Маңызды кәсіби және қауіпсіздік ескертуі: Бұл жоба, статикалық есептеу, бар көпірді бағалау немесе құрылыс, тексеру немесе қалпына келтіру нұсқаулары емес, мұрағаттық сараптамалық шолу. Түпнұсқа бөлімдер, аралықтар, арақатынастар, кернеулер, материалдар, біріктіру бөлшектері және құрылыс шешімдері кәсіби тексерусіз берілген және оларды заманауи спецификация ретінде пайдалануға болмайды. Көпірлерді жобалау және жұмыс істеу үшін уәкілетті жобалаушылар мен мердігерлер, қолданыстағы ережелер мен стандарттар, геотехникалық және гидрологиялық мәліметтер, тұрақты және ауыспалы әсерлерді, шаршауды, желді, температураны, сейсмикалықты, тұрақтылықты, іргетастарды, құрастыру шарттары мен беріктігін, сондай-ақ материалдарды, коррозияны, түйіспелерді және құрылымның нақты жағдайын сынау қажет. Құрылымға қол жеткізу, биіктікте жұмыс істеу, қозғалыс, көтеру, дәнекерлеу, кесу және құрастыру өлім қаупін тудырады және арнайы қорғаныс жоспарын қажет етеді.
Болат көпірлерді жобалау, салу және қалпына келтіру Саво Кусичтің жаңа қоғамдық ұсынысының бөлігі емес. Ағымдағы назарда ағаш терезелер, ағаш-алюминий терезелер, арнайы терезелер және есіктер. Терезе немесе есік жобасы үшін сұраныс бағасын жіберуге болады.
Арқалы көпірлер
Барлық түрдегі соққыларды қабылдай алатын қатты доғалары бар нағыз арка көпірлері және шыбықтардан тұратын арка көпірлері бар, оларда қатты жүйе қатайтатын арқалықтың болуы арқылы алынады. Қаттыланған арка (Лангер сәулесі) топсалы қосылыстар болжамымен есептеледі, сондықтан арка тек қалыпты күштермен жүктеледі. Иілу моменттерін қатайтатын арқалық қабылдайды, егер арка арқалықтың үстінде орналасса, ол керілу рөлін де атқарады.
Арқалар мен Лангер арқалықтары үлкен аралықтар үшін арқалық көпірлерге қарағанда үнемді, өйткені бірдей бөлінген толық жүктеме тек арканың тіреу сызығымен ғана қабылданады. Қосымша күштерді қоспағанда, моменттер тек ішінара жүктемеден туындайды, сондықтан олар арқалықтарға қарағанда аркаларда айтарлықтай аз.
Інжір.1— Тор порттары
Інжір.2— Қалай порттары
а) Арқа құрылыстары. Бекітілген айлақтар тірек қысқыштардағы қиындықтарға байланысты сирек салынады. Ең көп таралғаны - екі қосылыстағы порттар. Үш топсасы бар порттардың артықшылығы бар, бұл тіректердің қозғалысы және температураның өзгеруі оларда күштерді тудырмайды. Олар әсіресе төмен f/l қатынасы үшін және сенімсіз топырақ жағдайында қолданылады. Қатты порттар торлар түрінде жасалған (сур.1) немесе қалайы тіректер ретінде (сур.2). Арқа тәрізді құрылым жолдың үстінде және астында орналасқан, эстетикалық себептерге байланысты шөгу жолды болдырмайды. Жолдың үстіндегі порттар порттың күшін қабылдау үшін тіректерді қабылдайды. Егер арка іргелес саңылаулардың арқалықтарына қатты қосылған болса (сур.1c және e), статикалық шамалар кең шектерде әсер етуі мүмкін.
b) Тегіс арқалықтар салыстырмалы түрде күшті доғаларға ие, өйткені иілу ұзындығы жоғарғы қосылыс түйіндерінің арасындағы қашықтыққа тең. Жол төсемінің астындағы аркасы бар ерітінділер (сурет 3d) көпірлерде сирек қолданылады. Қаттылыққа арналған арқалық қаңылтыр немесе тор болуы мүмкін. Екі шешіммен де бұл сәулені үздіксіз немесе Гербер жүйелерін құру үшін көрші өрістерге жалғастыруға болады (сур. 3b). Суретте. 4 бір ортаңғы арқалығы бар көпірдің көлденең қимасын көрсетеді. Тірек құрылымы бұралу және иілу сәттерін қабылдайтын қатайтатын арқалық ретінде өзек аркасынан, қатты ілгіштерден және жабық қуыс қораптан тұрады.
