3. РАСКРЫВАЮЩИЕСЯ МОСТЫ
3.1. Общая характеристика и классификация раскрывающихся мостов
Отличительным признаком мостов раскрывающейся системы является вращательное движение разводного пролетного строения относительно неподвижной горизонтальной осиОв (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Однокрылый раскрывающийся мост с жестким креплением противовеса
а – с устройством в опоре разводного пролета противовесного колодца; б – с выносом хвостовой части и противовеса в смежный пролет
1 – противовесный колодец; 2 – противовес; 3 – хвостовая часть
В раскрывающихся мостах часть пролетного строения, перекрывающее разводной пролет и имеющее длину lкр, называется крылом. Для уменьшения потребной мощности механизмов разводки крыло уравновешивается противовесом 2 массой Qпр, устанавливаемым на другой части пролетного строения, расположенной позади оси вращения Ов и называемой хвостовой частью 3. Длина хвостовой части lх, размеры и вес противовеса выбираются из условия уравновешенности системы. При полной уравновешенности, не зависящей от угла подъема крыла, центр тяжести движущихся масс (крыла и хвостовой части с противовесом) совпадет с осью вращения Ов, при этом работа затрачивается только на преодоление сил сопротивления движению (трения, ветра и др.), но не на изменение потенциальной энергии системы в целом.
При разводке крыло, вращаясь относительно оси вращения Ов, поднимается вверх, при этом хвостовая часть вместе с противовесом опускается вниз (рис. 3.1, а), для чего в опоре разводного пролета устраивается противовесный колодец 1. Наличие противовесного колодца во многом определяет толщину опоры разводного пролета Bоп. Можно значительно уменьшить толщину опоры Bоп, если вынести хвостовую часть с противовесом в смежный пролет, разместив их под проезжей частью соседнего неразводного пролетного строения (рис. 3.1, б). Однако при этом необходимо увязать расстановку главных балок и расстояния между ними в разводном Bр и соседнем стационарном Bc пролетных строениях.
В простейшем случае пролетное строение перекрывает разводной пролет величиной lсв одним крылом длиной lкр, причем временная нагрузка движется как по крылу, так и по хвостовой части, перекрывающей противовесный колодец. Для восприятия опорной реакции при расположении временной нагрузки позади оси вращения, а также для предотвращения самопроизвольного поднятия крыла под действием различных факторов (временной нагрузки, располагаемой на хвостовой части, вертикальных порывов ветра и др.) устанавливается механизм подклинки В. Перед разводкой механизм подклинки выключается из работы таким образом, чтобы его элементы не препятствовали при разводке (наводке) движущимся элементам хвостовой части пролетного строения.
Угол поднятия крыла, как правило, не превосходит 72…75 градусов и при полном раскрытии крыло частично остается в пределах разводного пролета. Поэтому для обеспечения требуемой ширины подмостового габарита величину перекрываемого пролета lсв приходится делать больше ширины подмостового габарита Г. Это справедливо и для двухкрылых мостов, перекрывающих разводной пролет двумя крыльями.
В разводных мостах раскрывающейся системы судоходный габарит не ограничен по высоте, что является важным их достоинством. Раскрывающаяся система позволяет получить мостовые сооружения, обладающие высокими архитектурными достоинствами, что определило широкое применение этой системы в городских мостах.
Недостатком раскрывающейся системы является большое разнообразие и сложность механического оборудования. Как правило, опоры разводного пролета имеют большую толщину. Проезжая часть и мостовое полотно на разводном пролетном строении требуют специального закрепления для предотвращения сползания при поднятом положении крыла.
Раскрывающиеся мосты могут различаться по многим признакам, важнейшие из которых приведены на рис. 3.2.
Рис. 3.2. Классификация раскрывающихся мостов
3.2. Однокрылые раскрывающиеся мосты с жестким креплением противовеса
3.2.1. Мосты с неподвижной осью вращения
В мостах с неподвижной осью вращения пролетное строение в наведенном положении опирается на ось вращения, которая выполняет функцию опорной части. В однокрылых мостах пролетное строение при этом работает как двухпролетная неразрезная балка с пролетами lкр и lх (рис. 3.3, а). Кроме временной нагрузки, которая может занимать любое положение по всей длине крыла и хвостовой части, пролетное строение нагружено погонной нагрузкой от собственного веса (включая вес проезжей части и иных конструкций, находящихся на пролетном строении) ркр и веса противовеса qпр. На ось вращения передаются также прочие нагрузки, действующие на конструкцию (вес льда и снега на проезжей части, давление ветра и др.).
Рис. 3.3. Раскрывающийся мост с неподвижной осью вращения
а – с пропуском временной нагрузки над противовесным колодцем по хвостовой части;
б – с перекрытием противовесного колодца
Мощность механизма разводки, требуемая для обеспечения движения пролетного строения при разводке-наводке, определяется из условия
,
где – Мкр – момент относительно оси вращения от веса крыла Ркр;
Мпр – момент относительно оси вращения, создаваемый хвостовой частью с противовесом Qпр;
Мсопр – момент относительно оси вращения, создаваемый силами сопротивления движению (трением, ветровой нагрузкой и др.);
Ммех – момент относительно оси вращения, создаваемый механизмом разводки;
Мн – момент неуравновешенности.
Наименьшая потребная мощность механизмов разводки достигается при полном уравновешивании пролетного строения, когда момент неуравновешенности равен нулю. При этом мощность механизмов затрачивается только на преодоление сил сопротивления. Для обеспечения и сохранения полной уравновешенности при любом угле φ наклона крыла необходимо выполнение равенства
,
где р – расстояние от центра тяжести крыла Р до оси вращения Ов, а q – расстояние от центра тяжести противовеса Q до оси вращения Ов. Кроме того, центр тяжести крыла Р, центр тяжести противовеса Q и ось вращения Ов должны лежать на одной прямой.
В соответствии с действующими нормами в раскрывающихся мостах должна быть начальная неуравновешенность Мн0, величина которой должна составлять не менее трех процентов от момента, создаваемого весом крыла относительно оси вращения
.
Введение начальной неуравновешенности предотвращает возможность самопроизвольной разводки под действием случайных факторов, а также обеспечивает плотную посадку пролетного строения на опорные части по завершении наводки.
Недостатком рассмотренной конструкции является длительная работа подшипников оси вращения в статическом режиме, что особенно неблагоприятно при значительных перерывах между очередными разводками. При этом в подшипниках перераспределяется смазка, и в начале движения крыла после продолжительной работы пролетного строения в наведенном положении подшипники могут работать в условиях сухого трения. Кроме того, при этом подшипники выполняют функцию средней опорной части неразрезной балки и воспринимают значительные опорные реакции, в том числе от динамической составляющей временной нагрузки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.