Поэлементное усиление пролетных строений

Поэлементное усиление применяют для разных типов пролетных строений любых пролетов.

Металл усиления прикрепляютк прежней конструкции обычно заклепками. В довоенные годы использовалась и сварка. Теперь вместо заклепок все шире применяют высокопрочные болты. Не уступая в надежности, они удобнее заклепок, особенно в стесненных условиях.

Сварка упрощает и ускоряет работы, так как отпадает кропотливая разметка по заклепочным отверстиям в старой конструкции и сверление новых отверстий. Однако надежная сварка получается, как правило, в применении к специальным сталям, отличным по составу и свойствам от металла старых мостов. Появление в ряде случаев трещин в швах и металле элементов с применением сварных соединений привело в дальнейшем к отказу от использования сварки при усилении.

Между тем большая жесткость сварных соединений особо уместна при усилении. Из-за податливости заклепок эффективность использования нового металла снижается на 5—10%- В этом отношении сварка, а затем и высокопрочные болты благоприятнее заклепок.

В большей мере, однако, новый металл недоиспользуется, если он поставлен на мощный элемент, не разгруженный от собственного веса старой конструкции. В этом случае напряжение от поездов будет примерно одинаковым в новом и старом металле, поскольку они объединены и одинаково деформируются под нагрузкой. Но старый металл сверх этого еще нагружен постоянной нагрузкой и поэтому, когда полное напряжение в нем достигает наибольшего допустимого напряжения, новый металл будет значительно недонапряжен. Такое недоиспользование прочности нового металла тем больше, чем большую часть составляет постоянная нагрузка для данного элемента, т. е. оно возрастает с увеличением пролетов. Чтобы лучше использовать новый металлпутем передачи на него веса старой конструкции, в отдельных случаях применяют специальные натяжные устройства, временные разгрузочные опоры и подмости. В балках проезжей части с их малыми пролетами и в других подобных элементах (например, подвесках), на которые действует малый собственный вес, его влияние несущественно.

Балки проезжей частичаще всего усиливают, наклепывая листына их пояса для увеличения прочности по изгибу (рис. 204, а).

В продольных балках с поясами только из уголков, как это часто делалось ранее, поставить листы просто.

Ослабляют лапчатые болты. Мост ограждают сигналами остановки.В

перерыв между поездами поднимают на 5—6 см мостовое полотно

путевыми домкратами, под мостовые брусья на уголки пояса заводятлист с заранее просверленными в нем отверстиями. Затем приводят путь в

нормальное состояние: опускают полотно, притягивают лапчатыми болтами брусья. В дальнейшем по уложенному листу с отверстиями, как по шаблону, сверлят поясные уголки, передвигая для этого брусья. Выклепка заклепок не представляет сложности. Еще проще поставить нижний лист, когда он нужен.

Иногда в продольных балках, не имеющих верхнего горизонтального листа, возникает необходимость замены и верхних поясных уголков из-за трещин и выколов в их полках под мостовыми брусьями. Для этого предварительно заменяют заклепки в поясных уголках болтами и стальными пробками (последовательно по одной заклепке), а затем после подъемки мостового полотна в «окно» снимают старые уголки и ставят на болты и пробки новые одновременно с горизонтальным листом, приклепанным, однако, к одному из уголков для возможности плотного прилегания обоих , уголков к стенкам балки. Замену болтов и пробок заклепками, как и склепывание второго уголка с горизонтальным листом, выполняют (последовательно по одной заклепке) уже без прекращения эксплуатации — в перерывы между поездами. Усиление поперечной, а иногда и продольной балки при наличии листов на поясных уголках сложнее. Здесь предварительно надо удалить заклепки, мешающие установке нового листа. Если при такой расклепке прочность балки (обычно поперечной) оказывается недостаточной для пропуска поезда, новый лист ставят, получая двухчасовое «окно».

Чтобы не ослаблять одновременно всего горизонтального пакета пояса и обойтись без «окна», раньше эту работу иногда выполняли в два приема с разрезкой нового листа вдоль на две полосы (рис. 204, б) и поочередной их установкой в перерыве между поездами. Обе полосы после их закрепления на поясе сваривали тонким (ниточным) швом.

Слабым местом проезжей части нередко оказывается прикрепление продольных балок к поперечным при отсутствии рыбок. Чаще всего здесь обнаруживается расстройство заклепок в полках уголков прикрепления.

Слабые заклепки в сопряжении балок, как и в других прикреплениях, обычно заменяют новыми заклепками или высокопрочными болтами при необходимости большего диаметра.

Приходится заменять более мощными и самые уголки прикрепления, которые при тонких полках разгибаются (размалковываются) с появлением трещин вдоль обушка.

