Kafesler ile çerçeve köprüsü. Makaslı köprüler

Kiriş üst yapılar Geçişli makaslar, büyük ve sınıf dışı köprülerde kullanılır. Düğümlü yük aktarımı olan çiftliklerde, tüm unsurlar esas olarak eksenel kuvvetler malzemenin mukavemet özelliklerinin daha iyi kullanılmasını sağlar. Çapraz kirişli kiriş açıklıkları, aşağıdan ve yukarıdan bir sürüşle bölünmüş, sürekli ve konsol olarak bölünmüştür.

Tek hatlı bir demiryolu köprüsünün altından geçen kirişle kesilmiş açıklıklı bir yapı, birleştirilmiş iki ana kafes kirişten oluşur. mekansal yapı boyuna ve enine bağlantılar sistemi (Şekil 6.18, 6.19).

Metal üst yapıların ana kafes kirişleri, üst ve alt kirişler ve kafes elemanlarından oluşur: destekler, raflar ve askılar (Şekil 6.18).

Çiftlikler, farklı kayış ve kafes sistemleri ana hatlarına sahiptir (Şekil 6.19). Çokgen kuşaklı çiftlikler aşağı sürerken, üst poligonal bir kayışları vardır (Şekil 6.19, a) ve yukarıdan aşağıya doğru sürerken (Şek. 6.19, B). Paralel kuşaklı çiftlikler(Şekil 6.19, c, g) daha rasyoneldir, daha düşük işçilik yoğunluğuna ve üretim ve kurulum maliyetine sahiptir, ancak önceki kafes kirişlere göre %2-5 daha fazla çelik kütlesine sahiptir.

Pirinç. 6.18. Aşağıda bir gezinti ile üst yapı: 1 - portal çerçevesi; 2 - üst uzunlamasına bağlar; 3 - çapraz bağlantılar; 4 - çiftliğin üst kemeri; 5 - üst uzunlamasına bağların dikmesi; 6 - süspansiyon; 7 - çiftliğin alt kemeri; 8 - destek;
9 - durmak; 10 - anayolun uzunlamasına kirişi; 11 - enine ışın; 12 - karayolunun uzunlamasına bağlantıları; 13 - daha düşük uzunlamasına makas bağları

Pirinç. 6.19. Ana çiftliklerin şemaları: bir, b - poligonal kayışlarla; c, d - paralel kayışlarla

Kafes kafes, destekler, raflar ve askılardan oluşur (Şekil 6.18). Ana kafes kirişler diyagonal, eşkenar dörtgen, üçgen, kafes kirişlere sahiptir (Şekil 6.20).

Pirinç. 6.20. Kafes kafes şemaları: bir, b - azalan ve yükselen parantezler ile diyagonal; v- yarı diyagonal; G- çok çaprazlı; D- eşkenar dörtgen; e, w- yarı süspansiyonlu ve yarı raflı eşkenar dörtgen; o- makaslı;
İle- artan parantez ile üçgen; ben, m- raflı ve askılı üçgen; n- çoklu ızgara; P- iki kafes; r- geçmek; İle- yarı süspansiyonlu ve yarı sütunlu çift üçgen

Çiftliğin ana parametreleri, Şek. 6.21.

Demiryolu köprülerinin açıklık yapılarının modern tasarımlarında, tahmini açıklık uzunluğu 33 ila 110 m, 11 m'nin katları ve 127.4'tür; 144.8 ve 158.4 m Ana kirişin yüksekliği
= (1/5¸1/7) ben p, ancak minimum çelik tüketimi, kafes kirişin gerekli sertliği ve binaların açıklığı koşullarından belirlenen 8,5 m'den az olmayan. Pano uzunluğu = 5.5¸11 m olarak alınmıştır.Ana makasların eksenleri arasındaki mesafe alınmıştır. İle= (1/20¸1/25) ben püst yapının devrilmesine karşı yatay rijitlik ve stabilite sağlama koşullarından. Tek hatlı demiryolu üst yapıları için genel boyutlara göre İle 5,7 m

Pirinç. 6.21. Çiftliğin ana parametreleri: a– köprünün ekseni boyunca görünüm; B- plan;
v– köprünün ekseni boyunca görünüm; - tahmini yayılma; – panel uzunluğu; - çiftliğin yüksekliği; - ana çiftliklerin eksenleri arasındaki mesafe; - anayolun uzunlamasına kirişlerinin eksenleri arasındaki mesafe

Çiftlik öğeleri. Açıklıklı yapıların modern yapılarında iki tip bölüm kullanılır: kutu şeklinde ve H-şekli(Şekil 6.22) .

Pirinç. 6.22. Ana çiftliğin unsurlarının bölümleri: a–g- kutu şeklinde;
ve– H şeklinde

Elemanların bölümlerinin boyutları, yürürlükteki kuvvetlere, çelik kalitesine, üretim teknolojisinin gereksinimlerine, kurulum ve işletmeye göre atanır. Elemanların bölümlerinin yüksekliği, uzunluklarının 1/15'inden fazla alınmaz ve genişlik, kafes düzleminin içinde ve dışında yaklaşık olarak eşit esneklik koşulundan alınır.

karayolu boyuna ve enine kirişlerden, boyuna kirişler ile köprü tabliyesi arasındaki bağlantılardan oluşur. Karayolu kirişlerinin konumu aynı ve farklı seviyelerdedir. Boyuna kirişler, açıklıklarının yüksekliği (1/5¸1/7) olan I-kesit kaynaklı modern çiftliklerde kullanılır (Şekil 6.23).

Pirinç. 6.23. Çiftlik anayolunun uzunlamasına kirişinin tasarımı: a– yayılma ekseni boyunca görünüm; B- kiriş planı; v- yatay bağlantıların planı; 1 - kirişin kesiti; 2 - bağları takmak için köşe; 3 - çapraz takviye; 4 - sertleştirici; 5 - boyuna kirişin enine bağlantı köşesi; 6 , 10 - "balık"; 7 – cıvatalar için delikler; 8 - ara parçası; 9 - delikler; 11 - köşegen

Enine kirişler, dikey köşeler ve üçgen köşebentler kullanılarak yüksek mukavemetli cıvatalarla ana kirişlerin elemanlarına bağlanır (Şekil 6.24).

köprü güvertesi kirişli demiryolu açıklıkları ahşap veya metal traverslerde, betonarme balastsız levhalarda kullanılır (Şekil 6.25). Köprü güvertesinden gelen yükler boyuna kirişlere ve daha sonra enine kirişlere ve ana makaslara aktarılır. Kirişler bir viraj üzerinde çalışır. Ana kafes kirişlerin kirişlerinin deformasyonu, aşağı sürerken uzunlamasına kirişlerde gerginliğe ve üstte sürerken sıkıştırmaya ve enine kirişlerde - yatay düzlemde bükülmeye neden olur.

Pirinç. 6.24. Enine kirişin ana kirişin elemanlarına bağlanmasının tasarımı: 1 - uzunlamasına kirişi sabitlemek için delikler; 2 - bağlantının dikey köşesi; 3 - enine kirişe bir köşe tutturmak için bir köşebent ("balta"); HL - yatay levha; VL - dikey sayfa; F - köşebent; VN - dikey kaplama; – eleman kalınlığı

Pirinç. 6.25. Balastsız betonarme döşemeli köprü güvertesi:
1 - korkuluklar; 2 - barınak; 3 - kaldırım; 4 - Demiryolu; 5 - karşı açı; 6 - betonarme döşeme; 7 - konsol

Ana kiriş düğümleri cıvatalı takım elbise farklı bir şekilde(Şekil 6.26) . Demiryolu köprülerinde, kural olarak, şekilli bindirmeler üzerindeki düğümler kullanılır. Eşleştirilmiş köşebentler, çiftliğin tüm unsurlarını dışarıdan kaplar ve düğümde birleşen elemanların eksenlerini ortalar (Şekil 6.26).

Pirinç. 6.26. Ana çiftliğin düğüm türleri: a- alt (H), üst (B) ve orta (C);
B- köşebentler ile; v- köşebentler ile; 1 - düğüm şekilli levha; 2 - popo plakası

Aşağıda bir sürüşe sahip tipik aralıklar, 33.0'lık bir tasarım aralığına sahiptir; 44.0; 55.0; 66.0; 77,0 88,0; 110.0 m ve üç seriye bölünmüştür (GTM, 1989). Üstünde binilen tipik üst yapılar, 44.0 tasarım aralığına sahiptir; 55.0 ve 66.0 m.

