CC BY
32
ОБОБЩЕННАЯ КОНСТРУКТИВНАЯ ФОРМА ТРЕХПРОЛЕТНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВИСЯЧИХ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ И БЛОК-СХЕМА ПРОГРАММЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
П.М. САЛАМАХИН, д-р техн. наук, профессор ЧАН ТХАЙ МИНЬ, аспирант
Московский автомобильно-дорожный институт (ГТУ), pavel-salamahin@mail.ru
В статье приведены обобщенная конструктивная форма автодорожных металлических трехпролетных висячих мостов и блок -схема программы автоматизации их
проектирования, на основе которых разрабатывается соответствующая программа автоматизации проектирования.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: трехпролетные висячие мосты, автоматизация проектирования, блок -схема, обобщенная конструктивная форма
В качестве обобщенной конструктивной формы трёхпролетных металлических висячих автодорожных мостов принимаем распорный висячий мост, включающий два пилона, балку жесткости, несущий кабель, и произвольное количество подвесок, прикрепленных по симметричной схеме к несущему кабелю и к узловым точкам балки жесткости(рис.1). Общее количество узловых точек на балке жесткости может быть любым.
Рис. 1. Схема моста
По длине балки жесткости подвески располагаются на равных расстояниях (ё) , при этом в пределах крайних пролетов может быть по N узлов, а в пределах среднего пролета N2 узлов, где N и N2 целые числа. Общее количество узловых точек на балке жесткости в этом случае составит N = 2^ + Обозначим расстояние между концами балки жесткости и пилонами Ь1, Ь3 (Ь1 = Ь3), а расстояние между пилонами Ь2 .
Балку жесткости предполагается опирать непосредственно на пилоны и устои. При этом она будет иметь три подвижные и одну неподвижную опорные части, располагаемые на двух устоях и на пилонах. Место расположения неподвижной опорной части выбирается пользователем программы.
Металлическая балка жесткости принята в виде коробки с поперечным сечением, обобщенная схема которого приведена на рис. 2, включающей верхний пояс из ортотропной плиты с асфальтобетонным покрытием, произвольное количество внутренних вертикальных стенок, две боковые наклонные стенки и нижний пояс в виде ортотроиной плиты.
Рис. 2. Обобщенная конструктивная форма поперечного сечения балки жесткости
висячего моста
Будем считать, что поперечное сечение балки жесткости при заданном габарите моста и ширине тротуаров в общем случае может иметь произвольное количество стенок, укрепленных поперечными ребрами жесткости, установленными на расстояниях, составляющих 0,8-1,2 высоты стенки.
Поперечные сечения продольных и поперечных ребер ортотропной плиты в общем случае представляются в форме асимметричного двутавра или тавра, при этом их размеры и форма будут автоматически определяться в зависимости от величины их расчетных пролетов и действующей на них нагрузки по условиям их прочности и жесткости.
Обобщенная конструктивная схема поперечного сечения пилона принята в виде двух ветвей (рис. 3), установленных на расстоянии ВМ, каждая из которых принята в виде прямоугольной коробки высотой Вх и шириной Ву. Боковые стенки этой коробки выполнены в виде ортотропных плит из стального листа толщиной 5пил , укрепленного продольными и поперечными ребрами. Расстояние Ь30пил между продольными ребрами ветви пилона принимается из условия обеспечения устойчивости листа, а расстояние Ь20пил между поперечными ребрами из условия минимального расхода материала.
Обозначим высоту пилона над уровнем проезжей части НР1 , а полную высоту деформируемой части пилона НР2. На вершинах пилонов для кабеля устанавливаются горизонтально подвижные опорные части (рис.3,6), в которых положение кабеля фиксируется с помощью специальных сжимаемых устройств. а) б)
Рис. 3. а) Обобщенная форма поперечного сечения пилона б) узел крепления кабеля к пилону: 1 - кабель, 2 - подвижняя опорная часть для кабеля, 3 - верхняя часть пилона, 4 - верхняя литая обойма, 5 - катки, 6 - болты .
На рис. 4 приведена форма поперечного сечения кабеля, состоящего из необходимого количества стрендов, состоящих из параллельных проволок. В зависимости от величины пролета предусмотрена возможность применения 2, 4 или 6 кабелей.
На рис. 5 приведены конструктивные решения узлов крепления подвесок к кабелю, подвесок к балке жесткости и кабелей к середине балки жесткости. Для определения основных силовых факторов висячих мостов в программе применяется численный метод, предложенный д.т.н. профессором Смирновым В.А. а) б) с)
Рис. 4. Поперечное сечение кабеля
Рис. 5. а) узел крепления подвески к кабелю; б) узел крепления подвески к балке жесткости; в) узел крепления кабеля к середине балки жесткости.
38. Сравнить и печать данных о принятом варианте конструкции с минимальной стоимостью^,,--''
<Г Конец
Расчетные силовые факторы в несущем кабеле и подвесках предполагается определять от совместного действия всех видов постоянной нагрузки и заданных временных нагрузок, вызывающих наибольшие значения силовых факторов. Расчетные силовые факторы в узловых точках балки жесткости предполагается определять от воздействия только второй части постоянной нагрузки и временной нагрузки. От первой части собственного веса в узловых точках балки жесткости изгибающие моменты в связи с особенностями монтажа будут равны нулю. Размеры всех элементов пролетного строения и пилонов висячего моста будут определяться с учетом удовлетворения условий прочности и жесткости, местной устойчивости элементов под воздействием возникающих силовых факторов в соответствии с ниже приведенной блок-схемой программы автоматизации проектирования висячего моста с принятой обобщенной конструктивной схемой. На основе этой блок-схемы разработана программа автоматизации проектирования висячих мостов с приведенной выше обобщенной конструктивной формой. Она будет использована как аппарат при исследовании технико-экономических показателей висячих мостов от их независимых параметров и будет рекомендована для использования на этапе вариантного проектирования мостовых сооружений.
Л и т е р а т у р а
1. Саламахин П.М. Проблемы и концепция автоматизации проектирования и оптимизации конструкции мостов// Транспортное строительство. - 2004. - № 4. - С.20 - 23.
THE GENERALIZED CONSTRUCTIVE FORM OF THREE-SPAN STEEL SUSPENSION BRIDGES AND THE FLOW CHART OF THE PROGRAM OF THEIR DESIGN OPTIMIZATION.
P.M. Salamahin, Tran Thai Minh
This article presents the generalized constructive form of three-span steel suspension bridges and the flow-chart of program of design optimization that provides the basis for developing the corresponding program of design optimization.
KEY WORDS: three-span suspension bridges, design optimization, flow-chart, constructive generalized form
