Старые и новые типы пути и полотна на мостах 7 глава

Поперечные связи по концам и длине пролета препятствуют перекосу пролетного строения, выравнивая при наличии продольных связей прогибы балок (ферм) от вертикальной нагрузки.

Пролетные строения с ездой понизу, а при широкой (более 2,3— 2,5 м) расстановке главных балок и пролетные строения с ездой поверху имеют проезжую часть и во всех случаях мостовое полотно (или балластное корыто) с рельсовым путем и охранными приспо­соблениями. При больших пролетах в путь укладывают уравни­тельные приборы (стр. 113).

Нормальное положение пролетного строения на опорах обеспе­чивается опорными частями (стр. 109).

Таким образом, каждый металлический мост представляет собой сложное сооружение из различных частей, конструкций специфиче­ского назначения и обустройств для нормальной эксплуатации (стр.36).

 

3. Металл, применяемый в мостах

Металлические мосты изготовляют из стали, поэтому нередко их называют стальными. Применение для капитальных мостов лег­ких алюминиевых сплавов, обладающих почти той же проч­ностью, что и сталь, но при меньшей (в 2,5 раза) массе, не полу­чило пока распространения ввиду дефицитности. Среди различных сталей лишь некоторые соответствуют условиям службы в мостах под поездами.

Раньше строили мосты из так называемого сварочного же­леза.

Железо без примесей достаточно пластично; оно деформируется в извест­ных пределах без образования трещин. Но в природных условиях в составе руды железо соединено с углеродом, серой, фосфором и другими элементами, резко изменяющими его свойства.

Первоначальный продукт переработки железных руд — чугун — в виде спла­ва содержит железо (до 94%), углерод (до 4%) и другие элементы. Углерод, сера и фосфор даже в ничтожном количестве сильно повышают твердость, резко снижают пластичность металла. В связи с этим чугун весьма хрупок, легко раз­рушается при ударах, плохо сопротивляется растяжению, 'а следовательно, и изгибу. Но зато чугун допускает очень большое сжатие. Поэтому его долгое время применяли в опорных частях мостов. Однако и здесь из-за раскалы­вания чугунных деталей в дальнейшем перешли на более надежные опорные части из стального литья.

Прежде чем было освоено литье стали, чугун перерабатывали в сталь не рас­плавляя, а лишь размягчая его. При обработке размягченного металла молотом частично удалялись шлаковые отходы — продукты окисления углерода и других нежелательных элементов; а самый металл уплотнялся, его зерна — кристаллы сваривались между собой.

Сварочное железо при прокатке становилось волокнистым со шлаковыми прослойками, а по механическим качествам уже при­ближалось к современной стали. Оно хорошо сопротивлялось сжа­тию и растяжению, но лишь вдоль проката. Поперек прослоек проч­ность резко снижалась.

Часть мостов из сварочного железа, строившихся в России до применения литого железа (1883—1888 гг.), эксплуатируется поны­не. К ржавлению они даже устойчивее стальных.

Литое железо (или сталь) позволяет при плавке еще в большей мере, чем при проковке, избавиться от нежелательных при­месей и получить однородный мелкозернистый металл, хорошо со­противляющийся сжатию, растяжению и изгибу во всех направле­ниях.

Количество углерода в стали не превосходит 1,4%, уменьшено содержание и других элементов. При содержании углерода до 0,25% получается мягкая сталь, применяемая, в частности, для заклепок, гвоздей, конструкций мостов. При добавлении углерода до 0,3%—сталь повышает твердость и прочность, но снижает пластичность, может закаливаться; в таком виде ее применяют для рельсов, осей. Фосфор и сера повышают хрупкость стали. Фосфор вызывает тре­щины, особенно на морозе, а сера — в сильно нагретом состоянии. В мостовой стали каждая из этих примесей допускается не более 0,04—0,05%.

