Продольная надвижка пролетных строений

Продольную надвижку применяют для установки пролетных строений на постоянные опоры, погрузки на плавучие средства, а также при замене пролетных строений в процессе реконструкции мостов. Пролетные строения надвигают на опоры при помощи накаточных, тяговых и тормозных устройств.

Накаточные устройства. Для надвижки пролетных строений применяют салазки, ролики, тележки и катки.

Металлические салазки, изготовленные из стального листа или швеллера, прикрепляют к нижнему поясу пролетного строения и опирают на путь скольжения, выполненный из рельсов или двутавровых прокатных балок (рисунок 5.5). Для уменьшения трения поверхности скольжения смазывают минеральными маслами или укладывают между ними полимерные материалы (нафтлен, фторопласт-4).

1 - рельс; 2 - швеллер; 3 - упор; 4 - стяжной болт; 5 - деревянный брус

Рисунок 5.5 - Салазки для надвижки пролетных строений

Ролики для надвижки пролетных строений выполняют в виде колес, плотно насаженных на ось и опертых на башмаки с цапфами. Через балансирные балки они могут объединяться в роликовые опоры. Число роликов в опоре определяется ее грузоподъемностью. Пролетные строения железнодорожных мостов, как правило, надвигают по роликам, имеющим реборды (рисунок 5.6).

1 - опорная часть; 2 - балансирная балка; 3 - ролик; 4 - рельс; 5 - брус; 6 - нижний пояс главной фермы пролетного строения; 7 - стяжной болт

Рисунок 5.6 - Схема двухроликовой опоры

К нижнему поясу пролетного строения в этом случае прикрепляют рельсы головками вниз. Для надвижки сплошностенчатых сварных пролетных строений применяют безребордные ролики, не требующие устройства верхних накаточных путей.

Для перемещения пролетных строений в пределах насыпи или по сплошным подмостям применяют различного рода тележки. При надвижке пролетных строений небольшого веса применяют специальные двухосные тележки (рисунок 5.7), состоящие из колес с ребордами и рам. Тележки прикрепляют неподвижно к нижним поясам ферм в опорных узлах или близких к опорным. Нижний накаточный путь устраивают из рельсов.

Рисунок 5.7 - Двухосная тележка для надвижки пролетных строений

Катки изготавливают из чугуна, стали или стальных труб, заполненных бетоном диаметрами 80…140 мм. Длина катков должна превышать ширину накаточных путей на 15…20 см. Наиболее часто применяют катки длиной 600…1200 мм. Катки укладывают равномерно по длине накаточных путей строго перпендикулярно их оси. Во избежание заклинивания и для удобства подбивки катков в процессе надвижки их укладывают на расстоянии друг от друга не менее 15 см. Катки рассчитывают на смятие, изгиб и срез. Предельная нагрузка на одно пересечение катка с рельсом не должна превышать следующих величин:

Диаметр катка, мм	Предельная нагрузка, кН (тс)
	29(3) 49(5) 59(6) 79(8)

Накаточные пути для надвижки пролетных строений могут быть непрерывными и с разрывами, верхними и нижними (рисунок 5.8). Накаточные пути размещают под нижними поясами ферм или продольными балками проезжей части (рисунок 5.9). При надвижке по продольным балкам под нижними поясами главных ферм предусматривают страховочные клетки.

а - непрерывные накаточные пути; б – пути с разрывом верхнего накаточного пути; в - то же, нижнего пути; 1 – верхний накаточный путь; 2 - нижний накаточный путь; 3 - каток

Рисунок 5.8 - Схемы накаточных путей

а – накаточные пути под поясами главных ферм; б – то же, под продольными балками; 1 - стяжной болт; 2 - брус; 3 - каток; 4 - лежень; 5 - страховочная клетка

Рисунок 5.9 - Конструкция накаточных путей

Накаточные пути устраивают из рельсов или двутавровых балок. Для обеспечения плавности перемещения пролетного строения стыки рельсов (балок) устраивают в разбежку без зазоров. Концы путей плавно отгибают с уклоном до 15 % на длине не менее 1,0 м у верхних и 0,2 м нижних путей.

