RU2395639C2 - Способ геометрического обеспечения расчетного угла крепления ванты пролетному строению моста - Google Patents
Способ геометрического обеспечения расчетного угла крепления ванты пролетному строению моста Download PDFInfo
- Publication number
- RU2395639C2 RU2395639C2 RU2007140260/03A RU2007140260A RU2395639C2 RU 2395639 C2 RU2395639 C2 RU 2395639C2 RU 2007140260/03 A RU2007140260/03 A RU 2007140260/03A RU 2007140260 A RU2007140260 A RU 2007140260A RU 2395639 C2 RU2395639 C2 RU 2395639C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- geometric
- guy
- design angle
- angle
- bridge span
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительству вантовых мостов. Способ геометрического обеспечения расчетного угла крепления ванты пролетному строению моста, включающего опоры, пилоны, ванты с анкерными устройствами, балку жесткости, заключается в том, что при выполнении монтажных работ рассчитывают изменение геометрических параметров элементов конструкции на их укорочение с учетом влияния пониженной температуры региона и устанавливают анкерное устройство под большим углом, чем расчетный угол. Величину завышения расчетного угла задают линейной величиной ΔZ выше геометрического центра сквозного канала пилона, например, электронным тахеометром согласно уравнению ΔZ=ΔН+просадка, где ΔН - разность по высоте закрепления верхних частей вант при относительном изменении длины в интервале изменения температуры; просадка - среднестатистическая величина просадки по отчету геодезических измерений. Технический результат - повышение вибрационной прочности и износостойкости узлов креплений вант с пролетным строением моста. 4 ил.
Description
Изобретение относится к строительству вантовых мостов подвеской пролетного строения пилону.
В постановочной части в настоящем решаемая техническая задача направлена на снижение концентрации механического напряжения в местах креплений анкерных приспособлений балки пролетного строения моста. Это достигается анкеровкой в нижнем (растянутом) ярусе балки пролетного строения и жесткой анкеровкой с расчетным углом крепления и верхним концом ванты, центрировано пропущенным в сквозном канале пилона.
При этом особенность технической задачи заключается в том, что указанные конструкции возводятся для эксплуатации в регионах с сезонным преимуществом пониженных температур. Возводимые конструкции испытывают двухфакторное воздействие, а именно - влияния пониженных температур и динамические состояния. А именно, воздействие проезжающей транспортной техники, а также влияние ветрового потока. В связи с этим имеет место выделенное двухфакторное воздействие на малых площадях креплений (посредством анкерных приспособлений). Поэтому выделенное (двухфакторное воздействие - пониженные температуры и динамические состояния) первоначально усиливают концентрацию механического напряжения. А в последующем в случае нестрогого соблюдения угла крепления ванты анкерному приспособлению порождают изгибающий момент в указанных узлах креплений (выполненных жесткой анкеровкой). Тем самым в конечном итоге (на малых площадях креплений) способствуя приближению концентрации механического напряжения, ее расчетному предельному состоянию. При этом (вследствие порождаемого изгибающего момента) имея преждевременный износ вант в узлах креплений.
Однако известно (см. Устройство для гашения колебаний вант Байтового моста. Yang IN Active control and stability of cable staed bridge. AC №1182102 от 4.04.83), также известно (см. стр.113, Горев В.Д. и др. Металлические конструкции том 1, элементы конструкций, учебник М. 2004), где расчетные параметры металлических конструкций исходят из их геометрической неизменности. Где считается, что при пониженных температурах и в динамическом воздействии наблюдаются случаи вибрационной хрупкости материала. Считается, что материал из вязкого состояния (скачкообразно) переходит в хрупкое состояние, в особенности воздействием низких температур.
С целью недопущения приближения расчетных параметров конструкции ее предельному состоянию и исключения возможного порождения изгибающего момента в отмеченных узлах креплений, а также с целью недопущения преждевременного износа вант предлагается нижеописываемый способ (дополнительного) учета геометрической изменности конструкции.