Примеси до 1 % некоторых иных элементов, например, марганца и кремния, повышая прочность, почти не снижают пластичности стали. Добавляя при выплавке стали эти элементы в качестве легирующих, т. е. улучшающих добавок, получают сталь повы­шенной прочности и необходимой пластичности. Добавка хрома, никеля, меди, кроме того, повышает сопротивление стали ржав­лению. Применение такой низколегированной, стали снижает расход металла, а главное, лучше соответствуют усло­виям работы железнодорожных мостов с применением сварки, а также для суровых климатических зон. Поэтому наряду с дли­тельным использованием углеродистой стали все шире внедря­лась, особенно в последнее десятилетие, низколегированная сталь. Теперь она стала основной для изготовления новых мостов.

В мостах для различных конструкций и частей в зависимости от конкретных особенностей работы в сооружении, а также от способа изготовления и района назначения применяют вполне определенные марки мартеновской горячекатаной стали.

Так, пролетные строения, не подвергающиеся сварке, изготовляют из стали марки Ст.З мост, а также из низколегированной стали 15ХСНД. 3а-клепки делают из более мягкой стали марки Ст.2 (стр. 89), а при ст.15ХСНД — из стали 09Г2. Для опорных частей используют, наоборот, более твер­дую, кованую сталь марки ВСт.5 и стальное литье. Сварные пролетные строения изготовляют из стали М16С, так называемой спокойной выплавки (т. е. выдержанной некоторое время в ковше, с добавлением до 0,1% алюминия, после варки стали перед ее сливанием в изложницы) и из стали 15ХСНД при удовлетворении ею дополнительных требований по ударной вязкости при отри­цательных температурах и после механического старения. Для районов с суровым климатом клепаные пролетные строения изготавливают из стали Ст.З мостовой спокойной и из низколегированной марок 15ХСНД и 10ХСНД в обоих случаях с выполнением дополнительных требований по ударной вяз­кости.

С начала 1977 г. введен новый ГОСТ на стали для мостостроения: углеро­дистую марки 16Д (с добавлением меди) взамен ст. М16С и низколегированные (удовлетворяющие указанным выше требованиям) марок 15ХСНД, 10ХСНД и 10Г2С1Д.

Сталь выпускают в прокатном виде в форме листов (рис. 66, а), уголков (рис. 66, б), швеллеров (рис.66, в), двутав­ров (рис. 66, г) и других фасонных профилей стандартных разме­ров длиной 12—19 м. Прокатные профили толщиной не менее 8— 10 мм применяют в мостах как самостоятельные элементы или в комбинациях для получения элементов составного сечения.

 

4. Соединения в металлических мостах

До последнего времени самыми распространенными в металли­ческих мостах являлись соединения на заклепках. С 1930 г. в оте­чественном мостостроении применяют и аварку. В сборно-разбор­ных пролетных строениях и пакетах широко используют также болтовые соединения. Особого вида фрикционные (высокопроч­ные) болты, применяемые в настоящее время идля постоянных пролетных строений, даже превосходят клепку. Поэтому такие болты, как и сварка, суживают перспективы применения заклепок.

При всех этих способах цель соединения состоит в том, чтобы не только соединить отдельные части, но и обеспечить передачу усилия от одного элемента другим. А усилия в элементах мостов достигают нескольких десятков, даже сотен тонна-сил и более.

Соединение включает требуемое число определенных размеров

заклепок, болтов или сварных швов, рас­положенных в соответствующем порядке. В заклепочном и болтовом соединениях

усилие передают стержни, вставленные в отверстие элементов и снабженные по кон­цам головками, которые препятствуют раз­мыканию соединенных элементов. В соеди­нениях по рис. 67, а и б такой стержень удерживает элементы от взаимного смеще­ния в направлениях стрелок. Вполне оче­видна непрактичность соединения при не­плотном заполнении отверстий стержнем и отсутствии обжатия головками, как это по­казано на рис. 67, в в положении до сме­щения и на рис. 67, г — после смещения соединенных элементов.

Оба условия — заполнение отверстия и стягивание соединяемых элементов — при заклепках и болтах выполняются различно.

