Способ шпренгельного усиления пролетного строения. Методичка учебное пособие для студентов

1.

СПОСОБ ШПРЕНГЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ мостового
сооружения с использованием треугольных балочных ферм для сейсмоопасных (812) 694-7810

2.

3.

Методичка учебное пособие для студентов строительных вузов пособие по
усиление и реконструкция пролетного строения мостового сооружения с
использованием комбинированных пространственных структур для сейсмоопасных
районов
Тезисы доклада организации "Сейсмоофнд" СПб ГАСУ: "Способ шпренгельного
усиления пролетного строения мостового сооружения с использованием трехгранных
балочных ферм, для сейсмоопасных районов" Для дистнционного доклада на VII
Международной конференции для заводов металлоконструкций, проектировщиков и
подрядчиков, которая пройдет 25-26 марта 2024 года, [email protected]
[email protected] (996) 785-62-76, (921)944-67-10, (911) 175-84-65, т/ф (812)
694-78-10 https://t.me/resistance_test СПб ГАСУ
СПОСОБ ШПРЕНГЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ мостового
сооружения с использованием треугольных балочных ферм для сейсмоопасных
А.М. Уздин , О.А. Егорова, И.А.Богданова, А.И.Коваленко, В.К.Елисеева,
Я.К.Елисеева, Е.И.Коваленко, Политехнический Университет , ПГУПС, СПб
ГАСУ, организация «Сейсмофонд»
Аннотация: В статье способ шпренгельного усиления пролетного строения
мостового сооружения с использованием трехгранных балочных ферм для
сейсмоопасных районов, рассматривается проблема реконструкции мостовых

4.

сооружений, а именно восстановление грузоподъемности, снизившейся в
процессе многолетней эксплуатации. Отмечена актуальность исследования, его
цели и задачи. Предложена классификация конструкций усиления по различным
признакам. Разобраны часто используемые на практике ввиду усилений мостов
их достоинства и недостатки. Изложенный материал иллюстрирован
фотографиями объектов. Представлен современный способ усиления на основе
использования углеродного композита. Отмечены значительные недостатки
этого способа для усиления мостов и его модификация, использующая натяжное
устройство для закрепления и натяжения углеродных ламелей.
Представлены основные выводы.
Ключевые слова: мост, усиление, реконструкция, шпренгель, углеродный
композит, ламель, грузоподъѐмность, несущая способность, натяжение.
Введение
Развитие автомобильного транспорта в Российской Федерации остается
приоритетной задачей и сейчас и в будущем. Железнодорожный транспорт
может конкурировать с автомобильным только при перевозках на очень большие
расстояния. В других случаях выигрыш остается за автотранспортом и по
времени, и в стоимости. Для успешного функционирования автомобильного

5.

транспорта необходимо поддерживать в хорошем состоянии существующие
дороги и развивать современную сеть автомобильных дорог. Есть устойчивое
экспертное мнение, и с ним согласны экономисты, что нет ни одного случая
успешного экономического развития региона без опережающего развития
национальной сети автомобильных дорог высшей технической категории.
Это мнение основано на детальных экономических исследованиях, проводимых
по итогам реализации проекта Highway Interstate System в США. Еще более
мощные позитивные эффекты обеспечит реализация аналогичного китайского
проекта National Trunk Road System of China. Этот проект позволил создать
суммарную протяженность сети межрегиональных дорог высших технических
категорий к концу 2015 года 120 тыс. км [1].
Строительство автодорог высшей технической категории требует огромных
капиталовложений, поэтому экономное расходование средств на обслуживание
существующей инфраструктуры дорог является актуальной проблемой.
Мостовые сооружения на дорогах, построенные десятки лет назад, не исчерпали
свой ресурс, но перестали удовлетворять предъявляемым к ним требованиям
частично из-за физического износа, частично из-за изменившихся требований.
Вернуть мостовым сооружениям их функциональные качества при

6.

незначительных финансовых затратах - задача эксплуатирующих организаций, и,
в целом, дорожного комплекса.
Цели и задачи исследования способа шпренгельного усиления пролетного
строения мостового сооружения с использованием трехгранных балочных
ферм для сейсмоопасных районов
Мосты и в прежние времена ремонтировали и реконструировали.
Сложнейшей задачей реконструкции является восстановление или увеличение
его грузоподъемности. В современных условиях выбрать подходящий способ
увеличения грузоподъемности - сложная задача проектирования. Требуется
провести обзор имеющихся способов увеличения грузоподъемности мостов,
выявить их достоинства и недостатки. Здесь следует учитывать не только
особенности усиливаемого сооружения, многообразие известных способов
усиления, но и квалификацию и имеющееся оборудование подрядной
организации, выполняющей комплекс необходимых работ.
Работы по усилению пролетных строений мостов выполняются наряду с
ремонтными работами, исправляя накопившиеся дефекты. Для выявления и
фиксации дефектов проводится обследование мостового сооружения и его
диагностика [2,3].

7.

В задачи обследования входят также изучение условий работы мостового
сооружения, выявление причин, вызывающих появления неисправностей и их
влияние на долговечность, безопасность и грузоподъемность. Целью все этих
мероприятий является восстановление эксплуатационных качеств мостовых
сооружений в сложившихся условиях [4].
Материалы и методы исследования Конструкции усиливающие пролетные
строения мостов можно рассматривать в соответствии с предлагаемой
классификацией, представленной в таблице 1.
Эта классификация позволяет провести анализ конструкций усиления с разных
точек зрения.
таблица 1 Классификация конструкций усиления мостов
1 По материалу металлическое неметаллическое
2 По толщине конструкции до 2 см
до 10 см до 20 см более 20 см
3 По способу работы усиления
не напрягаемые напрягаемые

8.

4 По расчетной схеме конструкции усиления
с изменением расчетной схемы без изменения расчетной схемы
5 По способности воспринимать постоянные нагрузки сооружения
только временные нагрузки постоянные и временные нагрузки
Усиление пролетных строений с увеличением площади поперечного сечения
несущих конструкций. Эти способы увеличивают несущую способность
конструкций, незначительно снижают подмостовой габарит. Вместе с тем
ликвидируют все дефекты сечения, такие, как сколы, трещины, отслоение и
разрушение защитного слоя бетона. Нет необходимости и выполнять
ремонтные работы.
К недостаткам относятся увеличение собственного веса, «мокрые» процессы,
необходимость опалубки, сложности укладки бетонной смеси и ее
вибрирование. А также сама конструкция усиления не воспринимает усилия от
постоянного веса сооружения, что в железобетонных мостах является большей
частью полной нагрузки.

9.

Этот способ применен для усиления крайних (наиболее напряженных) арок
Астраханского моста в Волгограде (Рис.1) при его реконструкции.
Применить другие способы усиления здесь не представлялось возможным из-за
кривизны профиля.
Рис. 1. Усиление крайних арок моста в Волгограде
Усиление балочных пролетных строений шпренгелями способно, в
зависимости от конструктивной схемы, воспринимать не только изгибающие
моменты, но и поперечные силы в приопорных зонах.
Здесь нет «мокрых» процессов, поэтому работы можно проводить в любое время
года. Конструкция усиления представлена на рисунке 2: многоэлементная,

10.

Рис. 2. Шпренгельное усиление мостовой балки [5]. крепится к балке (1)
анкерами (3) и состоит из стального стержня или троса (4), соединяемого муфтой
(2).
Стержню придают заданную форму стойки (5) и раскосы (6). Муфта имеет
резьбу и при закручивании создает усилие в стержне - выбирает люфты. Усилие
в тросе определяется расчетом статически неопределимой системы методом сил.
Такую конструкцию необходимо защищать от коррозии. К недостаткам
относится значительная высота усиления, что уменьшает подмостовой габарит.
Не следует использовать на путепроводах. Существует несколько модификаций
шпренгельных затяжек: треугольные, линейные, укороченные.

11.

Все они расчитываются, устраиваются и работают одинаково. Возможно
устройство прямых шпренгелей, которые не уменьшают подмостовой габарит.
Однако такое усиление воспринимает меньший изгибающий момент за счѐт
малого плеча используемых усилений является усиление наклеиванием швеллера
на

12.

Рис. 3. Усиление балок путепровода в Волгограде. ребро мостовой балки (Рис. 3).
Этот вид усиления наиболее прост в исполнении, не уменьшает габарит.

13.

Может применяться только на балках из обычного железобетона и воспринимать
небольшие изгибающие моменты из-за малого плеча внутренней пары и
использования швеллера из обычной стали.
Одним из лучших усилений следует считать усиление напрягаемыми пучками
высокопрочной проволоки, представленной на рисунке
4. Это усиление воспринимает как временную нагрузку, так и постоянную. При
соответствующем креплении и усилии натяжения оно способно значительно
повысить несущую способность пролетного строения. Так можно усиливать
любые балки мостов. Однако натяжение - сложный процесс, требует грамотного
инженерного решения и исполнения.
Сложности связаны с креплением троса и установкой домкратов, а также с
равномерностью передачи усилия натяжения. Поэтому этот способ не всегда
применяется или часто реализуется не в полном объеме с недогрузкой пролетных
строений [6].