Аналогом предлагаемому может быть способ монтажа Байтового моста (см. Попов Б.Ю. и др., АС №1101492 от 28.03.83). А ближайшим аналогом является способ возведения двухпоясных висячих мостов (см. Ерунов Б.Г., Фатхуллин P.P., АС №1214816 от 13.06.84.). И предлагаемое, в отличие от приведенных аналогов, целенаправленно ориентирует совокупность действий на достижение расчетных параметров обеспеченной надежности конструкции в целом являясь существенным дополнением (приведенным способам) в учете изменений геометрических параметров конструкции. При этом целенаправленно преследуя цель возможного исключения вибрационной хрупкости материала, в пониженных температурах, а именно дополнительным учетом соблюдения правильности исполнения геометрии конструкции. Поскольку на практике считается, что геометрически правильно исполненная конструкция во многом способствует противостоянию негативно действующим факторам. Предлагаемый способ, по существу, достигается правильным распределением нагрузок в узловых креплениях и учетом ожидаемых усилений механических напряжений. Тем самым, в целом, способствуя увеличению вибрационной прочности конструкции.
В нижеследующем рассмотрении, например (см. стр.333 Д.Джанколи Физика, ч.1, М. 1989), известно, что между температурными напряжениями и изменениями длин элементов (например, конструкции) существует приведенная, пропорциональная связанность, а именно:
где Lo - первоначальная длина (например, длина на стандартную температуру, где стандартная температура считается равной +20°С), а ΔL - изменение длины (то есть, удлинение или укорочение) вследствие изменения температуры. Величина Е - модуль упругости Юнга. A F - прилагаемая сила, величина А - площадь поперечного сечения, где в целом отношение именуется механическим напряжением.
А в температурных (тепловых) напряжениях (см. стр.506 Д.Джанколи. Физика, ч.1, М. 1989) установлена зависимость:
где - относительное изменение длины, а α - коэффициент линейного температурного расширения, ΔT - интервал изменения температуры, например, со стандартной температуры, +20°С.
Руководствуясь нормативными предписаниями (см. СНиП - 2.03.01-84 и СНиП - 2.01.01-82, Строительные нормы и правила), коэффициент линейного расширения принимается равным определенной величине и считается, что линейность сохраняется в достаточном интервале изменений температуры.
В нижеследующем также отметим особенность расчетов в регионах с преимуществом пониженных температур, заключающуюся в расчетах не на удлинения, а в расчетах на укорочения элементов конструкции, поскольку механические напряжения получаются посредствам укорочения, получающегося вследствие воздействия пониженных температур. И механическое напряжение , исходя из приведенных формул (1) и (2), окончательно выражается нижеследующей зависимостью:
Вследствие выше отмеченного существует возможность пересчета параметров (например, длин) со стандартной температуры, Тст=+20°С (Тст - стандартная температура, равная +20°С), пересчетом на укорочение, например на температуру -20°С. С интервалом изменения температуры:
ΔT=40°С (ΔТ - величина изменения температуры).
В дальнейшем, воспользовавшись аналогией, а именно (см. подр. Стр.50 В.Д.Фельдман, Д.Ж.Михелев Основы инженерной геодезии, М. 2001), устанавливаем, что поправка температуры стального мерного прибора, со стандартной температуры (Тст=+20°С) и начальной длины: Lo=30 м, до следующей температуры понижения Т=-6°С, где укорочение представлено величиной, а именно:
ΔL=α·ΔT·Lо=12.5·10-6·(20°C)·30=9,8 мм.
Тогда относительное укорочение стального мерного прибора составит нижеследующую величину:
И полученную величину относительного укорочения можем использовать в нижеследующих расчетах. А именно, в целом, можем иметь:
где E - модуль упругости Юнга (см. стр.336 Д.Джанколи, Физика ч.1, М. 1989) и его табличное значение, для материала (сталь), составит:
Следовательно, ожидаемое увеличение механического напряжения будет составлять нижеследующую величину:
В весовом выражении, полагая 100 Н ≈ 10 кг, можем иметь:
И на основе вышеприведенных расчетов устанавливаем, что в жесткосвязанных конструкциях температурные напряжения существенно увеличивают концентрацию механических напряжений.
