близким к полезной модели по совокупности существенных признаков является разрезное пролетное строение моста с расчетным пролетом 32,4 м, содержащее металлические главные балки двутаврового сечения, объединенные поверху металлической ортотропной плитой проезжей части и поперечными балками. Ортотропная плита включает настильный лист и продольные ребра. К вертикальной стенке каждой главной балки приварены внешние и внутренние поперечные ребра жесткости (типовой проект №2008/089-1-КМ института МОРИССОТ, 2008 г.).The closest to the utility model in terms of the essential features is a split bridge span with an estimated span of 32.4 m, containing metal main beams of an I-section, united on top by a metal orthotropic plate of the carriageway and transverse beams. The orthotropic plate includes a flooring sheet and longitudinal ribs. External and internal transverse stiffeners are welded to the vertical wall of each main beam (standard project No. 2008/089-1-KM of the Morissot Institute, 2008).

Ближайшему аналогу присущи те же недостатки, что и предыдущим.The closest analogue has the same disadvantages as the previous ones.

Предлагаемая полезная модель решает задачу снижения материальных затрат за счет снижения массы пролетного строения моста и экономичного использование высокопрочной стали для обеспечения необходимой несущей способности его главных балок, а также за счет снижения трудозатрат на выполнение сварочных работ при сборке пролетного строения и монтаже моста.The proposed utility model solves the problem of reducing material costs by reducing the weight of the bridge span and the economical use of high-strength steel to provide the necessary load-bearing capacity of its main beams, as well as by reducing labor costs for welding when assembling the span and installing the bridge.

Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в упрощении конструкции, снижении материалоемкости и трудоемкости выполнения пролетного строения.The technical result, the achievement of which is proposed by the proposed utility model, is to simplify the design, reduce material consumption and the complexity of the span.

Указанный технический результат достигается тем, что пролетное строение моста содержит металлические главные балки, имеющие вертикальную стенку и нижний пояс, объединенные поверху металлической ортотропной плитой проезжей части, включающей поперечные балки, настильный лист и прикрепленные к нему вертикальные продольные ребра. К главным балкам и нижнему поясу поперечных балок приварены поперечные ребра жесткости. Отличительной особенностью заявляемого пролетного строения является то, что вертикальными поперечными ребрами жесткости снабжены только главные балки, расположенные в местах опирания пролетного строения на опорные элементы.The specified technical result is achieved in that the span of the bridge contains metal main beams having a vertical wall and a lower belt, combined on top of a metal orthotropic plate of the carriageway, including transverse beams, a flooring sheet and vertical longitudinal ribs attached to it. Transverse stiffeners are welded to the main beams and the lower belt of the transverse beams. A distinctive feature of the claimed span is that only the main beams located at the points of support of the span on the supporting elements are provided with vertical transverse stiffeners.

Технический результат достигается также тем, что нижний пояс главной балки имеют переменную толщину по длине пролетного строения.The technical result is also achieved by the fact that the lower belt of the main beam have a variable thickness along the length of the span.

Выполнение пролетного строения с различной конструкцией узлов главных балок в его поперечном сечении, позволяет упростить конструкцию за счет сокращения количества элементов и снизить постоянную нагрузку на главные балки, улучшив тем самым технико-экономические показатели пролетного строения.The implementation of the span with a different design of the nodes of the main beams in its cross section allows us to simplify the design by reducing the number of elements and reduce the constant load on the main beams, thereby improving the technical and economic indicators of the span.

Расчеты показывают, что общий вес металла исключаемых в средней части поперечного сечения пролетного строения ребер жесткости составляет 2,53 тонны, а общая длина сварных швов этих ребер составляет 121,39 м.Calculations show that the total metal weight of stiffeners excluded in the middle of the cross section of the span is 2.53 tons, and the total length of the welds of these ribs is 121.39 m.

Кроме того, снижение металлоемкости достигается за счет выполнения нижнего пояса главной балки переменной толщины по длине полетного строения. При этом обеспечивается экономия металла за счет приведения в соответствие изменения эпюры несущей способности сечения главных балок с эпюрой внутренних усилий в пролетном строении.In addition, the reduction in metal consumption is achieved by performing the lower belt of the main beam of variable thickness along the length of the flight structure. At the same time, metal is saved by matching the changes in the diagram of the bearing capacity of the cross section of the main beams with the diagram of the internal forces in the span.

Выбор в качестве материала для главных балок высокопрочной стали 15ХСНД-2 обеспечивает их несущую способность и надежность пролетного строения.The choice of the material for the main beams of high-strength steel 15HSND-2 ensures their bearing capacity and reliability of the span.