Число рельсов n в накаточных путях должно удовлетворять условию:

,

где Р - расчетная нагрузка на 1 м пути;

m - число катков на 1 м пути;

q - предельная нагрузка на одно пересечение катка с рельсом.

При надвижке пролетного строения возможно его незначительное боковое смещение. Поэтому число рельсов в нижнем накаточном пути принимают на один больше, чем в верхнем.

Рельсы верхнего накаточного пути прикрепляют к брусьям костылями или шурупами, а брусья к поясу - тяжами или лапчатыми болтами. Нижний накаточный путь на насыпи укладывают на щебеночный балласт, а при больших нагрузках - на железобетонные плиты.

Тяговые и тормозные средства. В качестве тяговых приспособлений для надвижки пролетных строений преимущественно используют электрические лебедки или гидравлические домкраты. В качестве тормозных средств - ручные или электрические лебедки. На каждое пролетное строение устанавливают один или два тяговых и тормозных полиспастов. Тяговые и тормозные лебедки устанавливают на пролетном строении, опорах или на грунте симметрично оси надвижки (рисунок 5.10).

а - схема расположения парных полиспастов; б - продольная надвижка с расположением лебедок на пролетном строении; в - то же, с лебедками, расположенными на берегах; 1 - тормозной полиспаст; 2 - тормозная лебедка; 3 - пролетное строение; 4 – тяговая лебедка; 5 - тяговый полиспаст

Рисунок 5.10 - Схема тяговых и тормозных средств

Диаметр троса и число роликов полиспастов определяют расчетом. Диаметр роликов принимают не менее 15 диаметров троса, а расстояние между блоками - не менее 5 диаметров роликов. Грузоподъемность тяговых и тормозных лебедок P принимают в зависимости от величины тягового усилия:

,

где Т - нормативное тяговое усилие;

K_n - коэффициент полиспаста.

Величину тягового усилия определяют по формулам:

- при перемещении на салазках;

- при перемещении на катках;

- при перемещении на тележках с подшипниками скольжения,

где m₁ - коэффициент трения скольжения, зависит от пары трущихся тел, ориентировочно величину m₁ можно принимать:

Пара трущихся тел	Величина m1
Сталь по стали Дерево по дереву: при параллельных волокнах при взаимно перпендикулярных волокнах дерево по стали дерево по льду бетон по бетону бетон по песчаному грунту	0,20   0,60   0,55 0,50 0,04 0,60 0,40

m_{2 -} коэффициент трения качения катка (колеса) по рельсам, m₂ =0,04;

m₃ - коэффициент трения скольжения в подшипниках, m₃ =0,05…0,1;

Q - нормативный вес перемещаемой конструкции, кН (тс);

R₁ - радиус катка, см;

R₂ - радиус колеса, см;

r - радиус оси колеса, см;

K - коэффициент, учитывающий факторы повышения сопротивления перемещению груза, K =2.

Скорость надвижки должна обеспечивать плавное перемещение пролетного строения и своевременную закладку катков. Скорость перемещения на роликах, тележках и катках обычно не превышает 0,5 м/мин или 30 м/ч, а на устройствах скольжения - 0,25 м/мин соответственно 15 м/ч.

Способы надвижки пролетных строений. Пролетные строения на подходах к мосту могут собираться на насыпи, отсыпной до проектной отметки или до отметки подферменной площадки устоя. В первом случае пролетные строения надвигают в уровне верха шкафной части устоя, в пролете их опускают и устанавливают на опорные части.

Во втором случае пролетные строения надвигают в уровне близком к проектному, позволяющем их установку на опорные части без выполнения трудоемкого процесса опускания. Шкафную часть устоя бетонируют после перемещения пролетного строения в пролет.

Надвижку пролетных строений выполняют: по сплошным подмостям; по капитальным опорам; по временным промежуточным опорам; на катучих или плавучих опорах; с помощью аванбека.

Продольную надвижку по сплошными подмостям применяют при небольшой высоте моста и малой глубине воды. Подмости устраивают из инвентарных мостовых конструкций и прокатного металла (рисунок 5.11, а). Пролетные строения надвигают обычно на катках, возможна надвижка на тележках или железнодорожных платформах.