Рассматривая ранее приведенную конструкцию анкеровки балки пролетного строения моста, отметим, что жесткая анкеровка способствует возникновению изгибающего момента, на малых площадях креплений. Также отметим, что с увеличением длин (габаритов в целом) возводимых (рассматриваемых) конструкций мостов и из-за эксплуатации в интервале сезонных пониженных температур и необходим (дополнительный) расчетный учет изменений геометрических параметров.
Считая, например, пропорциональной связанностью:
, относительного изменения длин элементов конструкции, а именно полагая изменения, - на 30 метров - 1 см, на 60 метров - 2 см, на 90 метров - 3 см и т.д., в температурном интервале, например (ΔT=40°С), в длине Lo=100 метров, можем иметь расчетную величину укорочения, достигающую значения порядка 5-6 см, которая не согласуется с требуемыми точностями монтажных исполнений, при геодезическом сопровождении строительства (см. СНиП - 2.01.01-82, СНиП - 2.03.01-84, Строительные нормы и правила).
Результат достигается тем, что в способе геометрического обеспечения расчетного угла крепления ванты пролетному строению моста, возводимого в условиях постоянного направления ветрового потока, включающем опоры, пилоны, наклонные относительно вертикальной оси симметрии под углом наклона, большим с наветренной стороны, чем с подветренной, троссовые фермы, образованные несущими и натяжными поясами, соединенными между собой параллельными подвесками и снабженными по концам анкерными устройствами, балку жесткости, подвешенную с несущим поясом и установленную на опоры, согласно изобретению геометрические параметры элементов конструкции вантового моста рассчитывают на их укорочение, на выбранную пониженную температуру.
Окончательно рассматривая двухфакторное воздействие на конструкции вантовых мостов в регионах с сезонным преимуществом пониженных температур, а также рассматривая возведение протяженных конструкций, приходим к выводу, о необходимости производства дополнительных расчетов на укорочение, например, со стандартной температуры (Тст=+20°С), на выбранную температуру, например, (Т=-20°С), с интервалом рассчитываемой температуры (ΔT=40°С).
Более детально рассматриваем (см. фиг.1) реальную конструкцию, эксплуатируемую в регионе со следующими климатическими параметрами (в городе Казань). Согласно региону строительства (см. раздел климатология, СНиП - 2.03.01-84, Строительные нормы и правила) температура воздуха (рассматриваемого региона) наиболее холодной пятидневки равна: -32°С. А средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца равна: +27.4°С. Тогда получающиеся геометрические параметры треугольника (см. фиг.2, 3), имеют параметры при нестандартной температуре (Тст=+20°С):
L1=88.18 м;
S1=79.16 м;
H1=38.85 м.
В пересчете (по вышеприведенным формулам 1, 2, 3 величиной: , относительного укорочения) и на выбранную температуру, например минус 30°С (Т=-30°С), имеем нижеследующие величины:
L2=88.13 м;
S2=79.11 м;
Н2=38.82 м;
где принятые обозначения L - длина ванты, Н - превышение верхней части ванты над нижней и S - расстояние от геометрического центра пилона до места крепления. Тогда получаемая разность по высоте равна:
H1-H2=3 cм.
В соответствии с нормативными предписаниями (см. СНиП - 2.01.01-82 и СНиП - 2.03.01 - 84, Строительные нормы и правила) строительство крупных сооружений ведется с деформационными измерениями и с геодезическим сопровождением этапов строительства, а также геодезическим контролем законченных этапов монтажа и строительства. И под среднестатистической величиной просадки конструкции понимается ее прогиб (быстропротекающая во времени деформация конструкции с момента монтажа на момент ее полной эксплуатации). В рассматриваемом реальном примере среднестатистическая величина просадки составляет 4 см (по отчету геодезических измерений).
