Общая характеристика и классификация раскрывающихся мостов

РАСКРЫВАЮЩИЕСЯ МОСТЫ

Общая характеристика и классификация раскрывающихся мостов

Отличительным признаком мостов раскрывающейся системы является вращательное движение разводного пролетного строения относительно неподвижной горизонтальной оси О_в (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Однокрылый раскрывающийся мост с жестким креплением противовеса

а – с устройством в опоре разводного пролета противовесного колодца; б – с выносом хвостовой части и противовеса в смежный пролет

1 – противовесный колодец; 2 – противовес; 3 – хвостовая часть

 

В раскрывающихся мостах часть пролетного строения, перекрывающее разводной пролет и имеющее длину l_кр, называется крылом. Для уменьшения потребной мощности механизмов разводки крыло уравновешивается противовесом 2 массой Q_пр, устанавливаемым на другой части пролетного строения, расположенной позади оси вращения О_в и называемой хвостовой частью 3. Длина хвостовой части l_х, размеры и вес противовеса выбираются из условия уравновешенности системы. При полной уравновешенности, не зависящей от угла подъема крыла, центр тяжести движущихся масс (крыла и хвостовой части с противовесом) совпадет с осью вращения О_в, при этом работа затрачивается только на преодоление сил сопротивления движению (трения, ветра и др.), но не на изменение потенциальной энергии системы в целом.

При разводке крыло, вращаясь относительно оси вращения О_в, поднимается вверх, при этом хвостовая часть вместе с противовесом опускается вниз (рис. 3.1, а), для чего в опоре разводного пролета устраивается противовесный колодец 1. Наличие противовесного колодца во многом определяет толщину опоры разводного пролета B_оп. Можно значительно уменьшить толщину опоры B_оп, если вынести хвостовую часть с противовесом в смежный пролет, разместив их под проезжей частью соседнего неразводного пролетного строения (рис. 3.1, б). Однако при этом необходимо увязать расстановку главных балок и расстояния между ними в разводном B_р и соседнем стационарном B_c пролетных строениях.

В простейшем случае пролетное строение перекрывает разводной пролет величиной l_св одним крылом длиной l_кр, причем временная нагрузка движется как по крылу, так и по хвостовой части, перекрывающей противовесный колодец. Для восприятия опорной реакции при расположении временной нагрузки позади оси вращения, а также для предотвращения самопроизвольного поднятия крыла под действием различных факторов (временной нагрузки, располагаемой на хвостовой части, вертикальных порывов ветра и др.) устанавливается механизм подклинки В. Перед разводкой механизм подклинки выключается из работы таким образом, чтобы его элементы не препятствовали при разводке (наводке) движущимся элементам хвостовой части пролетного строения.

Угол поднятия крыла, как правило, не превосходит 72…75 градусов и при полном раскрытии крыло частично остается в пределах разводного пролета. Поэтому для обеспечения требуемой ширины подмостового габарита величину перекрываемого пролета l_св приходится делать больше ширины подмостового габарита Г. Это справедливо и для двухкрылых мостов, перекрывающих разводной пролет двумя крыльями.

В разводных мостах раскрывающейся системы судоходный габарит не ограничен по высоте, что является важным их достоинством. Раскрывающаяся система позволяет получить мостовые сооружения, обладающие высокими архитектурными достоинствами, что определило широкое применение этой системы в городских мостах.

Недостатком раскрывающейся системы является большое разнообразие и сложность механического оборудования. Как правило, опоры разводного пролета имеют большую толщину. Проезжая часть и мостовое полотно на разводном пролетном строении требуют специального закрепления для предотвращения сползания при поднятом положении крыла.

Раскрывающиеся мосты могут различаться по многим признакам, важнейшие из которых приведены на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Классификация раскрывающихся мостов

Однокрылые раскрывающиеся мосты с жестким креплением противовеса

Конструктивные детали раскрывающихся мостов

Стык проезжей части

Стык проезжей части, расположенной на крыле и над перекрытием противовесных колодцев, может быть позади или впереди оси вращения крыла. Во всех случаях конструктивные элементы деформационных швов в стыках проезжей части при расположении их как позади, так и впереди оси вращения, не должны мешать движению крыльев при разводке и наводке.

