EA015524B1

EA015524B1 - Мост закрытого типа

Info

Publication number: EA015524B1
Application number: EA201070382A
Authority: EA
Inventors: Энсио Миеттинен
Original assignee: Энсио Миеттинен
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2011-08-30
Also published as: EA201070382A1; KR101498545B1; CN101802311B; FI20075663A0; US8214955B2; WO2009037382A1; JP2010539364A; US20100299851A1; FI120413B; CA2699470A1; AU2008300441B2; CN101802311A; FI20075663A; CA2699470C; EP2195490B1; KR20100085059A; JP5174172B2; AU2008300441A1; PL2195490T3; EP2195490A1

Abstract

Мост закрытого типа, содержащий по меньшей мере одну наружную трубу (9), которая образует наружную поверхность моста, и по меньшей мере одну внутреннюю трубу (2), установленную внутри наружной трубы (9), которая образует внутреннее пространство моста. Ферменная конструкция (1), прикрепленная к конструкции моста, установлена внутри внутренней трубы (2) и сформирована из элемента, образующего по меньшей мере один узел и воспринимающего нагрузку растяжения, при этом ферменная конструкция образует по меньшей мере одну хорду, которая проходит поперек внутренней трубы из одной точки ее внутренней поверхности к противоположной стороне внутренней поверхности.

Description

Настоящее изобретение относится к сверхлегкому мосту закрытого типа для создания прохода для транспортирования материалов, для передвижения пешеходов, велосипедистов, а также персонала.

Предшествующий уровень техники

Существующие мосты служебного назначения, мосты из трубчатых элементов и транспортноотвальные мосты содержат полотно с каркасной конструкцией, а также стены, пол и крышу, которая покрывает основную несущую конструкцию. Трубы, ярусы обслуживания, кабели и подобные устройства располагаются внутри моста и требуют несущей конструкции, посредством которой их подвешивают к каркасной конструкции моста. Таким образом, основная несущая конструкция моста должна нести на себе полный вес и функциональные элементы закрывающих защитных конструкций, а также их несущие конструкции, так что силовая несущая конструкция самого моста должна быть прочной и тяжелой. Для тяжелой конструкции, в свою очередь, требуются опоры, установленные с короткими промежутками на земле или в здании. Такая тяжелая конструкция является дорогостоящей и требует длительного времени для изготовления, поскольку для нее требуется большое количество материалов и необходимы большие трудозатраты. Поперечное сечение мостов обычно прямоугольное. Такая форма приводит к большому ветровому сопротивлению ее поверхностей и следовательно к высоким ветровым нагрузкам. Снег, который скапливается на крыше моста в условиях снежной зимы, приводит к увеличению нагрузки. Для такого моста требуется большой участок поверхности на земле или полу, потому что тяжелые несущие опоры часто представляют собой А-образные фермы. В целом, конструкции существующих мостов являются исключительно тяжелыми, габаритными и дорогостоящими, и также велика стоимость их материалов.

Попытка устранить вышеуказанные недостатки мостов была предпринята в международной патентной заявке РСТ/Т12006/000218. Конструкция, раскрытая в данной заявке, относится к оболочечной конструкции, при которой мост формируется из одной или нескольких труб, расположенных внутри друг друга и скрепленных одна с другой. Благодаря такой конструкции затраты на изготовление и материалы снижаются, а строительство осуществляется быстрее.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание моста оболочечной конструкции, которая является более прочной и надежной, чем прежние.

В основе изобретения лежит по меньшей мере одна поперечная ферменная конструкция, расположенная внутри оболочечной конструкции.

Точнее, мост, соответствующий настоящему изобретению, отличается признаками, изложенными в отличительной части независимого пункта формулы.

Различные варианты осуществления настоящего изобретения описаны более подробно в зависимых пунктах формулы.

Применение изобретения помогает получить значительные преимущества.