Інжір.3— Ұзын сәулелер
Інжір.4— Бір аралық негізгі арқалығы бар көпірдің көлденең қимасы
c) Рамалық көпірлер. Саңылаудың бүкіл ені бойынша профильдің еркін биіктігін қамтамасыз ету қажет болған кезде, жақтаудың әсерінен қарапайым арқалықтарға қарағанда тіреу биіктігі төмен екі немесе үш түйіспеге жақтаулар қолданылады (сур.5).
e) Есептеу. Доғалар әдетте олардың осі деформацияланбайды деген болжаммен есептеледі. Дегенмен, серпімді деформациялар айтарлықтай болуы мүмкін. Аспалы тартылған ерітінділерде деформацияға байланысты статикалық шамалар көп өзгермейді, ал түзу доғалардағы және Лангер арқалықтарындағы деформация статикалық шамаға айтарлықтай әсер етуі мүмкін.
Інжір.5— Рамалық көпірлер
Аспалы көпірлер
Табиғатта қатты болып табылатын торлы аспалы көпірлер сирек салынады. Қазіргі аспалы көпірлерде шоғырланған күштерден иілуді шектейтін және теңестіретін қатайтатын арқалық бар. Үлкен аралықтары бар аспалы көпірлер Сан-Франциско маңындағы Алтын қақпа үстіндегі көпір болып табылады (Cурет 2).6а) диапазон1280m, және Нью-Йорк жанындағы Вашингтон көпірі (сур.6б) диапазон1067m.
Қаттылғыш арқалықтар - тұрақты биіктіктегі немесе ортаңғы тіректердің үстінен биіктігі аздап өсетін қаңылтыр немесе тор. Көрсеткінің аралыққа қатынасы негізінен қатынаста таңдалады1/9дейін1/11. Әртүрлі апаттар төмен биіктікте қаттылық тым төмен болуы мүмкін екенін көрсетті, әсіресе аз салмақ пен көпірдің ені аз.
Інжір.6— Американдық аспалы көпірлер: а) Сан-Францискодағы Алтын қақпа үстіндегі көпір (1937), б) Нью-Йорктегі Вашингтон көпірі (1931), c) Бразилиядағы Флорианополис көпірі (1926)
Тізбек
а) Бір-біріне еркін параллель жатқан және іргелес өрістерден түйіспелердің өзара қабаттасуы бар түйіспелерде бір-біріне қарама-қарсы орналасқан кеңейтілген ұштары бар буындардың буындық тізбектері екі жолмен жасалады - ұштарында пластинкалардан жасалған тойтарма арматурамен немесе соғу арқылы алынған кеңейтілген ұштармен (Cурет 2).7). Рейндегі көпірдің тізбегі созуға төзімді никель болаттан жасалған5,5дейін6,5т/см2. Кішігірім американдық аспалы көпірлерде тізбек қалыпты құйма болаттан, ал кейбір жағдайларда қорытпадан немесе шыңдалған болаттан жасалады.
Інжір.7— Флорианополис көпірі тізбегі
b) Спиральды арқан кабельдері. Жабық арқандар жарқын сымнан жасалған. Сымның ішкі қабаттары қорғасын миниум жабынымен қорғалған, ал жеке сымдардың сыртқы беттері қорғаныс қабатымен қапталған.
Американдық көпірлердегі спиральды дөңгелек сым арқандары негізінен ыстық мырышталған және жартылай ұқсас түрде оралған сымдардан тұрады.
Суық тартылған көпір сымдарының үзілу күші 12-ден 20 т/см2 аралығында болады. Суық тартылған сымдардың сыртқы беті нашар жағдайда болса, шаршау күші айтарлықтай төмендеуі мүмкін.