Для замены уголков переклепываемые концы продольных балок подвешивают к поперечной балке. При выполнении этой работы без перерыва движения поездов применяют разгрузочные пакеты, опертые на поперечные балки двух смежных панелей и поддерживающие хомутами продольные балки.

Главные балки усиливают, как и балки проезжей части, наклепкой горизонтальных листов. Эту работу практичнее выполнять не на мосту, а в стороне, временно заменив пролетное строение пакетом или ранее усиленным однотипным пролетным строением.

Элементы ферм усиливают разнообразно. На рис. 205 приведены некоторые примеры увеличения сечений поясов, раскосов, стоек и подвесок.

Общим для конструкций усиления является такое размещение нового металла, при котором в наименьшей мере требуется расклепывать элемент. Объясняется это тем, что усиление выполняют, как, правило, без разгрузочных подмостей и временных опор. Поэтому элемент постоянно должен оставаться способным нести приходящееся на него в пролетном строении усилие от нагрузки. Значительное ослабление элемента если даже и не вызывает разрушения конструкции, означает частичное или полное выключение его из работы. В результате этого перераспределяются усилия в конструкции с неизбежной перегрузкой других элементов, что равносильно снижению их грузоподъемности.

Также и в самом элементе расклепка одной его ветви перегружает другую. В сжатых поясах, раскосах и стойках значительная расклепка особо опасна из-за продольного изгиба. Поэтому при усилении, как правило, не применяют листы на всю ширину и высоту сечения элемента, а ставят узкие полосы или уголки (на рис 205 они выделены утолщенными линиями). Добавляемый металл размещают преимущественно вне заклепок, соединяющих вертикальные листы с горизонтальными и ветви друг с другом (в сжатых элементах). Этим избегают расклепки ветвей, а тем более всего элемента и ограничиваются лишь расклепкой менее ответственных связующих заклепок, т. е. соединяющих листы в пакет.

Самое лучшее и простое —разместить металл вне заклепок, к чему при возможности и прибегают.

Стремясь меньше нарушать цельность элемента, соблюдают известную очередность удаления заклепок: сначала срезают только головки мешающие постановке металла усиления, а затем после установки новой полосы или уголка выбивают (через заранее высверленные в них отверстия) стержни срубленных заклепок, тут же заменяя пробкой. Для стягивания

Рис 206 Стык в металле усиления при встрече с накладкой

1—накладка старого металла; 2 — уголковая на кладка металла усиления нового металла с элементом забивку пробок чередуют с установкой сборочных болтов.

Новый металл (полосы или уголки) соединяют со старым по всей длине для обеспечения совместной работы и плотного сопряжения. Но когда усиливают элемент по прочности, этого еще недостаточно. Металл усиления заводят в узел фермы и соединяют заклепками или высокопрочными болтами с узловой фасонкой. В сжатых элементах, если усиление делают лишь из-за большой их гибкости, новый металл заводить в узлы не требуется, поскольку и без этого жесткость элемента не уменьшится.

Соединение нового металла со старым в узлах, а также по длине элемента осложняется при встрече с фасонками и накладками, выступающими за плоскость сопряжения. В этих местах добавляемый лист, уголок приходится прерывать, а разрыв перекрывать накладкой (рис. 206).

Для повышения жесткости элементов старых двустенчатых ферм, помимо увеличения сечения, усиливают связь между ветвями. Слабые полосовые диагонали соединительной решетки дополняют или полностью заменяют уголковыми диагоналями.

Когда решетка отсутствует, ставят заново соединительные планки (в растянутых элементах для обеспечения более равномерной работы обеих ветвей) или треугольную решетку из уголков с планками (в сжатых элементах, усиливаемых против продольного изгиба).

Увеличить сопротивление продольному изгибу в ряде случаев удается несложным закреплением середины сжатого элемента распорками к ближайшему жесткому узлу конструкции. Получаемое при этом уменьшение свободной длины элемента, как известно, резко повышает его жесткость. Подобным образом нередко усиливают гибкие продольные связи между фермами, подвешивая их к балкам проезжей части. Чаще, однако, к слабым связям приклепывают дополнительные уголки или уголки малого сечения заменяют более мощными.

Повышая жесткость связей, устраняют наблюдаемое в старых мостах провисание и вибрацию слабых связей под поездами; вибрация не только расстраивает заклепки в прикреплениях к фермам, но иногда приводит к разрыву элемента связи. С усилением связей повышается и общая боковая жесткость всего пролетного строения. Для повышения боковой жесткости слишком узких однопутных пролетных строений на двухпутных мостах нередко устанавливают распорки (с шарнирным прикреплением) между соседними пролетными строениями.

Аналогично продольные балки пониженной боковой жесткости усиливают установкой продольных связей, предпочтительно в уровне верхних поясов. При наличии только нижних продольных связей верхние пояса балок укрепляют от выпучивания установкой поперечных связей.