Конечная прочность моста, выполненного в виде оболочечной и/или ячеистой/оболочечной конструкции, часто определяется его сопротивлением продольному изгибу и, таким образом, может быть меньше конструктивной жесткости и прочности моста, которая соответствовала бы нагрузке иного характера. Толщина материала оболочечной конструкции, в принципе, может быть очень небольшой, но тогда есть опасность смятия конструкции при пиковых нагрузках и нагрузках, приложенных с нерасчетного направления. Устойчивость также ослабевает по мере увеличения пролета между опорами, и может получиться так, что даже при достаточной прочности конструкции ее недостаточная устойчивость (жесткость) и вытекающие из этого деформации могут потребовать, например, увеличения толщины материала. Поскольку масса материала, потребного для конструкции оболочки, выполненной из тонкого листа, быстро растет с ростом толщины материала, это также будет приводить к быстрому росту стоимости и веса конструкции. Согласно настоящему изобретению вся конструкция поддерживается изнутри при помощи ферменной конструкции, благодаря которой благоприятным образом увеличивается отношение устойчивости и сопротивления продольному изгибу к весу и стоимости материала по сравнению с простым увеличением толщины материала или поддержкой конструкции каким-либо иным способом. Оказывается возможным посредством расчетов продемонстрировать существенное увеличение устойчивости (жесткости) моста и его сопротивления продольному изгибу за счет использования ферменной конструкции.

Как известно, ферменные конструкции просты в изготовлении и могут быть множеством различных способов прикреплены к оболочечной и/или ячеистой/коробчатой конструкции моста.

Перечень фигур чертежей

Варианты выполнения настоящего изобретения будут подробнее описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 схематически изображает продольное сечение моста оболочечной конструкции; фиг. 2 - поперечное сечение моста фиг. 1.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Описываемая далее конструкция предназначена для применения в связи с мостом закрытого типа, который раскрыт в международной заявке РСТ/Р12006/000218. Таким образом, конструкция самого мос

- 1 015524 та и варианты конструкции подробно в настоящем описании не рассмотрены; зато в настоящее описание включены значимые части текста указанной заявки.

В соответствии с настоящим изобретением мост закрытого типа состоит из внутренней трубы 2, ограничивающей внутреннюю часть моста, и наружной трубы 9, образующей наружную оболочку. Наружная труба 9 и внутренняя труба 2 скреплены друг с другом, например, сваркой или болтами, чтобы получилась двухслойная оболочечная конструкция. Форма наружной и внутренней труб 2, 9 может быть овальной, какая показана на фигурах и какая является предпочтительной, круговой или иной, какая требуется. В пространстве, которое остается между наружной трубой 9 и внутренней трубой, располагаются каналы 10, которые используются для прокладки электрических кабелей, кабелей связи и аналогичных кабелей или в качестве каналов для транспортирования воды, пара или других материалов. Указанные каналы 10 прикреплены к наружной поверхности внутренней трубы 2 и соответственно к внутренней поверхности наружной трубы 9 и таким образом образуют опору, связывающую наружную и внутреннюю трубы 9, 2 в единую оболочку ячеистой или коробчатой структуры. Кроме того, каналы скреплены друг с другом, например, посредством сварного шва 4, чтобы придать конструкции дополнительную жесткость. Дополнительно каналы 10, наружная и внутренняя трубы могут быть скреплены друг с другом с помощью дополнительных опор, например коробчатых конструкций или стальных опор 6, образующих плоскость, которая разделяет собой мост. Также конструкция поддерживается промежуточными перегородками (шпангоутами) моста и торцовой перегородкой 8 технологического модуля. В данном примере внутри моста располагаются и настил 11 для обслуживания, и конвейерная лента 12. Внутреннее пространство можно свободно использовать для различных конструкций, а также, если требуется, в указанном пространстве можно создавать повышенное давление, заполнять пространство паром или даже инертным газом.