При расположении стыка проезжей части позади оси вращения 3 стык 7 получается простейшего вида – прямолинейный, на всю ширину моста (рис. 3.17, а). Проезжая часть, расположенная за осью вращения, частично уравновешивает крыло, что позволяет уменьшить величину и массу противовеса. При любом угле раскрытия проезжая часть находится над осью вращения, защищая подшипники оси от попадания воды и грязи. Неподвижные части конструкции не мешают движению крыла, поэтому в разводном пролетном строении могут быть свободно установлены все необходимые связи и иные конструктивные элементы.

Вместе с тем, при размещении временной нагрузки на крыле за осью вращения возникает момент, стремящийся развести крыло, что создает дополнительные усилия в механизме подклинки. При разводке моста грязь и мусор с проезжей части попадают в противовесный колодец, очистка которого затруднительна и связана с опасностью загрязнения окружающей среды. Кроме того, между проезжей частью на крыле в поднятом положении и перекрытием противовесного колодца имеется щель шириной Δ, идущая по всей ширине моста, куда случайно могут упасть люди и посторонние предметы.

 

Рис. 3.17. Стыки проезжей части

а – стык позади оси вращения; б – стык впереди оси вращения; в – положение крыла

в разведенном положении при стыке проезжей части впереди оси вращения

1 – пролетное строение смежного неразводного пролета; 2 – перекрытие противовесного колодца; 3 – ось вращения; 4 – разводное пролетное строение; 5 – противовес; 6 – главная балка разводного пролетного строения; 7 – деформационный шов в стыке проезжей части; 8 – проезжая части

в плоскости главных балок

 

Если стык проезжей части разместить впереди оси вращения, то для обеспечения свободного движения главных балок стык над ними необходимо отнести за ось вращения (рис. 3.17, б). В плане стык получается более сложным, гребенчатым, причем в пределах длины стыка установка связей между главными балками крыла невозможна (рис. 3.17, в).

При стыке проезжей части впереди оси вращения проезжая часть на крыле в разведенном положении образует барьер, препятствующий попаданию в колодец мусора, грязи и посторонних предметов с проезжей части, а также случайному падению людей. Временная нагрузка на хвостовую часть не заходит, подклинивающие устройства временной нагрузкой не нагружаются и могут даже отсутствовать. В то же время конструкция стыка значительно сложнее предыдущей. Продольные стыки проезжей части располагаются над подшипниками оси вращения, что создает предпосылки их загрязнения водой и грязью с проезжей части.

В практике строительства применяются стыки обоих типов. При малом числе главных балок предпочтение, как правило, отдается стыку проезжей части впереди оси вращения, как обладающему определенными эксплуатационными преимуществами. При большом числе главных балок стык впереди оси вращения получается очень сложным, что определяет преимущественный выбор стыка позади оси вращения.

Оси вращения

При устройстве осей вращения необходимо обеспечить максимально четкое распределение нагрузки между подшипниками, на которые опираются оси вращения, при минимальном расходе металла.

Наиболее простое решение имеет место при двух главных балках (рис. 3.21, а). В этом случае возможно устройство единой физической оси вращения 1 с опиранием подшипников на стойки 3, установленные на боковые стенки противовесного колодца 4. Ось может конструироваться в виде кованого, клепаного или сварного элемента (бруса) круглого или коробчатого поперечного сечения.

В процессе движения пролетного строения ось работает как балка на двух опорах, нагруженная силами D со стороны главных балок крыла.

При увеличении ширины моста при большом расстоянии между главными балками в оси возникают значительные усилия, деформации оси и главных балок пролетного строения в месте крепления оси становятся чрезмерными, условия работы подшипников существенно ухудшаются. Для устранения этого недостатка устраивают сквозную ось вращения, устанавливая в ее плоскости поперечные связи 5, причем сама ось служит верхним поясом решетки связей (рис. 3.21, б). Связи устанавливаются также и в горизонтальной плоскости между осью вращения и противовесом.