14.

Рис. 4. Усиление напрягаемым пучком [7].
В последнее десятилетие активно развиваются способы усиления
строительных конструкций, основанные на использовании композиционных
материалов [8, 9]. Композиционные материалы в виде лент из углеродных
волокон применяются при реконструкции мостовых сооружений, чему
посвящено целый ряд исследований [10-13].

15.

Преимуществами способ шпренгельного усиления пролетного строения
мостового сооружения с использованием трехгранных балочных ферм для
сейсмоопасных районов, по сравнению с традиционными материалами и
методами усиления являются малый собственный вес элементов усиления, малые
габаритные размеры, высокая коррозионная стойкость, простота исполнения,
проведение работ по усилению без перерыва движения по мостам.
Мостостроительные организации, для того, чтобы легализовать применение
углеродных лент и ламелей, провели испытания усиленных конструкций и
создали свои ведомственные нормативные документы (Стандарт организации.
СТО - 01 - 2011).
Однако до сих пор нет государственного стандарта на прочностные качества
углеволокна, есть только рекомендации производителя, а это не одно и то же.
Усиление углеволоконными лентами не может воспринимать постоянные
нагрузки от сооружения и обычные временные, так как работы ведутся без
остановки движения по мосту. Таким образом усиление не разгружает
перенапряженные несущие конструкции, а только предохраняет от возможно
большего нагружения. Перед применением такого усиления необходимо
выполнить ремонт пролетных строений, так как ленты наклеиваются на ровную
поверхность. Ленты закрепляются приклеиванием к усиливаемой конструкции, и

16.

если в процессе эксплуатации произойдет отклеивание, то возможно разрушение
пролетного строения.
Можно устранить ряд недостатков традиционного использования
углеволоконных ламелей и нового способ шпренгельного усиления пролетного
строения мостового сооружения с использованием трехгранных балочных
ферм для сейсмоопасных районов если использовать устройство их натяжения,
предложенного в исследовании [14].
Способ шпренгельного усиления пролетного строения мостового сооружения с
использованием трехгранных балочных ферм для сейсмоопасных районов с
использованием, натяжение ламели устранит угрозу отклеивания, позволит
воспринять частично усилия от временной и постоянной нагрузки и повысит
надежность конструкции усиления, и в целом мостового сооружения.
Выводы
1. Многообразие способов увеличения грузоподъемности мостов с
использованием способа А.М.Уздина (ПГУПС) шпренгельного усиления
пролетного строения мостового сооружения с использованием трехгранных
балочных ферм для сейсмоопасных районов позволяет избрать наиболее
эффективный , это способ шпренгельного усиления пролетного строения

17.

мостового сооружения с использованием трехгранных балочных ферм для
сейсмоопасных районов.
2. При выборе способа усиления следует рассматривать все подходящие
способы с учетом особенностей сооружения условий эксплуатации и
квалификацию исполнителя.
3. Неверный выбор способа усиления и напряжения в тросах не способствует
разгружению несущих конструкций пролетного строения, которые продолжают
испытывать завышенные напряжения и, накапливая дефекты, постепенно
разрушаются.
4. При устройстве усиления выбранным способом, всегда следует
предусматривать мероприятия по разгрузке пролетного строения, с тем, чтобы
конструкция усиления в своей работе могла воспринимать как временную
нагрузку, так и часть постоянной.
Литература
1. Блинкин М. Вечные ценности: почему нужно строить дороги за пределами
городов. URL: rbc.ru/opinions/economics/17/03/2016/
56ea97339a79477c5c6cfaa3?from=materials_on_subject
2. Макаров А.В., Крошнева Е.В., Файзалиев А.Ф., Павлова М.А., Лепехина
Д.М. Обследование мостовых сооружений с помощью современного

18.

оборудования. Инженерный вестник Дона. 2021. № 7. URL:
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n7y2021/7095.
3. Makarov AV., Kalinovsky S.A., Ereschenko N.V., Pavlova M.A. Some aspects
of the bridges' functional qualities restoration. IOP Conference Series: Materials
Science and Engineering. Vol. 1083: International Scientific Conference «Construction
and Architecture: Theory and Practice of Innovative Development» (CATPID 2020, p.
II). IOP Publishing, 2021. 7 p. (012069). URL:
iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/1083/1/012069/pdf. Doi:10.1088/1757-899X/1083/1/012069.
4. Макаров А.В., Гулуев Г.Г., Шатлаев С.В. Реконструкция путепровода как
требование безопасности. Инженерный вестник Дона. 2017. № 2. URL:
ivdon.ru/ru/magazine/archive/N2y2017/4161.
5. StudFiles. Файловый архив студентов. URL:
studfile.net/preview/4306357/page:48/
6. Белый А.А., Зайцев В.М., Карапетов Э.С. Опыт эксплуатации усиленных
железобетонных мостовых сооружений Санкт-Петербурга. Интернет-журнал
«Науковедение», Том 9, №3. URL: naukovedenie.ru/PDF/08TVN317.pdf.
7. Усиления мостов - фото. URL: stranabolgariya.ru/foto/usileniya- mostov.html.
8. Маяцкая И. А. Федченко А. Е. Беляева Д. А. Применение новых материалов
при усилении строительных конструкций подземных сооружений и мостовых

19.

переходов. Молодой исследователь Дона. 2018. №5. URL: midjournal.ru/publications/5-2018
9. Васильев В.В. Композиционные материалы. Справочник. М.
Машиностроение. 1990. 512 с.
10. Кугаевский Н.М., Овчинников И.И. Оценка эффективности усиления
железобетонных балок пролетных строений автодорожных мостовых
сооружений полимерными композиционными материалами. Вестник
Евразийской науки, 2021. Т 13. №2. URL: esj .today/PDF/09SAVN221 .pdf
11. Хрюкин А.А., Смолина М.В. Оценка напряженно- деформированного
состояния пролетных строений моста, усиленного композитными материалами.
Наука и образование. 2016. №4. URL: cyberleninka.ru/article/n/otsenkanapryazhenno-deformirovannogo-sostoyaniya- proletnyh-stroeniy-mosta-usilennogokompozitnymi-materialami/viewer
12. Бокарев С.А., Смердов Д.Н. Экспериментальные исследования изгибаемых
железобетонных элементов, усиленных КМ. Известия Вузов. Строительство.
2010, №2. С. 112-124.
13. Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Чесноков Г.В., Михалдыкин Е.С.
Анализ экспериментальных исследований по усилению железобетонных
конструкций полимерными композитными материалами. Часть 1 Отечественные
эксперименты при статическом нагружении. Интернет- журнал «Науковедение»
Том 8, 2016. №3. URL: naukovedenie.ru/PDF/24TVN316.pdf

20.

14. Makarov A.V., Rekunov S.S. Strengthening bridge spans by composite
materials. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 687:
International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety
(ICCATS-2019) Issue 3: Construction, buildings and structures. [Published by IOP
Publishing], 2019. 7 p. URL: iopscience.iop.org/article/10.1088/1757899X/687/3/033038/pdf. Doi:10.1088/1757-899X/687/3/033038.
References
14. Способ Уздина А. М. шпренгельного усиления пролетного строения
мостового сооружения с использованием трехгранных балочных ферм для
сейсмоопасных районов
1. Blinkin M. Vechny'e cennosti: pochemu nuzhno stroit dorogi za predelami
gorodov. [Eternal values: why it is necessary to build roads outside cities] URL:
rbc.ru/opinions/economics/17/03/2016/56ea97339a
79477c5c6cfaa3?from=materials on subject
2. Makarov A.V., Kroshneva E.V., Fajzaliev A.F., Pavlova M.A., Lepexina D.M.
Inzhenernyj vestnik Dona. 2021. № 7. URL:
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n7y2021/7095.
3. MakarovA.V., Kalinovsky S.A., Ereschenko T.V., Pavlova M.A. Some aspects of
the bridges' functional qualities restoration. IOP Conference Series: Materials Science

21.

and Engineering. Vol. 1083: International Scientific Conference «Construction and
Architecture: Theory and Practice of Innovative Development» (CATPID 2020, p. II).
IOP Publishing, 2021. 7 p. (012069). URL:
iopscience.iop.org/article/10.1088/1757899X/1083/1/012069/pdf.Doi:10.1088/175 7899X/1083/1/012069.
4. Makarov A.V., Guluev G.G., Shatlaev S.V. Inzhenernyj vestnik Dona. 2017. №
2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N2y2017/4161.
5. StudFiles. Fajlovy'j arxiv studentov. [Student File Archive]. URL:
studfile.net/preview/43063 57/page:48/
6. Bely'j A.A., Zajcev V.M., Karapetov E'.S. Internet-zhurnal «Naukovedenie».
Tom 9. №3. URL: naukovedenie.ru/PDF/08TVN317.pdf.
7. Usileniya mostov - foto. [Bridge Reinforcements - Photo]. URL:
stranabolgariya.ru/foto/usileniya-mo stov.html.
8. Mayaczkaya I. A. Fedchenko A. E. Belyaeva D. A. Molodoj issledovateF Dona.
2018. №5. URL: mid-journal.ru/publications/5-2018/
9. Vasil'ev V.V. Kompozicionny'e materialy' spravochnik. [Composite materials
reference book] M. Mashinostroenie. 1990. 512 p.
10. Kugaevskij N.M., Ovchinnikov I.I. Vestnik Evrazijskoj nauki, 2021. T 13. №2.
URL: esj.today/PDF/09SAVN221.pdf

22.