6.6. Işın-sürekli açıklık
kafesli binalar

Sürekli kiriş açıklıkları, daha küçük pozitif eğilme momentleri ve sapmalarda bölünmüş olanlardan farklıdır. Sürekli açıklıklı yapılarda, basit olanlarla aynı tip ızgaralar kullanılır. çiftlikleri kesmek. Genellikle iki açıklıklı ve üç açıklıklı yapılar kullanılır.

Kiriş-sürekli açıklıkların ayrık açıklıklara kıyasla avantajları şunları içerir: büyük açıklıklarla metal tasarrufu; büyük dikey ve yatay sertlik; yüksek hareket hızları sağlama imkanı; duvar desteklerinin hacminde azalma; menteşeli bir düzeneğin uygulanması. Ana dezavantajları, değiştirirken açıklığın sonundaki önemli yer değiştirmeleri içerir. sıcaklık rejimi ve frenleme gücünde bir artış.

Aşağıdan bir sürüş ile bir demiryolu hattı için sürekli kafes kirişli tipik açıklıkların açıklıkları vardır: 2×110; 2´132; 2´159 (Fig. 6.27), 110+132+110 ve 132+154+132 m ve üstte binişli - 2´55 ve 2´65 m kuzey koşulları.

Pirinç. 6.27. Ana kafes kirişler ve aşağıdan bir sürüş ile sürekli açıklıkların şemaları: a- iki açıklıklı; B- üç açıklıklı; v- kafesli ızgara ile

Tipik sürekli açıklıkların avantajı, ana kirişlerin ve bağların yanı sıra yol kirişlerinin elemanlarının, mevcut ekipman ve standart ayrık açıklıklı iletkenlerin maksimum kullanımıyla fabrikada üretilmesidir. Aynı zamanda fabrika bağlantıları elektrik kaynağı ile, montaj bağlantıları ise yüksek mukavemetli civatalar ile yapılmaktadır.

Moskova ne St. Petersburg ne de Venedik olsa da köprüleri de ilgiyi hak ediyor.
Genel olarak köprü (üst geçitleri, üstgeçitleri, viyadükleri de içerir) insanlığın en eski mühendislik icatlarından biridir. oynanan köprüler önemli rol ticaret ve şehir planlamasının geliştirilmesinde. Bazen ülkeler arasındaki ilişkiler bile onlara bağlıydı. En uzun, en geniş, en yüksek veya en yoğun köprü rekorları defalarca kırıldı. Ve her şey nehre atılan sıradan bir kütük ile başladı ...

Büyük şemada, mühendislik açısından iyi planlandığı sürece, bir köprünün hangi malzemeden yapıldığı önemli değildir. Ancak çok uzun bir süre taş, köprü yapımında dayanıklı ve dayanıklı bir malzeme olarak kullanılmıştır. dayanıklı malzeme. Sonra bir tuğla ile değiştirildi. Aynı zamanda dünyanın her yerinde hafif ve ekonomik bulabilirsiniz. ahşap köprüler, ve sıcak iklimler- köprüler Bitki malzemeleri. Ancak bu malzemelerin ağır yüklerle iyi başa çıkmadığı ve zamanla çöktüğü belirtilmelidir.
Sanayi Devrimi, hemen hemen her yerde kullanılmaya başlanan köprü yapımına dökme demir ve çeliği getirdi. Bu malzemeler sadece dayanıklı olmakla kalmamış, aynı zamanda elde edilmesini de mümkün kılmıştır. karmaşık şekiller ve rafine dekoratif elemanlar. Onların ayırt edici özelliği haline geldi. Ve 19. ve 20. yüzyılın ikinci yarısı, betonarmenin aktif kullanımının zamanı oldu. Bu arada, malzemenin kendisi 1849'da Fransız bahçıvan Joseph Monnier tarafından icat edildi. Bitkiler için kaplar hazırlarken, deney uğruna betona metal bir ağ indirdi. Bu, betonarmenin doğuşuydu. Cam gibi abartılı olsa da diğer malzemeler de köprü yapımında olağandışı sanatsal etkiler yaratmak için kullanılsa da, şu anda inşaat sektöründe bir numaralı malzemedir.

Mühendislik açısından altı tip köprü ayırt edilebilir.
kirişli köprü- en eski köprü tipi. Prototipi, bir su akıntısının üzerine atılan bir kütüktü. Tasarım gereği, bir kiriş köprüsü, her iki taraftaki desteklere dayanan yatay bir yapıdır (kiriş). Köprü yeterince uzunsa, sağlam bir yapı oluşturmak için kiriş birkaç destek üzerinde desteklenebilir. Ara desteklere boğa, kıyı - abutment denir. Ayrıca, "serbestçe desteklenen kirişler" kullanılabilir: her iki uçta desteklere dayanan, birbirini sürdüren birkaç kiriş.


Kemer köprüsü tabanında bir kemer vardır. Bu durumda, köprü güvertesi kemerin üstüne, kemerin altına veya kemerin içinden geçebilir. Bunun, ağır yüklere dayanabilecek çok dayanıklı bir tasarım olduğuna dikkat edilmelidir. Bu, dikey yükün kemerin her iki yanından desteğine (topuğuna) ve ayrıca toprağa bir eğri boyunca iletilmesi gerçeğiyle sağlanır. Yerden geçen birkaç küçük kemerli açıklıktan oluşan bir köprüye viyadük denir (su kemeri ile karıştırılmamalıdır - su sağlamak için bir köprü).




Kafes kirişli kirişli köprüler kafes görünümüne sahip olun ve üçgen tasarımın gücünü kullanın. Burada kirişler de köprünün açıklığının üzerine yerleştirilmiştir.


Konsol köprüsü genellikle kemerli ile karıştırılır, çünkü çoğu zaman konsol kolu bir kemer şeklindedir. Ancak konsol yapısında, açıklık desteklerin dışında asılı kalır. İki tip kirişten oluşur: destekler arasında bulunan ve destekten konsolun sonuna kadar asılı duran ankraj. Bu nedenle, açıklığın ortasında veya yanında iki konsolun bağlantısını görebilirsiniz (oysa pilonun yanında iki kemer birbirine bağlanır).


Asma (asma) köprü eski zamanlardan beri biliniyor ve şimdi ikinci bir doğum yaşanıyor. Asma köprülerde, kanvas kablolara asılır - ana yük taşıyan kablolara bağlı dikey kablolar (süspansiyonlar) tarafından desteklenir. Bu nedenle, mühendislik açısından, Kırım köprüsü kablolu değil, asılıdır.


Kablolu köprü asma ve konsol köprüsünün özelliklerini birleştirir. Her bir gergi (telli kablo), köprü güvertesinin üzerinde yükselen bir direk veya direğe (sütun) bağlanır. Aynı zamanda, örtüler direkten dışarı çıkabilir veya bir "arp" taklit edebilir - direğe yükselen paralel katmanlar halinde düzenlenebilirler.


Mobil köprüler temelde herhangi bir tasarıma sahip olabilir. Ana özelliği, gemilerin geçişi için su alanını serbest bırakan hareketli elemanlardır. Kaldırma, taşma, döndürme, yatırma, katlama ve hatta bükülme olabilirler. Şimdiye kadar Moskova'da mobil köprü yok.

Bu veya bu köprünün hangi türe ait olduğunu hemen belirlemek çok zordur. Ve bu şaşırtıcı değil, çünkü çoğu zaman birkaç türün özelliklerini birleştirirler (bunlara hibrit köprüler denir). Ve köprü zamanla yeniden inşa edildi, güçlendirildi veya restore edildiyse, büyük olasılıkla, farklı türdeki yapıların kullanılması mühendislik hesaplamalarının sonucuydu.

Çapraz kiriş açıklıkları, esas olarak, sağlam duvarlı kirişlerin ağır ve karmaşık olduğu orta ve büyük açıklıkları kapsamak için kullanılır.

Çubuk kafes, olduğu gibi, bir kirişin iskeletidir - sürekli bir dikey duvar levhası yerine, elemanları akorlarla birlikte geometrik olarak değişmeyen bir sistem oluşturan bir çubuk kafes buraya yerleştirilir. Düğüm yükü olan çubuk kafeslerde, tüm elemanlar, bölümlerinin çalışma alanlarını rasyonel olarak kullanmayı mümkün kılan merkezi eksenel kuvvetler üzerinde çalışır.