Рис. 3.21. Оси вращения в конструкциях с двумя главными балками

а – с единой физической осью вращения; б – с единой физической осью вращения при большом расстоянии между главными балками крыла; в – индивидуальное опирание каждой главной балки на отдельные оси вращения; г – схема установки внутренних стоек подшипников оси вращения;

д – опирание главных балок на оси вращения с использованием вспомогательных продольных

и поперечных балок

1 – ось вращения; 2 – главная балка; 3 – наружная стойка оси вращения; 4 – противовесный колодец; 5 – решетка поперечных связей у оси вращения; 6 – противовес; 7 – вспомогательная поперечная балка; 8 – вспомогательная продольная балка

 

Значительную экономию материала, упрощение конструкции и уменьшение деформаций всех элементов можно достигнуть, выполнив индивидуальное опирание каждой главной балки на два подшипника с установкой стоек по обеим сторонам стенки балки (рис. 3.21, в). Единая физическая ось в этом случае отсутствует и заменяется устройством парой полуосей у каждой главной балки. Наружные стойки подшипников осей вращения опираются на боковые стенки, а внутренние – на переднюю стенку или дно противовесного колодца, что создает препятствие свободному движению противовеса на последней стадии разводки.

Для обеспечения возможности поворота крыла на максимальный угол можно удлинить хвостовую часть, увеличив расстояние между осью вращения и противовесом, опереть внутренние стойки на консоли, закрепленные в передней стенке противовесного колодца, либо устроить в противовесе пазы, куда могли бы заходить внутренние стойки при повороте крыла (рис. 3.21, г). Недостатком первого из указанных решений является необходимость увеличения толщины опоры разводного пролета и углубления дна противовесного колодца, второго – высокие требования к конструкции консоли, чтобы условия опирания внутренних и наружных подшипников были близкими, третьего – сложность обеспечения проектного положения центра тяжести противовеса и усложнение его конструкции.

Еще одно решение – закрепление оси вращения с помощью вспомогательных балок (рис. 3.21, д). С этой целью между главными балками впереди и позади оси вращения устанавливают пару поперечных балок 7. К поперечным балкам рядом с главными балками прикрепляют пару вспомогательных продольных балок 8. Оси вращения закрепляются в стенках главных и вспомогательных балок. При этом требуются только два подшипника, устанавливаемые на стойках, размещенных на боковых стенках противовесного колодца.

При большом количестве главных балок (четыре и более) создание единой физической оси вращения с опиранием её только на два подшипника, установленных по бокам крайних главных балок, приводит к резкому возрастанию усилий в оси, усложнению ее конструкции и увеличению расхода металла. В многобалочных конструкциях можно выполнить опирание каждой пары главных балок так, как описано выше. Наибольшее распространение получил способ с индивидуальным опиранием каждой главной балки на свои полуоси вращения (рис. 3.22, а), хотя это решение требует для каждой главной балки использование двух подшипников и усложняет регулировочные работы в процессе строительства и во время эксплуатации.

Рис. 3.22. Устройство осей вращения в многобалочных мостах

а – с индивидуальным опиранием главных балок на отдельные оси вращения;

б – с опиранием на оси вращения только отдельных главных балок

1 – главная балка; 2 – ось вращения; 3 – отрицательная опорная часть; 4 – противовес;

5 – пролетное строение, перекрывающее смежный неразводной пролет; 6 –стойка опирания подшипников оси вращения; 7 – качающаяся стойка; 8 – упор; 9 – поперечная балка;

10 – балки крепления противовеса (противовесные балки); 11 – гидроцилиндры гидропривода механизма разводки

 

Некоторое сокращение объема регулировочных работ и уменьшение количества подшипников можно достигнуть, если выполнить опирание на физические оси вращения не всех, а лишь части главных балок. Нагрузка на них при разводке от главных балок, не имеющих осей вращения, передается с помощью поперечных балок. Такое решение использовано на мосту Александра Невского через реку Неву, построенному в 1960-1965 гг. по проекту ОАО «Трансмост».