а – надвижка по сплошным подмостям; б – то же, по капитальным опорам; в – то же, по временным опорам; l - длина пролетного строения

Рисунок 5.11 - Схемы надвижки пролетных строений

Надвижку по капитальным опорам применяют при установке в пролет двух и более пролетных строений. Для надвижки их объединяют с помощью соединительных элементов в неразрезную конструкцию (рисунок 5.11, б). Капитальные опоры, по которым перемещают пролетные строения, уширяют так, чтобы длина для накаточного пути на каждой из них была не менее 1,25 длины панели.

С устройством временных опор применяют надвижку одиночных пролетных строений при небольшой высоте моста (рисунок 5.11, в). Расстояние между опорами по оси моста принимают из условия:

,

где M_u, M_z - соответственно опрокидывающий и удерживающий моменты;

m - коэффициент условий работы, m = 0,9.

Обычно это расстояние принимают 0,3…0,4 длины пролета. Число временных вспомогательных опор рекомендуется принимать: при длине пролета до 66 м - 1 опору; при пролетах до 110 м - две и при большей длине пролета - три опоры. Временные опоры устраивают из инвентарных конструкций на лежневых или свайных фундаментах.

Надвижку с помощью плавучих опор применяют при большой глубине воды, когда другие способы надвижки экономически невыгодны или невозможны (рисунок 5.12, а). Плавучие опоры устраивают из инвентарных понтонов и мостовых конструкций, высоту опоры для подъема и опускания пролетного строения регулируют водным балластом.

а - надвижка пролетного строения с использованием плавучей опоры; б – то же, катучей опоры

Рисунок 5.12 - Схемы надвижки пролетных строений с использованием подвижных опор

Собранное на насыпи подхода к мосту пролетное строение выдвигают в пролет на величину, достаточную для размещения под ним плавучей опоры. Опирание выдвинутого конца пролетного строения на плавучую опору выполняют ее разбалластировкой. Второй конец пролетного строения опирают на тележки или каретки. Для перемещения системы тяговые усилия прикладывают к опоре и пролетному строению, не допуская нарушения ее равновесия. Пролетное строение на постоянную опору устанавливают балластировкой плавучей опоры.

При наличии значительной ширины пойменного участка с устойчивыми грунтами и других благоприятных условий надвижка пролетных строений может быть выполнена с помощью катучих опор (рисунок 5.12, б). Катучие опоры устраивают из инвентарного имущества (ИМИ-60, МИК-С) или местных материалов, их размеры определяются конструкцией накаточных путей. Опоры перемещают на катках, тележках или каретках, а накаточный путь устраивают по грунту или низководному эстакадному мосту.

Надвижку пролетного строения с аванбеками в виде легкой конструкции применяют при большой глубине воды, слабых грунтах и других условиях, требующих значительных материальных и трудовых затрат на сооружение подмостей и вспомогательных опор (рисунок 5.13). Для обеспечения равномерной передачи нагрузки на аванбек и облегчения накатывания на опору конец аванбека устраивают с плавным подъемом кверху. Длину аванбека принимают из условия устойчивости против опрокидывания надвигаемого пролетного строения в невыгодном положении. Обычно длину аванбека принимают 0,6…0,7 величины пролета.

L –длина пролетного строения

Рисунок 5.13 - Надвижка пролетного строения с аванбеком

Наиболее распространенным из перечисленных является способ надвижки пролетных строений по временным вспомогательным опорам. Они могут быть отдельно стоящими или сопрягаемыми с постоянными опорами. Число и размеры перекаточных опор принимают с учетом устойчивости и прочности надвигаемого пролетного строения, прочности и устойчивости от опрокидывания перекаточной опоры и возможности размещения устройств для надвижки пролетных строений. Конструкция перекаточной опоры показана на рисунке 5.14.

Верхняя часть опоры - оголовок выполняется в виде жесткого распределительного ростверка, обеспечивающего восприятие вертикальных и горизонтальных сил и передачи их на стойки опоры. На оголовке перекаточной опоры размещают накаточные пути с устройством для регулирования их по высоте, улавливающих приспособлений для сбегающих катков, устройство для поддомкрачивания консоли пролетного строения, а также рабочие площадки для монтажников.

