RU2068907C1

RU2068907C1 - Multiple-cable suspension bridge

Info

Publication number: RU2068907C1
Application number: RU93050411A
Authority: RU
Inventors: Б.Г. Ерунов
Original assignee: Казанский инженерно-строительный институт
Priority date: 1993-10-11
Filing date: 1993-10-11
Publication date: 1996-11-10

Abstract

FIELD: bridge building. SUBSTANCE: multiple-cable suspension bridge includes stiffness beam, single load-bearing cable. Supports of the cable are placed on heads of pylons along the lengthwise bridge axis. Two water-side A-shaped pylons and a device for taking pushing apart forces. Units to secure the suspensions to load-bearing cable are displaced from lengthwise bridge axis towards opposite sides for a preset value not exceeding 0.12 half width of the beam. EFFECT: bridge of high strength. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области мостостроения, в частности к мостам с тросовыми фермами. The invention relates to the field of bridge construction, in particular to bridges with cable trusses.

Известны висячие мосты, включающие одиночный несущий трос (монокабель), соединенный тросовыми подвесками с балкой жесткости, пилоны для подвешивания троса и устройства для восприятия его распора. По фасаду моста подвески параллельны, в поперечном сечении наклонены к вертикали на заданные углы, величина которых определяется начальными геометрическими размерами сооружения. Мосты такой системы известны в научно-технической литературе (см. например, Shemmerner F. Ober die Aerodinamik und statik von Monokabelenhangen brucken (перевод этой статьи см. Искусственные сооружения на автомобильных дорогах: Экспресс информация ВИНИТИ, 1970, N 6, реф. 28) и на уровне авторских свидетельств СССР и патентов ряда зарубежных стран (см. например, а.с. СССР N 1622492 "Висячий монокабельный мост", кл. Е 01 D 11/00, опубл. 23.01.91, бюл. N 3). Suspension bridges are known, including a single load-bearing cable (monocable) connected by cable suspensions to a stiffener, pylons for hanging the cable and a device for perceiving it. Suspension along the facade of the bridge is parallel, in a cross section tilted to the vertical at predetermined angles, the value of which is determined by the initial geometric dimensions of the structure. Bridges of such a system are known in the scientific and technical literature (see, for example, Shemmerner F. Ober die Aerodinamik und statik von Monokabelenhangen brucken (for the translation of this article, see Artificial Structures on Roads: Express information VINITI, 1970, N 6, ref. 28) and at the level of copyright certificates of the USSR and patents of several foreign countries (see, for example, the USSR AS N 1622492 "Suspension monocable bridge", class E 01 D 11/00, publ. 23.01.91, bull. N 3).

В настоящей заявке в качестве сооружения прототипа использовано решение по упомянутой статье оси моста, каждая тросовая ферма присоединена к одноименным наружным граням балки жесткости. В дальнейшем понятие "левый" и "правый" также используются по смыслу расположения элементов моста относительно его продольной оси в соответствии с фиг.1, 6, в. In this application, as a prototype structure, a solution is used for the axle axis of the bridge mentioned above, each cable truss is attached to the external faces of the stiffener beam of the same name. In the future, the concepts of "left" and "right" are also used in the sense of the location of the elements of the bridge relative to its longitudinal axis in accordance with figures 1, 6, c.

На фиг.1 обозначены несущий трос (монокабель) 1 тросовых ферм моста, подвески 2, соединяющие трос 1 с балкой жесткости, узлы 3,4 крепления подвесок к балке жесткости (принципиально эти решения известны см. например, монографию Качурин В.К. и др. Проектирование висячих и вантовых мостов, М, Транспорт, 1971). Буквенными обозначениями на фиг.1 выделены L длина пролета моста, b половина ширины балки жесткости, d длина панели мостовой фермы. Figure 1 shows the supporting cable (monocable) 1 of the cable trusses of the bridge, suspension 2 connecting the cable 1 with the stiffener, nodes 3.4 mounting the suspensions to the stiffener (these solutions are known in principle, for example, see the monograph by V.K. Kachurin and other Design of suspension and cable-stayed bridges, M, Transport, 1971). The letters in Fig. 1 highlight the L span of the bridge, b half the width of the stiffness beam, d the length of the bridge truss panel.

Техническим результатом использования изобретения является повышение статической и динамической жесткости моста и снижение его материалоемкости. The technical result of using the invention is to increase the static and dynamic stiffness of the bridge and reduce its material consumption.