Раскаленную заклепку в виде стержня с одной (закладной) головкой вставляют в просверленное отверстие соединяемых элементов (рис. 68, а) и, удерживая ее поддержкой, тут же осаживают клепальной скобой или молотком выступающий с противоположного конца ее стержень, образуя вторую (замы­кающую) головку. При осадке стержень вплотную заполняет отверстие.

Остывая после выклепки и укорачиваясь, заклепка плотно стя­гивает соединяемые листы или уголки.

В отличие от этого болт заполняет отверстие только в меру со­ответствия диаметров стержня и отверстия. В лучшей степени это достигается при точеных (чистых) болтах (повышенной точ­ности), Обычные черные (нормальной точности) болты не за­полняют всего отверстия, и они (без чередования их со стальны­ми, плотно забиваемыми пробками) для ответственных сооруже­ний недопустимы.

Элементы стягивают завинчиванием гайки на резьбе болта и в стянутом положении гайку иногда закрепляют контргайкой, но си­ла стягивания обычным болтом невелика (1 —2 тс).

Высокопрочные болты допускают натяжение их до значитель­ной величины (13—24 тс). В результате этого возникает такая си­ла трения между стянутыми элементами, которая одна удержива­ет их от смещения (отсюда происходит и второе название этих бол­тов, как фрикционных). Поэтому высокопрочные болты по надеж­ности соединения не уступают заклепкам и не требуют плотного заполнения стержнем отверстия (рис. 68, 6). Эти болты изготав­ливают из низколегированной стали 40Х.

Принципиально отлична от болтов и заклепок сварка. Она не механически, а структурно (физически) соединяет элементы. По

 

 

линиям стыков и сопряжений в металл элементов вплавляют новый металл.

Общим для всех способов является раз­деление на заводские и монтажные соединения. К заводским относят сое­динения, выполненные на заводе. Монтаж­ные соединения выполняют на строительст­ве при сборке заводских элементов или блоков в готовую конструкцию.

Одинаково также разделение на свя­зующие и рабочие соединения. Связующие сплачивают разрозненные час­ти в общее сечение элемента, обеспечива­ют плотное прилегание друг к другу лис­тов, уголков по всей длине. Рабочие соеди­нения передают усилия в стыках отдельных частей по длине элемента и в сопряжениях элементов друг с другом. В заклепочных и болтовых сопряжениях под действием про­дольных усилий, передаваемых одним элементом другому, стерж­ни заклепок и обычных болтов испытывают смятие, как и самый металл элементов у отверстий.

Кроме того, стержням заклепок и болтов угрожает срез попе­рек их сечения листами или уголками, как ножницами, по плоскос­ти сопряжения элементов.

Плоскости смятия на рис. 69 обозначены жирными линиями, а возможного среза — пунктиром. Понятно, что чем тоньше соединяемые листы, тем больше будет смятие и меньше возможность среза. И, наоборот, при толстых листах уменьшается смятие, но возрастает вероятность среза.

Сопротивление стали смятию почти в 2 раза выше, чем срезу. Но, изменив конструкцию соединения, можно уравнять прочность заклепки по срезу и смятию. Для этого возможность одного среза (рис. 69, а и б) устраняют применением соединений с двумя плоскостями среза (рис. 69, в).

Заклепки и болты размещают рядами. В направлении длины элементов ряды называют рисками, а расстояние между зак­лепками или поперечными рядами по риске — шагом заклепок (рис.70).

В мостах чаще всего применяют заклепки диаметром 23 мм (реже 20 и 26), а также высокопрочные болты диаметром 22, реже 18 и 24 мм. Надо иметь в

виду, что диаметры собственно заклепок такие же, как и у болтов (18, 22 и 24 мм); равно и диаметры отверстий для тех и дру­гих одинаковые (20, 23 и 26 мм). Но заклеп­ка после выклепки, заполняя все отверстие, принимает размер отверстия, а диаметр бол­та не претерпевает таких изменений.

При нескольких заклепках в соединении важно, чтобы все они по возможности равномерно участ­вовали в передаче усилий.

