Мостових конструкцій.

Під час будівництва низьководних мостів використовуються такі табельні засоби механізації: мостобудівельна установка УСМ-2; автомобільні крани; автомобілі різної вантажопідйомності.

Під час заготівлі лісу та виготовлення мостових конструкцій використовуються: бензиномоторні пилки МП-5 “Урал-2”; лісопильна рама ЛРВ-1; пересувні електростанції ЭСБ-8І.

Для зварювання та різки металу використовується обладнання з комплекту електростанції ЭСБ-8І і ремонтних майстерень, а також народногосподарські зварювальні трансформатори і зварювальні перетворювачі.

Мостобудівельна установка УСМ-2 (мал.6) призначена для механізації будівництва низьководних мостів (естакад)на дерев’яних пальових і рамних опорах через вузькі водні перешкоди, заболочені пойми і суходільні перешкоди (яри, виїмки тощо).

Малюнок6– Мостобудівельна установка УСМ-2

До складу комплекту мостобудівельної установки входять: мостобудівельна машинаі допоміжний автомобіль з допоміжним обладнанням, майном і ЗІП.

У якості базового автомобіля мостобудівельної машини використовується шасі автомобіля КрАЗ-260Г, на якому змонтовано обладнання, що забезпечує подачу мостових елементів з транспортного автомобіля, занурювання паль, оббудову опор і укладення прольотних споруд.

Характерною особливістю мостобудівельної машини є те, що у ході будівництва вона переміщується безпосередньо по ділянці мосту, який зводиться. Це дозволяє будувати мости незалежно від стану перешкод: на мілководді, суходолах тощо.

Подача мостових конструкцій до мостобудівельної машини проводиться транспортними автомобілями, що рухаються по зведеній ділянці мосту заднім ходом.

Забивання паль проводиться дизель-молотами ДМ-240, а їх обпилювання – бензиномоторними пилками МП-5 “Урал-2”.

Допоміжний автомобіль призначений для перевезення обслуги, допоміжного обладнання та обладнання, що знімається, поковки і ЗІП. Все майно і ЗІП знаходиться в ящиках, а поковка – у висувних ящиках контейнера.

За допомогою УСМ-2 можна будувати мости з темпом: у звичайних умовах (вдень) – 10...18 м/год; у складних умовах (слабкі і кам’янисті ґрунти, підвищена швидкість течії, льодохід, темний час доби тощо) – 7...10 м/год.

За допомогою мостобудівельної машини можна виконати такі операції:

одночасно забити чотири палі й обпиляти їх на одному рівні;

встановити на обпиляні палі насадку;

укласти прогінну споруду та прикріпити її до насадки.

Виконавши операції, машина пересувається на готову ділянку моста і операції повторюються.

Тема №6: „ Інженерна розвідка існуючого мосту, і визначення його вантажепід’ємності.”

6.1.Загальні положення.

Інженерна розвідка існуючого мосту проводиться з метою:

· виявлення стану мосту і визначення його вантажопід'ємності для
пропуску військової техніки;

· прийняття рішення про підсилення моста при недостатній його
вантажепід' ємності;

· визначення ступеня і характеру пошкоджень руйнувань мосту і
прийняття рішення про доцільність і можливість його
відновлення;

· отримання необхідних даних для прийняття рішення про
будівництво мосту на обході в випадку неможливості
використання пошкодженого мосту.

В ході інженерної розвідки проводиться також перевірка мосту і підходів до нього на зараження і мінування.

Для інженерної розвідки мосту в залежності від його довжини і конструкції виділяється ІРД в складі від одного відділення до взводу на чолі з офіцером.

ІРД повинен мати:

· карту масштабу 1: 50000 - 1 : 100000;

· бінокль;

· комплект засобів розвідки водних перешкод;

· фотоапарат;

· рівень, висок, складні метри, рулетка;

· ручні бурави;

· шанцевий інструмент;

· надувні човни;

· засоби розвідки загороджень і заражень.

При обстеженні металевих і залізобетонних мостів, крім того, треба мати кувалди, зубила, підпилок, штангенциркулі, кранциркулі, лупи, сталеві щітки.