Разводной пролет на мосту Александра Невского величиной 50 м в свету перекрыт двухкрылой раскрывающейся конструкцией. Противовесы вынесены в соседние неразводные пролеты и располагаются между главными балками неразводных пролетных строений, перекрывающих смежные пролеты (рис. 3.22, б). Каждое крыло включает четыре главные балки 1, расставленные по схеме 6+15+6 м (рис. 3.22, в). Между средними главными балками поставлены противовесные балки 10, на конце которых жестко закреплен противовес 4. Противовесные балки прикреплены к паре поперечных балок 9. Таком образом, каждое крыло уравновешивается в целом одним противовесным блоком.

В наведенном положении каждая главная балка опирается на качающиеся стойки 7, при этом оси вращения 2, имеющиеся только у средних главных балок, разгружены. В процессе движения крыло опирается на две оси вращения средних главных балок. Нагрузка с крайних главных балок передается на средние и далее на оси вращения через поперечные балки 9, загруженные усилиями от главных балок D₁, D₂, D₃, D₄ и противовесных балок N_п.

Опирание на оси вращения не всех, а только части главных балок позволяет уменьшить требуемое количество подшипников и уменьшить число точек регулирования в процессе монтажа и во время эксплуатации.

Оси вращения прикрепляют к стенкам главных балок таким образом, чтобы при монтаже была возможность выверки и регулировки их положения. Это достигается устройством в стенке балки 2 круглого отверстия для пропуска оси 8 с некоторым припуском (рис. 3.23). Непосредственно на ось насаживается трубчатая втулка 9. После регулировки высотного и планового положения ось фиксируется с помощью двух кольцевых диафрагм 4, устанавливаемых с обеих сторон стенки балки и привариваемых к трубчатой втулке и к стенке.

Так как в процессе движения пространственное положение крыла и направление опорной реакции меняются, стенка балки у оси вращения подкрепляется установкой радиальных ребер жесткости.

Рис. 3.23. Крепление оси вращения к главной балке

1 – верхний лист ортотропной плиты; 2 – стенка главной балки; 3 – радиальное ребро жесткости;

4 – кольцевая диафрагма; 5 – корпус подшипника; 6 – крышки; 7 – подшипник; 8 – ось вращения; 9 – трубчатая втулка; 10 – стойка подшипника оси вращения; 11 – нижний пояс главной балки;

12 – опора разводного пролета;

 

В качестве подшипников оси вращения в раскрывающихся мостах первоначально использовались подшипники скольжения, допускающие значительные нагрузки при сравнительно небольших размерах. Из-за особенностей работы разводных мостов, связанных с продолжительной работой в наведенном положении качественная смазка подшипников была затруднительна, что приводило к достаточно быстрому износу подшипников. Поэтому в настоящее время применяются самоустанавливающиеся роликовые двухрядные подшипники качения, способные воспринимать значительные нагрузки, допускающие небольшие деформации оси вращения.

При использовании подшипников качения проблема их качественной смазки сохраняется. Кроме того, подшипники качения обладают большими размерами и массой, чем подшипники скольжения при одинаковых нагрузочных характеристиках. Появление новых современных типов шаровых подшипников скольжения, не требующих смазки и технического обслуживания в процессе эксплуатации, создало предпосылки для использования их в последних проектировках раскрывающихся мостов.

Опоры раскрывающихся мостов

Опоры раскрывающихся мостов, помимо обычных функций мостовых опор, дополнительно должны обеспечить:

- установку механического оборудования, требуемого для приведения пролетного строения в движение;

- устройство противовесных колодцев;

- размещение пультов управления, помещений для обслуживающего персонала, хранения инструментов, инвентаря и оборудования, необходимых для выполнения ремонтных работ;

- удобный доступ к элементам конструкции, а также к механическому оборудованию.