В рассматриваемом примере мост составлен из двух модулей, связанных между собой по разделительной плоскости 13, которая идет в горизонтальном направлении и которая усилена коробчатой конструкцией или стальной опорой 6. Мост (например, для транспорта) может состоять из двух или большего числа модулей, которые скрепляют друг с другом на месте монтажа по разделительной плоскости 13. Структурно разделительная плоскость 13 может представлять собой коробчатую, ячеистую конструкцию, конструкцию в виде ребер жесткости или иную аналогичную структуру. Стык между модулями может быть выполнен сваркой, либо посредством болтового соединения, либо каким-то иным способом. За счет того, что мост формируется из модулей, в максимально возможной степени может быть осуществлена его предварительная сборка в заводских условиях, так что изготовление моста может быть сделано более эффективным и автоматизированным, а фактическая сборка моста на месте монтажа будет происходить быстро. Конструкция 6, образующая разделительную плоскость 13, несет вертикальные и горизонтальные нагрузки, противостоит изгибным нагрузкам и со своей стороны предотвращает продольный изгиб моста. В данном примере один мостовой блок состоит из двух модулей, т.е. верхнего образующего модуля 14 и нижнего образующего модуля 15. Части наружной трубы 9 и части внутренней трубы 2 каждого образующего модуля 14, 15 скрепляются друг с другом посредством перегородок 8 (шпангоутов), которые могут располагаться на торце модуля заводского изготовления и/или через надлежащие интервалы по длине модуля. Со своей стороны перегородки 8 связывают наружную трубу 9 и внутреннюю трубу 2 друг с другом и увеличивают жесткость конструкции. Перегородки 8 могут иметь криволинейную форму и проходить в направлении внутренней части моста, таким образом оставляя проход в месте их расположения. Конструкция перегородки также может быть использована для перекрытия сечения моста в требуемых местах, при этом в таких местах конструкция перегородки может образовывать стенку или дверь. Кроме того, торцовые перегородки 8 могут быть использованы для соединения блоков моста между собой. Такое соединение может быть, например, сварным, болтовым, клепаным или может быть выполнено каким-то другим известным способом. Верхний и нижний образующий модуль 14, 15 может состоять из одной или нескольких труб, коробчатых или ячеистых структур, которые соединены между собой посредством сварки, болтового соединения или каким-то иным образом. Такая конструкция может нести вертикальные и горизонтальные нагрузки и противостоять изгибным моментам. Модуль, сформированный таким способом, представляет собой независимую жесткую конструкцию, и поэтому его легко транспортировать и с ним легко обращаться во время монтажа. Также в заводских условиях на модули легко можно наносить влагозащитную или тепловую изоляцию, которая в данном случае располагается на наружной поверхности наружной трубы 9 модуля. Тепловая и влагозащитная изоляция может быть нанесена посредством литья, напыления, накатывания, обертывания или крепления каким-либо иным подходящим образом, например наклеиванием.

Внутри моста расположена ферменная конструкция 1 для увеличения жесткости моста и его сопротивления продольному изгибу. В рассматриваемом примере ферменная конструкция 1 располагается вертикально на оси моста и образована вертикальными опорами 16 и наклонными опорами 17. Наклонные опоры 17 проходят от верхних концов к нижним концам вертикальных опор 16, так что полученная ферменная конструкция представляет собой ферму с треугольной решеткой. Ферма такого типа является прочной и легкой. Помимо вертикальной фермы возможно использование горизонтальной фермы или наклонной фермы, при этом несущая решетка может проходить к боковой стороне от центра моста или

- 2 015524 от горизонтальной осевой линии.

Вертикальная ферменная конструкция 1 посредством сварки, болтового соединения или иным подобным образом крепится к верхнему и нижнему образующим модулям 14, 15 в точке 5 нижней трубы 2 или к соответствующей конструкции нижнего образующего модуля, которая может представлять собой трубу, короб, ячеистую структуру или элемент жесткости какой-либо иной формы или какую-либо иную аналогичную опорную конструкцию. В примерах фиг. 1 и 2 вертикальные опоры 16 и концы наклонных опор фермы располагаются на торцовых и промежуточных перегородках, обеспечивая прочную поддержку. Вертикальная ферменная конструкция придает жесткость мосту закрытого типа в вертикальном направлении. Ферменная конструкция со своей стороны препятствует продольному изгибу моста. Вертикальная ферменная конструкция разделяет мост на отдельные проходы, а также ферменная конструкция может быть использована, например, в качестве рамы для изолирующей разделительной перегородки, или в качестве опорной конструкции для установки устройств, и, кроме того, может быть предусмотрено несколько вертикальных ферменных конструкций.