Тогда изменение геометрии конструкции с момента монтажа на момент ее полной эксплуатации рассчитывается в нижеследующем, а именно (см. фиг.4): ΔZ=ΔН+просадка, где в итоге: ΔZ=3 cм + 4 см=7 см. То есть вследствие просадки, а также расчетами на укорочение получаем ожидаемую величину прогиба балки пролетного строения моста. И полученную величину (ΔZ) считаем необходимо учитывать в процессе монтажных работ, которая означает ориентировку анкерного приспособления на заведомо завышенный угол в установке крепления. То есть анкерное приспособление должно ориентироваться не на геометрический центр канала пилона, а выше (например, в рассматриваемом реальном примере на 7 см). Тогда расчетная геометрия конструкции будет более соответствовать ее истинной фигуре, причем на выбранную пониженную температуру, поскольку, как было отмечено ранее, расчет производится на момент усиления концентрации механических напряжений при пониженных температурах полагая, что истинная фигура (геометрии конструкции) способствует правильному распределению нагрузок. А изгибающий момент (см. фиг.2, в пониженных температурах) будет существенно уменьшенным.
В конечном итоге, отличительные особенности предлагаемого способа выражаются в нижеследующем. Из вышеописанного следует, что необходимы предварительные расчеты (перед монтажом анкерных приспособлений) на изменение геометрии конструкции исходя из того, что геометрия конструкции должна соответствовать получающейся ее истинной фигуре (а именно на момент эксплуатации). Достигается результат учетом укорочений элементов конструкции, а также суммированием среднестатической величины просадки конструкции, при этом считая «предельным моментом» (выбранную) пониженную температуру. В целом расчеты элементов конструкции, в существенном отличии, выполняются не на удлинение, а на укорочение. И на момент монтажа анкерных приспособлений (с жесткой анкеровкой и ориентированный на сквозной канал пилона), при этом обеспечивая заведомо (расчетный) угол завышения (который оказывается выше геометрического центра сквозного канала пилона). Тогда посредством компьютерного моделирования (геометрии конструкции) с расчетами на геометрическую изменность конструкции, в предлагаемом способе, производится ориентировка в монтаже анкерных приспособлений, без угловых измерений, в линейных величинах. То есть получающийся треугольник рассчитывают только по сторонам и на укорочения. Кроме того, линейная величина завышения угла крепления в ориентировании монтажа анкерного приспособления позволяет точно производить ориентировку при монтаже, поскольку в угловой величине получается малый угол (завышения), достаточно трудно реализуемый, в малых угловых измерениях. А в предлагаемой линейной величине легко реализуем лазерным целеуказателем, а также электронным тахометром посредством координирования на пленочный отражатель.