Спиральды арқанның ұзаруы сымдарға арналған материалға, сондай-ақ арқанды жасау әдісіне байланысты. Қалыпты рұқсат етілген кернеулер аймағында серпімді кеңею 0,003 - 0,004 құрайды. Арқандар тұрақты, бірінші жүктеме кезінде 0,001 арқылы пластикалық түрде созылатындықтан, кейде қолданар алдында арқандар ең үлкен күшпен алдын ала жүктеледі және осылайша созылады. Бұл созудың пайдасы шектеулі, өйткені одан әрі орнату кезінде арқанды босатқаннан кейін «тұрақты созудың» маңызды бөлігі жоғалады.
Тарихи блоктар, болат атаулары, қорғаныш жабындары, беріктіктері, кеңейтулері және кабель бастарын жасау немесе құю әдістері заманауи техникалық сипаттамалар емес. Қолданыстағы шынжырлардың, арқандардың, якорьдердің, кабель бастарының және қорғаныс жабындарының жағдайы құжаттамамен, тексерумен және сынаумен анықталады; бұл жалпы мәтіннен қорытынды шығару мүмкін емес.
Бекіту
Бұйымдардан жасалған шынжырларды бекіту үшін іргетастарға бетондалған тіректердегі тығындарды қолдану арқылы бекітеді.
Спиральды арқандардың ұштарында сәйкес бастары бар (сур.8). онда сымдар сыпырғыш түрінде шешіліп, тазартылғаннан кейін олар ақ металлмен толтырылады. Маман құйылған бастардың күші арқанмен бірдей.
Інжір.8— Кабель бастары: а) қарапайым бас, б) американдық бас, б) Рейн көпір басы
Аспа және кабель байламдары
Ілгіштер дөңгелек болаттан, әсіресе құбырлардан немесе сым арқандардан жасалған (сур.9және11). Жабық арқандар болған жағдайда, арқан арқандары кабель байламдарымен жабылған (сур.10). Жеке кабель байламдары болған жағдайда, суспензиялар қажет болған жағдайда жеке арқандарды жаңасына ауыстыруға болатындай етіп жасалған. Арқаннан жасалған ілгіштер кабель бастарымен байланады, ал ұзындығы бойынша кішкене айырмашылықтар шыбықтармен теңестіріледі.
Інжір.9— Аспа, Рейн үстіндегі ескі көпір
Інжір.10— Рейн арқылы өтетін көпірдің арқандық байламдары: а) жаңа көпір, б) ескі көпір
Cурет. 11 — Кабель байлау және ілгіш арқандар
Мұнаралар (пайлондар)
Аспалы көпірлердің мұнаралары түбінде топсалы немесе оларды қысқышпен бекітуге болады, бұл негізінен Америкада. Тізбек мұнараларға мықтап бекітілген. Қозғалмайтын тіреуіштерде болатын көлденең күштерді мұнараларға сеніп тапсыру мүмкін болмағанда ғана жылжымалы тірек қажет.
Үлкен аспалы көпірлер үшін төменгі сыналы мұнараларға артықшылық беріледі. Бұл жағдайда алдымен мұнараларды, содан кейін шынжырлар мен ілгіштерді, ең соңында қатайтатын арқалықтарды орнатуға болады. Өздігінен бекітілген аспалы көпірлерде үлкен тіреуіштер қажет, өйткені статикалық жүйе тек қатайтатын арқалық жабылған кезде әрекет ете бастайды.
Жол тіректері мен жол тақтасы
Көлік қозғалысы мен техникалық қызмет көрсетуді ескере отырып, біз көпірдегі жабынның, мүмкіндігінше, жолдың немесе темір жолдың байланыстырушы бөліктеріндегі жабыннан айырмашылығы болмауын қамтамасыз етуге тырысуымыз керек. Тротуардың өзі жеткілікті қаттылыққа ие болмағандықтан, ол тік бағыттағы беттік жүйеге, сондай-ақ оны көлденең бүйірлік тірекпен қамтамасыз ететін жүйеге сүйенуі керек. Трек тақтасы негізінен бойлық және көлденең тіректерден тұратын жол тіректеріне тіреледі.