В результаті інженерної розвідки складається карточка інженерної розвідки мосту (додаток 23 керівництва ВМЖО), в якій приводяться:

· місце розташування моста;

· відомості про прольотні споруди і опори;

· відомості про пошкодження руйнування мосту;

· висновки про вантажепід'ємність і рекомендації по можливим
способам підсилення і відновлення елементів.

До карточки додається схема мосту в масштабі 1 : 5000 - 1 : 2000 з характеристиками водної перешкоди, підходів до мосту і іншими відомостями, схеми прольотних споруд (фасад і поперечні перерізи) і опор, відмінних одна від одної, в масштабі 1 : 100 - 1 : 200, а при необхідності фотографію моста в цілому, креслення (ескізи) і фотографії окремих пошкоджень чи руйнувань елементів (вузлів) конструкції мосту.

6.2.Визначення стану мосту.

На вантажопід'ємність .дерев'яних мостів,що не мають механічних пошкоджень і руйнувань впливають:

• знос настилу;

• враження деревени гниллю;

• недостатньо щільне з'єднання елементів у вузлах;

• тріщини і зм'яття в врубленях і вузлових подушках;

• тріщини в накладках з нагельними і болтовими з'єднаннями;

• нещільне при торцювання до паль стійок в місцях зрощування;

• перекоси опор.

Знос настилу, недостатньо щільне з'єднання елементів, тріщини і зм'яття, нещільне приторцювання і інші дефекти встановлюють зовнішнім оглядом і заміром їх величини.

Загнивання деревини встановлюється оглядом, простукуванням, свердленням буравом, і підтесуванням сокирою. При огляді звертають увагу на колір і структуру деревини. Коричневий чи бурий колір при свердленні показує, що деревина уражена гниллю.

Деревина, що загнила, при простукуванні видає глухий звук. У здорового лісу звук повинен бути дзвінким.

Треба мати на увазі, що при гнилій серцевині зовнішні волокна бувають здоровими, тому неможна робити висновки про якість матеріалу тільки з результатів зовнішнього огляду конструкції.

Загниванню деревина піддається в першу чергу в місцях застою води і змінної вологості, а також при недостатньому провітрюванні конструкції.

Враження гниллю звичайно має місце в місцях з'єднання елементів конструкцій, а саме:

· в місцях спирання верхнього настилу на нижній, настилу на
поперечні прогони, прогонів на насадки, насадок на палі чи стійки;

· в місцях зрощування паль і стійок;

· в гніздах шпонок чи колодок в складених прогонах;

· в вузлах дерев'яних ферм, стійках поясів, місцях закріплення
зав'язків.

Загнивання паль, як правило має місце в зоні коливань рівня води, а на суходолі - біля поверхні землі.

Перекоси опор визначаються по положенню насадок за допомогою рівня, а стійок виском.

На вантажепід'ємність металевих мостів, що не мають механічних пошкоджень, впливає:

· враження металу іржею;

· розлад клепкових з'єднань;

Найбільш вірогідними місцями іржавіння є:

місця з пошкодженим шаром фарби;

місця, в яких можливо скупчення вологи;

вузли з'єднання елементів ферм;

верхні пояси клітинних балок.

Стан клепкових з'єднань перевіряється в місцях:

закріплення повздовжніх балок до поперечних;

поперечних балок до головних ферм чи балкам;

в стиках балок;

в вузлах наскрізних ферми поблизу середини прольотів і біля
опор.

Щільність клепкових з'єднань визначають ударом молотка з боку по головці клепки. Дефективні клепки при цьому хитаються в отворах і видають глухий звук.

При наявності дефектних клепок вантажепід'ємність металевого мосту (його елементів) знижується пропорційно кількості пошкоджених клепок.

6.3.Обстеження пошкоджених мостів.