11. Hryukin A.A., Smolina M.V. Nauka i obrazovanie. 2016. №4. URL:
cyberleninka.ru/article/n/otsenka-napryazhenno-deformirovannogo-sostoyaniyaproletnyh-stroeniy-mosta-usilennogo-kompozitnymi-materialami/viewer
12. Bokarev S.A., Smerdov D.N. Izvestiya Vuzov. Stroitel'stvo. 2010, №2, pp. 112124.
13. Ovchinnikov I.I., Ovchinnikov I.G., CHesnokov G.V., Mihaldykin E.S.
Internet-zhurnal «Naukovedenie» Tom 8, 2016. №3. URL:
naukovedenie.ru/PDF/24TVN316.pdf
14. Makarov A.V., Rekunov S.S. Strengthening bridge spans by composite
materials. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 687:
International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety
(ICCATS-2019) Issue 3: Construction, buildings and structures. [Published by IOP
Publishing], 2019. 7 p. URL: iopscience.iop.org/article/10.1088/1757899X/687/3/033038/pdf. Doi:10.1088/1757-899X/687/3/033038.
Инженерный вестник Дона, №10 (2023)
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n10y2023/8767
© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007-2023
Инженерный вестник Дона, №10 (2023)
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n10y2023/8767

23.

© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007-2023
© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007-2023
REINFORCEMENT STRUCTURE OF TRUSS BRIDGE OR ARCH BRIDGE
US006892410B2 United States Patent
US006892410B2
(12) United States Patent (io) Patent No.: US 6,892,410 B2
Tokuno et al. (45) Date of Patent: May 17,2005
(54) REINFORCEMENT STRUCTURE OF TRUSS BRIDGE OR ARCH BRIDGE
(75) Inventors: Mitsuhiro Tokuno, Ishikawa-ken (JP);
Fumihiro Saito, Ishikawa-ken (JP); Seio Takeshima, Aichi-ken (JP); Yoshiaki Nakai,
Ishikawa-ken (JP)
(73) Assignee: Asahi Engineering Co., Ltd.,
Ishikawa-ken (JP)
( * ) Notice: Subject to any disclaimer, the term ol this patent is extended or adjusted under 35
U.S.C. 154(b) by 0 days.
(21) Appl. No.: 10/653,173
(22) Filed: Sep. 3, 2003

24.

(65)
Prior Publication Data
US 2004/0040100 Al Mar. 4, 2004 (30) Foreign Application Priority Data
Sep. 4, 2002 (JP) 2002-258898
(51) Int. CI.7 E01D 19/00
(52) U.S. CI
14/14; 14/13; 14/25; 52/223.8
(58) Field of Search
14/3, 4, 5, 9, 10,
14/13, 14, 24, 25, 26; 52/223.8
(56)
References Cited
U.S. PATENT DOCUMENTS
29,825 A * 8/1860 Roebling
14/3
47,920 A * 5/1865 Boles, Jr.
14/4
118,566 A * 8/1871 Weimer
14/13
238,130 A * 2/1881 Lawrence 14/4
428,338 A * 5/1890 Hill
14/4
534,032 A * 2/1895 Clymer 14/6
627,509 A * 6/1899 Koch 14/4
762,632 A * 6/1904 Headley
14/4
809,264 A * 1/1906 Humphreys 14/14
824,502 A * 6/1906 Molloy 52/653.2
1,153,099 A * 9/1915 Moore et al 14/3
2,856,644 A * 10/1958 Dunham 52/223.12
3,909,863 A * 10/1975 Macrander et al
14/74.5
4,021,875 A 4,353,190 A

25.

FOREIGN PATENT DOCUMENTS
1 396 582 2003-221809
Primary Examiner—Gary S. Hartmann
(74) Attorney, Agent, or Firm—-Wenderoth, Lind & Ponack,
(57)
11 10 11
L.L.P.
ABSTRACT
Through co-action between auxiliary triangular structural frames, which are each constructed at
opposite ends ol a truss girder or arch girder, and a cable stretched between the auxiliary
triangular structural frames, an upwardly directed force is exerted to the truss girder or arch
girder, thereby effectively inducing a load resisting force. A reinforcement structure ol a truss
bridge or arch bridge is comprised ol a truss girder or arch girder, a first and a second end ol
which are each provided with a main triangular structural frame. The main triangular structural
frame is provided at an inner side thereol with an auxiliary triangular structural frame. The
auxiliary triangular structural frame is joined at vertexes thereol with frame structural elements
at respective sides ol the main triangular structural frame. A cable extends in a longitudinal
direction ol the truss bridge, being stretched between a nearby part ol a joined part at one ol the
vertexes ol the auxiliary triangular structural frame on a side ol the first end ol the truss girder
or arch girder and a nearby part ol a joined part at a corresponding one ol the vertexes ol the
auxiliary triangular structural frame on a side ol the second end ol the truss girder or arch
girder. Deflecting structure, adapted to exert a downwardly directed force to the cable, is

26.

inserted between the cable and a lower chord ol the truss girder or arch girder so as to tension
the cable, and an upwardly directed force is exerted to the lower chord by a reaction force
attributable to tension ol the cable via the deflecting structure.
5/1977 Abell et al 14/10
10/1982 Gleeson
52/223.12
(Continued)
EP JP
3/2004 8/2003
9 Claims, 13 Drawing Sheets
U.S. PATENT DOCUMENTS
4,589,157 A * 5/1986 Richard
14/73
4,620,400 A * 11/1986
Richard
52/223.9
4,631,772 A * 12/1986
Bonasso
14/20
5,065,467 A * 11/1991
Forsyth
14/13 5,671,572 A * 9/1997 Siller-Franco
52/223.8
6,065,257 A * 5/2000 Nacey et al 52/223.8
* cited by examiner
US 6,892,410 B2
Page 2
6,493,895 B1 * 12/2002 Reynolds 14/4

27.

<
<N
О
I—I
Ph
m
О
Ь
?Л
о <0-
o
Ц) см
О) -Q <0 eg Q_ <0 О)
O
HH

28.

FIG.6
FIG.7
oo
6 HH
Ph
<o.
eg a
40 <N
oo
O)
О
h-Ч

29.

Рн
О
I—I Hh
FIG. 1 1 A
71
20
16-S
FIG. 11 В
r-H
d H—I
6b
25
FIG.13
6c
REINFORCEMENT STRUCTURE OF TRUSS BRIDGE OR ARCH BRIDGE
BACKGROUND OF THE INVENTION
1. Field of the Invention

30.

This invention relates to a reinforcement structure effective for improving a load resisting
force of a truss bridge or an arch bridge constructed over a river or on land.
2. Related Art
There has heretofore been known, as a work for reinforcing a truss bridge or an arch bridge, a
method in which a structural frame(s) of a truss girder or an arch girder, which constitutes the
truss bridge or arch bridge, (more specifically, an upper chord, a lower chord and a diagonal
member in the truss girder or a lower chord and a vertical member in the arch girder), are
abutted and overlaid by a short reinforcement member and bolted together, so that a sectional
area of each structural frame is increased to thereby enhance a load resisting force.
However, the above-mentioned reinforcement work requires such troublesome work that
many reinforcement plates are needed and each sheet must be bolted. In addition, a long period
of time is required for the work and working costs are increased.
Moreover, many bolt heads are projected from a joined part of the structural frame through a
gusset plate. When the reinforcement plates are overlaid on an area of the structural frame
which excludes this joined part, a problem arises in which a load resisting force is hardly
enhanced at the joined part on which a dead load and an active load are concentrated.
In order to avoid this problem, large-scale work is required in which many bolts and gusset
plates are removed from the joined part and replaced with a reinforcement plate and then
bolted again.
SUMMARY OF THE INVENTION
It is, therefore, an object of the present invention to provide a reinforcement structure of a
truss bridge or an arch bridge, in which, through co-action between auxiliary triangular
structural frames which are each constructed at opposite ends of a truss girder or an arch girder

31.