Bununla birlikte, küçük açıklıklarda, çubukların enine kesit alanlarındaki kaçınılmaz fazlalıklar nedeniyle, az sayıda şekillendirilmiş haddelenmiş ürünün kullanımındaki kısıtlamalar nedeniyle, normalleştirilmiş esnekliği koruma ihtiyacı nedeniyle metal tasarrufu sağlanamaz veya önemsizdir. çubukların, vb. İmalatın emek yoğunluğu ve küçük açıklıklı kafes kirişlerin toplam maliyeti, sağlam duvarlı kirişlerden daha yüksek olduğu ortaya çıkıyor.

Fabrikalardaki üretim teknolojisinin durumu, nakliye ve kurulum koşulları, inşaat yüksekliği, köprü sistemi, çelik kalitesi gibi birçok koşula bağlı olduklarından, geçişli makasların amaca uygun kullanımının sınırlarını doğru bir şekilde belirlemek mümkün değildir. Sorunun çözümü, her seferinde köprü tasarımının özel koşullarına göre belirlenir.

Köprüler, yukarı ve aşağı hareket ederken ayrık, sürekli ve konsol kafesli geçiş açıklıklarını kullanır (Şekil 95).

Üstte bindirmeli en basit üst yapı (Şekil 96), üst ve alt uzunlamasına desteklerle birbirine bağlanan iki ana kafes kirişin yanı sıra destekleyici ve ara enine desteklerden oluşur. Boyuna bağlar, yatay kafes kirişler olarak oluşturulur: ana kafes kirişlerin kayışları, kayışları görevi görür.

Ana kafes kirişlerin uç ve ara raflarının düzlemlerine çapraz destekler yerleştirilir. Kafes kuşağının bitişik düğümleri arasındaki mesafeye panel denir.

Mekânsal bir yapı olan açıklığın geometrik değişmezliği, altı düz yüzünün değişmezliği ile sağlanır: ana kafes kirişler, üst ve alt uzunlamasına sistemler ve destekleyici çapraz destekler.

Üst uzunlamasına desteklerin kirişi, alınan yatay yükü destekleyici enine desteklere ve ikincisini - destek parçalarından köprü desteklerine aktarır. Alt boyuna çaprazlardan gelen yatay yük, doğrudan açıklığın destekleyici kısımlarına aktarılır.

Ara traversler, farklı yüklendiklerinde ana makaslar arasındaki dikey yükü eşitlemek ve açıklığın burulma direncini artırmak için tasarlanmıştır. Ek olarak, modern teknoloji destek iskelesi olmadan büyük üst yapıların montajı (menteşeli veya yarı menteşeli yöntemler), ara çapraz destekler, destek çapraz çaprazlama sistemlerinden biri eksik olduğunda, montajı sırasında açıklığın geometrik değişmezliğini sağlamalıdır.

Açıklığın ana boyutları şunları içerir: tahmini açıklık ben, kafes yüksekliği H, üst ve alt kirişlerin eksenleri arasında ölçülen, kafes kirişler arasındaki mesafe V, panel uzunluğu D ve parantezlerin dikey a'ya eğim açısı (Şek. 97, a).

Ana kafes yüksekliği Hüstte sürerken, kural olarak, dikey sertlik ve ekonomi gereksinimleri belirlenir. Yeterli rijitliğin bir göstergesi, normatif süreden kiriş sapma miktarıdır. dikey yük. Demiryolu köprüleri için sapma 1/800'ü geçmemelidir. ben, ve karayolu köprüleri için - 1/400 ben.

Uzun yıllara dayanan tasarım pratiği, demiryolu köprü makaslarının metal tüketimi açısından en ekonomik olanın yüksekliklerinde elde edildiğini göstermiştir. H eşittir (1/5 - 1/7) ben.

Karayolu köprülerinde bu oran (1/5 - 1/10) arasında değişmektedir. ben.

Bazı durumlarda, köprüye yaklaşırken setin yüksekliğini ve maliyetini azaltmak için üstte sürüş sırasında makasların yüksekliği daha düşük olarak ayarlanabilir.

Kafeslerin yüksekliğinin belirlenmesi de prefabrikasyonun rahatlığına tabi olabilir. Örneğin, farklı açıklıklardaki kafes kirişler için, elemanlarının üretimi için aynı fabrika ekipmanını (jigler, şablonlar vb.) kullanmak için yükseklik aynı alınabilir.

Kentsel koşullarda, köprü geçiş kompleksine dahil olan üst yapıların kafes kirişlerinin yüksekliği bazen mimari hususlarla belirlenir.

Çiftliklerin eksenleri arasındaki mesafe Vüstte sürüşlü üst yapılarda, rayların sayısına (demiryolu köprülerinin yakınında), taşıt yolunun ve kaldırımların genişliğine (otoyol ve şehir köprülerinin yakınında), taşıt yolunun tasarımına ve ayrıca stabilite gereksinimlerine bağlıdır. yatay düzlemde üst yapılar ve sertlik.

Tek hatlı bir demiryolu (30-35 m'ye kadar) için küçük köprü açıklıkları ile ve ahşap, köprü kirişleri üzerinde sürüş yaparken standart boyutlar doğrudan kiriş kayışları üzerine döşendiğinde, kafes kirişler arasındaki minimum mesafe, katı duvarlı açıklıklarla aynı şekilde ayarlanabilir, yani 2.0-2.2 m.

Bununla birlikte, kirişlerin üst kirişleri, yükün düğüm dışı uygulanması nedeniyle sıkıştırma ve yerel eğilme için zor koşullarda çalışacaktır.

Panel uzunluğu D köprü kirişlerini makas kayışlarına yerleştirirken, kayışlardaki eğilme momentini azaltmak için mümkün olduğunca az atamaya çalışırlar ve üst kayışların yüksekliği (1/5 - 1/7) olarak geliştirilmiştir. ben, bükülme ile sıkıştırmadaki kayışların çalışmalarını dikkate alarak.

35-40 m'den fazla açıklıklarda, açıklığın stabilitesini sağlamak ve yatay düzlemde yeterli rijitlik oluşturmak için makaslar arasındaki mesafeyi artırmak gerekir. Stabilite, örneğin destekleyici parçaları daha yüksek bir seviyeye yerleştirerek (Şekil 97, b) veya olumsuz tepkileri algılayabilen destekleyici parçalar kullanarak sağlanabilir.

Üst yapının yatay düzlemde rijitlik gereksinimlerine göre, üst yapıların üstte bindirme ile çalıştırılması deneyimine dayanarak, kafes kirişler arasındaki mesafenin en az (1/16 - 1/20) ayarlanması önerilir. ben.

Makaslar arası 2,5 m'ye kadar olan mesafelerde, yüksekliği arttırılmış ahşap köprü kirişleri kullanılabilir. Bölümün kafes kirişleri arasında daha büyük bir mesafe ile ahşap kirişler mantıksız derecede büyük olduğu ortaya çıktı.

Bu durumda, üst yapıya, ana kafes kirişlerin düğümlerine tutturulmuş enine kirişlerden ve enine kirişlere dayanan uzunlamasına kirişlerden oluşan bir kiriş kafesi sağlanır (Şekil 98). Aralarındaki mesafe 1,9-2 m olan boyuna kirişler üzerine standart köprü kirişleri döşenir, böyle bir açıklıkta, dikey yükün ana makaslara düğüm iletimi sağlanır ve kirişler eksenel kuvvetler üzerinde çalışır.

Çaprazların dikey ve kafes kirişlerdeki eğim açısı, panelin uzunluğuna ve kafes kirişlerin yüksekliğine bağlıdır, bu nedenle, kafes kirişlerin bu boyutları atanırken, kirişlerin ortaya çıkan eğimine dikkat edilmelidir. çok dar açıçaprazlardaki kuvvetler ve uzunlukları azalır, ancak çaprazların sayısı ve toplam uzunlukları artar; açı arttıkça, çaprazlardaki kuvvetler ve uzunlukları artar, bu da çaprazların kesitlerinde bir artışa neden olur, ancak çaprazların sayısı ve toplam uzunluğu azalır.