Көлденең тіректер
Көлденең арқалықтар қозғалатын жүктерді негізгі арқалықтарға береді. Олар сонымен қатар муфталардың маңызды бөлігі болып табылады. Көлденең арқалықтар тікелей негізгі арқалықтарда және көлбеу көпірлерде жатады, сондықтан олардың аралығы негізгі арқалықтардың аралығына тең. Көлденең тіректер әдетте қаңылтыр металдан жасалған, қысқа ұзындықтарға және кәдімгі илемделген тіректерге арналған. Олардың биіктігінің мөлшері пайдалы1/6дейін1/8аралығы, үлкен көпірлер мен көлденең арқалықтар арасындағы қашықтық аз болғанымен (әсіресе тротуар тақтасы жағдайында), бұл биіктік біркелкі болуы мүмкін.1/20диапазон.
Әдетте, көлденең тіректер қарапайым арқалықтар ретінде қарастырылады, олар негізгі тіректермен қатты байланыстырылады, осылайша көпірдің көлденең қимасында ашық немесе жабық жақтаулар жасалады. Осыған байланысты қысу сәттері пайда болады, оларды әсіресе қосылымдармен ескеру қажет.
Інжір.12— Көлденең қосылым
Тротуар төмен түскен жағдайда байланыс қарапайым қосылыс бұрыштарымен немесе көлденең элементке салынған жол тақталарымен жүзеге асырылады (сур.12), немесе I-қиманың вертикальдарында және олардың қабырғаларының орнында (сур.13). Суреттегі шешім.14әсіресе қатты, өйткені ол жерде консоль парағы көлденең тірекке де, вертикальға да салынған, сондықтан бұрыштағы момент кескіш болттармен қабылданады. Басқа шешімдермен бұрандалардың ішінара жыртылуын және қосылу бұрыштарының бүгілуін болдырмауға болмайды. Суретке сәйкес қосылымдар.12және13суретке сәйкес моменттің әсерінен айтарлықтай деформацияланған.14. Ұқсас шешімдер басқа тротуарлар үшін де пайда болады. Негізгі тіректерге көлденең тіректерді төсеу жеткілікті құрылымдық биіктікте ғана мүмкін болады. Содан кейін қаңылтырдың негізгі тіректерін жүктеме түсетін жерлерде қатайту керек.
Інжір.13және14— Арқаны қосу нұсқалары
Бойлық тіректер
Бойлық тіректер жол бөлігінің астында және жаяу жүргіншілер өткелінің астында болуы мүмкін. Көбінесе көпір қоршауымен қосылатын сыртқы арқалық жиекті бойлық арқалық деп аталады. Бойлық тіректер прокаттан және қаңылтырдан жасалған тіректерден жасалады. Олардың ауқымы дейін жетеді12 m. Бойлық арқалықтар қозғалатын жүктің ең тікелей әсеріне ұшырайтындықтан, олардың иілуге қарсы қаттылығы ерекше маңызды. Темір жол көпірлерінде арқалық биіктігі бағытталған1/8дейін1/10диапазон. Жоғары сапалы болаттан жасалған бойлық тіректер әдетте жоғары иілу себебінен жарамсыз. Көптеген ескі көпірлерде бойлық арқалықтарды қосу күріш бойынша орындалды.15. Бір байланыс бұрышы орам тірегінің аяқтарының арасында жатыр, ал екіншісі көлденең тіректің бүкіл биіктігіне тіреледі. Қосылымдардың осы түрлерімен елеулі қайталама кернеулер пайда болады және көптеген жағдайларда олармен бірге шаршау үзілістері, сондай-ақ аяқтың кесілген жерінде жарықтар пайда болды. Осы себепті темір жол көпірлерінде мұндай қосылыстарға рұқсат етілмейді. Егер аяқты кесуге жол бермеу мүмкін болмаса, жарықтар пайда болу қаупін болдырмау үшін бұл кесулерді үлкен дөңгелектеу арқылы жасау керек.
Інжір.15— Бойлық тірек байланысы
Дренаж
Көпірлердің дренажына үлкен көңіл бөлінуі керек. Суды тез және толық ағызу жол төсемінің, сондай-ақ көпірдің өзі ұзақ қызмет етуінің ең маңызды алғышарты болып табылады. Тот басу және техникалық қызмет көрсету шығындарының жоғарылауынан басқа, суды сақтау аймақтары да аяздың зақымдануынан қауіпті. Егер көпірдің деңгейі мүмкіндік берсе, онда жол көпірлерінің бойлық жағынан белгілі бір төмендеуі (кемінде емес) болуы керек.1%), бұл судың дренажға өздігінен ағуын қамтамасыз етеді. Маймен және шаңмен ластанған су ағынды саңылаулар арқылы ағызылады. Бұл суағарлар жеткілікті бойлық құлау болуы керек және оларды жүйелі түрде тазалауға болатындай қолжетімді болуы керек.
