книги / Проектирование и расчёт деревянных автодорожных мостов

несколько больше – от 1/5 до 1/7 пролета, так как пролетные строения всегда имеют только две главные фермы. Кроме того, по условиям габарита для проезда автомобилей требуется свободная высота не меньше 4,5 м между покрытием проезжей части и верхними связями. Если фермы имеют один (нижний) или оба металлических пояса, то высоту их можно принимать несколько меньшей, чем при деревянных поясах.

Длина панелей ферм Гау – Журавского определяется высотой ферм и углом наклона раскосов, а также способом устройства конструкции проезжей части. Из условия, чтобы проезжая часть была экономически и конструктивно целесообразной, длину панелей ферм назначают в пределах от 2,5 до 4,0 м, угол наклона раскосов (α) желательно принимать близким к 45°,

в случае необходимости его можно увеличивать до 60°.

При необходимости перекрытия пролетов 30–40 м применяют фермы с ездой понизу с дополнительными стойками, уменьшающими вдвое длину верхней панели. В пролетных строениях с ездой понизу больше 30 м также применяют фермы

сдополнительными стойками из стальных тяжей, уменьшающими вдвое длину нижних панелей [2].

При перекрытии пролетов до 50 м фермы Гау – Журавского

спараллельными поясами становятся неэкономичными в силу излишней затраты лесоматериала в ближайших к опорам панелях и применения длинномерного лесоматериала для раскосов. Поэтому в таких случаях могут применять фермы с верхним полигональным поясом, способствующим более равномерному распределению усилий по длине обоих поясов [2]. Недостаток ферм с пролетами более 30 м – более сложная конструкция узлов, поэтому в современных условиях такие фермы практически не применяются.

Для пространственной жесткости пролетных строений главные фермы соединяют между собой специальными связями. В пролетных строениях с ездой поверху связи располагают вдоль верхних и нижних поясов главных ферм (рис. 87, а). Эти связи называют продольными. Кроме горизонтальных продоль-

(опорные поперечные связи), а также на протяжении фермы через каждые 5–8 м.

Продольные связи представляют собой горизонтальные фермы, поясами которых служат пояса главных ферм, решетка состоит из раскосов (диагоналей и поперечных схваток). Диагонали продольных связей делают деревянными, схватки – деревянными или из стальных тяжей. При большем числе главных ферм в пролетном строении продольными связями достаточно связывать их попарно (рис. 87, б). Поперечные связи на опорах служат для передачи ветровых реакций верхних связей опорам моста. Промежуточные поперечные связи служат для увеличения поперечной жесткости пролетного строения и улучшения поперечного распределения временной нагрузки на главные фермы. Поэтому поперечные связи следует делать по всей ширине поперечного сечения пролетного строения (рис. 87, в).

б

г

Рис. 87. Схемы расположения связей в пролетных строениях с фермами Гау – Журавского: 1 – верхние продольные связи; 2 – опорные поперечные связи; 3 – промежуточные поперечные связи; 4 – нижние продольные связи; 5 – опорные рамы

232

Поперечные связи состоят из диагоналей и горизонтальных стяжек. Горизонтальными стяжками служат поперечные схватки продольных горизонтальных связей. В мостах с ездой понизу продольные ветровые связи устраивают также вдоль верхних и нижних поясов главных ферм (рис. 87, г).

Так как устройство поперечных связей в мостах с ездой понизу невозможно, то для передачи ветровых опорных реакций верхних продольных связей на опоры моста устраивают поперечные ветровые рамы, расположенные в плоскостях опорных раскосов (см. рис. 87, г).

Входящие в состав ветровых рам опорные раскосы работают на усилия как от вертикальной нагрузки, так и от ветра. Подкосы, создающие жесткость верхних узлов ветровых рам, придают им вид порталов, поэтому опорные ветровые рамы принято называть портальными.