Рис. 3.25. Опора разводного пролета

1 – опорные площадки для установки пролетного строения, перекрывающего смежный неразводной пролет; 2 – разводное пролетное строение; 3 – стойки оси вращения;

4 – положительная опорная часть; 5 – парапетное перильное ограждение на опоре разводного пролета; 6 – перекрытия технологических помещений, размещенных в опоре; 7 – перильное ограждение на крыле разводного пролетного строения; 8 – крышка люка для спуска в опору;

9 – лестница; 10 – монитор; 11 – окно; 12 – пульт управления; 13 – противовесный колодец;

14 – технологические помещения

 

Толщина b_оп опор разводного пролета в значительной мере определяется размерами противовесных колодцев, зависящими от длины хвостовой части крыла (рис. 3.25):

,

где а – величина подферменной площадки для размещения опорной части пролетного строения, перекрывающего смежный неразводной пролет;

b – толщина задней стенки, ограждающей противовесный колодец;

с = 10…15 см – зазор, обеспечивающий беспрепятственное опускание противовеса в колодец;

d – размер определяемый размером противовесного колодца;

е – расстояние от стойки оси вращения до положительной опорной части;

f – расстояние от положительной опорной части до передней стенки опоры.

Величины а и f определяются условиями размещения опорных частей, d – размером хвостовой части крыла, е – условиями разгрузки оси вращения. При назначении величины f учитывают необходимость обеспечения прохода обслуживающего персонала вдоль передней стенки опоры.

Существенно сократить толщину b_оп опор можно, если противовес (хвостовую часть крыла) разместить за пределами опоры между главными балками стационарного пролетного строения, смежного с разводным (см. рис. 3.1, б), что позволяет отказаться от устройства противовесного колодца.

В отдельных случаях опора может быть осуществлена в виде двух полуопор, в свободное пространство между которыми опускается противовес при разводке моста.

Размер опоры поперек моста В_оп определяется шириной пролетного строения, расстоянием между главными балками и размещением механизмов и оборудования. В помещении, где устанавливается пульт управления 13, установлены мониторы 11, показывающие обстановку на мосту и на прилегающих к разводному пролету участках реки. Для визуального наблюдения за движением разводного пролетного строения, положением крыла в разведенном состоянии и проходом судов под мостом служит окно 12. Управление движением крыла осуществляется с пульта управления 13. В настоящее время управление разводкой и наводкой осуществляется в автоматическом режиме с возможностью перехода на ручное управление всеми технологическими операциями.

Если крыло уравновешивается не одним, а несколькими противовесными блоками (при числе главных балок 4 и более), для каждого противовесного блока обычно устраивается свой противовесный колодец, а разделяющую их стенку используют для установки стоек подшипников осей вращения и размещения механизмов (см. рис. 3.22, а).

В теле опоры предусматриваются места для установки элементов механизмов разводки. При использовании электромеханического привода элементы оборудования располагаются непосредственно около разводного пролетного строения. Если применяется гидропривод, у разводного пролетного строения устанавливаются лишь силовые элементы – гидроцилиндры. Остальное оборудование размещается в технологических помещениях 14, оборудованных внутри тела опоры.

Виды приводов

Приводы, используемые в механизмах разводки раскрывающихся мостов, весьма разнообразны.

В течение длительного времени основным видом привода был электромеханический с зубчатыми зацеплениями двух видов:

- с ведущими зубчатыми шестернями и кремальерными дугами;

- кривошипно-шатунный.

Недостатком всех видов электромеханического привода является чувствительность к перегрузкам. Кроме того, в механических передачах привода при работе происходит износ, скорость развития которого заметно увеличивается при возникновении в процессе эксплуатации разрегулировок. Для уменьшения длины силовых передач элементы привода приходится располагать в непосредственно близости от конструкций разводного пролетного строения.

Все приводы снабжаются тормозными устройствами, гарантирующими замедление движения и плавную остановку пролетного строения в крайних положениях, а также экстренную остановку на любой стадии движения как при разводке, так и при наводке.

От недостатков электромеханического привода во многом свободен гидропривод. Недостатком гидропривода, применявшегося в мостах вплоть до середины ХХ века, было использование воды в качестве рабочей жидкости, что не позволяло осуществлять разводку при отрицательных температурах. Использование в гидроприводе масла позволило обеспечить работоспособность гидропривода практически при любых температурах.