and a cable stretched between the auxiliary triangular structural frames, an upwardly directed
force is exerted to the truss girder or arch girder, thereby effectively inducing a load resisting
force.
To achieve the above object, from one aspect of the present invention, there is provided a
reinforcement structure of a truss bridge comprising a truss girder, a first and a second end of
which are each provided with a main triangular structural frame. The main triangular structural
frame is provided at an inner side thereof with an auxiliary triangular structural frame. The
auxiliary triangular structural frame is joined at vertexes thereof with frame structural elements
at respective sides of the main triangular structural frame. A cable extends in a longitudinal
direction of the truss bridge, being stretched between a nearby part of a joined part at one of the
vertexes of the auxiliary triangular structural frame on a side of the first end of the truss girder
and a nearby part of a joined part at a corresponding one of the vertexes of the auxiliary
triangular structural frame on a side of the second end of the truss girder. Deflecting structure,
adapted to exert a downwardly directed force to the cable is inserted between the cable and a
lower chord of the truss
girder so as to tension the cable, and an upwardly directed force is exerted to the lower chord
by a reaction for ce attributable to tension of the cable via the deflecting structure.
5 From another aspect of the invention, there is provided a reinforcement structure of an arch
bridge comprising an arch girder, a first and a second end of which are each provided with a
main triangular structural frame or main rectangular structural frame. This structural frame is
provided at an inner 10 side thereof with an auxiliary triangular structural frame. The auxiliary
triangular structural frame is joined at vertexes thereof with frame structural elements at
respective sides of the main triangular structural frame or main rectangular structural frame. A

32.

cable extends in a longitudinal direction of the arch bridge, being stretched between a nearby
part of 15 joined part at one of the vertexes of the auxiliary triangular structural frame on a side
of the first end of the arch girder and a nearby part of a joined part at a corresponding one of
the vertexes of the auxiliary triangular structural frame on a side of the second end of the arch
girder. Deflecting 20 structure, adapted to exert a downwardly directed force to the cable is
inserted between the cable and a lower chord of the arch girder so as to tension the cable, and
an upwardly directed force is exerted to the lower chord by a reaction force attributable to
tension of the cable via the deflecting 25 structure.
Preferably, the deflecting structure is constituted by a jack capable of controlling a
downwardly directed force by controlling an extension/retraction amount of the jack.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
30
FIG. 1 is a side view schematically showing a reinforcement structure of a truss girder.
FIG. 2(A) is an enlarged side view of a reinforcement structural part of FIG. 1, and FIG. 2(B)
is an enlarged side view of an anchor part of a cable.
35
FIG. 3 is a side view schematically showing another example of a reinforcement structure of a
truss girder.
FIG. 4 is an enlarged side view of a reinforcement structural part of FIG. 3.
FIG. 5 is a side view schematically showing a reinforcement structure of a truss bridge having
such a structure that a floor plate is loaded on a truss girder.
FIG. 6 is a sectional view, when viewed in a widthwise direction of a bridge, showing a part
provided with deflect- 45 ing structure in the truss girder of FIGS. 1 through 4.

33.

FIG. 7 is a side view showing an axial force in each part of the reinforcement structures of
FIGS. 1 and 2.
FIG. 8 is a side view schematically showing a reinforcement structure of an arch girder. 50
FIG. 9 is a side view schematically showing another example of a reinforcement structure of an
arch girder.
FIG. 10 is a side view schematically showing a further example of a reinforcement structure
of an arch girder.
FIGS. 11(A) and 11(B) are sectional views showing an 55 operating state of a jack forming
the deflecting structure.
FIG. 12 is a side view of a reinforcement structure of a truss bridge showing a comparative
example of the present invention.
FIG. 13 is a side view showing another comparative 60 example of the present invention.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Embodiments of a reinforcement structure of a truss 65 bridge or arch bridge according to
the present invention will be described hereinafter with reference to FIG. 1 through FIG. 11.
As shown in FIGS. 1 through 7, a truss bridge is a bridge having two truss girders 2, each of
which is constructed on each side in a sense of a road width direction of a floor slab 1. Each
truss girder 2 has a structure in which a lower chord 3 and an upper chord 4 are joined by a
plurality of diagonal members 5 which are inserted therebetween in a zigzag manner, thereby
forming a plurality of main triangular frames 6 from one end of the truss girder 2 to the other
end thereof.
On the other hand, as shown in FIGS. 8 through 10, an arch bridge is a bridge having two
arch girders 7, each of which is constructed on each side in a sense of a road width direction of

34.

a floor slab 1. The arch bridge has a structure in which a lower chord 3 and an arch member 4'
are joined by a plurality of vertical members 8 inserted therebetween in a parallel relationship,
thereby forming a plurality of rectangular structural frames 6' between two main triangular
structural frames 6, each of which is formed at each end of the arch bridge.
The truss girders 2 and the arch girders 7, as well as other vertical girders 22, are supported,
in a suspending manner, at opposite ends thereof on bridge legs 24.
The reinforcement structure of the truss bridge will be described first. FIGS. 1 through 4 show
an example in which a truss girder 2 is arranged such that an upper chord 4 is located above a
floor slab 1, and FIG. 5 shows a truss bridge in which a floor slab 1 is loaded onto a truss
girder 2. The description to follow is common to these two truss girders.
As shown in FIGS. 1 through 7, a first and a second end of the truss girder 2 are each
provided with a main triangular structural frame 6 which is further provided at an inner side
thereof with an auxiliary triangular structural frame 9, and the auxiliary triangular structural
frame 9 is joined at vertexes thereof with frame structural elements at respective sides of the
main triangular structural frame 6. Therefore, each auxiliary triangular structural frame 9
includes joined parts PI, P2 and P3 which correspond to respective vertexes of a triangle.
It is most effective to construct the auxiliary triangular structural frame 9 inside the main
triangular structural frame 6 which is formed at each end of the truss bridge. However, it may
also be constructed inside a main triangular structural frame 6 which is formed inwardly of the
main triangular structural frame 6 which is formed at each end of the truss bridge. That is,
auxiliary triangular structural frames 9 are each mounted on first and second end sides of the
truss bridge.

35.

Each main triangular structural frame 6 comprises three main structural frame elements 6a, 6b
6c. Main structural frame element 6a comprises a lower chord part, and main structural frame
elements 6b, 6c comprise two diagonal members 5 which are adapted to interconnect opposite
ends of the main structural frame element 6a and the upper chord 4. The main structural frame
elements 6a, 6b, 6c form respective sides of a triangle.
On the other hand, each auxiliary triangular structural frame 9 comprises three auxiliary
structural frame elements 9a, 9b, 9c. Auxiliary structural frame element 9a comprises a
diagonal member for joining an intermediate part of the main structural frame element 6b (one
diagonal member 5) and an intermediate part of the main structural frame element 6a, and
auxiliary structural frame element 9b comprises a diagonal member for joining an intermediate
part of the main structural frame element 6c (another diagonal member 5) and an intermediate
part of the main structural frame element 6a. Auxiliary structural frame element 9c
comprises a chord for joining an intermediate part of the main structural element 6b as the one
diagonal member 5 and an intermediate part of the main structural frame element 6c as the
another diagonal member 5. 5 Accordingly, the auxiliary structural frame elements 9a, 9b of
the auxiliary triangular structural frame 9 are bolted to the intermediate part of the main
structural frame element 6a through a gusset plate 12a, the auxiliary structural frame elements
9a, 9c are bolted to the intermediate part of the 1° main structural frame element 6b through a
gusset plate 12b, and the auxiliary structural frame elements 9b, 9c are bolted to the
intermediate part of the main structural frame element 6c through a gusset plate 12c, thereby
forming the joined parts PI, P2, P3. 15 A cable 10 extending in a longitudinal direction of the
bridge is stretched between a nearby area of the joined part at the vertex of the auxiliary
triangular structural frame 9 which is located on the first end side and a nearby area of the

36.

joined part at a corresponding vertex of the auxiliary trian- 20 gular structural frame 9 which is
located on the second end side. Deflecting structure 11 for exerting a downwardly directed
force to the cable 10 is inserted between the cable 10 and lower chord 3 of truss girder 2, so
that an upwardly directed force Wl, caused by a reaction force attributable to
or J
tension of the cable 10, is exerted to the lower chord 3 via the deflecting structure 11.
The deflecting structure 11 is attached to the lower chord 3 by a bolt or the like such that the
deflecting structure 11 is projected downwardly with its lower end supporting the cable 10.
As one preferable example, as shown in FIGS. 1 and 2, the cable 10 extending in the
longitudinal direction of the bridge is stretched between the joined parts PI, PI at the vertexes
35 of the auxiliary triangular structural frames 9 with respect to the lower chord 3, i.e., between
the joined parts PI, PI of the main structural frame elements 6a with respect to the auxiliary
structural frame elements 9a, 9b, on the first and second end sides. Deflecting structure 11 for
exerting a 40 downwardly directed force to the cable 10 is inserted for tensioning the cable 10
between the cable 10 and the lower chord 3 of the truss girder 2, so that an upwardly directed
force Wl is exerted to the lower chord 3 through the deflecting structure 11 and an upwardly
directed force Wl is 45 exerted to the bridge through the lower chord 3, while exerting a tensile
force to the joined parts PI, PI, by the reaction force attributable to tension of the cable 10.
As another preferable example, as shown in FIGS. 3 and 4, a cable 10 extending in the
longitudinal direction of the 50 bridge is stretched between the joined parts РЗ, P3 at the
vertexes of the auxiliary triangular frames 9 with respect to the main structural frame elements
6c, i.e., between the joined parts РЗ, P3 of the main structural frame elements 6c with respect
to the auxiliary structural frame elements 9b, 55 9c, on the first and second end sides.