Для виявлення пошкоджень і руйнувань в першу чергу оглядаються основні елементи прольотної споруди і опор:

в найпростіших блочних дерев'яних мостах - прогони, насадки,
палі, зв'язки в опорах і між ними;

в дерев'яних і металевих мостах з фермами (головними балками)

елементи балок і ферм (пояси, розкоси, стійки і з'єднувальні решітки затиснутих елементів), вузли ферм, балки проїзної частини і місця їх закріплення;

в залізобетонних, бетонних, і кам'яних мостах - балки і своди.

В мостах бувають наступні пошкодження чи руйнування елементів:

пробоїни проїзної частини;

згинання суцільних металевих балок і елементів наскрізних ферм;

пошкодження і руйнування окремих елементів мосту і його
вузлів;

тріщини у зварних швах і в основному металі.

Найбільш вірогідна поява тріщин в основному металі в наступних місцях:

біля зварних швів (клепок);

в поясних кутах балок;

в місцях закріплення повздовжніх балок до поперечних і
поперечних до ферм (балок);

в місцях приварки елементів до прокатних балок.

Ознаками тріщин є наявність іржавих підтікань, розтріскана фарба, дрижачий звук при постукуванні молотком.

При підозрі на наявність тріщин зварні шви чи основний метал зачищають до металевого блиску і оглядають через лупу.

При розвідці металевого мосту пошкодженого вогнем, в першу чергу обстежують місця безпосередньої дії полум'я, які виявляють по обсмаженій фарбі, слідам копоті і т.д. При перепалюванні сталь має оплавлені місця і плівку окалени сіро - синього кольору.

6.4.Визначення вантажопід'ємності мостів.

Не потребують визначення вантажопід'ємності при умові задовільного стану прольотних споруд і опор і допускають пропуск любої військової техніки, що відповідає основній категорії вантажопід'ємності, в одну смугу руху з дистанцією руху не меньше 25м постійні мости наступних видів:

залізобетонні, бетонні, кам'яні;

металеві автодорожні і міські збудовані після 1945р.;

металеві мости з асфальто - і цементнобетонним покриттям;

металеві міські з двохпутним трамвайним рухом;

металеві залізничні.

Вантажопід'ємність мосту в цілому корегується вантажопід'ємністтю його окремих елементів, яка визначається розрахунковим методом.

На основі отриманої вантажопід'ємності і зрівняння її з розрахунковими навантаженнями (див. табл. 16.1. Керівництва) робиться висновок про категорію вантажопід'ємності мосту в цілому (основна, понижена, підвищена) чи по певній вантажопід'ємності встановлюється можливість пропуску по мосту реальних бойових чи транспортних машин.

Визначення вантажопід'ємності металевого мосту, що має явні ознаки дії високих температур, а також бетонного і кам'яного арочних мостів, що мають поперечні похилі тріщини у сводах, проводяться пропуском пробних навантаженнь.

Вантажопід'ємність металевих мостів, за виключенням згаданих вище, а також дерев'яних і деревометалевих мостів визначається розрахунковим методом.

Вантажопід'ємність металевих мостів визначається з умов міцності головних ферм ( балок ), поперечних та повздовжних балок проїзжої частини.

Металеві головні ферми арочних і комбінованих мостів не потребують перевірки вантажопід'ємності, а головні ферми балочних мостів з прольотом, який дорівнює 40 м. і більше, допускають пропуск любої техніки, що відповідає мостам основної вантажопід'ємності, а прольотом 50 м. і більше, що відповідає мостам підвищеної вантажопід'ємності.

Вантажопід'ємність дерев'яних мостів визначається з умов міцності ферм (балок) поперечин, поперечних балок, прогонів, паль і насадок.

Міцність робочого настилу простих дерев'яних мостів при збереженому захистному настилі і робочого настила металевих мостів не перевіряється.

Для визначення можливості пропуска реальних гусеничних і багатоосних колісних навантажень їх тиск приймається по фактичній масі при довжені опорної поверхні, що дорівнює відстані між осями крайніх катків чи осями крайніх коліс. Тиск осей візка причепа приймається з коефіцієнтом 1,05.