Claims (1)
- Способ геометрического обеспечения расчетного угла крепления ванты пролетному строению моста, включающего опоры, пилоны, ванты с анкерными устройствами, балку жесткости, отличающийся тем, что при выполнениях монтажных работ рассчитывают изменение геометрических параметров элементов конструкции на их укорочение, с учетом влияния пониженной температуры региона и устанавливают анкерное устройство под большим углом, чем расчетный угол, при этом величину завышения расчетного угла задают линейной величиной ΔZ выше геометрического центра сквозного канала пилона, например, электронным тахеометром, согласно уравнению:
ΔZ=ΔН+просадка, где
ΔН - разность по высоте закрепления верхних частей вант при относительном изменении длины в интервале изменения температуры;
просадка - среднестатистическая величина просадки по отчету геодезических измерений.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007140260/03A RU2395639C2 (ru) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Способ геометрического обеспечения расчетного угла крепления ванты пролетному строению моста |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007140260/03A RU2395639C2 (ru) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Способ геометрического обеспечения расчетного угла крепления ванты пролетному строению моста |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007140260A RU2007140260A (ru) | 2009-04-27 |
RU2395639C2 true RU2395639C2 (ru) | 2010-07-27 |
Family
ID=41018670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007140260/03A RU2395639C2 (ru) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Способ геометрического обеспечения расчетного угла крепления ванты пролетному строению моста |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2395639C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109944156A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-06-28 | 中交公路规划设计院有限公司 | 一种二维组合杆系桥塔结构 |
CN111321664A (zh) * | 2018-12-14 | 2020-06-23 | 湖南省中南桥梁安装工程有限公司 | 一种自调角度的扣挂锚梁 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108342975A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-07-31 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种无塔间横梁的拱承斜拉桥结构 |
-
2007
- 2007-10-24 RU RU2007140260/03A patent/RU2395639C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КАЧУРИН В.К. и др. Проектирование висячих и вантовых мостов. - М.: Транспорт, 1971, с.151-156. ФРЕЙ ОТТО и др. Тентовые и вантовые строительные конструкции. - М.: Издательство литературы по строительству, 1970, с.165. СМИРНОВ В.А. Висячие мосты больших пролетов. - М.: Высшая школа, 1975, с.85-88. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111321664A (zh) * | 2018-12-14 | 2020-06-23 | 湖南省中南桥梁安装工程有限公司 | 一种自调角度的扣挂锚梁 |
CN109944156A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-06-28 | 中交公路规划设计院有限公司 | 一种二维组合杆系桥塔结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007140260A (ru) | 2009-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2395639C2 (ru) | Способ геометрического обеспечения расчетного угла крепления ванты пролетному строению моста | |
CN107142835A (zh) | 无应力状态法的肋拱桥拱肋节段分肋安装施工控制方法 | |
CN111914458B (zh) | 一种钢筋混凝土拱桥拱圈线形控制方法 | |
Tang | Design of cable-stayed girder bridges | |
CN115233831B (zh) | 挠度自由控制的多点大跨度空间钢结构整体连续提升方法 | |
KR20110136998A (ko) | 경사계와 강선의 직진도를 활용하는 건축구조부재의 휨변형량 상시측정기술 | |
RU2459908C1 (ru) | Способ возведения опоры подвесной канатной дороги | |
You et al. | Sutong Bridge–the longest cable-stayed bridge in the world | |
CN211395376U (zh) | 用于特大钢箱梁拱桥拱肋安装辅助定位装置 | |
Matuszkiewicz et al. | Parametric analysis of mast guys within the elastic and inelastic range | |
CN207891908U (zh) | 山地光伏发电可调节钢管桩支架 | |
CN207933870U (zh) | 一种非对称装配式钢斜拉桥 | |
CN117451492A (zh) | 一种大跨拱桥钢拱肋扣挂监测方法 | |
CN219862836U (zh) | 一种基坑张弦梁连接结构 | |
EA200400373A2 (ru) | Способ регулирования высотных сооружений на гибких оттяжках | |
Wierzbicki et al. | Laser-inclinometric method for displacement measurements in structural health monitoring | |
De Vos et al. | Comparison of monitoring techniques for measuring deformations in an excavation | |
CN117005291A (zh) | 一种用于人行索桥的三角形缆梁组合梁、索桥及施工方法 | |
CN117031941A (zh) | 大跨拱桥线形的参数误差反馈控制方法 | |
Ling et al. | A Method for Closing Deck of Cable-Stayed Bridges with a Single Erection Joint | |
Wang et al. | Lateral stability analysis of single-column pier bridge based on geometric nonlinearity | |
CN116641297A (zh) | 一种拱桥斜拉扣挂系统及施工方法 | |
Widerski et al. | Geodesic monitoring of tower and mast structures | |
CN116927069A (zh) | 一种用于人行索桥的马鞍形缆梁组合梁、索桥及施工方法 | |
Mahmoud | Recent developments in bridge engineering |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101025 |