1 - площадка установки домкратов; 2 - площадка заправки катков; 3 - рельсы нижнего накаточного пути; 4 - клинья; 5 - катки; 6 - рельсы верхнего накаточного пути; 7 - площадка приема катков; 8 - пролетное строение; d - длина панели пролетного строения

Рисунок 5.14 - Временная перекаточная опора

Перекаточные опоры рассчитывают по первой группе предельных состояний на прочность и устойчивость положения в продольном и поперечном направлениях на действие нагрузок при их невыгодном сочетании (таблица 5.2).

Таблица 5.2 - Сочетание нагрузок для расчета перекаточных опор

Нагрузки	Сочетания нагрузок
вдоль надвижки, qw^н =18 кгс/м^2	поперек надвижки qw^н =18 кгс/м^2	поперек надвижки qw^н = max
1. Собственный вес пролетного строения и опоры с накаточными путями 2. Вертикальная нагрузка от пролетного строения 3. Горизонтальная нагрузка от тягового усилия 4. Ветровая нагрузка вдоль надвижки 5. Ветровая нагрузка поперек надвижки	+   +   + +   -	+   +   + -   +	+   +   - -   +
Примечание - qw^н –интенсивность ветровой нагрузки

В первом и втором сочетаниях приняты нагрузки, действующие на опоры соответственно вдоль и поперек оси надвигаемого пролетного строения при производстве работ. Третье сочетание создает напряженное состояние опоры при сильном ветре, когда работы по надвижке остановлены. По первому и третьему сочетаниям проверяют прочность элементов и устойчивость положения опоры, по второму - только прочность элементов опоры.

Расчет перекаточной опоры ведут по формулам внецентренного сжатия (рисунок 5.15) в следующей последовательности:

1. Определяют положение центра тяжести надвигаемой системы:

,

при наличии одного пролетного строения:

,

где b_j - расстояние от конца надвигаемой системы до центра тяжести j -го пролетного строения;

Q_j - вес j -го пролетного строения с верхними накаточными путями;

L - длина пролетного строения.

2. Находят центр тяжести площадок опирания по формуле:

,

где i - номер опоры, другие величины показаны на рисунке 5.15.

3. Находят расстояния от центра тяжести площадок опирания до центра каждой площадки - a_i.

4. Вычисляют момент инерции опорных площадок относительно оси, проходящей через центр тяжести этих площадок:

.

Давление в любой точке, расположенной на расстоянии от центра тяжести площадок опирания, находят по формуле:

.

5. Подставляя вместо x соответствующие расстояния, находят давления P₁ и P₂ по краям рассчитываемой опоры.

Вертикальная нагрузка B на опору i будет равна:

.

При расчете опоры, кроме вертикальной нагрузки, учитывают горизонтальную нагрузку от тягового усилия T_оп и давления ветра W_оп, которые принимают пропорциональными вертикальному давлению от пролетного строения:

, .

Величины, входящие в эти формулы, показаны на рисунке 5.15.

а – расчетная схема для определения давления на нижний накаточный путь; б – то же, для расчета опоры при приложении нагрузок вдоль моста; в - то же, поперек оси моста

Рисунок 5.15 - Расчетные схемы к расчету перекаточной опоры

Надвижка пролетных строений является ответственной операцией, требующей строгого соблюдения проекта производства работ, правил техники безопасности и четкой организации работ. Надвижка должна выполняться по специальной инструкции в светлое время суток или при достаточном искусственном освещении. Все участники работ должны пройти специальную подготовку, а непосредственно перед работой инструктаж. Руководство надвижкой должно быть централизованным при наличии прямой и обратной связи со всеми рабочими местами.

Процесс надвижки пролетного строения занимает незначительную часть времени общего комплекса работ. Много времени требуется на подготовительные работы, качественное выполнение которых определяет успех основной операции. Поэтому подготовку к надвижке начинают, как правило, заранее и ведут одновременно со сборкой пролетного строения.

Дата добавления: 2014-12-29