37.

Deflecting structure 11 for exerting a downwardly directed force to the cable 10 is inserted for
tensioning the cable 10 between the cable 10 and the lower chord 3 of the truss girder 2, so that
an upwardly directed force Wl is exerted to the lower chord 3 via the 60 deflecting structure 11
and an upwardly directed force Wl is exerted to the bridge via the lower chord 3, while
exerting a tensile force to the joined parts РЗ, P3, by a reaction force attributable to tension of
the cable 10.
Similarly, in the arch bridge, as shown in FIGS. 8 and 9, 65 a first and a second end of an arch
girder 7 are each provided with a main triangular structural frame 6 or, as shown in FIG. 10, a
main rectangular structural frame 6', which is
further provided at an inner side thereof with an auxiliary triangular structural frame 9. The
auxiliary triangular structural frame 9 is joined at vertexes thereof with frame structural
elements at respective sides of the main triangular structural frame 6 or main rectangular
structural frame 6'. Therefore, each auxiliary triangular structural frame 9 includes three joined
parts PI, P2, P3 which correspond to vertexes of a triangle.
In the same manner as described above, the main triangular structural frames 6 on first and
second ends of the arch girder 7 each comprise three main structural frame elements 6a, 6b, 6c.
Main structural frame element 6a comprises an end part (first or second end part) of the lower
chord 3, main structural frame element 6b comprises an end part (first or second end part) of
the arch member 4', and main structural frame element 6c comprises a vertical member 8 on an
end (first end or second end) of the lower chord 3. The main structural frame elements 6a, 6b,
6c form respective sides of a triangle.
On the other hand, the auxiliary triangular structural frame 9 comprises three auxiliary
structural frame elements 9a, 9b, 9c. Auxiliary structural frame element 9a comprises a

38.

diagonal member for joining an intermediate part of the main structural frame element 6b (first
or second end part of the arch member 4') and an intermediate part of the main structural frame
element 6a (first or second end part of the lower chord 3), and auxiliary structural frame
element 9b comprises a diagonal member for joining an intermediate part of the main structural
frame element 6c (the vertical member 8) and an intermediate part of the main structural frame
element 6a (first or second end part of the lower chord 3). Auxiliary structural frame element
9c comprises a chord for joining an intermediate part of the main structural element 6b as the
first or second end part of the arch member 4' and an intermediate part of the main structural
frame element 6c as the vertical member 8.
Accordingly, the auxiliary structural frame elements 9a, 9b of the auxiliary triangular
structural frame 9 are bolted to the intermediate part of the main structural frame element 6a
through a gusset plate 12a, the auxiliary structural frame elements 9a, 9c are bolted to the
intermediate part of the main structural frame element 6b through a gusset plate 12b, and the
auxiliary structural frame elements 9b, 9c are bolted to the intermediate part of the main
structural frame element 6c through a gusset plate 12c, thereby forming the joined parts PI, P2,
P3.
As shown in FIG. 10, the main rectangular structural frames 6' located between the main
triangular structural frames 6, 6 on the first and second ends of the arch girder 7 each comprise
four main structural frame elements 6a, 6b, 6c, 6d. Main structural frame element 6a comprises
a lower chord part, main structural frame elements 6b, 6c comprise two vertical members 8
which are adjacent to each other in a parallel relationship, and main structural frame element
6d comprises an arch member part. The main structural frame elements 6a, 6b, 6c, 6d form
respective sides of a rectangular shape.

39.

On the other hand, the auxiliary triangular structural frame 9 comprises three auxiliary
structural frame elements 9a, 9b, 9c. Auxiliary structural frame element 9a comprises a
diagonal member for joining an intermediate part of the main structural frame element 6b (one
vertical member 8) and an intermediate part of the main structural frame element 6a (the lower
chord part), and auxiliary structural frame element 9b comprises a diagonal member for joining
an intermediate part of the main structural frame element 6c
(the other vertical member 8) and an intermediate part of the main structural frame element 6a
(the lower chord part). Auxiliary structural frame element 9c comprises a chord for joining an
intermediate part of the main structural element 5 6b as the one vertical member 8 and an
intermediate part of the main structural frame element 6c as the other vertical member 8.
Accordingly, the auxiliary structural frame elements 9a, 9b of the auxiliary triangular
structural frame 9 are bolted to 10 the intermediate part of the main structural frame element 6a
through a gusset plate 12a, the auxiliary structural frame elements 9a, 9c are bolted to the
intermediate part of the main structural frame element 6b through a gusset plate 12b, and the
auxiliary structural frame elements 9b, 9c are bolted to the intermediate part of the main
structural frame element 6c through a gusset plate 12c, thereby forming the joined parts PI, P2,
P3.
In FIG. 10, a pair of auxiliary triangular structural frames 9, 9' commonly have the auxiliary
structural frame element 20 9c as a chord, and auxiliary structural frame elements 9a', 9b',
which comprise diagonal members of the auxiliary triangular frame 9', are joined to an
intermediate part of the main structural frame 6d which comprises an arch member part
through a gusset plate 12d, thereby forming joined parts 25 PI, P2, РЗ, P4.

40.

In other words, a parallelogrammic structural frame, which comprises the auxiliary structural
frame elements 9a, 9b, 9a', 9b', is constructed at an inner side of the main rectangular structural
frame 6'. A diagonal member com- 3q prising the auxiliary structural frame element 9c is
inserted along a diagonal line which joins opposing vertexes of the parallelogrammic structural
frame, and respective vertexes of the parallelogrammic structural frame are joined to
intermediate parts of the main structural frame members 6a, 6b, 35 6c, 6d.
In the arch bridge, a cable 10 extending in a longitudinal direction of the arch bridge is
stretched between a nearby part of a joined part at a vertex of the auxiliary triangular structural
frame 9 on a side of the first end of the arch girder 40 and a nearby part of a joined part at a
corresponding vertex of the auxiliary triangular structural frame 9 on a side of the second end
of the arch girder. Deflecting structure 11 adapted to exert a downwardly directed force to the
cable 10 is inserted between the cable 10 and the lower chord 3 of the 45 arch girder member 4'
so as to tension the cable 10, and an upwardly directed force W1 is exerted to the lower chord 3
by a reaction force attributable to tension of the cable 10 via the deflecting structure 11.
The deflecting structure 11 is attached to the lower chord 50 3 by a bolt or the like such that
the deflecting structure 11 is projected downwardly with its lower end supporting the cable 10.
As one preferable example, as shown in FIG. 8, the cable 10 extending in the longitudinal
direction of the bridge is 55 stretched between the joined parts PI, PI of the vertexes of the
auxiliary triangular structural frames 9 with respect to the lower chord 3, i.e., between the
joined parts PI, PI of the main structural frame elements 6a with respect to the auxiliary
structural frame elements 9a, 9b, on the first and 60 second ends. Deflecting structure 11 for
exerting a downwardly directed force to the cable 10 is inserted for tensioning the cable 10
between the cable 10 and the lower chord 3, so that an upwardly directed force W1 is exerted

41.

to the lower chord 3 via the deflecting structure 11, wherein the 65 upwardly directed force W1
is exerted to the lower chord 3, while exerting a tensile force to the joined parts PI, PI, by a
reaction force attributable to tension of the cable 10.
As another preferable example, as shown in FIGS. 9 and 10, a cable 10 extending in the
longitudinal direction of the bridge is stretched between the joined parts РЗ, P3 of the vertexes
of the auxiliary triangular frames 9 with respect to the main structural frame elements 6c, i.e.,
between the joined parts РЗ, P3 of the main structural frame elements 6c with respect to the
auxiliary structural frame elements 9b, 9c, on the first and second end sides. Deflecting
structure 11 for exerting a downwardly directed force to the cable 10 is inserted, for tensioning
the cable 10, between the cable 10 and the lower chord 3, so that an upwardly directed force
W1 is exerted to the lower chord 3 via the deflecting structure 11, wherein the upwardly
directed force W1 is exerted to the bridge through the lower chord 3, while exerting a tensile
force to the joined parts РЗ, P3, by a reaction force attributable to tension of the cable 10.
Plural deflecting structure 11 are provided depending on a supporting interval length of the
truss bridge or arch bridge. When two deflecting structures are provided, the cable 10 in the
truss bridge or arch bridge diagonally extends between the joined part PI and the deflecting
structure 11 on the first end and between the joined part P3 and the deflecting structure 11 on
the second end, and the cable horizontally extends between the deflecting structure 11, 11.
When opposite ends of the cable 10 are joined to the joined parts P3, the auxiliary structural
frame element 9c is diagonally oriented along a diagonal axis at a diagonally extending part of
the cable 10.
The cable 10 in the truss bridge or arch bridge used in this embodiment is a steel cable called
"PC cable", in which opposite ends of the cable are provided with male threads 14. As shown