Metal tüketimi açısından en avantajlı ve ünite tasarımına uygun olanı 40°'ye yakın bir açıdır. İzin verilen açılar 30 ile 50° arasındadır. Açının diğer değerleri için, düğüm köşebentleri çok yüksek veya geniştir, elemanların bağlanması yapıcı değildir ve parantez ve genel olarak kafes kirişler için metal tüketimi artar.

Nehirlerin ağırlıklı olarak düz doğasına sahip ülkemiz koşullarında, köprünün toplam yüksekliğinin ve ona yaklaşmanın bağlı olduğu yüksek inşaat yükseklikleri nedeniyle, üzerinde binilen üst yapılar, kanal gezilebilir açıklıklarını engellemek için nadiren kullanılmaktadır. Daha sık kullanılan, düşük bir inşaat yüksekliği ile karakterize edilen, aşağıda bir sürüşe sahip açıklıklar.

Bu üst yapıların kafes kirişleri için, dikey bir yük için çalışmadıklarından, uç direklerin ve bunlara bitişik üst kirişlerin elemanlarının hariç tutulması tavsiye edilir. Bu durumda kafes konturunun ana hatları bir yamuk şeklini alır.

Tek hatlı bir demiryolu altında bir alt sürüşe sahip bir açıklık yapısı, üst ve alt uzunlamasına desteklerle, ara ve destekleyici çapraz desteklerle birbirine bağlanan iki ana kafes kirişten oluşur (Şekil 99). Buradaki kafes kirişlerin eksenleri arasındaki mesafe 5,6-5,8 m'ye yükseltilmelidir, böylece kafes kirişler yaklaşan binaların sınırlarının dışında yer alır. Geniş açıklıklar için bu mesafe aynı zamanda yanal stabilite ve yatay rijitlik gereksinimleri tarafından belirlenir.

Ana kafes kirişlerin en küçük yüksekliği, üst boyuna ve enine çaprazların binaların açıklığının dışına yerleştirilmesi koşullarından belirlenir ve 7.5-8.0 m'dir.

Alttan bindirmeli bir açıklıklı yapıda, uzunlamasına çaprazlama elemanlarının uzunlukları artar ve enine çaprazların düzenlenmesi daha karmaşık hale gelir. Destekleyici çaprazlar genellikle uç köşebentlerin düzlemlerine yerleştirilir ve portal çerçeve adı verilen rijit çerçeveler şeklinde oluşturulur.

Ara çapraz bağlantılar, rafların veya süspansiyonların düzlemlerinde, ayrıca binaların açıklığının üzerinde yer alan açık veya katı çapraz çubuklara sahip çerçeveler şeklinde düzenlenir.

İnşaat yüksekliğini azaltmak için anayolun boyuna ve enine kirişleri genellikle aynı seviyede bulunur.

Her panelin içindeki uzunlamasına kirişler adeta küçük üst yapılardır. Üst boyuna ve ara enine bağlarla bağlanırlar.

Karayolu için metal tüketimi (uzunlamasına ve enine kirişler), açıklık için toplam metal tüketiminin önemli bir parçasıdır. Ahşap köprü kirişlerine binerek kiriş kafesi başına en düşük metal tüketimi, 5-6 m'lik bir panel uzunluğu ile elde edilir.

Nadir durumlarda, küçük açıklıklı, ana kafes kirişlerin yüksekliğinin 7,5-8,0 m'den az olduğu varsayılmıştır, bu, üst uzunlamasına desteklerin kurulum olasılığını ortadan kaldırır.

Açık açıklıkların enine sertliğini sağlamak için (Şekil 100), enine kirişler, enine kirişler olan enine kirişler olan rijit yarım çerçeveler halinde kafes kirişlerle birleştirilir.

Bu tür üst yapıların kafes kirişlerinin üst kirişleri, yarım çerçevelerin kurulum yerlerine elastik olarak sabitlenmiş sıkıştırılmış çubuklar gibi çok olumsuz koşullarda çalışır. Yarı çerçevelerin yetersiz rijitliği ile, üst kirişlerin stabilite kaybı nedeniyle bu tür yapıların kazaları meydana geldi.

Demiryolu köprülerinin açıklık yapıları önemli fren kuvvetlerine tabidir. Boyuna kirişlere fren kuvvetleri uygulanır ve kirişler uzunlamasına yönde sabitlenmemişse, açıklık boyunca kayacak ve enine kirişleri yatay düzlemde bükecektir. Bunu önlemek için, uzunlamasına kirişleri ana kirişlerin kirişlerine bağlayan ve fren kuvvetlerini uzunlamasına kirişlerden ana kirişlerin düğümlerine aktaran özel fren bağlantıları kurulur (Şekil 101). Ayrıca, kayışlardan gelen frenleme kuvvetleri, sabit yatak parçaları aracılığıyla desteklere aktarılır.

Her birinde çok açıklıklı köprülerde ara destek Açıklıklardan birinin altına, yükü destekler arasında frenleme kuvvetlerinden daha eşit bir şekilde dağıtmak için genellikle sabit destek parçaları ve diğerinin altına hareketli olanlar monte edilir.

Orta ve büyük açıklıklı metal köprülerde, kural olarak, kafes kirişli ve büyük desteklere sahip açıklık yapıları kullanılır. Yapısal olarak, bir geçiş kirişi, ana kirişlere, boyuna ve enine desteklere sahiptir. Anayol, açıklığın altında veya üstünde yer alabilir. Doğrusal elemanların ana kafes kirişleri farklı ana hatlara sahiptir. Cıvatalı bağlantılara sahip yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çeliklerden yapılmıştır.

Çelik üst yapıların ana kafes kirişleri, alt ve üst kirişlerin elemanlarından ve kafes elemanlarından oluşan düz geometrik olarak değişmeyen çubuk yapılardır: ras-166

örgüler, raflar, kolyeler. Kemerler ve destekler, kafes kirişin ana yapısal elemanlarıdır; yalnızca yerel bir yük üzerinde çalışan raflar, süspansiyonlar, sprengeller ek olarak adlandırılır. Desteklerin, direklerin ve askıların kafes kirişlerle kesişme noktalarına kiriş düğümleri denir ve bitişik düğümlerin merkezleri arasındaki yatay mesafeye panel denir (Şekil 7.21).

Kayışların ana hatlarına göre, kafes kirişler paralel kayışlı veya çokgen üst kayışlı olabilir. Köprülerde en yaygın olarak paralel kirişli ve basit üçgen kafesli kafes kirişler kullanılır. Çokgen üst kirişli ve üçgen kafesli kafes kirişler de kullanılır. Sprengeller (altta), geniş açıklıklı kafes kirişlerde panelin uzunluğunu azaltmak için kullanılır. Geniş açıklıklar için çift kafesli (eşkenar dörtgen) kafes kirişler kullanılır.

Paralel kirişli kafes kirişler, poligon kirişli kafes kirişlerden %2-5 daha fazla çelik kütlesine sahiptir, ancak işçilik yoğunluğu ve imalat ve kurulum maliyeti daha düşüktür. Kafes kafesi, eğimli elemanlardan oluşur - gergi ve sıkıştırmada çalışan parantezler, dikey elemanlar - sıkıştırmada çalışan raflar ve gerilmede çalışan askılar; Elemanların uzunluğunu azaltmak için şaplar ve ara parçalar kullanılır.

Pirinç. 7.21. Ana yapısal elemanlarçiftlikler: 1 - alt kemer; 2 - üst kemer; 3 - sıkıştırılmış (artan) ayraç; 4 - gerilmiş (azalan) ayraç; 5 - raf; 6 - süspansiyon; 7 - alt kemer paneli; 8 - üst kemer paneli; A - çiftliğin üst kemerinin düğümü; B - çiftliğin alt kemerinin düğümü; a- panel uzunluğu; P- panel sayısı; ben- yayılma uzunluğu; H- kafes yüksekliği

Ana kafes kirişler diyagonal, eşkenar dörtgen, üçgen, kafes kiriş ve diğer kafeslere sahiptir (Şekil 7.22, 7.23). Çapraz ızgaralar, alçalan, gerilmiş destekler ve sıkıştırılmış payandalardan veya artan ağırlıklı olarak sıkıştırılmış destekler ve gerilmiş askılardan oluşur; geniş açıklıklar için yarı diyagonal ve çok diyagonal ızgaralar kullanılır. Eşkenar dörtgen kafes, çapraz geçişli parantezlerden ve kafes kirişin geometrik stabilitesini sağlayan bir yatay veya dikey elemandan oluşur. Üçgen kafes, dik veya dik ve pandantifli yükselen ve alçalan parantezlerden oluşur. Kafesli ızgara, ana çapraz veya üçgen ızgaradan ve üst veya alt kirişte bulunan kafes çubuklardan oluşur. Bezraskosny makasları, sadece kayışlar arasında olmak üzere kullanılabilir dikey elemanlar- duruyor. Kafes kafes tipinin seçimi, çelik tüketimi, eleman ve düğüm sayısı, emek yoğunluğu, maliyet ve diğer teknik ve ekonomik göstergeler karşılaştırılarak yapılır.