4.1.2. Конструкция проезжей части

Так как элементы ферм Гау – Журавского работают только на одни продольные усилия, то необходимо, чтобы с проезжей части давления передавались в узлах ферм. Поэтому наиболее употребительной является конструкция проезжей части с поперечными балками, укладываемыми в узлах главных ферм. В мостах с ездой поверху балки делают из двух ветвей, которые укладывают по обе стороны подгаечных брусьев (рис. 88, а). Для равномерной передачи усилий от поперечной балки на все ветви пояса каждой из главных ферм применяют центрирующие опорные подушки (см. рис. 88, а), которые укладывают ближе к подгаечному брусу, по возможности в пределах узловой подушки.

На поперечные балки укладывают продольные прогоны, поддерживающие настил проезжей части. Поверхности настила придают поперечный уклон подтеской верхнего бревна поперечных балок.

Другой вид проезжей части с узловой передачей нагрузок на главные фермы приведен на рис. 88, б.

Проезжая часть состоит из поперечин, поддерживающих двойной дощатый настил. Поперечины опираются на продольные прогоны, уложенные в каждой панели поверх поясов.

233

а

б

в

г

Рис. 88. Основные виды конструкции проезжей части мостов Гау – Журавского: 1 – двойной дощатый настил; 2 – прогоны; 3 – верхний пояс главных ферм; 4 – поперечная балка; 5 – центрирующие опорные подушки; 6 – поперечины; 7 – специальный прогон; 8 – подгаечный

брус

234

Прогоны передают нагрузку поясам через опорные подушки, расположенные возможно ближе к центрам узлов. Эта конструкция обеспечивает такую же передачу давлений проезжей части на фермы, как и приведенная на рис. 88, а, и может быть экономичной по затрате материалов при небольшой длине панелей главных ферм.

Влегких фермах Гау – Журавского иногда применяют упрощенную конструкцию проезжей части, балки (поперечины) которой непосредственно опираются на верхние пояса главных ферм (рис. 88, в). Верхний пояс в этом случае работает также на поперечный изгиб. Поэтому укладку балок (поперечин) проезжей части непосредственно на верхние пояса главных ферм можно применять только при небольших пролетах и малой длине панелей ферм.

Впролетных строениях с ездой понизу из-за большого расстояния между главными фермами устраиваются мощные поперечные балки, поддерживающие конструкцию проезжей части

ипередающие нагрузку в узлах фермы. Эти поперечные балки в большинстве случаев делают многоярусного составного сечения на колодках или пластинчатых нагелях, при большой ширине моста – в виде решетчатых или дощато-гвоздевых ферм.

Поперечные балки опирают в узлах главных ферм, поверх

узловых подушек, на специальные деревянные подкладки (рис. 88, г). На поперечные балки опирают прогоны проезжей части, поддерживающие настил. Поперечный уклон создают клиновидными подкладками, уложенными поверх поперечных балок.

Тротуары, всегда устраиваемые снаружи главных ферм, удобно опирать на выпущенные концы верхнего яруса поперечных балок (см. рис. 88, г).

4.1.3. Конструкция ферм Гау – Журавского

Пояса ферм составляют из двух или трех бревен или брусьев, располагаемых в одном уровне. Бревенчатые пояса делают из цилиндрованных бревен, так как применение бревен с естественной коничностью сопряжено со значительным усложнением конструкции узлов и стыков. Между ветвями поясов устраивают зазоры для пропуска металлических стоек-тяжей. Сечение поясов для упрощения конструкции принято делать одинаковым

235

по всей длине ферм, в связи с чем сечение пояса подбирают расчетом лишь для одной, наиболее напряженной, панели пролетного строения. Бревна или брусья, образующие ветви поясов, стягивают горизонтальными болтами с прокладками, обеспечивающими их совместную работу.

Стыки ветвей растянутых поясов располагают в пределах панелей, так как в узлах пояса они сильно ослаблены врезкой узловых подушек и подгаечных брусьев. Стыки ветвей сжатых поясов располагают ближе к узлу, чтобы не ухудшать условий устойчивости сжатого пояса. Стыки ветвей каждого из поясов делают вразброску, чтобы в каждой панели одна из ветвей проходила непрерывно. Стыки поясов перекрывают металлическими или деревянными накладками.

