Конструктивные и технологические требования к пролетным строениям с решетчатыми главными фермами

22.06.2016

Общие конструктивные и технологические требования к проектированию металлических конструкций мостов изложены ранее. Здесь приводятся только требования, касающиеся пролетных строений с решетчатыми главными фермами.
Для всех решетчатых пролетных строений должна быть обеспечена геометрическая неизменяемость как при эксплуатации, так и в стадии монтажа за счет устройства пространственных связей.
Пролетные строения с «открытыми» поясами в железнодорожных мостах допускаются только при наличии технико-экономического обоснования и при условии закрепления свободных поясов жесткими рамами в плоскостях поперечных балок, а в проезжей части — поперечными связями.
Если имеются элементы, жестко связывающие пояса балок или ферм (например, железобетонная или стальная плита), можно не устраивать продольные связи в соответствующей плоскости, не требующиеся по условиям монтажа.
В арочных пролетных строениях продольные связи следует устраивать в плоскости одного из поясов арок и в плоскости проезжей части, если она не имеет плиты. При решетчатых арках следует предусматривать поперечные связи между ними и продольные связи по обоим поясам.
Продольные связи следует центрировать в плане с поясами главных ферм, эксцентриситеты в прикреплении из плоскости связей должны быть минимальными.
Прикрепление балок проезжей части с помощью торцовых листов, приваренных к стенке и поясам балки, не допускается. Стенки продольных и поперечных балок в пролетных строениях железнодорожных мостов, как правило, следует соединять с помощью вертикальных уголков и фрикционных соединений.
В пролетных строениях всех мостов следует обеспечивать неразрезность продольных балок на всем протяжении, а при наличии разрывов в проезжей части — на участках между ними. В пролетных строениях с проезжей частью, не включенной в совместную работу с главными фермами, необходимо предусматривать тормозные связи.
Наименьшую толщину деталей элементов решетчатых пролетных строений принимают по расчетам на прочность, устойчивость и выносливость, но не менее указанной в табл. 6.11. Допускается следующая наибольшая толщина проката (мм):
- в сварных элементах из углеродистой и низколегированной сталей — 60;
- в стыковых накладках и узловых фасонных листах при применении фрикционных соединений — 16.
Чтобы уменьшить число соединительных сварных швов, сечения составных элементов решетчатых ферм надо проектировать из минимального числа деталей.
В решетчатых главных фермах материал элементов коробчатого и Н-образного сечений должен быть сконцентрирован в листах, расположенных в плоскости фермы. Пояса, сжатые элементы ферм, как правило, выполняют коробчатого сечения.
В составных элементах решетчатых ферм отношение С, расчетной ширины b к толщине t листов по условию устойчивости листов не должно превышать следующих значений:
- у вертикальных и горизонтальных листов коробчатых элементов — 60;
- у горизонтальных листов Н-образных элементов — 45;
- у листов со свободными (неокаймленными) свесами — 20;
- у листов со свесами, окаймленными уголками или ребрами — 30.
За расчетную ширину b листа следует принимать:
• если продольные кромки закреплены:
для элементов с болтовыми соединениями — расстояние между ближайшими рисками болтов, присоединяющих данный лист к перпендикулярным ему листам или соединительным связям;
для сварных и прокатных элементов — расстояние между осями указанных листов;
• если закреплена одна продольная кромка:
для элементов с болтовыми соединениями — расстояние от свободного края листа до ближайшей риски болтов;
для сварных и прокатных элементов расстояние от свободного края листа до оси ближайшего листа, расположенного перпендикулярно данному.
В сжатых элементах Н-образного сечения толщина горизонтального листа должна составлять от толщины tf соединяемых листов не менее:
0,4 — в элементах с болтовыми соединениями;
0,6 — в сварных и прокатных элементах при tf ≤ 24 мм и 0,5 при tf > 24 мм.
Конструируя узлы главных ферм, следует обеспечивать местную устойчивость сжатых зон узловых фасонок, при необходимости подкрепляя свободные кромки окаймляющими уголками или ребрами.
В конструкциях с фрикционными соединениями должна быть возможна свободная постановка высокопрочных болтов, плотное стягивание пакета болтами и закручивания гаек с применением гайковертов и динамометрических ключей. Соединения следует проектировать с компактным расположением болтов. В соединениях, где их очень много, диаметр следует назначать возможно большим.