Eski köprülerde, çok kafesli ve çok çaprazlı kafes kirişler, çapraz kafes kafes kirişler, parabolik üst kirişli yarım çapraz kafes kirişler, üstte kafes kirişli diyagonal kafes kirişler kullanılmıştır.

Kiriş kirişlerinde dikey bir yükün etkisi altında, üst kirişler basınçta ve alt kirişler gerilimde çalışır. Bu çabaların büyüklüğü, tasarım açıklığındaki bir artışla artar ve kafes kirişin yüksekliğindeki bir artışla azalır. Desteklerden açıklığın ortasına doğru yükselen diş telleri sıkıştırma yaşar ve inen diş telleri gerilim yaşar. Destekteki efor miktarı, desteğin dikeye olan eğim açısına bağlıdır (daha daha az açı, destekte daha az çaba) ve anahattan

Pirinç. 7.22. Eski köprülerde kafes kafes: a- dört kafes; B- iki taraflı; v- geçmek; G- yarı diyagonal; D- poligonal üst kemer ve üst makas ile

Pirinç. 7.23. Kafes kafes şemaları: a, B- çapraz kafesli çiftlikler; v- yarı çapraz kafes; G- çok çaprazlı kafes; D, e, kuyu- eşkenar dörtgen kafesli çiftlikler; H- çokgen bir üst kayış ve kafes kirişli bir kafes kiriş; ve- üçgen kafes; İle- raflı üçgen kafes; ben- raflı ve süspansiyonlu üçgen kafes; m- çok ızgaralı çiftlik; n- iki kafesli kafes; Ö- çapraz kafes; P- yarı süspansiyonlu ve yarı raflı çift üçgen; r- paralel kayışlı ve kafesli ızgaralı kafes kiriş

bel kemerleri. Çokgen çerçeveli kafes kirişlerde, çaprazlardaki kuvvetler paralel kirişli kafes kirişlere göre daha azdır.

Askılar ve direkler, panelin serbest uzunluğunu azaltmaya yarar. Raflara sıkıştırmada çalışan elemanlar, askılar - gerilimde çalışan elemanlar denir.

Küçük açıklıklı ana kafes kirişler için basit bir üçgen kafes en iyisidir.

110 m'ye kadar orta açıklıklar için - askıları ve direkleri olan üçgen bir kafes. 120 m'den daha büyük açıklıklar için, alt kirişte askılar ve kafes kirişler ile üçgen bir kafes kullanılır, bu da tasarruf etmenizi sağlar. optimal uzunluk paneller ve kirişlerin yüksek kiriş yüksekliklerinde eğim açısı. Üst kirişin sıkıştırılmış panellerinin serbest uzunluğunu azaltmak için, sprengel askıları üst kirişe devam eder ve dikmelerin ve askıların serbest uzunluğunu azaltmak için yatay bağlar yerleştirilir.

Ana kafes kirişlerin ana tasarım boyutları: tasarım açıklığı, kafes yüksekliği, panel uzunluğu.

Hesaplanan kiriş açıklığı, yatay olarak destek düğümlerinin merkezleri arasındaki mesafedir. Demiryolu köprülerinin açıklıkları için 33 ila 110 m, 11 m'nin katı ve 127.4; 144.8; 158,4 cm Mevcut destekler üzerine üst yapılar kurabilmek için makas uç panellerinin uzunlukları değiştirilerek gerekli tasarım açıklığı elde edilir.

Ana kafes kirişlerin yüksekliği, alt ve üst kirişlerin dikey bölümündeki yatay düğümlerin eksenleri arasındaki mesafedir. Ana kafes kirişin yüksekliği, minimum çelik tüketimi, kafes kirişin gerekli rijitliği ve binaların açıklığı koşuluna göre belirlenir. Kafes yüksekliği genellikle tasarım açıklığının 1/5-1/7'sidir. Alttan binişli demiryolu köprülerinde, vagonların engelsiz geçişi için ana makasların yüksekliğinin en az 8,5 m olduğu varsayılır.

Kafes panelinin uzunluğu, bitişik kiriş düğümlerinin merkezleri arasındaki mesafedir. Panelin uzunluğu, ana kafes kirişler, yol kirişleri ve ana kirişler arasındaki bağlantılar için çelik tüketimini etkiler. Panelin uzunluğunun arttırılması, kiriş elemanlarının ve düğümlerin sayısını azaltır, ancak uzunlamasına kirişlerin açıklıklarını, yolun çelik kütlesini arttırır. Panellerin boyları 5.5-11 m olarak alınmıştır.

Parantezlerin eğim açısı, kafes düğümlerinin tasarımını etkiler. Braketlerin yataya en uygun eğim açısı 40-50°'dir. saat

45 ° 'den eğim açısının önemli bir sapması, düğüm şeklindeki sacların boyutunu ve çelik tüketimini artırır.

Kafeslerin yüksekliği, panelin uzunluğu, çaprazların eğim açısı karşılıklı olarak ilişkilidir. Kafeslerin eksenleri arasındaki mesafe, üst yapının devrilmesine karşı yatay rijitlik ve stabilite gereksinimleri ve yokuş aşağı sürerken, yaklaşan binaların açıklığı ile belirlenir. Yatay rijitlik koşuluna göre, kafes kirişlerin eksenleri arasındaki mesafe, aşağı sürüşte en az 1/20-1/25, üstte sürüşte en az 1/16-1/20 olmalıdır. geçen trenlerin altındaki açıklıkların titreşimleri tehlikeli değildir. Boyut durumuna göre, tek hatlı demiryolu üst yapıları için aşağı doğru sürüş, kafes kirişlerin eksenleri arasındaki mesafe en az 5,5 m ve çift hat için en az 9,6 m olmalıdır.Birleşme seviyesini artırmak için, iyileştirin üretim ve montaj teknolojisi, işçilik yoğunluğunun azaltılması ve yakın açıklıkların ana makaslarının maliyetinin aynı sistemler, makas yükseklikleri ve panel uzunlukları olduğu varsayılmaktadır.

Örneğin, açıklıkları 88 ve 110 m olan tipik ana kafes kirişler paralel kirişlere, askıları ve direkleri olan üçgen bir kafese, 15 m aynı yüksekliğe, 11 m panel uzunluğuna ve kafes kirişler arasındaki mesafe 5,8 m'ye sahiptir.

Kafes elemanları, büyük boylamasına kuvvetleri algılayan ve dolayısıyla geniş alanlara sahip olan düz çubuklardır. enine kesitler. Modern açıklıklı yapılarda en uygun olanı kutu şeklindeki ve H şeklindeki bölümlerdir (Şekil 7.24, 7.25).

Kutu kesitler, kaynaklarla rijit bir şekilde birleştirilmiş iki dikey ve iki yatay sacdan oluşur, dikey saclar temel ve yatay olanlardan daha kalındır. Kutu profiller rasyonel bir metal dağılımına, yüksek eğilme ve burulma sertliğine sahiptir. Çelik tüketimi açısından ekonomiktirler, korozyona karşı daha az hassastırlar, ancak üretimi zordur. Kutu kesitler hem kafes kirişler hem de sıkıştırılmış köşebentler için kullanılır.

Katı levhalardan yapılmış kutu şeklindeki elemanlar, uçlarına nem, kar ve kirin kutuların içine girmesini önleyen katı enine diyaframlar takılarak kapatılır. Sızdırmaz elemanların kullanılması boyama alanını azaltır ve korozyonu yavaşlatır, bu da işletme maliyetlerini düşürür ve kafes kirişin ömrünü uzatır.

