Характеристика з’єднань різного типу елементів металевого мосту.

Одним з рішень кріпленя елементів ферм було засновано на використанні заклепок, які почали використовуватись з 30-х років 19 століття. Заклепочні з´єднання являлись універсальним засобом, яким можна кріпити, як збірні елементи (стрижні або балки), так і стрижні головних ферм у вузлах.

З´єднання елементів ферм у вузлах на заклепках забезпечують можливість центрування елементів, але в них виключається вільне обертання стрижнів і стрижні працюють як пружно защимленні. А тому при завантаженні ферми у стрижні виникають не тільки осьові сили, але і згинаючі моменти. Додаткові напруження від цих моментів біля вузлів досягають 20 – 30% від осьових зусиль. Однак, як показали дослідження, це зазвичай, не знижує несучої здатності ферми, так як внаслідок просторового характеру роботи прогонової будови фактично діючі осьові зусилля, що діють у стрижнях значно менше розрахункових.

На зміну заклепкам, після великого періоду досліджень, прийшли з’єднання на високоміцних болтах. Як відомо, робота зєднань на фрикційних болтах заснована на силах терття, що створюється по дотичним поверхням з´єднувальних елементів при стягуванні їх болтами. При цьому болти працюють не на зріз, зминання або згин, а на розтяг.

Вперше фрикційні болти застосовані в 1948 році для заміни слабких заклепок на одному з залізнодорожніх мостів США.

Дуже цінною якістю з´єднань на високміцних болтах є те, що свердлення монтажних отворів може бути виконано з меншою точністю, так як болти принормальних умовах роботи можуть навіть не торкатися країв отворів.

Також до позитивних якостей можна віднести відносно просту операцію монтажу таких з´єднань, яка заключається тільки у використанні двох гайочних ключів: спочатку звичайного, а потім динамометричного – для затягування болта на розрахункове зусилля.

Недоліком ВБМ так, як і заклепок є наявність отворів в елементах, що послаблюють переріз, а також використання стикових накладок, що підвищують витрати металу.

Але сьогодні зручно використовувати, для деяких операцій зварювання, так як застосування електрозварювання виключає недоліки використання ВБМ та заклепок. Зварювання забезпечує можливість безпосереднього з’єднання елементів конструкції без послаблення їх отворами і з мінімальною витратою метала. Виключення отворів значно знижує трудоємність виготовлення конструкції.

Недоліком зварних з’єднань являється їх висока жорсткість, що призводить до концентрації напружень і більшої їх нерівномірності у перерізі. Окрім того, температурний вплив зварювання може викликати у металі внутрішні напруження і викликати різного виду деформації: викривлення, короблення тощо.

Найбільш досконалим видом зварного з’єднання є з’єднання встик. Воно застосовується для прикріплення основних елементів ферм. При гарній якості виконання зварного шва і відсутності різких змін у перерізі, що називаються «концентраторами напружень», витривалість такого з’єднання буде не меншою, ніж у основного метала. Однак виконання таких з’єднань значно підвищує вимоги до точності виготовлення і ускладнюється обробка торців листів.

Зараз для з’єднання деяких елементів застосовують зварювання, а для інших високоміцні болти (заклепки не використовують, так як це нерентабельно). Зварювання використовують лише для тих елементів, що виготовляють на заводі, для забезпечення потрібної якості з’єднань. Такими елементами є головні балки, для прогонових будов із суцільною стінкою, елменти головних ферм, а також (для пішоходних та деяких автодорожніх мостів, для залізниці не використовують) для збирання вузлів головних ферм, що потім доставляються на будівельний майданчик і вже там зварюються з елементами решітки головних ферм. Але в більшості випадків монтажні з’єднання на будівельному майданчику виконують на високоміцних болтах, так як їх встановлення потребує менших трудовитрат, а також навіть у польових умовах можна забезпечити високу якість і надійність з’єднання. Як правило для прогонових будов із суцільною стінкою на високоміцних болтах збирається гратка вітрових в’язей, що жорстко поєднує між собою головні балки, які виготовляються зварними. Для прогонових будов з наскрізними головними фермами зварними є лише елементи решітки головних ферм, а також елементи вітрових в’язей, що потім поєднуються між собою у вузлах. З’єднання у вузлах головних ферм виконуються на високоміцних болтах.

 

 

4. Характеристика зварних з´єднань елементів металевого мосту

Застосування електрозварювання виключає недоліки використання ВБМ та заклепок. Зварювання забезпечує можливість безпосереднього з’єднання елементів конструкції без послаблення їх отворами і з мінімальною витратою метала. Виключення отворів значно знижує трудоємність виготовлення конструкції.

Недоліком зварних з’єднань являється їх висока жорсткість, що призводить до концентрації напружень і більшої їх нерівномірності у перерізі. Окрім того, температурний вплив зварювання може викликати у металі внутрішні напруження і викликати різного виду деформації: викривлення, короблення тощо.

Найбільш досконалим видом зварного з’єднання є з’єднання встик. Воно застосовується для прикріплення основних елементів ферм. При гарній якості виконання зварного шва і відсутності різких змін у перерізі, що називаються «концентраторами напружень», витривалість такого з’єднання буде не меншою, ніж у основного метала. Однак виконання таких з’єднань значно підвищує вимоги до точності виготовлення і ускладнюється обробка торців листів.

а – з’єднання внахлест, б – стикове, в – кутове, г – таврове.

5. Характеристика з´єднань на високоміцних болтах (ВМБ) елементів металевого мосту.

Як відомо, робота зєднань на фрикційних болтах заснована на силах терття, що створюється по дотичним поверхням з´єднувальних елементів при стягуванні їх болтами. При цьому болти працюють не на зріз, зминання або згин, а на розтяг.

Вперше фрикційні болти застосовані в 1948 році для заміни слабких заклепок на одному з залізнодорожніх мостів США.

Дуже цінною якістю з´єднань на високміцних болтах є те, що свердлення монтажних отворів може бути виконано з меншою точністю, так як болти принормальних умовах роботи можуть навіть не торкатися країв отворів.

Також до позитивних якостей можна віднести відносно просту операцію монтажу таких з´єднань, яка заключається тільки у використанні двох гайочних ключів: спочатку звичайного, а потім динамометричного – для затягування болта на розрахункове зусилля.

Недоліком ВБМ так, як і заклепок є наявність отворів в елементах, що послаблюють переріз, а також використання стикових накладок, що підвищують витрати металу.