Рис. 71. Виды сварных швов: а и б — стыковые; в, г, д — угловые

Поэтому заклепки изготовляют из стали более мягкой, чем металл элемен­тов. Это придает некоторую податливость заклепкам, при которой перегруженные заклепки несколько сдают, нагружая другие, менее нагруженные. При этом, однако, не снижается прочность соединения. Благодаря податливости заклепок заклепочные соединения в целом отличаются достаточно большой на­дежностью. Однако это не исключает случаев расстройства заклепок, появления усталостных трещин у заклепок в основном металле элементов, интенсивно работающих на знакопеременные усилия.

Серьезный недостаток заклепочных и болтовых соединений сос­тоит в ослаблении ими сечений элементов. Отверстия сокра­щают площадь поперечного сечения элемента, что снижает его сопротивление растяжению. Для компенсации ослаблений элемент уширяют или утолщают, но это увеличивает расход металла.

Ослабление тем больше, чем больше число и диаметр отверстий в одном поперечном сечении. Чтобы снизить ослабление, обычно уменьшают число закле­пок в первых рядах по сравнению с последующими, где часть усилия уже пере­дана с элемента на накладку, перекрывающую стык (см. рис. 70). Это уменьшает ослабление, но все же не устраняет его, а также неблагоприятно сказывается на выносливости (стр. 25). Кроме того, и стыковые накладки увеличивают расход металла.

Таких ослаблений и лишних затрат металла нет в сварных сое­динениях. Экономия металла в сварных мостах по сравнению с клепаными достигает 15—20%. Для мостов применяют только электродуговую сварку.

Высокая температура дуги расплавляет металл электрода и близкую к нему зону металла изделий. Если такую дугу перемещать по линии соприкасания двух деталей, электрод будет сплавлять их, образуя в месте сопряжения шов на­плавленного металла, который по остывании соединит обе детали.

Все многообразие сварных швов можно разделить на две груп­пы: стыковые, когда свариваемые листы примыкают торцами друг к другу (рис. 71, а и б), и угловые (рис. 71, в, г, д), когда листы расположены один на другом внахлестку и в тавр. Соедине­ние встык удачнее, чем внахлестку. Перед сваркой толстые листы обрабатывают, снимая углы по линии сопряжения для лучшего проникания металла электродов в металл листов. Угловые швы разделяются на лобовые — поперечные к действию усилия (на рис. 71, г оно показано стрелкой) и фланговые, параллельные усилию.

 

Размер катета угловых швов 6—12 мм. Толщина стыковых швов соответст­вует толщине свариваемых листов и достигает 50—60 мм.

Сварку выполняют автоматами по методу академика О. Патона, разрабо­танному взамен несовершенной ручной сварки, применявшейся в первых сварных мостах.

В СССР построено немало сварных мостов под железную дорогу. Достаточно хорошо освоена заводская сварка.

Сварка при монтаже конструкций еще не вполне разрабо­тана для массового применения и практикуется лишь в опыт­ном порядке (стр. 115).

Монтажные соединения сварных элементов выполняют, как правило, на заклепках, а теперь все чаще навысокопрочных бол­тах.

Дефекты сварки в самом наплавленном шве, а также в смежном с ним основном металле нередко приводили в эксплуатации к серьезным трещинам с опасным повреждением элементов. Поэтому, наряду с расширением примене­ния сварки в мостах, продолжаются работы по совершенствованию их конструк­ций, технологии изготовления и контроля качества сварки. Эти работы пред­ставляют практический интерес. Сварные соединения снижают не только расход металла, но и трудоемкость изготовления конструкций по сравнению с клепаными и болтовыми.

 

5. Пролетные строения со сплошными балками

Основу пролетного строения составляют главные балки. Из них самые простые по конструкции, изготовлению и эксплуатации — балки со сплошной стенкой (рис. 72).

Клепаная балка состоит из двух поясов — верхнего и нижнего и объединяющего их вертикального листа — сплошной стенки на

 

всем протяжении. В поясе несколь­ко горизонтальных листов и два уголка, используемых для объеди­нения пояса со стенкой.