Использование предлагаемого технического решения позволяет снизить массу пролетного строения на 2% по сравнению с ближайшим аналогом и существенно сократить объем сварочных работ.Using the proposed technical solution allows to reduce the weight of the span by 2% compared with the closest analogue and significantly reduce the amount of welding work.

За счет снижения веса пролетных строений облегчается их транспортировка и монтаж. Кроме того, возможно облегчение и упрощение фундаментов под опоры, что позволяет уменьшить земляные работы.By reducing the weight of the spans, their transportation and installation are facilitated. In addition, it is possible to facilitate and simplify the foundations for the supports, which reduces earthwork.

Таким образом, достигается снижение затрат по металлоемкости и трудоемкости без снижения надежности пролетного строения моста.Thus, a reduction in metal consumption and labor input is achieved without reducing the reliability of the bridge span.

На фиг.1 изображен фасад пролетного строения; на фиг.2 - поперечное сечение А-А на фиг.1 и поперечное сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.3 - эпюра нормальных напряжений в нижнем поясе главной балки пролетного строения по типовому проекту; на фиг.4 - эпюра нормальных напряжений в нижнем поясе главной балки по предлагаемому техническому решению.Figure 1 shows the facade of the superstructure; figure 2 is a cross section aa in figure 1 and a cross section bb in figure 1; figure 3 - plot of normal stresses in the lower zone of the main beam of the span according to the standard design; figure 4 - plot of normal stresses in the lower zone of the main beam according to the proposed technical solution.

Пролетное строение моста выполнено разрезным с расчетным пролетом 32,4 м, габарит Г-10+2×1,0, и предназначено преимущественно для автодорожных мостов в северном исполнении с покрытием из дорожных плит (на чертеже не показаны).The span of the bridge is made split with a design span of 32.4 m, dimension G-10 + 2 × 1.0, and is intended primarily for northern road bridges with a coating of road slabs (not shown in the drawing).

Пролетное строение моста содержит металлические главные балки, в частности двутавровые, с вертикальной стенкой 1 (фиг.1, 2), выполненной из сплошного листа, объединенные поверху металлической ортотропной плитой проезжей части. Последняя включает жестко соединенные с главными балками поперечные балки 2, настильный лист 3 и продольные ребра 4. К вертикальной стенке каждой из поперечных балок приварен пояс 5 (фиг.2) и домкратное ребро 6, укрепленное снизу опорным листом 7.The bridge span contains metal main beams, in particular I-beams, with a vertical wall 1 (Figs. 1, 2) made of a continuous sheet, united on top of a metal orthotropic plate of the carriageway. The latter includes transverse beams 2 rigidly connected to the main beams, a flooring sheet 3 and longitudinal ribs 4. A belt 5 (Fig. 2) and a jack rib 6, reinforced from below by a supporting sheet 7, are welded to the vertical wall of each of the transverse beams.

К вертикальным стенкам 1 главных балок приварен нижний пояс 8, 9 переменной толщины по длине пролетного строения. В предлагаемом примере толщина стенок главных балок составляет 14 мм, толщина нижнего пояса 8-32 мм, толщина нижнего пояса 9-40 мм, при этом по длине пролетного строения они размещены по схеме: 32 мм/9,5 м - 40 мм/14 м - 32 мм/9,5 м.The lower belt 8, 9 of variable thickness along the span is welded to the vertical walls of 1 main beams. In the proposed example, the wall thickness of the main beams is 14 mm, the thickness of the lower belt is 8-32 mm, the thickness of the lower belt is 9-40 mm, while along the length of the span they are placed according to the scheme: 32 mm / 9.5 m - 40 mm / 14 m - 32 mm / 9.5 m.

К вертикальным стенкам главных балок, расположенных в местах опирания пролетного строения на опорные элементы, приварены внешнее и внутреннее вертикальные поперечные ребра жесткости 10 и 11 соответственно, расположенные между поясом поперечной балки и нижним поясом главной балки и жестко прикрепленные к ним. Остальные главные балки пролетного строения выполнены без ребер жесткости.External and internal vertical transverse stiffeners 10 and 11 are respectively welded to the vertical walls of the main beams located at the points of support of the span on the supporting elements, located between the belt of the transverse beam and the lower belt of the main beam and rigidly attached to them. The remaining main span beams are made without stiffeners.

