Разклонителни конструкции с проходни ферми Гау-Журавски
Пролетните конструкции с проходни ферми (фиг. 3.32, а) станаха широко разпространени в железопътни и пътни мостове през първата четвърт на 20 век. Такива ферми с решетка, състояща се от пресичащи се дървени скоби и метални вертикални нишки, са построени за първи път от американския инженер Гау. Задачата за определяне на силите в фермите е решена от българския учен железопътен инженер Д. И. Журавски, който въз основа на своите изследвания издава книгата „За мостовете на диагоналната система на Гау“, която получава награда от БАН. Следователно в местната литература тези ферми обикновено се наричат ферми Гау-Журавски.
Горната конструкция се състои от главни ферми, пътно платно и връзки. Презрамките се опират на възглавници, изрязани в коланите. Очевидно такава връзка може да предава само натискни сили. Под действието на натоварване, равномерно разпределено по целия участък, възходящите (от краищата на фермата до средата) скоби се компресират, докато низходящите скоби не работят, тъй като не могат да възприемат сили на опън.
При натоварване на половината от участъка, възходящите скоби, разположени в ненатоварената половина на фермата, изпитват компресия, а в натоварената половина - напрежение. Ако собственото тегло на фермата е малко, тогава силите на опън във възходящите скоби, произтичащи от живия товар, могат да бъдат по-големи от силите на натиск от постоянното натоварване.
Когато се сдвоява с акорди с прост акцент върху възглавниците, опънатата скоба не работи и идващата (компресирана) скоба на този панел влиза в действие. Това обикновено се среща в средните панели, където силите на натиск от постоянно натоварване са ниски. В най-външните панели, като правило, скобите винаги са компресирани, така че противоположните скоби могат да бъдат пропуснати. Положителната роля на противоположните скоби се намалява до намаляванесвободна дължина на компресираните скоби и подобряване условията на работа на възглавниците, към които се предават хоризонталните компоненти на силите в скобите.
Вертикалните елементи винаги са опънати, така че са направени от метални нишки с гайки в краищата. Гайките ви позволяват да затегнете връзките и да регулирате позицията на частите на решетката по време на монтажа и да елиминирате увисването на фермите по време на работа.
Ориз. 3.32 - Схеми на ферми с напречна решетка: 1 - опорен стълб; 2 - възходяща скоба; 3 - скоба надолу; 4 - горен колан; 5 - долен колан; 6 - възглавници; 7 - нишки
Фермите на Гау-Журавски имат разстояния до 50 m и височина от 1/5 - 1/7 от обхвата. Основните размери на фермата (височина и размер на панела) се определят, като се вземат предвид редица взаимосвързани фактори. Силите в коланите при определена стойност на огъващия момент M зависят от височината на фермата h: S = M/h.
Следователно, колкото по-висока е фермата, толкова по-леки са коланите, но в същото време се увеличава дължината на скобите и нишките и материалните разходи за тези елементи. Освен това височината на фермите е свързана с размера на панела. Най-благоприятният ъгъл на наклона на дебита към вертикалата е 40–45 °, но ъгълът на наклон определя размера на панела, който от своя страна определя дизайна на пътното платно. При размер на панела над 2–3 m пътното платно става много по-сложно. Колкото по-ниска е фермата, толкова по-малък е панелът при същия ъгъл на наклон на скобите, а също така е необходимо да се осигури достатъчна твърдост на фермата, чиято деформация се увеличава с намаляване на височината.
При целесъобразна височина на ферми с големи разстояния не е възможно едновременно да се получи малък панел и благоприятен ъгъл на наклон на скобите. В тези случаи панелът се разполовява с помощта на стелажи при шофиране отгоре (фиг. 3.32, b) или окачвания при шофиране отдолу (фиг. 3.32, c). Амортисьорите пренасят натоварването върху скобите на техните местакръстовища. Тези допълнителни елементи работят само върху локалния товар, разположен в този панел.