Это достигается тем, что у монокабельного висячего моста, включающего балку жесткости, одиночный несущий трос, опоры которого на оголовках пилонов размещены на продольной оси моста, соединенный с балкой жесткости тросовыми подвесками, параллельными по фасаду моста и наклоненными к вертикали в поперечном сечении моста на заданные углы, два береговых А-образных пилона и устройства для восприятия распора, узлы присоединения подвесок к несущему тросу в крайних четвертях пролета моста поочередно смещены от продольной оси моста в разные стороны на заданную величину и эта величина не превышает 0,12 от половины ширины балки жесткости моста. This is achieved by the fact that the monocable suspension bridge, including the stiffener beam, has a single load-bearing cable, the supports of which are placed on the pylon heads on the longitudinal axis of the bridge, connected to the stiffener beam by cable suspensions parallel to the facade of the bridge and inclined to the specified angles, two coastal A-shaped pylons and devices for perception of thrust, nodes of attachment of suspensions to the support cable in the extreme quarters of the bridge span are alternately shifted from the longitudinal axis of the bridge to different sides They are by a given value and this value does not exceed 0.12 of half the width of the bridge stiffness beam.

Схема взаимодействия элементов моста по изобретению представлена на фиг. 1-4. Здесь приведены планы пролетных строений моста в двух вариантах: тросовые подвески выделены жирными линиями, фасаду моста полностью соответствует верхняя на планах фиг.2 грань балки жесткости ("правая", середина пролета моста узел А4, узлы присоединения подвесок 4 монокабелю обозначены А1, А2, А3. продольная ось моста прямая А-В, величина смещений узлов присоединения подвесок от продольной оси моста обозначена "с". A diagram of the interaction of the bridge elements according to the invention is shown in FIG. 1-4. Here are the bridge span plans in two versions: cable suspensions are marked in bold lines, the bridge facade is fully consistent with the upper edge of the stiffener beam on the plans of Fig. 2 ("right", the middle of the bridge span, node A4, suspension connection points 4 for mono cable are marked A1, A2, A3. The longitudinal axis of the bridge is straight AB, the displacement of the suspension attachment nodes from the longitudinal axis of the bridge is indicated by "c".

На фиг.1 показан план моста с симметричными относительно середины пролета моста А4 смещениями узлов присоединения подвесок к монокабелю (одноименные узлы левой и правой четвертей выделены здесь одноименными символами А1, А2.); на фиг.2 план моста к кососимметричными смещениями узлов присоединения подвесок относительно продольной оси моста Ав; на фиг.3 - поперечное сечение 1-1 (зона смещений узлов присоединения подвесок к монокабелю); на фиг.4 то же, для остальной области моста. Figure 1 shows the plan of the bridge with the displacements of the suspension attachment nodes to the monocable symmetrical with respect to the middle of the passage of the A4 bridge (the nodes of the left and right quarters of the same name are highlighted here by the same symbols A1, A2.); figure 2 is a plan of the bridge to the skew-symmetric displacements of the suspension attachment nodes relative to the longitudinal axis of the bridge Av; figure 3 is a cross section 1-1 (the zone of displacement of the nodes of the attachment of the suspensions to the monocable); figure 4 is the same for the rest of the bridge.

Рассмотрение планов поперечных сечений моста позволяет сделать вывод о том, что изменение углов наклона подвесок к вертикали в данном случае не подчиняется закону естественного провисания одиночного троса, соединенного с балкой по прямым ее гранями: смещение узлов формируются конструктивно регулированием длин левой и правой подвесок, при этом достигается принудительное задание новой формы, ее достаточно просто можно использовать для регулирования статически и динамических свойств сооружения. An examination of the bridge cross-sectional plans allows us to conclude that in this case, changing the tilt angles of the suspensions to the vertical does not obey the law of natural sagging of a single cable connected to the beam along its straight edges: the nodes are displaced constructively by adjusting the lengths of the left and right suspensions, while a forced assignment of a new form is achieved, it can simply be used to regulate the statically and dynamic properties of the structure.