На торцах пролетного строения приварены вертикальные и горизонтальные фасонки 12 и 13 соответственно (фиг.2). Водоотвод с пролетного строения осуществляется с помощью водоотводных лотков (на чертеже не показаны), устроенных на консольной части ортотропных плит.At the ends of the span, vertical and horizontal gussets 12 and 13 are welded, respectively (FIG. 2). Drainage from the superstructure is carried out using drainage trays (not shown in the drawing) arranged on the cantilever part of orthotropic plates.

Для изготовления главных балок использована сталь 15ХСНД-2 по ГОСТ 6713-91 с пределом текучести 35000 тс/м².For the manufacture of the main beams, steel 15KHSND-2 was used in accordance with GOST 6713-91 with a yield strength of 35,000 tf / m ² .

Пролетное строение моста работает следующим образом.The bridge span works as follows.

Вертикальная нагрузка от автотранспортных средств передается через конструктивные слои дорожной одежды проезжей части на ортотропную плиту, а именно, на настильный лист 3 (фиг.1, 2) с продольными ребрами 4. Эта нагрузка распределяется посредством поперечных балок 2 на главные балки пролетного строения.The vertical load from vehicles is transmitted through the structural layers of road pavement of the carriageway to the orthotropic plate, namely, to the flooring sheet 3 (Figs. 1, 2) with longitudinal ribs 4. This load is distributed by means of the transverse beams 2 to the main beams of the superstructure.

Удаление поперечных ребер жесткости в средней части пролетного строения моста приводит к исключению мест концентрации напряжений в нижнем поясе главной балки (фиг.3, 4), улучшая тем самым ее работу.Removal of transverse stiffeners in the middle part of the bridge span leads to the exclusion of stress concentration places in the lower zone of the main beam (Figs. 3, 4), thereby improving its operation.

Проведенные расчеты показывают, что пролетное строение моста, выполненное в соответствии с предлагаемой полезной моделью, при загружении нагрузками по ГОСТ Р 52748-2007, соответствует требованиям СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы» по прочности и местной устойчивости.The calculations show that the bridge span, made in accordance with the proposed utility model, when loaded with loads according to GOST R 52748-2007, meets the requirements of SNiP 2.05.03-84 * "Bridges and pipes" for strength and local stability.

Сравнительный анализ расчета пролетных строенийComparative analysis of the calculation of spans

Наименование параметра проверкиName of check parameter Коэффициент запаса для пролетного строения, выполненного по типовому проектуSafety factor for span, performed according to the standard project Коэффициент запаса для пролетного строения, выполненному по предлагаемому проектуThe safety factor for the span, performed on the proposed project Максимальные нормальные напряжения в нижнем поясе главной балкиMaximum normal stresses in the lower zone of the main beam 1,2121,212 1,2221,222 Максимальные касательные напряжения в стенке балкиMaximum shear stresses in the beam wall 2,8392,839 2,7692,769 Максимальные главные напряжения в стенке балкиMaximum principal stresses in the beam wall 1,3341,334 1.3691.369 Местная устойчивость стенок сплошных главных балок при нагрузке А 14, рассчитанной по МКЭLocal stability of the walls of continuous main beams at a load of A 14 calculated according to the FEM 6,9036,903 5,7635,763 Местная устойчивость опорных ребер жесткостиLocal stability of stiffeners 2,9172,917 2,9172,917

Claims (3)

1. Пролетное строение моста, содержащее металлические главные балки, имеющие вертикальную стенку и нижний пояс, объединенные поверху металлической ортотропной плитой проезжей части, включающей поперечные балки, настильный лист и прикрепленные к нему вертикальные продольные ребра, а также вертикальные поперечные ребра жесткости, отличающееся тем, что вертикальными поперечными ребрами жесткости снабжены только главные балки, расположенные в местах опирания пролетного строения на опорные элементы.1. The span of the bridge containing metal main beams having a vertical wall and a lower belt, combined on top of a metal orthotropic plate of the carriageway, including transverse beams, a flooring sheet and vertical longitudinal ribs attached thereto, as well as vertical transverse stiffeners, characterized in that the vertical transverse stiffening ribs are provided with only the main beams located at the points of support of the span on the supporting elements. 2. Пролетное строение моста по п.1, отличающееся тем, что нижний пояс главной балки имеет переменную толщину по длине пролетного строения.2. The bridge span according to claim 1, characterized in that the lower belt of the main beam has a variable thickness along the span. 3. Пролетное строение моста по п.1, отличающееся тем, что главные балки выполнены из стали 15ХСНД-2.

3. The span of the bridge according to claim 1, characterized in that the main beams are made of steel 15HSND-2.