В настоящее время при проектировании новых разводных мостов раскрывающейся системы как правило применяется электрогидравлический привод с использованием в качестве рабочей жидкости специальных минеральных масел.

В современных раскрывающихся мостах нашли применение два вида гидропривода:

- привод, развивающий усилие, прикладываемое к крылу и создающее момент, обеспечивающий движение крыла;

- привод, непосредственно развивающий момент, прикладываемый к крылу.

Гидропривод мало чувствителен к перегрузкам на любой стадии движения, в том числе и из-за неуравновешенности крыла, что является его преимуществом. Кроме того, непосредственно у конструкции крыла располагают только силовые элементы привода, остальные его компоненты могут быть установлены в наиболее удобном месте. Гидропривод не требует применения специальных тормозных устройств, так как движение крыльев прекращается после выключения насосных установок. Скорость движения крыльев легко регулируется изменением производительности насосов, подающих масло в гидросистему. Ценным качеством гидропривода является простота резервирования всех его основных элементов, включая гидроцилиндры: при неисправности одного из них движение крыла могут обеспечить оставшиеся (но с меньшей скоростью).

Для работы гидропривода используется минеральное масло, причем объем масла, с учетом приведения в движение крыльев раскрывающихся мостов большого веса и размера, достаточно велик и измеряется тоннами. Это определяет повышенную экологическую опасность гидропривода, что является его недостатком.

В раскрывающихся мостах старой проектировки при использовании электромеханического привода предусматривался также ручной привод. В настоящее время, как правило, в раскрывающихся мостах устраивается лишь основной привод.

Электромеханический привод

При использовании электромеханического привода с ведущими шестернями и кремальерными зубчатыми дугами нижний пояс главных балок хвостовой части крыла у оси вращения очерчивают по дуге радиуса R с центром на оси вращения О_в (рис. 3.27, а). К очерченным таким образом криволинейным участкам нижнего пояса балок прикрепляют на болтах кремальерные зубчатые дуги 2. С зубчатыми дугами находятся в зацеплении ведущие шестерни 1, передающие на крыло крутящий момент и заставляющий крыло поворачиваться вокруг оси вращения О_в. Кремальерные дуги и зубчатые шестерни устраиваются у всех главных балок крыла, причем все ведущие зубчатые шестерни соосны, посажены на один прямолинейный коренной вал и на них передается момент от одного механизма. Вследствие этого угловые скорости вращения всех главных балок одинаковы.

Рис. 3.27. Электромеханический привод с ведущими зубчатыми шестернями

и кремальерными дугами

а – с главными балками, имеющими криволинейное очертание нижнего пояса хвостовой части

у оси вращения; б – с использованием отдельного кремальерного сегмента; в – с расположением кремальерной дуги на задней стенке противовесного колодца; г – конструкция цевочной дуги

1 – ведущая зубчатая шестерня; 2 – кремальерная дуга; 3 – противовес; 4 – кремальерный сегмент; 5 – ролики

 

Для упрощения конструкции крыла и облегчения его изготовления кремальерные дуги можно установить на специальном кремальерном сегменте 4 – отдельно выполненном конструктивном элементе, прикрепляемым к главной балке более простой формы (рис. 3.27, б). В этом случае конструкция крыла упрощается, однако, передача крутящего момента на ведущие зубчатые шестерни может усложниться, так как в коренной вал может потребоваться введение конических зубчатых шестерен.

С целью увеличения плеча приложения усилия к крылу от механизма разводки ведущие зубчатые шестерни вместе с остальными элементами привода можно поместить на хвостовой части крыла на конце противовеса 3, а кремальерные дуги 1 закрепить на задней стенке противовесного колодца, имеющей естественное очертание по цилиндрической поверхности с центром на оси вращения (рис. 3.27, в). Все зубчатые шестерни при этом также располагаются на одном поперечном валу и имеют одинаковую скорость вращения.

Установка всего привода на противовесе увеличивает длину хвостовой части и может повлечь увеличение толщины опоры разводного пролета. Для уменьшения влияния этого негативного фактора на противовесе можно укрепить только ведущие шестерни, а остальные элементы привода (электродвигатель и редуктор) расположить на опоре, но это потребует установки длинных валов с коническими передачами.