При визначенні вантажопід'ємності головних ферм ( балок ), повздовжних балок, а також паль ( стійок ) коефіцієнт неравномірності визначається за формулою :

де - b відстань між осями крайніх ферм, а в опорах відстань між осями крайніх паль ( стійок ) чи кущів паль;

n - кількість ферм ( балок ) в поперечному перерізі мосту, для повздовжних балок в мостах з їздою зверху - сумарна кількість головних ферм

( балок ) і повздовжних балок по ширині моста; для паль ( стійок ) - кількість їх в плоскій опорі чи кількість кущів паль в ряду баштової опори;

е - ексцентриситет прикладання навантаження, в двокутних мостах дорівнює 0,75 м., а в однокутних визначається за формулою :

де В_п.ч - ширина проїзжої частини, м

В_н - відстань між зовнішніми краями гусениць чи коліс.

Динамічний коефіцієнт для металевих головних ферм ( балок ) приймається по формулі:

де 1 - прольот головної ферми ( балки )

Для металевих повздовжних балок, прогонів і поперечних балок дінамічний коефіцієнт l+μ приймають рівним 1,15, а для елементів дерев'яних мостів - 1,0.

6.4.1Вантажопід'ємність прогонів і повздовжних балок визначається за формулою :

де n - сумарна кількість головних ферм балок і повздовжних балок в мостах з їздю зверху;

m - повна кількість осей розрахункового (див. таб 16.1 Керівництва) чи дійсного навантаження;

М_доп - згинний момент одної повздовжної балки чи прогону;

М_пост - згинний момент від постійного навантаження в одній повздовжній балці чи прогоні;

k_m - коефіцієнт, що приймається по таб. 17.1 Керівництва.

Згинаючий момент, що допускається в одному дерев'яному простому, складному чи складеному прогоні чи в одній поперечині і поперечній балці визначається за формулою :

де R_j - розрахунковий опір дерева на згин, приймається по таблиці 16.3

W_д— момент опору, визначається по таблиці 17.2 Керівництва.

Допустимий згинний момент для металевої повздовжної балки ( прогона ) визначається за формулою :

де R_j - розрахунковий опір на згин, визначається по таб. 16.4 Керівництва;

W_M — момент опору ( см ) перерізу балки, який визначається по таблицям додатку 3 Керівництва за формулами :

- для прокатної чи зварної балки

- для клепаної балки

де h_CT - висота стінки, см;

δ_СТ - товщина стінки, см;

b_п - ширина горизонтальних листів, см;

δ_п - товщина всіх горизонтальних листів одного пояса, см;

F_У - площа перерізу кутнику, см²;

B_У - ширина верхньої полки кутника, см.

Згинний момент від постійного навантаження в одній повздовжній балці чи одному прогоні визначається за формулою :

де g₁ - постійне навантаження від маси проїзжої частини чи прольотної споруди, визначається по таб. 17.3, тс/м ;

В_пч - ширина проїзжої частини, м;

1 - розрахунковийпроліт повздовжної балки чи прогона, м;

n - в мостах з їздою зверху сумарна кількість головних ферм ( балок ) і повздовжніх балок чи сумарна кількість прогонів по ширині мосту.

В антажопід'ємність поперечин при відстані між головними фермами (балками) більше подвійної відстані між серединами коліс чи гусениць визначається за формулою :

Вантажопід'ємність поперечин при відстані між головними фермами (балками) менше подвійної відстані між серединами коліс чи гусениць визначається за формулою :

де М_доп - допустимий згинний момент в поперечині, визначається за формулою ( 4 );

b - прольот поперечини чи відстань між осями головних ферм балок, м;

b_н - відстань між осями коліс чи гусениць, м;

α = коефіцієнт що враховує пружне розподілення тимчасового навантаження, що вводиться тільки при розрахунку поперечини на пропуск візка, напівпричепа чи автомобіля; при двух фермах по ширині мосту α=0,6; при чотирьох - α = 0,7; при шести α = 0,8;

t - ширина гусениці чи колеса, м.

