Висячий мост
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ висячего моста.
К авторскому свидетельству С. A. Цаплина, заявленному 24 мая
1930 года (заяв. саид. J4 70630).
О выдаче авторского свидетельства опубликовано 29 февраля 1932 года.
Изобретение относится к висячим мостам с разрезной между пилонами балкой жесткости и с применением добавочных кабелей для поддерживания обращенных в пролет ее консолей.
В предлагаемом висячем мосте, с целью получения экономии в материале сравнительно с обычными работающими на изгиб балкамр, балка жесткости по всей длине моста или в пролете между пилонами выполнена в виде трех двушарнирных арок общими шарнирами на непрерывной затяжке, установленной между береговыми устоями; с целью избежания температурных напряжений при неравномерном нагревании элементов моста, на подвижных пилонных опорах установлены поворотные рычаги для кабелей.
На чертеже фиг. 1,изображает схему двухконсольного моста с подвесной частью; фиг. 2 — схему предлагаемого висячего моста; фиг. 3 †в сбоку висячего моста с тремя арками по всей длине его; фиг. 4 — то же, с арками в пролете между пилонами; фиг. 5 — вид сбоку подвижной опоры.
Схема предлагаемого висячего моста получается опрокидыванием верхом вниз двухконсольного моста с подвесной частью (фиг. 1). В этом- виде (фиг. 2) мост имеет балку жесткости с двумя шарнирами а и б в пролете. Цепь проходит через эти шарниры и прикреплена к боковым балкам жесткости ка и бн у шарниров а и б. Опоры е и м моста на пилонах — подвижные, а в месте н, н за-крепления кабеля на устоях — неподвижные. На пилоне балка жесткости опоры не имеет; так же, как и в системе Шискляра, балка жесткости является распоркой. Нагрузка, действующая на шарнир а (фиг. 2), раскладывается на два усилия: по абн и по кабелю ае. Составляющая абн вызывает растяжение этой части балки жесткости, и сила по абн передается на устой и. Таким образом, нагрузка, расположенная в шарнире а, может вызывать опускание точки а только от упругих деформаций ае и абн. Притакойсистеме висячего моста средний кабель между шарнирами а и б, расположен ниже балки жесткости, почему он и выносится вверх в положение сд (фиг. 2), За счет этого теряется часть кабеля, так как части. кабеля ее и дм непосредственной нагрузки не имеют, а только передают усилие с части сд. Для уменьшения размеров и веса балки жесткости и улучшения работы системы при изменениях температуры, балка жесткости по всей длине моста или в пролете между пилонами делается из трех двушарнирных арок 1 — 7 — 2, 2 — 10 — 3, 3 — 8 — 4 (фиг. 3 и 4). При этом размеры уменьшатся, так как прямая балка жесткости работает только на из
:.гиб, а арочная — на сжатие. Чтобы арки работали на сжатие, необходимо их опор-.ные точки стянуть затяжкой, проходящей непрерывно по всей длине моста, 1—
2 — 3 — 4 (без обрывов) и закрепленной и устоях, Чтобы затяжка не получала до бавочных напряжений от понижения температуры, точки 2 и 3 опускаются ниже точек 1 и 4, но это опускание не. значительно, так как затяжка сама имеет
;некоторый провес, который и помогает ей свободно укорачиваться. Проезжая часть моста располагается в плоскости затяжки арок, при чем затяжка делается кабельной. Кроме воспринятия распора ,арок затяжка получает также растяги, вающее усилие от груза при его распо,ложении над одним из шарниров, или усилия, передающего в шарнир. Благодаря тому, что эти усилия раскладываются чо добавочному кабелю среднего пролета и по затяжке, жесткость моста не должна быть менее жесткости существующих .висячих мостов. Крайние арки имеют неподвижные опоры 1, 4 на устоях и ппарнирное соединение 2, 3 со средней аркой.