Pirinç. 7.24. Çiftliklerin kemerlerinin kesiti: a- kanal; B- kutu şeklinde; v- U şeklinde ve kanal; G- I-kiriş H-şekilli; D- tek duvar; e- kutu şeklinde

H şeklindeki bölümler, kaynakla birbirine bağlanan iki dikey ve bir yatay sacdan oluşur. Onların avantajı basit açık tasarım, imalat için uygun: imalatlarının karmaşıklığı, kutu şeklindekilerden yaklaşık 1,5 kat daha azdır.

H-şekilli bölümlerin dezavantajları şunlardır: kontaminasyon olasılığı ve yatay elemanların sık sık temizlenmesi ve boyanması ihtiyacı; içlerinde biriken çeliğin hızlı korozyon tehlikesi

Elemanların kesit boyutları, yürürlükteki kuvvetlere, çelik kalitesine, gereksinimlere göre atanır.

üretim, kurulum ve işletme teknolojileri. Elemanların kesit yüksekliğinin, uzunluklarının 1/15'inden fazla olmadığı varsayılır. Tüm öğeler, düğümlerde birleştirme kolaylığı için aynı genişliğe sahip olmalıdır.

Kutu bölümlerinin iç boyutları, iki ark kaynak makinesinin geçişine izin vermek için en az 440 × 460 mm olmalıdır. Dikey karbon çeliği levhaların kalınlığı 50 mm'den ve düşük alaşımlı çelikten - 40 mm'den fazla olmamalıdır. Yatay levhalar en az 10 mm kalınlığında olmalıdır.

Ana çiftliklerin düğümleri, eksenleri bir noktada birleşen elemanların uçlarının bağlantılarıdır - düğümün merkezi (Şekil 7.26). Kafes düğümlerine çapraz kirişler ve çapraz elemanlar bağlanır. Kafes elemanlarının uçları, şekillendirilmiş levhalar kullanılarak birleştirilir: köşebentler-bindirmeler, köşebentler-insertler, köşebentler-ekler. Köşebentler basit bir biçimde olmalıdır, minimum boyutlar ve en az 12 mm kalınlığında. Emek yoğunluğunu azaltmak ve işin kalitesini artırmak için, form

Pirinç. 7.26. Yüksek mukavemetli cıvatalarda kafes düzeneğinin tasarımı: 1 - çiftliğin U şeklindeki bölümünün alt kemeri; 2 - I kesitli raf; 3 - parantez kutusu bölümü; 4 - I kesitli ayraç;

5 - köşebent

ve düğüm şeklindeki levhaların ve alın plakalarının boyutları ve ayrıca montaj cıvataları için deliklerin yerleri birleştirilmiştir, bu da yüksek montaj doğruluğu ve parçaların değiştirilebilirliğini sağlamayı mümkün kılar.

Truss ünitelerinin tasarımı, su ve kir birikmesini önlemek için basit ve kurulumu kolay olmalıdır.

Çiftlikler arasındaki bağlantılar.Çelik üst yapıların ana kafes kirişleri, üst ve alt kirişlerin düzlemlerinde uzunlamasına bağlarla ve köşebentler, askılar veya raflar düzlemlerinde - enine bağlarla bağlanır. Boyuna bağlar, kemerleri ana çiftliklerin kemerleri olan çiftliklerdir. Bağlantıların kafesi üçgen, eşkenar dörtgen, çapraz, yarı diyagonal ve diğer sistemler olabilir. Bağlantı elemanları, haddelenmiş veya kaynaklı köşelerden, te'lerden, I-kirişlerden veya kanallardan düzenlenir. Bağlantı elemanlarının bölümlerinin şekli ve boyutları, elemanların kuvvetlerine ve serbest uzunluklarına bağlı olarak alınır. Küçük çabalar ve bölümün uzunluğu ile köşe veya T-bölümleri, büyük çabalar ve bölümün uzunluğu ile I-kirişleri alırlar.

Demiryolu üst yapılarında düzenlenen fren çerçeveleri, uzunlamasına fren kuvvetlerini taşıt yolunun kirişlerinden makas kayışlarına ve ayrıca sabit yatak parçalarına aktarır. Fren çerçeveleri, açıklığın ortasında bulunur. Çerçeveler, çapraz kirişlerden ve çapraz kirişlerden veya çapraz kirişlerden ve ek kirişlerden oluşturulur.

Ana kafes kirişler arasındaki enine bağlantılar, kafes kirişlerin raf ve askılarının dikey düzlemlerinde veya her 11-12 m'de bir ara kirişlerin eğimli düzlemlerinde bulunur.

Portal çerçeveler, rüzgar ve diğer enine yükleri üst boyuna çaprazlardan desteklere aktarır. Destek kirişlerinin veya payandaların düzlemlerinde veya ana kafes kirişlerin ilk askılarında açıklıkların uçlarında bulunurlar.

Pirinç. 1. Alttan binişli çelik üst geçit, 10,2 + 31,1 + 10,2 m genişliğinde
Modern çelik demiryolu köprüleri aşağıdaki altı gruba ayrılabilir: sağlam duvarlı kiriş (Şekil 1), çapraz kirişli kiriş (Şekil 2), viyadükler, konsol köprüler, asma köprüler, asma köprüler.

Çelik köprüler için malzeme.

En yaygın olarak kullanılan alaşımlı çelikler inşaat işleri, küçük silikon ve nikel safsızlıkları içerir. Çeliğin çekme mukavemetini ve elastik sınırını artıran bu elemanların eklenmesi, tasarımda arttırılmış izin verilen gerilmelerin kullanılmasını mümkün kılar, bu da sabit yükte karşılık gelen bir azalmaya yol açar. Alaşımlı çeliklerin fiyatı ve işlenmesinin maliyeti, geleneksel karbon çeliklerinden biraz daha yüksektir; kullanımları, yalnızca ölü ağırlığın toplam yükün önemli bir parçası olduğu geniş açıklıklar için faydalıdır. Ancak bu durumlarda bile, yol, bağlar, kafes elemanları vb. için genellikle karbon çeliği kullanılır.
Alaşımlı çeliklerden yapılmış tatmin edici perçinler henüz mevcut değildir. Tasarım yaparken perçin bağlantıları karbon çeliği için en düşük kesme ve kesme gerilmeleri kabul edilmelidir.
Bazen ekonomik kaygılardan bağımsız olarak özel çeliklerin kullanılması gerekir. Bu, gerekli büyüklükteki bölümleri karbon çeliğinden seçmek mümkün olmadığında, geniş bir açıklığın ana kafes kirişleri ile çok kanallı açıklıklarda gerçekleşir.
Sapma ve deformasyon değerlerinin, izin verilen gerilmelerin büyümesiyle orantılı olarak arttığı unutulmamalıdır. Çoğu zaman bu önemli değildir, ancak, mümkünse, bu tür streslerin nedenlerini ortadan kaldırmak için tasarımda özel önlemler sağlanmadıkça, sapmadaki bir artış, ek gerilmelerde bir artışa yol açabilir.
Modern araştırmalar, yüksek mukavemetli çeliklerde, dayanıklılık sınırının, çok sayıda yük değişimi çevriminden sonra veya maksimum çevrim gerilmelerinin büyüklüğündeki önemli bir farkın sonucu olarak ortaya çıktığını göstermektedir. Nispeten az sayıda üst yapı elemanı, hizmet ömürleri boyunca yorulmaya neden olmak için yeterli sayıda yüklemeye maruz kalabilir.
Tek istisna, yükleme döngüsünün her trendeki her vagonun geçişi olduğu süspansiyonlardır.
Özellikle korozif koşullara duyarlı yapıların belirli bölümlerinde dövme demir ve bakır çelik gibi malzemeler kullanılmaktadır.
Alüminyum ayrıca demiryolu köprüsü yapımında da kullanılmaktadır. Demiryollarından birinde, alüminyum alaşımdan yapılmış sağlam ana kirişlere sahip bir üst yapı kuruldu. E60 tasarım yükü için tasarlanan bu açıklığın uzunluğu 30,5 m'dir.

Işın sürekli üst yapılar.

Bu üst yapıların ana kirişleri, haddelenmiş I-kirişlerden yapılabilir veya kompozit bir kesite sahip olabilir.
Haddelenmiş I-kirişlerden yapılmış açıklıklı yapılarda, ikincisi, boyamayı kolaylaştıran karşılıklı bir mesafeye yerleştirilmelidir. Bel raflarının kenarları arasında yaklaşık 20 cm mesafe önerilebilir.