Сварные балки проще по конст­рукции. В них уменьшено число го­ризонтальных листов и нет поясных уголков, так как сами сварные швы соединяют пояс со стенкой. Замена пакета тонких листов одним тол­стым также целесообразна. Дело в том, что величина изгиба и прогиба балки под нагрузкой неодинакова по ее длине (рис. 73, а). Наиболь­ший прогиб — в середине пролета,

а к опорам он уменьшается до нуля. Подобно этому и величина усилия в поясах при изгибе балки изменяется от наибольшего в середине пролета до нуля на опорах. Наглядно это изображено диаграммой — эпюрой усилий (рис. 73, б). На ней вертикаль­ными линиями условно показана величина усилия в соответствую­щем месте по длине балки. Но чем больше усилие (растяжение в нижнем поясе и сжатие в верхнем), тем большее сечение должен иметь пояс, воспринимающий это усилие. Так, если в средней части пролета балки сверх двух поясных уголков требуются два листа (рис. 73, в), то у опоры, где усилие меньше, достаточно одного. Поэтому в клепаной балке (см. рис. 72, а) различное число листов по длине пояса, и наружные листы не доведены до концов балки: оборваны там, где они уже излишни.

Такое ступенчатое расположение металла проще всего выпол­нить в клепаной балке при нескольких листах в пакете (рис. 74, а), а в сварной, наоборот, применяя листы различной толщины, сваривая их встык по длине пояса (рис. 74, б).

В поперечном сечении балок (ом. рис. 72, б, в) заслуживает вни­мания и соотношение толщины поясов и стенки: пояса мощные, а стенка, напротив, высокая и тонкая. Аналогично было и в дощатых фермах. Там и здесь стенка балку два пояса.

При стремлении поясов сдви­нуться относительно друг друга в процессе изгиба под нагрузкой са­ма стенка испытывает сравнитель­но небольшие усилия. Но 'под вер­тикальной нагрузкой, помимо про­дольных сил, воспринимаемых в ос­новном поясами, в балке возникают поперечные силы, которые как бы перерезают балку. В то время, как продольные силы и вызываемые ими нормальные напряжения на-

 

правлены нормально (под углом 90°) к поперечному сечению балки, поперечные силы действуют в плоскости этого сече­ния по касательной к ней. Поэтому и на­пряжения от этих сил называют каса­тельными (срезывающими). Они наи­большие у нейтральной оси балки (стр. 67), причем увеличиваются от середины пролета к опорам.

Напомним, что одновременно с таким срезыванием поперек балки (поперечной силой) действует срезывание и в направ­лении нейтральной оси из-за сдвига вдоль балки, как показано при изгибе составных пакетов.

Действие поперечного срезывания в стенке изгибаемой балки можно про­следить на листе плотной бумаги, если его попытаться перекосить в направлениях сил, показанных на рис. 75.

Здесь сила В представляет собой действие груза в рассматриваемом попе­речном сечении балки, сила А — реакцию опоры (соседнего поперечного сечения балки). Под действием таких сил лист, перекашиваясь, будет коробиться по диа­гонали.

Подобно этому и в балке высокая тонкая стенка при изгибе мо­жет выпучиться вбок.

Во избежание выпучивания стенку укрепляют вертикальными ребрами жесткости (см. рис. 72). Ребра в виде парных (двусторон­них) уголков (в клепаной балке) или полос (в сварной балке) ставят по всей длине балки более часто у опор, реже — к середи­не пролета. Над опорами, где передается вся вертикальная нагруз­ка опорам, ребра особенно мощные — обычно четыре уголка, по два с каждой стороны стенки.

В высоких балках, т. е. при больших пролетах, стенку укреп­ляют еще и горизонтальными ребрами жесткости (особенности со­пряжения элементов в сварных балках рассмотрены на стр. 114).

В балках пролетом 'более длины прокатного металла (стр. 86) неизбежно устройство стыков (см. рис. 72). В клепаном стыке каждый элемент перекрывают накладками: лист — листовой накладкой, уголок — обычно уголковой. В сварных балках та­кие накладки не требуются.

