Раскрывающиеся мосты с шарнирным креплением (подвешиванием) противовеса

В мостах с жестким креплением противовеса для сохранения уравновешенности при любом угле раскрытия крыла центр тяжести противовеса, ось вращения и центр тяжести крыла должны находиться на одной прямой. Противовес при этом размещается вдоль хвостовой части. Чем длиннее хвостовая часть, тем легче противовес, но глубже противовесный колодец и больше толщина опоры разводного пролета. В мостах с жестко прикрепленным противовесом соотношением между длиной хвостовой части l_x и длиной крыла l_кр обычно находится в пределах l_x = (0,27…0,33) l_кр.

Другой недостаток раскрывающихся мостов с жестким прикреплением противовеса – неопределенность фактического положения центра тяжести противовеса из-за несовпадения его с положением, определенным расчетным путем, вследствие непостоянства объемного веса заполнения, допусков на изготовление и монтаж и других случайных факторов.

Смысл шарнирного подвешивания противовеса заключается в том, что нагрузка от противовеса передается на хвостовую часть в точно определенной точке подвешивания, в то время как при жестком прикреплении определяется положением его центра тяжести. Поэтому при одной и той же длине хвостовой части шарнирное прикрепление противовеса позволяет уменьшить его массу, а при неизменной массе – сократить длину хвостовой части.

Рис. 3.7. Способы формирования объема противовеса при шарнирном подвешивании

а – с развитием объема противовеса в вертикальном направлении; б – с развитием объема противовеса в длину вдоль оси моста

1 – противовес; 2 – наружная стойка подшипника оси вращения; 3 - подшипник оси вращения;

4 - внутренняя стойка подшипника оси вращения; 5 – ось вращения; 6 – ось подвешивания противовеса

 

В мостах с шарнирными подвешиванием противовеса создаются благоприятные условия для формирования его объема. В мостах с высокими опорами можно сократить ширину опор b_оп за счет развития объема противовеса в высоту с увеличением глубины противовесных колодцев (рис. 3.7, а). При этом длина хвостовой части может быть уменьшена до величины l_x = (0,17…0,25) l_кр. В мостах с невысокими опорами противовес можно развивать в длину. При этом высота противовеса уменьшается и, соответственно, уменьшается глубина противовесных колодцев (рис. 3.7, б).

При шарнирном подвешивании не возникает сложных проблем с установкой внутренних стоек подшипников осей вращения. Ширина противовеса поперек оси моста b_пр в этом случае меньше расстояния между главными балками крыла B_пс и может быть выбрана такой величины, чтобы при поднятом крыле противовес свободно размещался между внутренними стойками (см. рис. 3.7, б).

При свободном шарнирном подвешивании противовеса возможно его раскачивание в процессе движения крыла. Для предотвращения этого устанавливают тяги, прикрепляя их шарнирно к противовесу и к стенке опоры. Если точка подвешивания находится на одной вертикали с центром тяжести противовеса, в тягах при колебаниях противовеса могут возникать как растягивающие, так и сжимающие усилия, что требует развития сечения тяг для предотвращения потери ими устойчивости. Чтобы исключить возникновение в тягах сжимающих усилий, точка подвешивания располагается с некоторым эксцентриситетом е по отношению к центру тяжести противовеса (рис. 3.8). При этом необходимо, чтобы фигура, образованная точками крепления тяги В и C, осью вращения крыла О_в и осью подвешивания противовеса О_п, являлась параллелограммом.

Достижение уравновешивания в мостах с шарнирным подвешиванием противовеса со смещением точки подвешивания относительно его центра тяжести является более сложной задачей, чем в случае жесткого крепления, так как вес противовеса частично воспринимается тягой BC и передается на опору. При этом центр тяжести крыла Р, ось вращения О_в и ось подвешивания противовеса О_п не лежат на одной прямой, и углы наклона γ и α прямых О_вР и О_вО_п к горизонту различны. Если а – расстояние по горизонтали между центром тяжести противовеса и осью его подвешивания О_п, l_ОА – длина прямой О_пC (расстояние между осью подвешивания противовеса О_п и точкой C крепления тяги BC к противовесу), а β – угол наклона прямой О_пC к вертикали, то к оси подвешивания прикладывается не вес противовеса Q_пр, а усилие Q_п^v, равное

 

 

Рис. 3.8. Схема к оценке уравновешенности раскрывающегося пролетного строения с шарнирным подвешиванием противовеса

а - при расположении центра тяжести противовеса под осью подвешивания;

б – со смещением центра тяжести противовеса относительно оси подвешивания

 

Кроме того, величина усилия от веса противовеса, передаваемая на хвостовую часть, зависит от угла подъема крыла φ. Поэтому положение оси подвешивания О_п, тяги BC и величину противовеса Q_пр выбирают таким образом, чтобы получить требуемую начальную величину момента неуравновешенности и обеспечить ее изменение в зависимости от угла раскрытия крыла φ в минимальных пределах.

Недостатками мостов с шарнирным подвешиванием противовесов является необходимость устройства осей подвешивания с подшипниками, по характеристикам и размерам близким к осям и подшипникам оси вращения крыла. Это заметно увеличивает стоимость механического оборудования. Доступ к узлам подвешивания сложен и их осмотр и техническое обслуживание в процессе эксплуатации из-за плохого доступа затруднено. Механическая часть и кинематика крыла усложняются.

Вследствие возникающих сложностей противовесы при шарнирном подвешивании обычно не подклинивают. При этом узлы подвешивания противовесов всегда остаются нагруженными, что также осложняет их обслуживание и ремонт. В отдельных случаях частичное подклинивание противовесов при их шарнирном подвешивании применяют в двухкрылых мостах, замыкающихся в трехшарнирную арку.

Противовес при шарнирном опирании можно разместить над проезжей частью, ликвидировав при этом противовесный колодец и существенно уменьшив толщину опор (рис. 3.9). При этом снимаются ограничения на формирование объема и веса противовеса. Уравновешивание в таких мостах достигается расположением центра тяжести Р крыла, оси вращения О_в и точки опирания противовеса 1 на крыло О_п на одной прямой. Кроме того, фигура О_вО_пАВ должна быть параллелограммом.

Рис. 3.9. Раскрывающий мост с противовесом, расположенным над проезжей частью

а – в наведенном положении; б – в разведенном положении

1 – противовес; 2 – стойка; 3 – хвостовая часть фасадной балки; 4 – фасадная балка;

5 – средние главные балки

 

Стойки, на которые опирается противовес, шарнирно закрепляются в хвостовых частях крайних балок 3. Для обеспечения требуемой ширины габарита проезжей части крайние балки выносят за пределы габарита либо устанавливают дополнительные фасадные балки. Для поддержания противовеса в вертикальном положении устраивают вертикальные стойки-пилоны 2, с которыми противовес соединяют тягой АВ. В этих же стойках закрепляются оси вращения О_в. Стойки сверху соединяют распоркой, образуя при этом П-образную раму.

Серьезным недостатком раскрывающихся мостов с противовесами, размещенными над проезжей частью, является неблагоприятный внешний вид.