Монокабельный висячий мост

 

Изобретение относится к мостостроению и касается конструкции висячего моста. Монокабельный висячий мост включает балку жесткости, одиночный несущий трос, опоры которого на оголовках пилонов размещены на продольной оси моста, соединенной с балкой жесткости тросовыми подвесками, параллельными по фасаду моста и наклоненными к вертикали в поперечном сечении моста на заданные углы, два береговых А-образных пилона и устройства для восприятия распора. Новым является то, что узлы присоединения подвесок к несущему тросу в крайних четвертях пролета моста поочередно смещены от продольной оси моста в разные стороны на заданную величину, не превышающую 0,12 половины ширины балки, а смещение узлов крайних четвертей пролета симметричны относительно середины пролета моста. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области мостостроения, в частности к мостам с тросовыми фермами.

Известны висячие мосты, включающие одиночный несущий трос (монокабель), соединенный тросовыми подвесками с балкой жесткости, пилоны для подвешивания троса и устройства для восприятия его распора. По фасаду моста подвески параллельны, в поперечном сечении наклонены к вертикали на заданные углы, величина которых определяется начальными геометрическими размерами сооружения. Мосты такой системы известны в научно-технической литературе (см. например, Shemmerner F. Ober die Aerodinamik und statik von Monokabelenhangen brucken (перевод этой статьи см. Искусственные сооружения на автомобильных дорогах: Экспресс информация ВИНИТИ, 1970, N 6, реф. 28) и на уровне авторских свидетельств СССР и патентов ряда зарубежных стран (см. например, а.с. СССР N 1622492 "Висячий монокабельный мост", кл. Е 01 D 11/00, опубл. 23.01.91, бюл. N 3).

В настоящей заявке в качестве сооружения прототипа использовано решение по упомянутой статье оси моста, каждая тросовая ферма присоединена к одноименным наружным граням балки жесткости. В дальнейшем понятие "левый" и "правый" также используются по смыслу расположения элементов моста относительно его продольной оси в соответствии с фиг.1, 6, в.

На фиг.1 обозначены несущий трос (монокабель) 1 тросовых ферм моста, подвески 2, соединяющие трос 1 с балкой жесткости, узлы 3,4 крепления подвесок к балке жесткости (принципиально эти решения известны см. например, монографию Качурин В.К. и др. Проектирование висячих и вантовых мостов, М, Транспорт, 1971). Буквенными обозначениями на фиг.1 выделены L длина пролета моста, b половина ширины балки жесткости, d длина панели мостовой фермы.

Техническим результатом использования изобретения является повышение статической и динамической жесткости моста и снижение его материалоемкости.

Это достигается тем, что у монокабельного висячего моста, включающего балку жесткости, одиночный несущий трос, опоры которого на оголовках пилонов размещены на продольной оси моста, соединенный с балкой жесткости тросовыми подвесками, параллельными по фасаду моста и наклоненными к вертикали в поперечном сечении моста на заданные углы, два береговых А-образных пилона и устройства для восприятия распора, узлы присоединения подвесок к несущему тросу в крайних четвертях пролета моста поочередно смещены от продольной оси моста в разные стороны на заданную величину и эта величина не превышает 0,12 от половины ширины балки жесткости моста.

Схема взаимодействия элементов моста по изобретению представлена на фиг. 1-4. Здесь приведены планы пролетных строений моста в двух вариантах: тросовые подвески выделены жирными линиями, фасаду моста полностью соответствует верхняя на планах фиг.2 грань балки жесткости ("правая", середина пролета моста узел А4, узлы присоединения подвесок 4 монокабелю обозначены А1, А2, А3. продольная ось моста прямая А-В, величина смещений узлов присоединения подвесок от продольной оси моста обозначена "с".

На фиг.1 показан план моста с симметричными относительно середины пролета моста А4 смещениями узлов присоединения подвесок к монокабелю (одноименные узлы левой и правой четвертей выделены здесь одноименными символами А1, А2.); на фиг.2 план моста к кососимметричными смещениями узлов присоединения подвесок относительно продольной оси моста Ав; на фиг.3 - поперечное сечение 1-1 (зона смещений узлов присоединения подвесок к монокабелю); на фиг.4 то же, для остальной области моста.

Рассмотрение планов поперечных сечений моста позволяет сделать вывод о том, что изменение углов наклона подвесок к вертикали в данном случае не подчиняется закону естественного провисания одиночного троса, соединенного с балкой по прямым ее гранями: смещение узлов формируются конструктивно регулированием длин левой и правой подвесок, при этом достигается принудительное задание новой формы, ее достаточно просто можно использовать для регулирования статически и динамических свойств сооружения.

Ограничение величины смещения размером в 0,12 от половины ширины балки жесткости связано с желательностью нахождения этого размера в области "золотого сечения" балки в направлении поперек моста, область эта ограничена расстоянием в 0,38 от ребра балки с каждой стороны, так и формируется область полной шириной в 0,24 от полной ширины балки, при этом в качестве ширины балки "в" принимается расстояние между узлами присоединения подвесок к этой балке.

Изменение углов наклона подвесок по схеме фиг.1 позволяет управлять кососимметричными движениями балки (и моста в целом) под нагрузками, в схеме по фиг.2 симметричными, в частности, крутильными движениями сооружения. Возможность такого "управления" проявляется в том, что для поперечных сечений типа фиг.3 в равнодействующая усилий в левой и правой тросовых подвесках получается наклонной, в отличие от вертикальной для сечения по фиг.4 при симметричном расположении смещений по пролету моста удается в известной степени нейтрализовать кососимметричные движения за счет именно существования симметричной начальной горизонтальной составляющей усилий в подвесках.

За счет улучшения условий восприятия крутильных воздействий и урегулирования восприятия динамических воздействий достигается снижение материалоемкости сооружения, в частности балки жесткости.

Рассмотрение поперечных сечений по фиг.3 и 4 позволяет сделать дополнительный вывод о том, что предлагаемое решение не стесняет габаритов приближения пролетных строений по действующим в настоящее время нормам. Размер h на фиг.1-4 минимально необходимое для вписывания в поперечное сечение моста габаритов приближения по нормативным требованиям, введение смещений узлов присоединения подвесок лишь в крайних четвертях пролета моста не влияет на взаимодействие этого размера с поперечными сечениями в остальной части моста (еще раз подчеркнем, что "габаритный" треугольник на фиг.3 и 4 имеет вершину А4, в то время, как в долях пролета высотные габариты равны "h1" и "h2" см. фиг.3 и 4.

Область применения предлагаемого изобретения висячие мосты с пролетами свыше 500 м. 1

Формула изобретения

1. Монокабельный висячий мост, включающий балку жесткости, одиночный несущий трос, опоры которого на оголовках пилонов размещены на продольной оси моста, соединенный с балкой жесткости тросовыми подвесками, параллельными по фасаду моста и наклоненными к вертикали в поперечном сечении моста на заданные углы, два береговых А-образных пилона и устройства для восприятия распора, отличающийся тем, что узлы присоединения подвесок к несущему тросу в крайних четвертях пролета моста поочередно смещены от продольной оси моста в разные стороны на заданную величину, не превышающую 0,12 половины ширины балки, а смещения узлов крайних четвертей пролета симметричны относительно середины пролета моста.

2. Мост по п.1, отличающийся тем, что смещения узлов присоединения подвесок к несущему тросу в крайних четвертях пролета обратно симметричны относительно середины пролета моста.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4