При езде поверху балки со сплошной стенкой применяют для пролетов до 55 м, а иногда и более. Их высота, равная ¹/₇ — ¹/₁₁ пролета, достигает 5—6 м. Поскольку листовая сталь прокатыва­ется шириной до 2,2—3,0 м (в зависимости от толщины), а по длине обычно 8,0—12 м, то в балках большей высоты и длины устраивают стыки стенки не только вертикальные, но и горизон­тальные.

В пролетном строении обе главные балки соединены связями из уголков (рис. 76, а). При езде поверху продольные связи из распорок и диагоналей ставят в уровне верхнего пояса, но с уве­личением пролета — и по нижним поясам.

Поперечные связи над опорами и в пролете состоят из перекрещивающихся диагоналей и распорок. Распорки у попе­речных и продольных связей обычно общие.

Балки снабжаются с наружной стороны тротуарными консоля­ми, а по верхнему поясу — противоугонными уголками (стр. 35). Расстояние между балками при езде поверху 1,2—2,2 м и редко до 2,5 м. Большие расстояния требуют более мощных мос­товых брусьев, утяжеляют связи, увеличивают ширину опор. Но при больших пролетах и в мостах на кривой широкая расстановка балок создает необходимую поперечную устойчивость и боковую жесткость пролетного строения.

Приезде поверху пролетные строения со сплошными балками наиболее просты по устройству и легки. Однако, из-за большой строительной высоты (до 5—6 м) они не всегда применимы. В частности, невозможна их перевозка по железной дороге и установ­ка в готовом виде. В период Великой Отечественной войны при восстановлении мостов была осуществлена двухъярусная конструкция пролетных строений сначала с фермами, а затем и с балками, разрезанная по высоте на два цельноперевозимых блока. Они объединялись при установке на опоры болтами или заклеп­ками по нейтральной оси (подобно составной балке на рис. 52, б). Позже были применены даже трехъярусные пролетные строе­ния пролетом до 73 м (стр. 173).

Строительная высота пролетных строений уменьшается до 1— 2 м при езде понизу (рис. 76, б). Для этого между главными бал­ками помещают проезжую часть из продольных и поперечных ба­лок. Мостовые брусья при этом укладывают на продольные балки, прикрепленные к поперечным, а поперечные балки в свою очередь прикреплены к главным балкам, взаимно объединяя их.

Расположение пути внутри пролетного строения требует раздвижки главных балок по габариту приближения строений. Тот же габарит при малой (высоте главных балок не позволяет разместить верхние связи. Приходится ставить лишь нижние ветровые связи в плоскости растянутых поясов балок.

Из-за отсутствия верхних связей такие пролетные строения называют открытыми. В них характерна конструкция от выпучивания верхнего пояса главных балок.

Чтобы укрепить сжатый пояс и обеспечить поперечную боковую устойчивость пролетно­го строения при наличии только нижних свя­зей, главные балки (по всей их высоте) соединяют в одно целое с мощными поперечными балками при помощи вертикальных косы­нок—ребер жесткости. Усиленные ребра иногда ставили и снару­жи пролетного строения.

В открытых мостах главные балки чаще применяют со сплош­ной стенкой. Они не отличаются от балок для езды поверху.

Проезжая часть детальнее рассмотрена ниже. Ее устраивают не только в открытых, но во всех пролетных строениях с ездой понизу, а иногда и при езде поверху с широкой расстановкой главных балок (более 2,3—2,5 м).

6. Проезжая часть

Продольные и поперечные балки проезжей части образуют ба­лочную клетку (см. рис. 76, б). Она служит основанием для мосто­вого полотна. Расстояние между продольными балками 1,8—2 м. Их длина, а следовательно, и расстояние между поперечными бал­ками или, как говорят, панель, разнообразны: от 1,5 до 6 м и более.

Продольные и поперечные балки обычно двутаврового сечения со сплошной стенкой (рис. 77).

В продольных балках старых конструкций горизонтальных листов нет (рис. 77, а). В эксплуатации это приводит к смалковыванию уголков при прогибе мостовых брусьев (рис. 77, д) и образованию в поясных уголках выколов в горизонтальной полке под брусом или продольных трещин, отделяющих гори­зонтальную полку от вертикальной.