42.

in FIGS. 2A, 2B and 4, cable threaders 13 are each attached to the joined parts PI, P3, and the
opposite ends of the cable 10 are inserted in the cable threaders 13. A nut 15 is threadingly
engaged with male threads 14 of the cable 10 at an outer end of the cable threader 13, and the
nut 15 is abutted with an outer end of the cable threader 13 so that a tensioning state of the
cable 10 can be maintained.
That is, the opposite ends or one end of the cable 10 is pulled by a towing machine to create a
tensioning state of the cable 10. In that state, the nut 15 is threadingly advanced and abutted
with the outer end of the cable threader 13 to maintain the tensioning state of the cable 10.
Accordingly, the nut 15 constitutes a stopper against tensile force.
In that tensioning state, the cable 10 is, as shown in FIG. 6, inserted into a cable guide groove
16 formed in a cable guide at a lower end of the deflecting structure 11 and urged hard against
the deflecting structure 11, and tensioned in a state in which a relatively downwardly directed
force is exerted to the cable 10. As a reaction force of this downwardly directed force, an
upwardly directed force W1 is generated.
A single or plural cables 10 are stretched on one side in a widthwise direction of the bridge.
When plural cables 10 are stretched on opposite sides, a plurality of the cable guide grooves 16
are formed in parallel.
The floor slab 1 is supported by vertical girders 22, which are formed of an H-shaped steel
extending in the longitudinal direction of the bridge, and a horizontal girder 23 which is formed
of an H-shaped steel for joining the vertical girders 22. Opposite ends of the horizontal girder
23 are joined to the lower chord 3, of the truss girder 2 or arch girder 7. The upwardly directed
force W1 is exerted to the vertical girders 22 through the horizontal girder 23, thereby exerting
the upwardly directed force W1 to the bridge in its entirety.

43.

A prop post formed of steel or the like is used as the deflecting structure 11. Preferably, a jack
which can be adjusted in terms of a downwardly directed force by controlling an
extension/retraction amount is used as the 5 deflecting structure 11.
As the jack, a jack having a hydraulic cylinder structure or pneumatic cylinder structure can be
used.
A thread type jack can also be used. Particularly preferably, a hydraulic thread type jack 11, as
shown in 10 FIGS. 11A and 11B, may be used which can be extended/ retracted by hydraulic
pressure and which can be fixed in an extended or retracted position by threaded engagement.
That is, a jack 11 is used which has both a hydraulic cylinder structure and a thread type jack
structure. In this 15 jack 11, one end of a cylinder rod 17 is slidingly fitted airtight inside of
cylinder 18, and a male thread is formed at an outer peripheral surface of another end part of
the cylinder rod 17 which projects from the cylinder 18. A stopper flange 19 is threadingly
engaged with the male thread, and a hydraulic pressure feed port 21 for supplying 20 a
hydraulic pressure into a hydraulic chamber 20 formed at a lower surface of the cylinder rod 17
at an inner bottom part of the cylinder 18 is provided in the cylinder 18.
By supplying hydraulic pressure through the hydraulic pressure feed port 21, the cylinder rod
17 is extended by a 25 constant extending amount, thereby exerting a constant tensioning force
(downwardly directed force) to the cable 10.
Then, the downwardly directed force exerted to the cable зо 10 is confirmed by a pressure
gauge. In a state in which the downwardly directed force is exerted to the cable 10, the stopper
flange 19 is threadingly retracted along the cylinder rod 17 and sat on an end face of the
cylinder 18. Hence, retraction of the cylinder rod 17 is prohibited and extension з5 is retained
so that the downwardly directed force exerted to the cable 10 is set and retained.

44.

After this extending state is retained by prohibiting threading retraction of cylinder rod 17 by
the stopper flange 19, hydraulic pressure within the hydraulic chamber 20 is 40 extracted
through the hydraulic pressure feed port 21. Thereafter, a downwardly directed pressure
exerted to the cable 10 is maintained by thread type cylinder rod 17, thereby maintaining a
tensioning state of the cable 10.
In case the cable 10 is loosened with passage of time, 45 hydraulic pressure is supplied
again, so that a tensioning state can be corrected and a downwardly directed force can be
corrected.
FIGS. 12 and 13 show comparison examples of the present invention. That is, as shown in FIG.
12, when 50 opposite ends of cable 10 are stretched between opposite ends of truss girder 2 or
arch girder 7 without providing the auxiliary triangular structural frame 9 and the deflecting
structure 11, a tensioning force of the cable 10 merely exerts a main axial force (compressive
force), as indicated by 55 arrows, to lower chord 3, and a force is not effectively transmitted to
other main structural frames, i.e., upper chord 4 and diagonal member 5 in the truss girder 2, or
arch member 4' and vertical member 8 in the arch girder 7, thereby reducing a reinforcement
effect thereof. 60 As shown in FIG. 13, when deflecting structure 11 is provided between the
cable 10 and the lower chord 3 of FIG. 12 and no auxiliary triangular structural frame 9 is
provided, an axial force (compressive force and pulling force) as indicated by arrows of FIG.
13 is applied to the main 65 triangular structural frame 6 of respective girders 2, 7.
Particularly, when the auxiliary triangular structural frame 9 is not provided, in the main
structural frame 6a formed by
each end part (first or second end part) of the lower chord 3, an axial force as indicated by
arrows is applied to an outer main structural frame element part 6a' and an inner main

45.

structural frame element part 6a" with respect to joined part PI. As a result, a strong shearing
force and a bending 5 moment are applied to the joined part PI.
On the other hand, as shown in FIG. 7, when the auxiliary triangular structural frame 9 is
provided and the cable 10 is stretched between the joined parts PI, PI, no axial force is applied
to the outer main structural frame element part 6a' 1° with respect to a corresponding one of the
joined parts PI at all, and no shearing force nor bending moment are applied thereto.
The tensioning force of the cable 10 is effectively transmitted to other main structural frame
members, i.e., the 15 upper chord 4 and the diagonal member 5 in the truss girder 2 or the arch
member 4' and the vertical member 8 in the arch girder 7, while exerting an axial force
(compressive force) to the lower chord 3, so that a reinforcement effect thereof is effectively
induced. Hence, the present invention is suitable 20 as a reinforcement structure of a truss
girder 2 or an arch girder 7.
Obviously, many modifications and variations of the present invention are possible in light of
the above teachings. It is, therefore, to be understood that within the scope of the appended
claims, the invention may be practiced otherwise than as specifically described.
What is claimed is:
1. A reinforcement structure for a truss bridge having a truss girder, the truss girder having a
lower chord and being provided at each end thereof with a main structural frame composed of
main structural frame elements, said reinforcement structure comprising:
an auxiliary structural frame positioned within each main 3J structural frame, and connected to
the main structural frame elements of this main structural frame at connection points;

46.

a cable extending in a longitudinal direction of the truss bridge, said cable being connected to
and extending 40 between one of the connection points at one end of the truss girder and a
corresponding one of the connection points at another end of the truss girder; and
deflecting structure, positioned between said cable and the lower chord of the truss girder, for
exerting a down- 45 wardly directed force to said cable such that an upwardly directed force,
corresponding to a reaction force attributable to tension of said cable, is exerted to the lower
chord of the truss girder.
2. The reinforcement structure according to claim 1, 50 wherein each main structural frame
and each auxiliary structural frame are triangular in shape, with said connection points
corresponding to vertexes of said each auxiliary structural frame.
3. The reinforcement structure according to claim 2, 55 wherein
each main structural frame includes first, second and third main structural frame elements
interconnected with one another to define the triangular shape of this main structural frame,
and 60
each auxiliary structural frame includes first, second and third auxiliary structural frame
elements, with each of said first, second and third auxiliary frame elements having first and
second ends such that the vertexes of said each auxiliary structural frame include a first 65
vertex corresponding to a position where the first end of said first auxiliary frame element and
the first end of
said second auxiliary frame element are located, a second vertex corresponding to a position
where the second end of said second auxiliary frame element and the first end of said third
auxiliary frame element are located, and a third vertex corresponding to a position where the
second end of said third auxiliary frame element and the second end of said first auxiliary

47.

