Усиление металлических пролетных строений

Способы усиления

В старых пролетных строениях слабыми бывают не все, а лишь некоторые элементы и их прикрепления. Почти всегда слабы балки проезжей части, а в фермах — отдельные элементы решетки или поясов, но нередко те и другие.

Недостаточная грузоподъемностьэлементов объясняется пониженной прочностью (малой площадью сечения элементов), малой выносливостью особенно при знакопеременных усилиях, излишней гибкостью (что чаще бывает у сжатых элементов ферм, а также у связей). В слабых прикреплениях слишком тонки соединяемые листы и, следовательно, возникает большое смятие их заклепками, или недостаточно число, сечение заклепок.

В таких случаях грузоподъемность можно повыситьвосполнением площади сечения, присоединив к старому элементу новый металл (дополнительные листы, уголки), а также увеличением числа или диаметра заклепок в прикреплениях. Добавление металла к старым элементам — основной и распространенный способ усиления (рис. 202, а). Здесь прочность и жесткость элементов увеличиваются без изменения системыпролетного строения.

Но использовать слабое пролетное строение можно и снижением усилий в элементах, изменив системупролетного строения. Таких способов несколько. Если, например, под пролетное строение подвести одну или несколько промежуточных опор, то оно превратится в неразрезное с меньшими пролетами (рис. 202, б), а с уменьшением пролета резко снижаются усилия в фермах.

Подобно этому объединяют смежные разрезные пролетные строения в одно неразрезное, соединяя их поясами над промежуточными опорами (рис. 202, в). При этом тоже, хотя и меньше, снижаются усилия в поясах, особенно в средних частях пролетов.

Усилия в фермах можно уменьшить также устройством третьего пояса, который закрепляют к концам каждой фермы и располагают в плоскости фермы, чтобы он не мешал езде, т. е. при

езде поверху третий пояс ставят снизу (рис. 202, г). В данном случае он подпирает пролетное строение стойками, испытывая сам растяжение, поэтому его называют еще цепью, а иногда шпренгелем. При езде понизу с ограниченным подмостовым габаритом третий пояс располагают сверху (рис. 202, д). В данном случае ферма подвешена к третьему поясу, который, являясь гибкой аркой, испытывает сжатие.

Превращение разрезных ферм, в неразрезные, установка третьего пояса, изменяя так или иначе систему пролетного строения, преследуют одну цель — частично разгрузить фермы и тем снизить усилия в их элементах от нагрузки, а значит, и сократить работы по усилению самих элементов.

Достоинство разгрузки ферм — в выполнении основного объема работ независимо от движения поездов. Таково, например, возведение дополнительных опор, устройство третьего пояса, конструкция которого может быть изготовлена даже на заводе.

Другое достоинство этих способов в том, что они позволяют снизить усилия в фермах не только от поездов, но и от собственного веса пролетного строения. Для этого, например, неразрезное пролетное строение подклинивают на промежуточной опоре, третий пояс при помощи домкратов предварительно натягивают, когда он растянут, или обжимают (когда он сжат) и в таком состоянии закрепляют на пролетном строении. Подпертое (или подтянутое) таким образом пролетное строение, естественно, передает часть собственного веса на конструкцию усиления. При усилении добавлением ме-

Рис. 203. Усиление балок проезжей части постановкой: 1 — дополнительных балок; 2 — стоек

талла к сечению элемента такая разгрузка отсутствует.

Несмотря на достоинства, способы усиления с разгрузкой пролетных строений все же непопулярны:

они достаточно трудоемки и громоздки. Например, устройство новых опор довольно сложно и не всегда возможно из-за стеснения русла реки.

Общий недостатокспособов усиления с изменением системы состоит в том, что, разгружая сами фермы, они не избавляют от необходимости усиления балок проезжей части — обычно наиболее слабых элементов. Понятно, подобные способы применимы и для проезжей части. Так, можно установить новые балки дополнительно к существующим (рис. 203, а), подвести под поперечные балки шпренгели или стойки с опиранием на узлы поперечных связей между фермами (рис. 203, б). Но это уже дополнительное и не самое целесообразное усиление.

Однако и в фермах способы усиления с разгрузкой, вызывая перераспределение усилий в элементах, требуют приспособления некоторых элементов к новым условиям эксплуатации. Например, в неразрезной ферме над промежуточной опорой нижний ранее растянутый пояс прежней разрезной фермы становится сжатым и требует известного усиления. Над этой же опорой требуется, как правило, усилить опорные стойки и раскосы.

Этих недостатков лишено поэлементное усиление, т. е. непосредственным увеличением сечений элементов.

Выбор способа,как и целесообразность самого усиления, зависит от многих условий. Решающее значение имеет трудоемкость и сложность работ, общее состояние моста, возможная степень повышения его грузоподъемности, перспективы дальнейшей эксплуатации— изменение нагрузок, подмостовых габаритов и т. д.

Наконец, всякое усиление неоправданно, если его стоимость несущественно меньше стоимости установки нового пролетного строения, а производство работ недопустимо осложняет эксплуатацию.

Практически мосты усиливают, когда затраты нового металла с учетом выполнения необходимого ремонта и устранения негабаритности (подъемка верхних поперечных связей для электрификации) не превышают 15—20% веса пролетного строения. Конструкцию усиления принимают выполнимую под движением поездов и в крайнем случае в непродолжительные «окна».