Арки не имеют опорных точек на пилонах и подвешены к кабелям 1 — 5— 9 — 6 — 4, 5 — 2, 3 — 6. На пилонах 5 и 6 .расположены подвижные опоры 12 (фиг. 5), к которым и прикреплены кабели моста. Кабели 1 — 5 и 6 — 4 закре.плены в устоях. Кабель 5 — 2 восприни..мает нагрузку от арки 1 — 7 — 2 и опорную реакцию средней арки 2 — 10 — 3 в шарнире 2. Такова же работа икабеля 3 — 6.
Кабель 5 — 9 — 6 воспринимает нагрузку средней арки 2 — 10 —.3 и реакции от боковых арок в шарнирах 2 и 3. Кабель 1 — 5 воспринимает нагрузку боковой арки и
:кроме того передает на устой нагрузку кабелей 5 — 2 и 5 — 9 — 6. Такова же работа и кабеля 6 — 4. Арки подвешены к ка"белям при помощи подвесок, проезжая же часть, также при помощи подвесок, подвешена к аркам. Все три арки имеют поперек моста жесткие поперечные связи против выпучивания арок при сжатии и действия ветра сбоку.
При повышении температуры элемен:.тов моста, если все части нагреваются равномерно, напряжений не получается. .При неравномерном нагреве, например, при удлинении кабеля 5 — 9 — 6, получаются напряжения в элементах моста.
Для уничтожения этих напряжений при неравномерном нагреве применен рычаг11 на подвижной пилонной опоре 12(фиг.5).
Рычаг 11 соединяет кабели 5 — 2 и о—
9 — 6, вставленные в его проушины, и свободно поворачивается на оси 11, укрепленной в опоре 12.
Длины плечей рычага 11 подбираются так, чтобы, при незагруженном состоянии моста, рычаг находился в равновесии под действием усилий кабелей 5 — 2 и
5 — 9 — 6. То же делается и в отношении к рычагу на опоре другого пилона.
Рассмотрение работы моста с рычагом на опоре применительно к четырем случаям возможной загрузки — всего пролета, одного крайнего пролета, обоих крайних пролетов и одного среднего пролета — приводит к следующему выводу.
Из-за применения рычага часть усилия от нагрузки арок непосредственно (не как балки жесткости) передается на арки, то-есть за счет этого требуется некоторое сравнительно незначительное увеличение сечения арок. Но вместе с тем получается выигрыш от уничтожения температурных напряжений. Пусть, например, нагрелся, а значит и удлинился кабель 5 — 9 — 6. Вследствие его ослабления (удлинения) арка 2 — 10 — 3 будет передавать всю нагрузку не на кабель 5—
9 — 6, а в шарниры 2 и 3. Эти усилия в шарнирах вызовут усилия в кабелях 5 — 2 и 3 — 6, благодаря которым произойдет поворот рычагов 11, а вследствие поворота рычагов точки 2 и 3 опустятся и средний кабель 5 — 9 — 6 снова вступит в работу. Кроме поворота рычагов подвижные опоры 12, на пилонах 5 и 6 разойдутся на некоторую величину, так как кабели 1 — 5 и 6 — 4 примут другую форму равновесия из-за потери усилия кабеля 5 — 9 — 6. Это изменение формы равновесия кабелей 1 — 5 и 6 — 4 позвблит крайним аркам 1 — 7 — 2 и 3 — 8 — 4 свободно опуститься, при чем опустятся шарниры 2 и 3 и тем будет введен в работу средний кабель. Такая же, примерно, работа моста получается и при других изменениях элементов моста от температуры. — 3
Предмет изобретения.
1. Висячий мост с разрезной между аилонами балкой жесткости и с применением добавочных кабелей для поддерживания обращенных в пролет ее консолей, отличающийся тем, что балка жесткости по всей длине моста или и пролете между пилонами выполнена в виде трех двушарнирных арок1 — 7 — 2.
2 — 10 — 3 и 3 — 8 — 4 с общими шарнирами
2 и 3 по непрерывной между береговыми устоями затяжке 1 — 2 — 3 — 4.
2. В охарактеризованном в п. 1 масте: применение поворотного на оси 11 под.вижной пилонной опоры 12 рычага П для кабелей 5 — 9 — 6 и 5 — 2 в целях из.— бежания температурных напряжений при. неравномерном нагревании моста.