Вертикальная ферменная конструкция крепится соответственно посредством сварки, болтового соединения или иным подобным способом к образующему модулю на его боковой стороне, на которой в качестве места крепления может выступать труба, короб, ячеистая структура, элемент жесткости иной формы или какая-то другая подобная опорная структура. Горизонтальная ферменная конструкция придает жесткость мосту закрытого типа в поперечном направлении. Горизонтальная ферменная конструкция может находиться на разной высоте и одновременно может поддерживать обособленные уровни, проходы или стеллажи для оборудования, которых может быть несколько.

Горизонтальная ферменная конструкция со своей стороны препятствует продольному изгибу моста и значительно увеличивает отношение жесткости конструкции к весу использованного материала. Таким образом, мост обладает хорошей весовой отдачей (коэффициентом нагрузки).

Как упоминалось выше, ферменная конструкция (или несколько ферменных конструкций) может быть горизонтальной, вертикальной или может быть ориентирована наклонно к указанным плоскостям. Ферма (или несколько ферм) может быть расположена сбоку от осевой линии конструкции, образуя при этом хорду поперечного сечения внутренней части моста, которая проходит от одной точки поверхности внутренней трубы до точки на противоположной поверхности. Помимо простой треугольной структуры, описанной в примере, ферма может быть выполнена из множества треугольных ячеек или может состоять из многоугольников или даже кривых линий. Ферма строится из стержней, которые прикреплены друг к другу и воспринимают нагрузки растяжения и сжатия, причем указанные стержни могут иметь различный профиль. Можно также предусмотреть, чтобы ферма была выполнена из тросов или аналогичных элементов, которые крепятся к мосту, например, посредством петель и в которых затем создается предварительное натяжение. Однако элементы тросового типа будут воспринимать только растягивающие нагрузки, что следует принимать во внимание при оценке напряжений, действующих в конструкции, в процессе ее проектирования. Стержни, тросы или аналогичные элементы крепятся друг к другу своими концами, образуя узлы, или они могут быть выполнены в виде единого цельного элемента, узлы в котором образуются за счет изгиба элемента, подвергающегося нагрузке.

Поперечное сечение моста может быть самым разным, при этом ферменную конструкцию адаптируют к тому поперечному сечению моста, которое используется в данный момент времени. Мост может состоять из нескольких мостовых блоков, которые крепятся друг к другу своими торцами. Соединения между торцами труб, ячеек, коробов, стержней и подобных структур выполняют способом, пригодным с точки зрения области применения моста, другими словами, посредством сварки, с помощью фланцевых соединений, болтовых соединений, резьбовых элементов, адаптеров, удлинителей или соединительных элементов. Соединительные элементы могут быть интегрированы с торцовой перегородкой.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Мост закрытого типа, содержащий по меньшей мере одну наружную трубу (9), которая образует наружную поверхность моста, и по меньшей мере одну внутреннюю трубу (2), установленную внутри наружной трубы (9), которая образует внутреннее пространство моста, отличающийся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере одну ферменную конструкцию (1), установленную внутри внутренней трубы (2), прикрепленную к конструкции моста и сформированную из элемента, образующего по меньшей мере один узел, причем указанная ферменная конструкция образует по меньшей мере одну хорду, которая проходит поперек внутренней трубы из одной точки ее внутренней поверхности к противоположной стороне внутренней поверхности и представляет собой жесткую ферму, собранную из стержневых элементов, воспринимающих нагрузки растяжения и сжатия.
2. Мост по п.1, отличающийся тем, что ферменная конструкция прикреплена к внутренней трубе (2).
3. Мост по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере одну перегородку (8).
4. Мост по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что образован по меньшей

- 3 015524 мере из двух модулей, отделенных друг от друга разделительной плоскостью (6), которая может быть использована для сборки модульной конструкции с целью образования мостового блока.
5. Мост по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что мостовой блок содержит торцовые перегородки (8), в которых предусмотрены элементы для соединения мостовых блоков друг с другом.
6. Мост по любому из предшествующих пунктов, отличающийся ферменная конструкция (1) является вертикальной.
7. Мост по любому из предшествующих пунктов, отличающийся ферменная конструкция (1) является горизонтальной.
8. Мост по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, тем, тем, что что что по по по меньшей меньшей меньшей мере мере мере одна одна одна ферменная конструкция (1) образует раму стенной перегородки или пола, разделяющую внутреннее пространство моста.

17 /7 7 \ гл ¹⁶ _1/\