Вантажопід'ємність поперечних балок при відстані між головними фермами (балками) більше подвійної відстані між серединами коліс чи гусениць визначається за формулою :

Вантажопід'ємність поперечних балок при відстані між головними фермами (балками) менше подвійної відстані між серединами коліс чи гусениць, а також якщо при ексцентриситеті е>0,75 м гусениця може розташовуватись посередині поперечної балки, визначається за формулою :

де М_доп - допустимий згинний момент в поперечній балці визначається для дерев'яної балки за формулою ( 4 ), для металевої -

(5);

М_пост - згинний момент від постійного навантаження;

b - відстань між осями головних ферм ( балок ) -розрахунковий прольот поперечної балки, м;

b_o - відстань між осями коліс чи гусениць, м;

t - ширина колеса чи гусениці, м;

l+μ - динамічний коефіцієнт, що визначається за формулою (

2);

k_пр - коефіцієнт, що враховує повздовжнє встановлення тимчасового навантаження в залежності від кількості колісних осей, що розташовані на двох суміжних прольотах повздовжніх балок, визначається по таб. 17.4 Керівництва.

Згинний момент від постійного навантаження в поперечній балці визначається за формулою :

де g₁ - постійне навантаження від маси проїзної частини, визначається по таб. 17.3 Керівництва;

d — розрахунковий прольот повздовжніх балок, м;

b - розрахунковий прольот поперечної балки - відстань між осями головних ферм, м;

1 - розрахунковий прольот прогонів, м.

Визначення вантажопід'ємності головних ферм ( балок).

Вантажопід'ємністьголовних ферм ( балок ) визначається за формулою :

де М_доп - допустимий згинний момент в одній визначається за формулою (5);

М_пост - згинний момент від постійного навантаження в одній головній фермі (балці);

n - кількість головних ферм ( балок ) по ширині мосту;

1 - розрахунковий прольот головної ферми (балки);

s - розрахункова довжина опороної поверхні гусениці чи база багатовісного колісного навантаження ( таб. 16.1 Керівництва), а для реальних машин відстань між осями крайніх катків гусениці чи крайніх колес багатоосної колісної машини;

k_H - коефіцієнт нерівномірності визначається за формулою ( 1 );

Допустимий згинний момент в металевих наскрізної і дошково-цвяхових балках, а також в фермах типу Гау-Журавського визначається за формулою :

де К_осл - коефіцієнт послаблення, який дорівнює для ферм типа Гау-Журавського і дошково-цвяхових ферм —0,8, для металевих наскрізних ферм - 0,85;

F_бр — площа поперечного перерізу нижнього поясу, см²;

R_p - розрахунковий опір на розтяг для дерева дорівнює 130

кг/см² , для сталі - 1900 кг/см² ;

h₀ - розрахункова висота ферми ( балки ), м.

Згинний момент від постійного навантаження в одній головній фермі (балці) визначається за формулою :

де q₂ - постійне навантаження від маси прольотної споруди, визначається за таб. 17.3 Керівництва; В_пч - ширина проїзної частини, м; 1₀ - розрахунковий прольот головної ферми ( балки ), м; η - кількість головних ферм ( балок) по ширині мосту.

Визначення вантажопід'ємності дерев'яних опор.

Вантажопід'ємність пальової і рамної плоскої опори по умовам міцності насадки і несущої здібності паль визначається за формулою :

де А_доп - найменший допустимий тиск на палю чи стійку візначається за таб. 16.10 Керівництва чи за формулою :

n_с - кількість паль в опорі;

k_H - коефіцієнт нерівномірності визначається за формулою ( 1 );

k_np - коефіцієнт, що враховує повздовжну установку тимчасового навантаження, визначається по таб. 17.4 Керівництва;

А_пост- тиск на опору від постійного навантаження, яке дорівнює :

q₂ - постійне навантаження від маси прольотної споруди, тс/м²;

В_пч - ширина проїзжої частини, м;

1 - розрахунковий прольот мосту, м;

R_cm - розрахунковий опір на зменшення деревини насадки впоперек волокон, визначається за таб. 16.10 Керівництва, кгс/см ;

F_CM - площа змяття насадки см², визначається за формулою :

де d_c - діаметр палі чи стійки в місці примикання до насадки, см;

Ь_н - ширина зтески насадка, м.