Ограничение величины смещения размером в 0,12 от половины ширины балки жесткости связано с желательностью нахождения этого размера в области "золотого сечения" балки в направлении поперек моста, область эта ограничена расстоянием в 0,38 от ребра балки с каждой стороны, так и формируется область полной шириной в 0,24 от полной ширины балки, при этом в качестве ширины балки "в" принимается расстояние между узлами присоединения подвесок к этой балке. The limitation of the displacement size of 0.12 from half the width of the stiffener beam is due to the desirability of finding this size in the "golden section" of the beam in the direction across the bridge, this area is limited by a distance of 0.38 from the edge of the beam on each side, and the area is formed the total width of 0.24 of the full width of the beam, while the width between the nodes of the attachment of the suspensions to this beam is taken as the width of the beam "c".

Изменение углов наклона подвесок по схеме фиг.1 позволяет управлять кососимметричными движениями балки (и моста в целом) под нагрузками, в схеме по фиг.2 симметричными, в частности, крутильными движениями сооружения. Возможность такого "управления" проявляется в том, что для поперечных сечений типа фиг.3 в равнодействующая усилий в левой и правой тросовых подвесках получается наклонной, в отличие от вертикальной для сечения по фиг.4 при симметричном расположении смещений по пролету моста удается в известной степени нейтрализовать кососимметричные движения за счет именно существования симметричной начальной горизонтальной составляющей усилий в подвесках. Changing the angle of inclination of the suspensions according to the scheme of figure 1 allows you to control the skew-symmetric movements of the beam (and the bridge as a whole) under loads, in the scheme of figure 2 symmetrical, in particular, torsional movements of the structure. The possibility of such a “control” is manifested in the fact that for cross sections of the type of FIG. 3, the resultant force in the left and right cable suspensions is oblique, in contrast to the vertical section for FIG. 4 with a symmetrical arrangement of the displacements along the span of the bridge to neutralize the skew-symmetric movements due to the existence of a symmetrical initial horizontal component of the efforts in the suspensions.

За счет улучшения условий восприятия крутильных воздействий и урегулирования восприятия динамических воздействий достигается снижение материалоемкости сооружения, в частности балки жесткости. By improving the conditions for the perception of torsion effects and regulating the perception of dynamic effects, a reduction in the material consumption of the structure, in particular stiffness beams, is achieved.

Рассмотрение поперечных сечений по фиг.3 и 4 позволяет сделать дополнительный вывод о том, что предлагаемое решение не стесняет габаритов приближения пролетных строений по действующим в настоящее время нормам. Размер h на фиг.1-4 минимально необходимое для вписывания в поперечное сечение моста габаритов приближения по нормативным требованиям, введение смещений узлов присоединения подвесок лишь в крайних четвертях пролета моста не влияет на взаимодействие этого размера с поперечными сечениями в остальной части моста (еще раз подчеркнем, что "габаритный" треугольник на фиг.3 и 4 имеет вершину А4, в то время, как в долях пролета высотные габариты равны "h1" и "h2" см. фиг.3 и 4. Consideration of the cross-sections in Figs. 3 and 4 allows us to make an additional conclusion that the proposed solution does not hamper the dimensions of the approximation of spans according to current standards. The size h in Figs. 1-4 is the minimum necessary to fit approximation dimensions into the cross section of the bridge according to regulatory requirements, the introduction of displacements of suspension attachment nodes only in the extreme quarters of the bridge span does not affect the interaction of this size with cross sections in the rest of the bridge (we emphasize once again that the "overall" triangle in Figs. 3 and 4 has a vertex A4, while in the span fractions the height dimensions are "h1" and "h2", see Figs. 3 and 4.

Область применения предлагаемого изобретения висячие мосты с пролетами свыше 500 м. ЫЫЫ1 ЫЫЫ2 ЫЫЫ3 The scope of the invention, suspension bridges with spans of more than 500 m. НЫЫЫ1ЫЫЫ2ЫЫЫ3

Claims

1. Monocable suspension bridge, including a stiffener beam, a single load-bearing cable, the supports of which are placed on the pylon heads on the longitudinal axis of the bridge, connected to the stiffener beam by cable suspensions parallel to the facade of the bridge and tilted to the vertical in the cross section of the bridge at given angles, two coastal A-shaped pylon and devices for sensing the thrust, characterized in that the nodes of the suspension attachment to the supporting cable in the extreme quarters of the bridge span are alternately offset from the longitudinal axis of the bridge in different directions by adannuyu value not exceeding half the width of the beam of 0.12, and the displacement assemblies extreme fourths span symmetric with respect to the mid-span bridge.

2. The bridge according to claim 1, characterized in that the displacements of the attachment points of the suspensions to the load-bearing cable in the extreme quarters of the span are inversely symmetrical with respect to the middle of the span of the bridge.