Дизайнът на ферми с малки разстояния от греди е сравнително прост. Мостовата ферма за железопътната линия с прогнозен обхват 21,12 m има 11 панела по 1,92 m всеки (фиг. 3.33). Височината на фермата между осите на коланите е 3,5 m (1/6 обхват). Долният и горният колан се състоят от четири греди, положени в един ред с разстояние от 2 см за вентилация и преминаване на въжета, а равнините на пролуките на коланите съвпадат. Напречното сечение на прътите на горния колан е 20 × 24 cm, долният е 20 × 30 cm.
Ориз. 3.33 - Размах с ферми Гау-Журавски за железопътната линия: а - фасада: б - напречни сечения; c - план на горните връзки; 1 - натрошен камък; 2 - възлова възглавница
За да се осигури равномерна работа на прътите на лентата, между тях се монтират дъбови дюбели и ремъците се затягат с хоризонтални болтове. Фугите на гредите са раздалечени, съединявайки по една греда във всеки панел. Съединенията на долния пояс са покрити с метални пластини с дюбели (фиг. 3.34). В горния компресиран колан не се изисква такава връзка; с внимателно монтиране на краищата на прътите и местоположението на съединението във възела, достатъчно е да го покриете с конвенционални метални плочи върху болтовете, за да осигурите твърдост, тъй като силата се предава през краищата.
Ориз. 3.34 - Варианти на фуги на долния колан в ферми Гау-Журавски: 1 - заваръчен шев; 2 - наслагване; 3 - ключ
Дълбочината на рязане на всички възглавници в хордите е 4 см, въпреки че хоризонталната компонента на силата в скобата, предадена на хордите, е много по-голяма в опорите, отколкото в средата на обхвата. Възглавниците от една част по цялата ширина на колана са с дължина 1м.
За гайки на тройни кръгли пръти d = 30–50 mm. бяха положени контрагайки от канали № 24 с дължина 80 см. Тънката стена на канала визбягването на огъване по дължината на фермата е подсилено с плоска подплата, обща за всички нишки. Каналите са положени върху сдвоени опорни греди, прекарани по цялата ширина на моста и свързани в краищата с два чифта хоризонтални болтове.
Хоризонталните връзки са разположени в равнината на горните и долните хорди и представляват хоризонтална напречна решетка с компресирани диагонали и опънати връзки. В горните връзки краищата на диагоналите на прътите (20 × 20 см) се опират на дъбови възглавници, а в долните връзки се нарязват на колани и се завинтват към напречните възлови пръти. Ролята на съединителите се изпълнява от напречни пръти с въжета. В равнината на опорните стълбове има вертикални напречни скоби, които предават налягането на вятъра от горните скоби към опорите. Диагоналите се нарязват на напречни пръти, положени върху опорните възлови подложки. В участъка са предвидени междинни напречни скоби на четири места.
Разстоянието между осите на фермите, взето равно на 2,20 m, обикновено е много по-голямо от разстоянието между релсите и се увеличава с разстоянието. За да се предотврати работата на колана за локално огъване в панела, натоварването се прехвърля върху фермата само в възлите, през две напречни греди със сечение 24 × 24 cm, върху които се поддържат релсите. Напречните греди са положени върху пистите.
За опънати фуги на долния пояс се препоръчва използването на метални облицовки върху глухи струговани дюбели (фиг. 3.34, b) или дървени облицовки с проходни цилиндрични дюбели (фиг. 3.34, a) вместо наслагвания с дюбели.
Фермите Gau-Zhuravsky се използват рядко поради високата консумация на дървен материал и метал, както и необходимостта от инсталиране на ферма от отделни елементи на място.
Фермите с метални долни колани са използвани при възстановяването на мостове по време на Великата отечествена война. При нормални условия използвайтетакива ферми е непрактично поради значителните разходи за метал и сравнително краткия експлоатационен живот на надстройката.