Pirinç. 2. Üst yapıların yenileriyle değiştirilmesi (solda)

Pirinç. 3. Alttan binişli sürekli açıklıklı, 42 m açıklıklı, 3,3 m kiriş yüksekliğine sahip dört açıklıklı eğik köprü
Geniş raflı ağır I kirişler kullanılıyorsa, raflar arasında belirli bir mesafeyi koruma ihtiyacı dikkate alındığında, üstte sürerken bir palet için kiriş sayısı dört ile sınırlıdır. Büyük miktar daha fazlası ile kirişler dar raflar daha küçük açıklıklar için kullanılabilir.
Her durumda, tüm kirişlerin yarısı, destekledikleri raya göre simetrik olarak yerleştirilmeli ve diyaframlarla ve gerekirse özellikle virajlarda boyuna bağlarla bağlanmalıdır.


Pirinç. 4. Aşağıdaki sürüşe sahip metal çift hat kirişli üst yapı:
a - cephe; b - elemanlar; kesik; 1 - duvar; 2 - bel üst köşesi:, 3 - alt bel köşesi: 8 - popo plakaları; çapraz bağlantı destek çerçevesi; 24 - boyuna bağların köşegenleri: 25 - boyuna bağların köşebentleri; 28 - ana kirişler; 29 - enine kirişler; 30 - orta boylamasına kirişler; 31 - uzunlamasına kirişler; 32 - enine kirişin konsolu; 33 - uzunlamasına kirişin desteği; 34 - payandanın sonu; 35 - bağlantı köşesi; 36 - masa

Normal koşullar altında, 15,2 ila 38 m arasındaki açıklıklar için, kompozit bir bölümün yekpare ana kirişlerine sahip açıklıklar en çok arzu edilir. Bazen çok daha büyük açıklıklar için kullanılırlar (Şekil 3).
Kiriş aralıkları aşağıdan ve yukarıdan bir sürüşle gelir ve ilk durumda yol kirişler arasından geçer (Şekil 4) ve ikinci durumda üst kirişlere dayanır.
Üstte binilebilir tasarım, geçidin boyutunu ve demiryolu daha arzu edilir.
Alttan bir sürüş ile kiriş katı açıklıklarının ana kirişleri ana kirişlere bağlanmıştır. İnşaat yüksekliği sınırlıysa, ana kirişlere bağlı sadece bir enine kirişten taşıt yolu yapılabilir.
Bu tasarım balast köprüleri için ortaktır. Asgari bir bina yüksekliği elde etmek gerekirse, bazen raylar doğrudan enine kirişlere bağlanır.
Gerektiğinde iki ana kirişe sahip çift hatlı üst yapılarda yüksek irtifa enine kirişler, aşağıdaki şekilde taşıt yolunun uygun ve ekonomik bir tasarımını gerçekleştirmek mümkündür.
Enine kirişler, aralarında köprü kirişlerinin döşenmesine izin veren karşılıklı bir mesafede bulunur. Her yolun altında, kısa uzunlamasına kirişler gibi çalışan iki diyafram sırası düzenlenmiştir. Diyaframların üst rafları, enine kirişlerin üzerindeki rayların tabanlarının altında yaklaşık 25 mm'lik bir boşluk kalacak şekilde yüksekliğe yerleştirilmiştir.
Rayları traverslere tutturmak için standart bağlantı elemanları kullanılabilir; hat devrelerinde akan akımlar için özel izolasyon önlemlerine başvurmaya gerek yoktur.
Aşağıda bir gezintiye sahip açıklıklı yapılarda, enine kirişlere bağlanan uzunlamasına kirişlerden oluşan ve sırayla ana kirişlere bağlanan bir kiriş kafesi de kullanılır. Böyle bir karayolu sistemi daha büyük bir inşaat yüksekliğine sahiptir.
Tipik olarak, boyuna veya enine kirişler veya her ikisi, haddelenmiş I-kirişlerden yapılır.

Kafesler ile açıklıklı yapılar.

Aşağıda verilmiştir Kısa Açıklama köprü yapımında kullanılan ana makas türleri (Şekil 5).
Gau kafes kirişi (Şekil 6) en eski açık kafes tipidir; 1840 yılında ABD'de patenti alınmıştır. Bu tasarımda kafesin (parantezler) diyagonal elemanları sıkıştırılırken dikey olanlar gerilir. Kemerler ve kuşaklar ahşaptan yapılmıştır ve dikey elemanlar metal şeritlerdir.
Pratt çiftliği (Şekil 7) ilk olarak 1844'te Gau çiftliğinin bir modifikasyonu olarak tanıtıldı. Bu tip kafeslerde, kafesin dikey elemanları gerilir ve diyagonal olanlar sıkıştırılır. Başlangıçta sıkıştırılmış ahşaptan yapılması gerekiyordu, ancak bu şekilde sadece birkaç yapı inşa edildi. 1850'den sonra, bu tip tamamen metal bir kafes şeklinde genel kullanıma girdi ve önce sıkıştırılmış elemanlar için dökme demir kullanıldı ve daha sonra tüm kafes kiriş dövme demirden yapıldı. Düğümlerdeki elemanların bağlantısı genellikle menteşe cıvataları üzerinde gerçekleştirildi.

Pirinç. 5. Açıklıkları 4 7,1 m olan açık açıklıklı yapılara sahip çift hatlı, üç açıklıklı köprü.
Ana kafes kirişlerin yüksekliği 10.05 ve 11.3 m; akslar arasındaki mesafe
çiftlikler - 10.05 m

Pirinç. 7. Pratt Çiftliği Şeması
Whipple kafes (çift ızgara) (Şekil 8) ilk olarak 1847'de tanıtıldı. Dövme demirden yapılmış bu tip kafes kirişler, Pratt kafes kirişlerinden daha uzun açıklıklar için yaygın olarak kullanıldı.
Warren kafes kirişlerinde (üçgen kafesli) (Şekil 9 ve 10), eğimli elemanlar dönüşümlü olarak gerilim ve sıkıştırma yaşar. Bu sistem asla bulunamadı geniş uygulama Değişken kuvvetlerin etkisinin neden olduğu menteşe cıvatalarının aşınması nedeniyle düğümlerde döner mafsallı köprüler için.
Perçinleme yöntemlerinin geliştirilmesiyle, düğüm noktalarında perçinli bağlantılara sahip ek direkler ve süspansiyonlara sahip bu kafes kiriş sistemi (Şekil 12), orta açıklıklar için Pratt kafes kirişlerinin yerini almıştır. Geniş açıklıklı kafes kirişler için bu sistem genellikle ek kafes kirişlerle birlikte kullanılır.
Pratt kafes kirişinin geliştirilmiş hali olan Pennsylvania kirişi (Şekil 11), bir kavisli kayışa ve ek kirişlere sahip çapraz bir kafese sahiptir. Bu sistem, Pratt veya Warren makaslarının ekonomik çözümler sağlayamadığı geniş açıklıklar için kullanılmaktadır. Bağlantılar genellikle menteşeli ve cıvatalıydı, ancak bazı durumlarda çalışma koşulları perçinli bağlantıların yaygın kullanımını zorladı.
Çiftlik inşaatı. Açıklıkların tasarımında belirlenen görevler, yapının maruz kalacağı kuvvetlere karşı yeterli dirençle birlikte tasarımın basitliği ve malzemelerde ekonomiklik gereksinimleridir. İşletme özellikler genellikle açıklıkları 122 m'yi geçmeyen kafes kirişlere uygulanır.

Pirinç. 6. Gau çiftliğinin şeması.

Pirinç. 8. Bir Whipple Çiftliğinin Şeması

Pirinç. 9. Varren çiftliğinin şeması. 10. Varren Çiftliği Şeması

Pirinç. 11. Pensilvanya Çiftlik Planı
Not. Kalın çizgiler sıkıştırılmış öğeleri, ince çizgiler uzatılmış öğeleri, noktalı çizgiler ters çevrilmiş parantezleri gösterir.
Daha uzun süreler bir istisnadır ve bu tür vakaların her biri öneminden dolayı bireysel çalışmayı hak eder.
Kafes düğümleri, menteşe cıvataları veya perçinler üzerinde gerçekleştirilir. Önceleri genellikle döner mafsallar kullanılırken günümüzde perçinler tercih edilmektedir.
Açıklık yapılarının elemanlarının şemaları ve adları, Şek.
Tüm metal üst yapılar, sıcaklık değişimleri ve hareketli bir yükün etkisi nedeniyle uzunlamasına deformasyonlara maruz kalır. Deformasyon özgürlüğünü sağlamak için, açıklığın uçlarından birinin altına hareketli destek parçaları yerleştirilmiştir. Uzun açıklıklar için makaralı rulmanlar düzenlenir; daha kısa açıklıklar için bu rulmanlar tek makaralı ile değiştirilir. Küçük açıklıklarda kayar tip yataklar düzenlenmiştir.