Кремальерная дуга, закрепленная на стенке противовесного колодца, может быть выполнена в виде не зубчатой, а более простой и дешевой цевочной (роликовой) дуги, в которой отдельные зубья заменены роликами 5 (рис. 3.27, г).

Общим недостатком всех типов электромеханических приводов с ведущими зубчатыми шестернями и кремальерными дугами является возможность вращения крыла только вокруг одной оси (оси вращения), что осложняет задачу разгрузки оси вращения, когда на начальном этапе разводки и завершающем этапе наводки поворот крыла осуществляется относительно положительной опорной части. От этого недостатка свободен кривошипно-шатунный привод.

В мостах с кривошипно-шатунным приводом ведущая шестерня передает крутящий момент на крыло через промежуточное звено – кривошип. Свойства кривошипно-шатунного привода в значительной мере определяются его кинематической схемой. Вместе с тем, общим свойством кривошипно-шатунных механизмов является переменная скорость движения крыла и потребляемой мощности при постоянной угловой скорости ведущей шестерни. Привод может обеспечить автоматическое снижение скорости до нуля в начале и в конце движения. Особенно важно такое снижение в конце наводки при посадке пролетного строения на опорные части, так как это позволяет уменьшить инерционные силы и динамические нагрузки, исключая удары даже в случае отказа тормозов.

Примером кривошипно-шатунного привода может служить привод Биржевого моста через реку Малую Неву в Санкт-Петербурге, разводное пролетное строение которого в наведенном положении работает по схеме трехшарнирной арки (см. рис. 3.15, а). Схема устройства и работы кривошипно-шатунного механизма разводки моста показана на рис. 3.28.

Рис. 3.28. Схема кривошипно-шатунного механизма

1 – ось вращения крыла; 2 – ось крепления шатуна к хвостовой части крыла;3 – тяга (шатун);

4 – зубчатый сектор (кривошип); 5 – ведущая зубчатая шестерня; 6 – пятовый шарнир;

7 – ось вращения кривошипа

 

Каждое крыло моста включает четыре полуарки. К хвостовой части крайних полуарок шарнирно прикреплены тяги 3 (шатуны), другим концом также шарнирно присоединенные к зубчатому сектору 2 (кривошипу).При работе привода ведущая шестерня 5, находясь в зацеплении с кривошипом, передает на него крутящий момент. Вращаясь вокруг оси 6, кривошип с помощью тяги заставляет также поворачиваться и крыло.

На начальной стадии разводки крыло поворачивается относительно пятового шарнира 7, при этом происходит перемещение оси вращения 1 по горизонтали и одновременно ликвидация зазора между осью вращения и основанием оси. После перемещения оси по горизонтали на 150 мм указанный зазор ликвидируется и дальнейший поворот крыла происходит уже вокруг оси. Каждая полуарка снабжена отдельной осью вращения и двумя подшипниками.

Для предотвращения неуправляемого скатывания крыльев в сторону разводного пролета предусмотрены стабилизирующие ролики 3, установленные у фасадных полуарок (рис. 3.29).

Рис. 29. Размещение элементов привода в опоре разводного пролета Биржевого моста через реку Малую Неву в Санкт-Петербурге

1 – ось вращения; 2 – упор, ограничивающий перемещение оси вращения по горизонтали;

3 – стабилизирующий ролик; 4 – зубчатый сектор (кривошип); 5 – тяга (шатун);

6 – рабочий мостик; 7 – ведущая зубчатая шестерня; 8 – пятовый шарнир; 9 противовес;

10 – балка подвешивания противовеса; 11 – подшипник оси подвешивания противовеса;

12 – ось подвешивания противовеса; 13 – электродвигатели, редуктор и тормозные устройства механизма разводки; 14 – противовесный колодец

 

Каждое крыло приводится в движение двумя механизмами, смонтированными с фасадных сторон крайних полуарок. Крыло уравновешивается тремя противовесными блоками, шарнирно подвешенными к хвостовым частям крыльев.