Інжір.16— жол жамылғысының дренаждық және қорғаныш қабаттары
Асфальт жабындары мүлдем су өткізбейді. Асфальттың астындағы арнайы оқшаулаудан бас тартуға болады, егер асфальт дірілдеген бетон тақтайшасында жатса және бұл плитаның өзі негізінен су өткізбейтін болса. Егер жабын жеткілікті түрде су өткізбейтін болса, нөсер суының бір бөлігі еніп кетсе, оқшаулауды қамтамасыз ету керек. Болат көпірлер үшін асфальт битумының немесе терраның жабыны және т.б., жүн киізі немесе джутпен тоқылған қағаздың қатты кірістірулері бар битумдық оқшаулағыш массалардың оқшаулағыш қабаттары, сондай-ақ мыс немесе алюминийден жасалған металл фольгалардың оқшаулағыш қабаттары қарастырылады. Оқшаулағыш қабаттар механикалық зақымданудан қорғаныс қабаттарымен қорғалуы керек.
Құламалардың, суағарлардың, асфальттардың, бетон плиталарының, битумды массалардың, киіздің, джуттың және металл фольгалардың сипаттамасы тарихи болып табылады. Заманауи дренаж, гидрооқшаулағыш, болаттан қорғау, ену бөлшектері және техникалық қызмет көрсету қолданыстағы ережелерге, климаттық жағдайларға, қозғалысқа және нақты құрылысқа сәйкес үйлестірілген жүйе ретінде жобаланған.
Інжір.17— Көпірдің шетіндегі дренаждың егжей-тегжейі
Жалғаулар
Металл қаңылтыр арқалықтардың арқалықтардың жазықтығына перпендикуляр бағытта қаттылығы аз, түйіндерінде болжамды қосылыстары бар торлар көлденең бағытта тіпті бірнеше жылжымалы болады. Сондықтан алдымен кеңістіктік тұрақты құрылымдарды жасау үшін жел тіректері мен крест рамалары қажет. Бұдан басқа, олар негізгі тіректердің жазықтығына көлденең әрекет ететін жүктемелерді қабылдауы керек және соңында иілу мен аударылудан қорғауды қамтамасыз етеді.
Желге қарсы шыршалар
Бұл муфталар желден және басқа көлденең жүктемелерден түсетін күштерді қабылдауға арналған. Олар белдіктерге сәйкес түзу немесе иілген торлардан немесе рамалық тіректерден тұрады. Желге қарсы муфталардың белдіктері негізінен негізгі тіректердің белдіктері болып табылады. Көбінесе көлденең тіректер желге қарсы муфтаның вертикальдары болып табылады.
Жүксіз көпірге қарағанда, жүктелген көпір үшін жел жүктемесі азырақ қабылданады. Көлденең қимасы рұқсат етсе, фермалық көпірлерде негізгі арқалықтардың арқалықтары арасында екі жел тірегі болғаны дұрыс. Жүйе эскиздерін күріш.18онда желге қарсы муфталар мен көлденең муфталар үзік сызықтармен белгіленеді.
Көлденең муфталардың саны мен түрі кеңістіктік қатаң жүйені құру үшін жеткілікті болуы керек. Шарлы қосылыстар жағдайында да торлардың тұрақтылығын қамтамасыз ету әдеттегідей. Порттар мен гербер арқалықтары, кішігірім көпірлерден басқа, арнайы муфталармен желге және иілуге қарсы қатайтылады. Негізгі тіректердің түйісу орындарында муфталар буындардың әрекетіне әсер етпейтіндей етіп жасалуы керек, сур.18e.
Інжір.18— желге қарсы муфталарды орналастыру
Металл немесе темірбетоннан жасалған кең тротуар тақталары олардың жазықтықтарында өте қатты. Егер аралықтар тым үлкен болмаса, желге қарсы арнайы муфталарды алып тастауға болады, өйткені тротуар тақтасы тиісті рөлді атқара алады. Тек құрастыру кезінде көлденең күштерді жұту шараларын қабылдау қажет.