Pirinç. 12. Nehir boyunca yeniden inşa edilen köprü. Ohio.

Pirinç. 13. Geçişli kafes kirişli açıklıklı yapı elemanları
aşağı sürüş ile:
1 - destek desteği; 2 - üst kemer; 3 - alt kemer; 4 - süspansiyon; 5- stand; 6 - ayraç; 7- sırt desteği; 8 - portal; 9 - portal braketi; 10 - üst bağlantıların dikmesi; 11 - üst bağlantıların köşegenleri; 12 - uç payanda; 13 - uç enine çerçeve; 14 - çapraz kirişi destekleyin; /5 - ara çapraz kiriş; 16 - uç uzunlamasına kiriş: 17-ara boyuna kiriş; 18 - boyuna kiriş konsolları; 19 - alt bağlantıların köşegenleri; 20- boyuna kirişlerin bağlantıları; 21 - hareketli yatak parçaları; 22-sabit destek parçaları.
Not. Ana kafes kirişlere sahip açıklıklı yapılarda, üstüne binerken, elemanlar burada belirtilenlere benzer. Tek tek parçaların adları için bkz.


Pirinç. 14. Menteşeli düğümlere sahip kafes kirişli açıklık yapısının elemanları:

1. - üst kemer; 3 - alt kemer; 5 - raf; 6 - ayraç; 7-sırt destek; 10 - üst bağlantıların dikmesi; 15 - enine kiriş; 23 - dikey astar; 24 - menteşe sayfası; 25 - conta; 26 - menteşe; 27 - menteşe somunu; 28 - sızdırmazlık halkası; 29 - meme ucu; 30 - uzun bağlantı; 32 - üst bağlantıların köşebentleri; 33 - alt bağlantıların köşebentleri; 34 - yatay sayfa; 35 - kemerin köşeleri; 36 - dikey levha; 37 - bağlantı ızgarası; 38 - diyafram; 39 - popo plakası; 40 - uç bağlantı plakası; 41 - gözlü çubuk; 42 - ilmekli çubuk; 46- enine çerçevenin desteği

Pirinç. 15. Alttan binişli geçişli kafes kirişlere sahip perçinli bir açıklık yapısının elemanları:

1 - üst kemer; 3 - alt kemer; 4 - süspansiyon; 5 - raf 6 - destek; 10 - üst bağlantıların dikmesi; 15 - enine kiriş '17 - boyuna kiriş; 38 - açıklık; 40 - uç bağlantı şeritleri; 43 - köşe masası; 44 - köşebent; 45-enine kirişin konsolu; 46- enine çerçevenin desteği; 47 - bağlantı köşesi.
Not. 1 - 17 elemanlarının düzeni, bkz. 13 ve 14.
Tren yükünün geçişinin açıklıklarda bir miktar sapmaya yol açtığı dikkate alındığında, onlara yukarı doğru bir eğri dışbükey şeklinde bir bina asansörü verilmesi tavsiye edilir. Bazen bu, üst kayışın elemanlarının uzunluğundaki bir miktar artışla elde edilir. Daha sık olarak, çiftliğin tüm unsurlarının uzunluğunu hesaplamalara göre değiştirirler.

Viyadükler.

Viyadükler, bir vadi, geçit, vb. üzerine bir demiryolu hattı veya otoyol çizmek için kullanılır. Bu tür yapılar genellikle metal kule destekleri üzerine oturan kiriş veya kemerli bir dizi açıklıklı yapıdan oluşur (Şekil 16).
Çelik demiryolu viyadükleri farklıdır büyük yükseklik ve genellikle hatırı sayılır uzunluktadır. Genellikle sağlam ana kirişlere sahip, metal kule ayaklarına dayanan bir dizi üst yapıdan oluşurlar.
Viyadükteki açıklıkların boyutu genellikle değişir. Kısa kule açıklıkları genellikle 9,1 ila 15,2 m uzunluğa ve uzun orta boylar - 18 ila 30,5 m uzunluğa sahiptir.
Bazen, bir kule desteği yerine, iki komşu uzun açıklıklı yapının uçlarının dayandığı dayanağın yanına bir çerçeve desteği yerleştirilir.
Açıklık, tüm yapının yüksekliğine ve toplam uzunluğuna ve ayrıca boyuta bağlıdır. tasarım yükü. Bir açıklık seçme kriteri, destek ve açıklıkların maliyetlerinin dengesi, yapının boyuna ve enine yönlerdeki stabilitesidir.
Tipik olarak, en büyük açıklıklar en yüksek viyadük yüksekliklerinde kullanılır.

Pirinç. 16. 457.2 m uzunluğunda, 39.6 m yüksekliğinde çelik viyadük
nehir seviyesi


Pirinç. 17. Menteşeli düğümler ile ana kafes kirişler ile üstüne binen bir üst yapının şeması

Pirinç. 18. Aşağıya inen perçinli bir açık üst yapının şeması

Demiryolu hattının, içinden nehir geçen bir vadiyi geçtiği veya diğer yerel koşulların gerektirdiği durumlarda, viyadük, bir veya daha fazla uzun açıklıklı yapılar içerir.

Konsol köprüler.

Desteklerin ötesine çıkıntı yapan üst yapı parçalarına (konsollar) sahip olan bir köprüye konsol denir. Bu tür yapılar genellikle ana kanalı bloke eden açıklıkta iki konsol ve tepkilerin desteklere iletildiği iki ankraj açıklığından oluşur. Konsolların uçları arasında asılı bir açıklık düzenlenmiştir.
konsol yapıları köprü açıklığının koşulları tarafından düzenlemelerine izin veriliyorsa, gezilebilir geniş nehirler ve diğer su yolları üzerindeki geniş açıklıkları kaplamak için uygundur.
Ara iki konsol açıklıklarının kullanılması, son derece geniş su bariyerlerini engellemeyi mümkün kılar. Bu tasarım ayrıca konsollu ve asılı açıklıkların yapıları için iskele gerektirmemesi ve menteşeli bir şekilde monte edilebilmesi avantajına sahiptir. Orta açıklık, bitmiş yapıda sadece enine kuvvetleri ileten bir döner bağlantı vasıtasıyla iki konsol arasında asılır. Ankraj açıklığının sabitlenmesi, yapının stabilitesini sağlamada çok önemli bir rol oynar ve tasarımcının uygun şekilde ilgilenmesini gerektirir.
Asılı köprüler. Asma köprü, tüm yapının bir bütün olarak stabilitesini sağlamak için yolu direkler arasında gerilmiş ve güvenli bir şekilde sabitlenmiş kablolarla desteklenen köprü olarak adlandırılır.
Ana taşıyıcı kablolar şunlardan yapılabilir: çelik teller veya pabuçlu çubuklardan monte edilir. Amerikalı tasarımcılar ilk yolu tercih ediyor gibi görünüyor.
Yükü kablolar boyunca eşit olarak dağıtmak için, paralel askılar yardımıyla bunlara takviye makasları bağlanır. Tamamen veya kısmen kabloların altında bulunurlar ve kabloların herhangi bir yükleme koşulunda parabolik şeklini korumasını sağlarlar.
Büyük açıklıkları köprülemenin bir yolu olarak, asma köprü, konsol tipi. Konsol köprüler, daha fazla rijitlikleri ve stabiliteleri nedeniyle demiryolu yapımında asma köprülerin yerini büyük ölçüde almıştır.
Asma köprüler, büyük açıklıkları kapsayan yol veya yaya köprüleri kadar uygun ve ekonomiktir.

Kabloyu sabitlemek ve konsol köprüleri sabitlemek için, genellikle zemine derinlemesine yerleştirilmiş taş veya beton duvar içine gömülü bir I-kiriş ızgarası düzenlenir.