Теперь верхние уголки соединяют вместе листом (рис. 77, б). При нем угол­ки не повреждаются.

Поперечные балки служат опорой для примыкающих к ним концов двух пар продольных балок. Поэтому их сечение мощ­нее: в поясах поперечных балок, кроме поясных уголков, одна или 94

две пары листов (рис. 77. в). Сварные балки поясных уголков не имеют (рис. 77, г).

Стенки балок укреплены ребрами жесткости. Поскольку про­дольные балки воспринимают вертикальную нагрузку, боковые удары подвижного состава и давление ветра на состав, они соеди­нены связями: продольными по верхним поясам и попереч­ными в пролете балок (рис. 78). На продольных балках по кон­цам поставлены противоугонные уголки. За крайней (опорной) поперечной балкой по осям продольных балок приделаны консоли для мостового бруса в сопряжении пролетов (или с устоем).

Прикрепление продольных балок к поперечным более распрост­ранено в одном уровне, когда те и другие имеют одинаковую вы­соту (рис. 79, а). Это позволяет соединить пояса смежных по дли­не продольных балок верхними и нижними накладками. В этом соединении их называют рыбками. Они улучшают прикрепление продольных балок, которое состоит из парных уголков, соединяю­щих стенки продольной и поперечной балок. Уголки прикрепления служат и ребрами жесткости для стенок балок.

Если высота продольных балок меньше, чем поперечной, то иногда устраивают так называемые столики, поддерживающие продольные балки снизу (рис. 79,б). Для объединения продоль­ных балок нижней рыбкой столики несколько удлиняют.

При отсутствии верхних рыбок, т. е. когда верх поперечной бал­ки выше продольной, сжатые пояса продольных балок, укорачи-

ваясь под нагрузкой, нередко отрывают головки верхних заклепок в стенке поперечной балки.

В пролетных строениях с ездой поверху встречается этажное расположение продольных балок над поперечными (рис. 79, в). Поперечные связи здесь необходимы не только в пролете, но и над поперечными балками.

Этажно устанавливали иногда и поперечные балки на верхних поясах главных балок (рис. 80, а). От опрокидывания вдоль моста поперечные балки удерживаются косыми ребрами.

При этажном расположении как продольных балок над попе­речными, так и поперечных над главными, со временем появляют­ся трещины в поясных уголках и листах в местах сопряжения балок. Здесь же расстраиваются и заклепки, сопрягающие балки. Оба вида этих повреждений вызываются многократным перемен­ным действием изгиба и перемещения балок под поездами.

В современных мостах поперечные балки прикрепляют впри­тык к главной балке (ферме) при помощи вертикальных уголков и косынок при езде понизу (рис. 80, б), аналогично и поверху.)

 

7. Пролетные строения со сквозными фермами

Отличие сквозных ферм от сплошных балок

В сплошных балках с увеличением пролета растет высота и толщина стенки, требуется более солидное ее укрепление от выпу­чивания. В итоге увеличивается расход металла на стенку балки. Более целесообразно оставить в балке верхний и нижний пояса, а тяжелую и громоздкую стенку заменить элементами, которые сое­динили бы пояса в неизменяемую систему.

Воспользовавшись свойством геометрической неизменяемости треугольника (см. рис. 47), соединим пояса балки раскосами так, чтобы они образовали непрерывную треугольную систему (рис. 81, а). Это и будет ферма с параллельными поясами и треугольной ре­шеткой.

Такая система сохранит неизменяемость и в том случае, если пояса будут не целыми на всю длину балки, а составными из отдельных элементов между вершинами треугольников, т. е. между узлами, где сходятся элементы (рис. 81, б). Ни один узел такой фермы не может изменить своего положения относительно остальных без изгиба или изменения длины элементов. Если каждый элемент и все сопряжения элементов будут достаточно мощ­ными для постоянной и временной нагрузки, то под поездом узлы будут смещаться лишь в меру упругого прогиба фермы.