Число высокопрочных болтов должно быть не менее двух в прикреплениях связей главных ферм и проезжей части и в каждом продольном ряду прикрепления или стыковой накладки (считая от оси стыка).
В стыках и прикреплениях растянутых и сжато-растянутых элементов число болтов в двух первых поперечных рядах (считая от сечения элемента или накладки с полным усилием) следует принимать одинаковым, в последующих — постепенно увеличивать. В стыках и прикреплениях уголков с двухрядным расположением болтов первый болт должен быть расположен у обушка.
Число рядов болтов вдоль усилия должно быть минимальным.
Полную длину высокопрочных болтов назначают из условия, чтобы верх гайки после затяжки находился ниже границы фаски резьбы болта.
Непосредственно прикрепленная площадь элементов решетчатых главных ферм в узлах и стыках должна составлять не менее 50 % от всей рабочей площади элемента. При непрямом перекрытии площади сечения надо уменьшать эксцентриситет в прикреплении накладок и увеличивать их длину.
В конструкции не должно быть соприкасающихся несоединенных частей, щелей, зазоров, пазух и корыт. В местах возможного скопления влаги необходимо устраивать дренажные отверстия диаметром не менее 50 мм.
Ветви сжатых составных стержней с болтовыми соединениями, а также сжато-изогнутые сварные элементы в местах воздействия сосредоточенных сил должны быть подкреплены поперечными диафрагмами. В сварных коробчатых и Н-образных элементах ферм их рекомендуется приваривать или прикреплять на болтах только к вертикальным листам с зазором между диафрагмами и горизонтальными листами не менее 50 мм.
Приваривать вспомогательные детали (кронштейны, элементы перил и тротуары, навигационные знаки и сигналы и др.) непосредственно к элементам главных ферм и балок проезжей части не допускается. Их следует прикреплять на болтах.
В железнодорожных пролетных строениях запрещено также приваривать элементы продольных и поперечных связей к ребрам жесткости и фасонкам связей, прокладки — к основным элементам, а в конструкциях северного исполнения — и противоугонные уголки к поясам балок.
В сварных коробчатых и Н-образных элементах главных ферм железнодорожных мостов разрешено применять только сплошные или перфорированные горизонтальные листы. Соединительные планки применяют только в элементах связей железнодорожных мостов и в тех элементах автодорожных, городских и пешеходных мостов, для которых по выносливости можно соединять планки с основными частями сечения без специальных мер, снижающих концентрации напряжений.
Длина промежуточных планок должна быть не менее 0,75 от расстояния между рядами болтов (или сварными швами) прикрепления планки. Концевые планки в сжатых и сжаторастянутых элементах следует делать в 1,7 раза длиннее промежуточных, а в растянутых — в 1,3 раза. Концевые планки должны ставиться как можно ближе к узлу.
Число болтов прикрепления одной стороны планки должно быть 4 для элементов, работающих на временную нагрузку, 3 — работающих только на постоянную нагрузку и 2 для — нерабочих элементов.
В сварных коробчатых и Н-образных элементах допускается выход перфорации на торец элемента.
В болтосварных пролетных строениях северного исполнения допускается применение стыковых, а в конструкциях обычного исполнения — также накладных компенсаторов ослабления сечения болтовыми отверстиями. Ширина компенсатора из стали марок 16Д, 15ХСНД и 10ХСНД, 390-14Г2АФД и 390-15Г2АФДпс должна быть соответственно не более 44, 38 и 36 его толщин. При большей требуемой ширине необходимо применять два раздельных компенсатора, расстояние между их швами — не менее 60 мм.
Для решетчатых болтосварных ферм автодорожных, городских и пешеходных пролетных строений обычного исполнения можно применять узловые фасонки-вставки и фасонки-приставки, соединяемые с поясами сваркой. Они должны иметь плавные переходы радиусом не менее 250 мм к поясу. Расстояние от стыка пояса и фасонки-вставки до начала выкружки в ней должно быть не менее 70 мм. Для стыковых швов фасонок-вставок растянутого и сжато-растянутого поясов следует предусматривать механическую обработку. У фасонок-приставок надлежит выполнять полное проплавление всей толщины с возможностью неразрушающего контроля, а также механическую обработку концов фасонок.