Толтырғышты таңдаған кезде, әдетте шыбықтардағы күштердің аз екенін және штангалардың иілу ұзындығы үлкен екенін есте ұстаған жөн. Сондықтан өзекшелердің ұзындығы қысқа болатын торларға (мысалы, K-жүйесі немесе ромбтық жүйе) артықшылық беріледі. Кейде иілу ұзындығын азайту үшін желге қарсы муфта жол тіректеріне ілінеді. Жол төсемінің үстіндегі муфталар үшін вертикальсыз ромбтық жүйе жиі қолданылады.
Желге қарсы муфтаның биіктігі негізінен құрылымдық жағдайлармен анықталады (сур.19). Мүмкін болса, бұл жерде де эксцентрлік байланыс болдырмайды. әсіресе үлкен күштермен және желге қарсы муфта өзекшелердің біліктері негізгі тіректердің жазықтықтарында қиылысатындай етіп орнатылады (сур.20).
Інжір.19— Желге қарсы муфтаның биіктік жағдайы
Інжір.20— Жел ілінісу түйіні
Айқас жақтаулар
Жолдың жоғарғы жағы бар көпірлерді суретке сәйкес жеңіл торлы жақтаулармен қатайтуға болады.22. Жақтау түріндегі көлденең муфталар қаңылтыр арқалықтардың негізгі қатайтқыштарына қосылуы мүмкін. Суретте.21көптеген сызықтар екі қосылыстағы керме жақтауының үстіне, яғни крест элементінің астындағы грильдің үстіне орналастырылды, осылайша олар ортаңғы тексеру жолынан қолжетімді болады.
Інжір.21— Көлденең жақтау және орнату жөніндегі нұсқаулық
Інжір.22— Тордың көлденең рамкасы
Төменде жүретін бөлігі бар көпірлерде көлденең рамалардың пішіні көлік құралдарының өтуіне арналған бос профильмен анықталады. Тор көлденең рамалары бар көпірлер күріш.23г. Жүктемені тарататын көлденең жақтаулар (сур.24) тіпті ішінара жүктеме кезінде де барлық негізгі тіректерді біріктіру үшін грильдер үшін қажет. Егер бұл қисық жолы бар темір жол көпірі болса немесе негізгі арқалықтар қисық болса, муфталардың статикалық есебі кезінде мұны ескеру қажет.
Інжір.23— Көлденең муфталар мен негізгі тіректердің мысалдары
Інжір.24— Гердекке жанындағы Рур көпіріндегі жүктемені бөлуге арналған көлденең қима және көлденең арқалық
Жанама әсерлерге қарсы муфта
Теміржол көпірлерінің бойлық арқалықтарының арасында (сур.23в) көлік құралының жанама соққыларын қабылдау үшін арнайы муфтаны қамтамасыз ету қажет. I-бойлық арқалықтардың көлденең бағытта пропорционалды қаттылығы өте аз, сондықтан бүйірлік соққыларға қарсы муфта олардың бүйірлік бүгуге қарсы қауіпсіздігін арттырғаны жөн (Cурет 1).25).
Cурет. 25 — Жанама әсерлерге қарсы муфта
Тежеуге қарсы ілінісу
Көлденең арқалықтар көпірдің бойлық бағытында әрекет ететін және тежеу немесе көлік құралын жүргізе бастағанда пайда болатын күштерді қабылдай алмайды және оларды тежеуге қарсы муфталар орнату арқылы босату керек. Олар желге қарсы муфтамен бойлық тіректерді қосатын торлы жалпақ тіректер (26-сурет) (сур. 27). Көбінесе тасымалдаушы мен муфта арасында биіктік айырмашылығы бар. Ал тіректердің ұзындығын желге қарсы муфтамен тікелей байланыстыруға болатын жағдайларда арнайы тежеуге қарсы муфта қажет, өйткені желге қарсы муфтаны толтыратын өзектер айтарлықтай иілу жүктемесін қабылдай алмайды. Кейбір жағдайларда оны желге қарсы жалғыз жол муфтасына, бүйірлік соққыға қарсы муфтаға және тежеуге қарсы муфтаға біріктіруге болады.
Інжір.26— Тежеуге қарсы ілініс жүйесі
Інжір.27— Тежеуге қарсы ілінісу