frame element are located, such that said connection points at each end of the truss girder
correspond to where the first end of said first auxiliary frame element and the first end of said
second auxiliary frame element are connected to an intermediate part of the first main
structural frame element, the second end of said second auxiliary frame element and the first
end of said third auxiliary frame element are connected to an intermediate part of the second
main structural frame element, and the second end of said third auxiliary frame element and the
second end of said first auxiliary frame element are connected to an intermediate part of the
third main structural element.
4. A reinforcement structure for an arch bridge having an arch girder, the arch girder having a
lower chord and being provided at each end thereof with a main structural frame composed of
main structural frame elements, said reinforcement structure comprising:
an auxiliary structural frame positioned within each main structural frame, and connected to the
main structural frame elements of this main structural frame at connection points; a cable
extending in a longitudinal direction of the arch bridge, said cable being connected to and
extending between one of the connection points at one end of the arch girder and a
corresponding one of the connection points at another end of the arch girder; and deflecting
structure, positioned between said cable and the lower chord of the arch girder, for exerting a
downwardly directed force to said cable such that an upwardly directed force, corresponding to
a reaction force attributable to tension of said cable, is exerted to the lower chord of the arch
girder.
5. The reinforcement structure according to claim 4, wherein each main structural frame and
each auxiliary structural frame are triangular in shape, with said connection points
corresponding to vertexes of said each auxiliary structural frame.

48.

6. The reinforcement structure according to claim 5, wherein
each main structural frame includes first, second and third main structural frame elements
interconnected with one another to define the triangular shape of this main structural frame,
and each auxiliary structural frame includes first, second and third auxiliary structural frame
elements, with each of said first, second and third auxiliary frame elements having first and
second ends such that the vertexes of said each auxiliary structural frame include a first vertex
corresponding to a position where the first end of said first auxiliary frame element and the first
end of said second auxiliary frame element are located, a second vertex corresponding to a
position where the second end of said second auxiliary frame element and the first end of said
third auxiliary frame element are located, and a third vertex corresponding to a position where
the second end of said third auxiliary frame element and the second end of said first auxiliary
frame element are located,
such that said connection points at each end of the truss girder correspond to where the first
end of said first auxiliary frame element and the first end of said second auxiliary frame
element are connected to an intermediate part of the first main structural frame element, the 5
second end of said second auxiliary frame element and the first end of said third auxiliary
frame element are connected to an intermediate part of the second main structural frame
element, and the second end of said third auxiliary frame element and the second end of ю said
first auxiliary frame element are connected to an intermediate part of the third main structural
element.

49.

7. The reinforcement structure according to claim 4, wherein each main structural frame is
rectangular in shape and each auxiliary structural frame is triangular in shape, 15 with said
connection points corresponding to vertexes of said each auxiliary structural frame.
8. The reinforcement structure according to claim 7, wherein
30
each main structural frame includes first, second, third 20 and fourth main structural frame
elements interconnected with one another to define the rectangular shape of this main structural
frame, and each auxiliary structural frame includes first, second and third auxiliary structural
frame elements, with each of 25 said first, second and third auxiliary frame elements having
first and second ends such that the vertexes of said each auxiliary structural frame include a
first vertex corresponding to a position where the first end of said first auxiliary frame element
and the first end of said second auxiliary frame element are located, a second vertex
corresponding to a position where the second end of said second auxiliary frame element and
the first end of said third auxiliary frame element are located, and a third vertex corresponding
to a position where the second end of said third auxiliary frame element and the second end of
said first auxiliary frame element are located, such that said connection points at each end of
the truss girder corresponding to where the first end of said first auxiliary frame element and
the first end of said second auxiliary frame element are connected to an intermediate part of the
first main structural frame element, the second end of said second auxiliary frame element and
the first end of said third auxiliary frame element are connected to an intermediate part of the
second main structural frame element, and the second end of said third auxiliary frame element
and the second end of said first auxiliary frame element are connected to an intermediate part

50.

of the third main structural element. 9. The reinforcement structure according to claim 8,
further comprising:
another auxiliary structural frame positioned within each main structural frame, each said
another auxiliary structural frame including fourth and fifth auxiliary structural frame elements
having
(i) respective first ends thereof connected to a corresponding said first auxiliary structural
frame element, and
(ii) respective second ends thereof connected to an intermediate part of said fourth main
structural frame element
such that each said another auxiliary structural frame is triangular in shape.
UNITED STATES PATENT AND TRADEMARK OFFICE
CERTIFICATE OF CORRECTION
PATENT NO. : 6,892,410 B2 Page 1 of 1
DATED : May 17, 2005
INVENTOR(S) : Mitsuhiro Tokuno et al.
It is certified that error appears in the above-identified patent and that said Letters Patent is
hereby corrected as shown below:
Title page.
Item [73], Assignee, please add:
- Asahi Engineering Co., Ltd.
3-9-6, Mitsukuchishinmachi, Kanazawa-shi Ishikawa-ken, Japan
Eco Japan Co., Ltd.
5-201, Horiuchimachi, Nonoichi-machi, Ishikawa-gun Ishikawa-ken, Japan

51.

SE Corporation
1-3-6, Nishikanda, Chiyoda-ku Tokyo, Japan -.
Signed and Sealed this First Day of November, 2005
JON W. DUD AS
Director of the United States Patent and Trademark Office
U.S. Patent
May 17, 2005 Sheet 4 of 13
US 6,892,410 B2
U.S. Patent
May 17, 2005 Sheet 5 of 13
US 6,892,410 B2
U.S. Patent
May 17, 2005 Sheet 8 of 13
US 6,892,410 B2

52.

Отклоняющая конструкция, приспособленная для приложения направленного
вниз усилия к тросу, вставляется между тросом и нижним поясом ферменной
балки или арочной балки для натяжения троса, и направленное вверх усилие
прикладывается к нижнему поясу за счет силы реакции, относящейся к
натяжению троса через отклоняющая конструкция.

53.

54.

Современные технологии и проектирование
строительства и эксплуатации пролетных строений
мостовых шпренгельных усилений с использованием
треугольных балочных ферм для гидротехнических
сооружений ( с использованием изобретения "Решетчато
пространственный узел покрытия (перекрытия ) из
перекрестных ферм типа "Новокисловодск" № 153753,
"Комбинированное пространственное структурное покрытие"
№ 80471, и с использованием типовой документации серия
1.460.3-14 , с пролетами 18, 24, 30 метров, типа Молодечно" ,
чертежи КМ ГПИ "Ленпроектстальконструкция" и
изобретений проф дтн ПГУПС Уздина А М №№ 1143895,
1168755, 1174616, заместителя организации "Сейсмофонд"
СПб ГАСУ ( ОГРН 1022000000824 , ИНН 2014000780 ) инж
Коваленко А.И №№ 167076, 1760020, 2010136746
The Uzdin A M METHOD OF SPRENGTHENING THE
SUPERSTRUCTURE of a bridge structure using triangular
girder trusses for earthquake-prone areas IPC E 01 D 22
СПОСОБ имени Уздина А М ШПРЕНГЕЛЬНОГО
УСИЛЕНИЯ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ мостового
сооружения с использованием треугольных балочных ферм
для сейсмоопасных районов МПК
E 01 D 22 /00
/00

55.

ОПОРА СЕЙСМОСТОЙКАЯ
076
RU165
(51) МПКE04H 9/02 (2006.01) Коваленко
Александр Иванович (RU)
Комбинированное пространственное структурное
покрытие № 80471
(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И
ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ
СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И
СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И
СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
136 746
RU 2010
(51) МПК E04C 2/00 (2006.01)
Коваленко Александр Иванович (RU)
https://t.me/resistance_test т/ф (812) 694-78-10, (921) 944-6710, (911) 175-84-65, (996) 785-62-76
[email protected] [email protected]
[email protected] СБЕР карта 2202 2006 4085 5233
Elena Kovalenko

56.

Reinforcement structure of truss bridge or arch bridge
https://patents.google.com/patent/EP1396582A2/es
https://patentimages.storage.googleapis.com/a3/0b/99/68bd
a2d0c463eb/EP1396582A2.pdf
10
Помощь для внедрения изобретения "Способ им Уздина А. М.
шпренгельного усиления пролетного строения мостового сооружения с
использованием трехгранных балочных ферм" , аналог "Новокисловодск"
Марутян Александр Суренович МПК Е01ВD 22/00 для ветеранf боевых
действий , инвалида второй группы по общим заболеваниям , изобретателю
по СБЕР карта МИР 2202 2056 3053 9333 тел привязан 911 175 84 65
Aleksandr Kovalenko (996) 785-62-76 [email protected]
https//t.me/resistance_test
[email protected]
[email protected]
[email protected] СБЕР карта МИР 2202 2006 4085
[email protected]
5233 Elena Kovalenko МИР карта 2202 2056 3053 9333
(921) 175 84 65 т/ф (812) 694-78-10
тел привязан
[email protected]
[email protected] [email protected]
Методичка учебное пособие для студентов строительных вузов пособие по
усиление и реконструкция пролетного строения мостового сооружения с
использованием комбинированных пространственных структур для сейсмоопасных
районов
Благодаря взаимодействию между вспомогательными треугольными
конструктивными рамами, каждая из которых выполнена на противоположных
концах ферменной балки или арочной балки, и тросом, натянутым между
вспомогательными треугольными конструктивными рамами, к ферменной балке

57.