3.8.3 Электрогидравлический привод (гидропривод)

Гидропривод раскрывающихся мостов включает в себя следующие элементы: насосные установки, исполнительные элементы (гидроцилиндры), гидромагистрали, соединяющие насосные установки с исполнительными элементами и обеспечивающие к последним подачу масла от насосных установок, контрольно-измерительную аппаратуру и аппаратуру управления.

Наибольшее распространение в настоящее время получил гидропривод, развивающий усилие, прикладываемое к крылу и создающее момент, обеспечивающий движение (рис. 3.30).

Рис. 3.30. Схема гидропривода, развивающего усилие, прикладываемое к крылу

1 – продольная балка крепления штока гидроцилиндра к крылу; 2 – ось крепления штока гидроцилиндра к крылу; 3 – серьга; 4 – поперечная балка; 5 – верхний горизонтальный лист ортотропной плиты; 6 – продольное ребро (стрингер) ортотропной плиты; 7 – контргайка;

8 – ось вращения крыла; 9 – крыло; 10 – шток гидроцилиндра; 11 – стойка оси вращения крыла;

12 – траектория движения оси крепления штока гидроцилиндра при повороте крыла; 13 – штуцер подачи масла в штоковую полость А гидроцилиндра; 14 – поршень; 15 – корпус гидроцилиндра;

16 – штуцер подачи масла в поршневую полость В гидроцилиндра; 17 – подшипник оси крепления гидроцилиндра; 18 – несущая рама крепления гидроцилиндра; 19 – опора разводного пролета;

20 – ось крепления гидроцилиндра

 

В таком приводе шток 10 гидроцилиндра с помощью серьги 3 крепится к продольным балкам 1 крыла 9, которые в свою очередь прикреплены к поперечным балкам 4. При нагнетании масла через штуцер 13 в штоковую полость А гидроцилиндра поршень 14 опускается, развивая усилие, передаваемое штоком на крыло. Так как при повороте крыла ось 2 крепления штока к крылу движется по окружности, корпус гидроцилиндра крепится шарнирно с использованием подшипников 18 к несущей раме 20, опирающейся на опору 17. Подача масла в поршневую полость В гидроцилиндра при наводке крыла осуществляется через штуцер 16, расположенный в оси 19 крепления гидроцилиндра.

Рис. 3.31. Гидравлическая схема гидропривода

1 – бак с маслом; 2 – гидравлический насос; 3 – гидрораспределитель; 4 – магистраль разводки;

5 – магистраль наводки; 6 – вентили; 7 - гидроцилиндры

 

Гидроцилиндры соединяются с насосными установками гидромагистралями (рис. 3.31).При разводке гидронасос 2 подает масло из бака 1 в магистраль разводки 4, откуда масло попадает в штоковые полости гидроцилиндров 7, заставляя поршень перемещаться вниз, развивая при этом усилие разводки, передаваемое штоками на крыло. Масло из поршневых полостей гидроцилиндров через магистраль наводки 5 сливается в бак 1. При наводке масло от гидронасоса попадает в магистраль наводки 5 и далее в поршневые полости гидроцилиндров. Поршни гидроцилиндров при этом перемещаются вверх, обеспечивая опускание крыла в наведенное положение.

Переключение направления движения масла от насоса в магистрали разводки или наводки осуществляется гидрораспределителем 3, золотник которого имеет три положения. В положении I масло от насоса 2 через каналы в золотнике подается в магистраль разводки 4, а масло из магистрали наводки 5 сливается в бак с маслом. В положении II все гидромагистрали разъединяются и подача и слив масла осуществляться не может. В положении III масло от насоса через каналы в золотнике подается в магистраль наводки, а масло из магистрали разводки сливается в бак с маслом.

Гидросистема снабжается вентилями 6, позволяющими перекрывать движение масла и отключать неисправные элементы, предохранительными клапанами, элементами управления и другими компонентами, обеспечивающими нормальную и безопасную работу привода. Контроль за давлением масла в магистралях на всех участках обеспечивается измерительной аппаратурой (манометрами) М.