Вертикально-подъемные мосты. Основные особенности и классификация мостов вертикально-подъемной системы

2. ВЕРТИКАЛЬНО-ПОДЪЕМНЫЕ МОСТЫ

2.1. Основные особенности и классификация мостов

вертикально-подъемной системы

В мостах вертикально-подъемной системы разводное пролетное строение движется поступательно в вертикальной плоскости. В большинстве случаев с этой целью с обеих его сторон сооружаются башни, вдоль передних стоек которых и происходит перемещение разводного пролетного строения. Для уменьшения потребной мощности механизмов разводки пролетные строения уравновешиваются, для чего на оголовках башен устанавливаются главные шкивы, через которые перекинуты несущие или противовесные тросы, прикрепленные одним концом к разводному пролетному строению, другим – к противовесу.

Башни могут опираются на отдельно стоящие опоры или на опоры разводного пролета, а также на смежные с разводным стационарные пролетные строения, называемые башенными, если они представляют собой конструкции со сквозными главными фермами с ездой понизу (рис. 2.1, а, б, в).

Рис. 2.1. Башни вертикально-подъемных мостов

а – башня сквозной конструкции, установленная на отдельных опорах; б – сплошностенчатая башня, установленная на опоре разводного пролета; в – башня сквозной конструкции, установленная на смежном башенном пролетном строении; г – безбашенный вертикально-подъемных мост

Имеются безбашенные мосты вертикально-подъемной системы. В таких мостах пролетное строение поднимается при разводке на специальных рамах или на штоках гидроцилиндров, устанавливаемых внутри опор разводного пролета (рис. 2.1, г).

Классификация разводных мостов вертикально-подъемной системы представлена на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Классификация мостов вертикально-подъемной системы

Вертикально-подъемная система разводных мостов обладает рядом ценных качеств. Разводное пролетное строение как в наведенном и разведенном положениях, так и в процессе движения работает по одной и той же статической схеме – разрезной балки, что позволяет получить конструкцию, вполне удовлетворяющую требованиям по жесткости, предъявляемым не только к автодорожным, но и к железнодорожным и совмещенным мостам. По указанной причине разводные пролетные строения по своей конструкции незначительно отличаются от конструкций балочных неразводных пролетных строений такого же пролета, что позволяет применять в качестве разводных пролетные строения, предназначенные для неразводных мостов, в том числе типовые конструкции, с незначительной их доработкой. Относительно небольшое возрастание сопротивления движению разводного пролетного строения с увеличением его длины определяет возможность использования вертикально-подъемной системы для перекрытия практически любых пролетов в области рационального применения разрезных балочных конструкций. Механическое оборудование вертикально-подъемных мостов и его техническое обслуживание в процессе эксплуатации относительно простые, а эксплуатационные расходы сравнительно малы. Никакие элементы конструкций башен и пролетного строений не заходят в пределы разводного пролета, поэтому величина разводного пролета в свету может быть принята равной ширине требуемого подмостового габарита или незначительно превышать ее.

Размеры и конструкция опор разводного пролета отличаются от соответствующих размеров опор неразводных балочных мостов незначительно (за исключением случая, когда башни устанавливаются непосредственно на опорах разводного пролета, а также в безбашенных мостах). Мостовое полотно на разводном пролетном строении не требует специального закрепления.

Неблагоприятный внешний вид мостов вертикально-подъемной системы из-за наличия башен, придающих сооружению чисто утилитарный вид, ограничивает их применение там, где к сооружению предъявляются повышенные архитектурные требования, например, в городах. Другим недостатком является ограничение подмостового габарита по высоте. Кроме того, при большой высоте подмостового габарита становится значительным расход металла на башни, что может привести к заметному увеличению стоимости всего сооружения. Вместе с тем, во многих случаях использование вертикально-подъемной системы оказывается наиболее рациональным.

2.2. Конструкция башен и разводных пролетных строений мостов вертикально-подъемной системы

2.2.1. Особенности конструкций башен

Башни вертикально подъемных мостов могут быть решетчатыми и сплошностенчатыми.

Башни решетчатой конструкции представляют собой пространственные стержневые системы, основными несущими элементами которых являются две пары стоек – передние и задние. По верховому и низовому фасадам передние и задние стойки башен попарно объединяют решеткой, обычно раскосной (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Очертания задних стоек решетчатых башен

а – полигональное по всей длине; б – прямолинейное; в – прямолинейное отдельными участками

С учетом характера работы башен и с целью уменьшения расхода металла в мостах старых проектировок очертание задних стоек башен принималось полигональным с расположением узлов по параболе (рис. 2.3, а). С целью упрощения конструкции и технологии изготовления в настоящее время задние стойки, как правило, делают прямолинейными (рис. 2.3, б). Возможно решение, когда очертание задних стоек делают прямолинейным с различными углами наклона на отдельных участках (рис. 2.3, в).

Между собой пары передних и задних стоек соединяются вертикальными продольными связями, причем распорки связей располагаются в тех же плоскостях, что и распорки решеток по фасадам башен (рис. 2.4, а). При небольшой ширине башен В_б, когда ее величина близка к шагу распорок λ, связи устраиваются крестовыми, что характерно для железнодорожных мостов (рис. 2.4, б). При большой ширине устанавливают две или несколько панелей крестовых связей или переходят к полураскосной решетке (рис. 2.4, в).

Рис. 2.4. Решетчатые башни

а – раскосная решетка фермы башни; б – крестовая решетка связей; в – полураскосная решетка связей

Сплошностенчатые башни выполняют в виде пилонов, устанавливаемых на верховых и низовых сторонах опор разводного пролета. Обычно верховую и низовую башни на каждой опоре связывают поверху горизонтальным ригелем, образуя жесткую П-образную раму, при этом ригель используют для установки на нем механизмов разводки. Стенки таких башен выполняют из железобетона или металла.

Размеры башен понизу определяются устойчивостью против опрокидывания вдоль и поперек оси моста, а также конструктивными соображениями.

При установке на отдельно стоящие опоры размер башен поперек оси мостаB_б должен удовлетворять условиям:

 и ,

а размер b_б вдоль оси

…,

где H_б – высота башни, Г – габарит проезжей части (габарит приближения строений).

Длина башен при установке их на смежные с разводным стационарные пролетные строения со сквозными главными фермами с ездой понизу должна иметь величину

,

а ширина понизу может быть уменьшена до величины , где h_б – высота башни над верхним поясом башенного пролетного строения.

Прикрепление задних стоек башен к верхним поясам главных ферм башенных пролетных строений должно производиться только в узлах.

Поперечные размеры сплошностенчатых башен-пилонов определяются необходимостью размещения в башнях противовесов, лестниц и подъемников (лифтов).

Размер башен поверху d_б определяется условиями размещения механического оборудования на оголовке. При этом обычно размер башен поверху получается меньше размера понизу: .

В случае  задние стойки становятся вертикальными, конструкция башни упрощается, но увеличивается расход металла на башню. Если принять величину d_б минимально необходимой, задние стойки могут иметь различное очертание (см. рис. 2.3).