Раскосы ферм Гау – Журавского делают из бревен или, в редких случаях, из брусьев. Бревна применяют цилиндрованные, но возможно устройство раскосов и из бревен с естественной коничностью. Основные раскосы состоят из двух ветвей, обратные делают одиночными. В местах взаимного пересечения раскосы стягивают болтами с постановкой прокладок при наличии зазоров.

Своими концами раскосы упираются в узловые подушки. Эти подушки делают из брусьев, расположенных волокнами перпендикулярно к плоскости фермы. В этом случае давление, передаваемое торцами раскосов, действует на подушки поперек волокон, вызывая неблагоприятные для древесины условия смятия. Поэтому узловые подушки приходится делать из более прочного леса: дуба, отборной сосны. При небольших усилиях, передаваемых раскосами, подушки делают с гладкой поверхностью, примыкающей к поясам. При больших усилиях в примыкающем к узлу основном раскосе подушку делают зубчатой. Зубцы направлены так, чтобы способствовать передаче поясу горизонтальной слагающей усилия в основном раскосе. Если размеры подушки получаются большими, то ее составляют из двух брусьев, связанных болтами. Глубина врубки подушек в пояс должна быть не больше 1/4 его толщины в промежуточных узлах, а в опорном узле – не больше 1/3 его толщины.

Примеры конструкции пролетных строений с фермами Гау – Журавского с ездой поверху и ездой понизу под нагрузку НГ-60 приведены на рис. 89 и 90.

236

Рис. 89. Конструкция пролетного строения с фермами Гау – Журавского с ездой поверху: 1 – основной раскос; 2 – тяж; 3 – узловая подушка; 4 – центрирующая подушка; 5 – поперечная балка; 6 – обратный раскос; 7 – поперечные связи; 8 – подушка вертикальных свя-

зей; 9 – продольные связи

237

238

Рис. 90. Пролетное строение с фермами Гау – Журавского с ездой понизу

238

Вместах примыкания раскосов к подушкам для центрирования сопряжения при сборке ставят металлические потайные штыри.

Тяжи ферм Гау – Журавского делают из круглой стали диаметром от 20 до 100 мм. Для удобства установки и облегчения натяжения на обоих концах тяжей делают нарезку для гаек. Концы тяжей закрепляют гайками и контргайками с постановкой металлических шайб из листовой стали. Для распределения усилий от тяжей на ветви пояса под металлические шайбы ставят деревянные брусья, называемые подгаечными. Подгаечные брусья делают из дуба или отборной сосны. Более подробно конструкции ферм Гау – Журавского рассмотрены в работе [2].

4.1.4.Расчет ферм Гау – Журавского

Впролетных строениях из ферм Гау – Журавского расчету подлежат элементы проезжей части, главные фермы и узлы сопряжений их элементов, верхние и нижние продольные связи

ипоперечные связи.

Элементы проезжей части (настил, поперечины и прогоны) в мостах системы Гау – Журавского рассчитываются так же, как соответствующие элементы в пролетных строениях мостов малых пролетов.

Расчет поперечных балок в мостах с ездой понизу. Попе-

речная балка лежит на двух опорах – главных фермах моста и должна быть рассчитана на действие постоянной и временной нагрузок, тротуары опирают на консоли поперечных балок. Интенсивность постоянной нагрузки q в пролете поперечной балки будет следующей:

По найденным интенсивностям постоянных нагрузок вычисляют расчетные изгибающие моменты от них в опорном сечении консоли и в сечениях пролета поперечной балки.

Для определения наибольших расчетных усилий от временной нагрузки сначала производят продольное загружение. С этой целью поперечную балку рассматривают как среднюю опору двух смежных разрезных пролетов (панелей фермы). Построив линии влияния опорного давления (рис. 91, а), находят наибольшие значения давлений осей автомобилей и гусеничной машины.

Рис. 91. Схемы нагружения поперечной балки моста: а – вдоль пролета; б – поперек моста

Так, расчетное давление на поперечную балку от одного ряда колес автомобильной нагрузки 1-й полосы

240