или арочной балке прикладывается направленное вверх усилие, тем самым
эффективно создавая усилие сопротивления нагрузке.
Усилительная конструкция ферменного моста или арочного перемычки состоит
из ферменной балки или арочного прогона, первый и второй концы которых
снабжены основным треугольным конструктивным каркасом. Основной
треугольный конструктивный каркас снабжен с внутренней стороны
вспомогательным треугольным конструктивным каркасом
Трос проходит в продольном направлении ферменного моста, будучи натянутым
между близлежащей частью соединяемой детали на одной из вершин
вспомогательной треугольной конструктивной рамы со стороны первого конца
ферменной балки
или арочной балки и близлежащую часть соединяемой детали на
соответствующей одной из вершин вспомогательной треугольной
конструктивной рамы со стороны второго конца стропильной балки или арочной
балки.
Отклоняющая конструкция, приспособленная для приложения направленного
вниз усилия к тросу, вставляется между тросом и нижним поясом ферменной

58.

балки или арочной балки для натяжения троса, и направленное вверх усилие
прикладывается к нижнему поясу за счет силы реакции, относящейся к
натяжению троса через отклоняющая конструкция.
Учебно-методическим объединением по образованию в области железнодорожного
транспорта и транспортного строительства в качестве учебного пособия для студентов
строительных вузов для разработки курсовых работ и гуманитарной и интеллектуальной
помощи инженерным и железнодорожным войскам истекающей кровью из –за
отсутствия научной методики по скоростному повышению грузоподъемности
пролетных строений мостовых сооружений, хотя бы повысить грузоподъемность до
60- 90 тонн, за 24 часа как в КНР и СЩА, для грузовых автомашин и военной
техники Все для Фронта Все для Победы

59.

Уздин А М, Егорова О А , Коваленко А.И Усиление и реконструкция мостов на
автомобильных дорогах с использованием шпренгельного усиления пролетного
строения мостового сооружения с использованием трехгранных структур и балочных
ферм для сейсмоопасных районо [Текст]: учеб. пособие / А.М. Уздин; О.А.Егорова
под общ. ред. аспирант СПбЗНИИЭП . А.И. Коваленко; СПб ГАСУ . гос. арх.- строит.
ун-т. - СПб, 2024. - 8 с.
Рассмотрены вопросы содержания мостов на автомобильных дорогах, их
обследования, испытаний и методы определения грузоподъемности. Подробно, на
многих примерах, разобраны способы усиления и реконструкции железобетонных и
металлических мостов. Приведены методы определения расчета экономической
целесообразности реконструкции мостов с учетом их технического состояния и
определения стоимости работ.

60.

61.

62.

Разгрузка конструкций и усиление и реконструкция пролетного строения мостового
сооружения с использованием комбинированных пространственных структур для
сейсмоопасных районов , зависит
от собственного веса может быть осуществлена различными способами в зависимости от
местных условий, особенностей конструкции и способа усиления. Решение выбирают на
основании технико- экономического обоснования вариантов усиления.

63.

64.

Когда высота моста небольшая и воды в реке немного, при усилении балочных
разрезных пролетных строений их разгрузка может быть произведена путем
поддомкрачивания. Для этого под пролетным строением устанавливают временные
опоры или шпальные клетки и пролетные строения поддомкрачиваются. После усиления
и снятия разгружающих устройств элементы усиления (добавочная арматура,
шпренгели) будут работать не только на усилия от временной нагрузки, но и от
собственного веса пролетных строений.

65.

66.

4.2 . Усиление пролетных строений изменением расчетной схемы
Усиление разрезных железобетонных балок может быть произведено путем
превращения их в неразрезные (рис. 4.5). Опорный участок при этом омоноличивается,
возникающий на опоре отрицательный изгибающий момент воспринимается
предварительно напряженной арматурой. Напряжения в пучках арматуры разгружают
перенапряженные элементы. Эти особенности усиления путем изменения расчетной
схемы конструкции делают данный способ во многих случаях выгодным.

67.

68.

Шпренгели составляют из двух ветвей, располагаемых симметрично по отношению к
ребру главной балки.

69.

70.

Заключение
Рассмотренные в пособии вопросы позволят студентам лучше изучить методы
усиления и реконструкции мостов, способы их расчета, методы производства работ и
условия применения и усиление и реконструкция пролетного строения мостового
сооружения с использованием комбинированных пространственных структур для
сейсмоопасных районов
Методы усиления и реконструкции мостов имеют много различных решений. Одно
из самых экономичных является усиление и реконструкция пролетного строения
мостового сооружения с использованием комбинированных пространственных
структур для сейсмоопасных районов
Выбор наиболее рационального и экономичного решения для конкретного случая задача студентов при курсовом и дипломном проектировании.
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Содержание мостов, труб и других искусственных сооружений - это надзор за их
состоянием и проведение необходимых ремонтных работ по предупреждению
появления и устранению на ранней стадии развития возникающих в сооружениях
расстройств и повреждений.

71.

Содержание искусственных сооружений должно обеспечивать исправное их состояние
для бесперебойного и безопасного движения автотранспорта с установленными
скоростями и длительным сроком службы всех элементов конструкции. Содержание
включает в себя комплекс мероприятий и работ, состоящих из текущего содержания и
ремонта.
Усилением моста - это увеличение грузоподъемности. Необходимость в усилении
возникает вследствие потери конструкций несущей способности (физический износ) или
возрастания нагрузок (моральный износ). В отличие от ремонтных работ при усилении
конструкция усиляемого элемента может быть изменена, тогда как при ремонте
конструкция сохраняется. Но генеральные размеры сооружения при усилении
сохраняются.
Реконструкция моста - это капитальное переустройство, повышающее его
технические характеристики, при котором в общем случае понимается приспособление
его к новым изменившимся эксплуатационным нормам и требованиям. При
реконструкции изменяются генеральные размеры: габарит моста, его грузоподъемность;
может быть изменена его схема, увеличен подмостовой габарит, расположение моста в
плане и профиле, увеличена пропускная способность. При реконструкции может быть
сделано усиление отдельных элементов или всего моста. Наиболее распространенным
видом реконструкции мостов на автомобильных дорогах является их уширение и
увеличение грузоподъемности.
Грузоподъемность - это наибольшая масса (класс) транспортного средства
определенного вида, которая может быть безопасно пропущена в транспортном потоке
или отдельном порядке по сооружению.

72.

Несущая способность - это предельное усилие, которое может быть воспринято
сечением элемента до достижения им предельного состояния.
Дефект - это каждое отдельное несоответствие конструкции установленным
требованиям.
Повреждение - это недостаток в виде нарушения формы или целостности элемента,
возникающее в результате силового, температурного или влажностно- го воздействия,
приводящее к снижению его грузоподъемности и долговечности.
Накладные расходы - это расходы, связанные с обслуживанием строительного
производства, содержанием аппарата управления и административных зданий, техникой
безопасности, разъездным характером работ и т.д.
Нормативная прибыль - это плановая прибыль строительной организации,
включаемая в сметную стоимость строительно-монтажных работ.
Капитальные затраты - это единовременные вложения, связанные с производством
работ по строительству и реконструкции
Эксплуатационные затраты - это текущие затраты связанные с содержанием мостов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы - М., Изд-во Госстрой, 1985 - 199с.
2. СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги - М., Изд-во Госстрой, 1986 - 51с.
3. СНиП 11-44-78 Автодорожные тоннели - М., Изд-во Госстрой, 1978.
4. ГОСТ 24-451-80 Автодорожные тоннели - М., Изд-во Стандартов, 1980..

73.

5. ГОСТ 26775-97 Габариты подмостовых судоходных пролетов - М., Изд- во
Стандартов, 1997.
6. СНиП 3.06.07-86 Мосты и трубы. Правила обследований и испытаний - М., Изд-во
Госстрой, 1986 - 40 с.
7. ГОСТ 19537-83 Антикоррозионная смазка «Пушечная».
8. СНиП II-22-81 Каменные и армокаменные конструкции - М., Стройиздат, 1983.
9. ВСН 32-89 Инструкция по определению грузоподъемности железобетонных балочных
пролетных строений эксплуатируемых автодорожных мостов - М., Транспорт, 1991 165с.
10. ВСН 51-88 Инструкция по уширению автодорожных мостов - М., Минав- тодор
РСФСР, 1989.
11. ВСН 4-81 Инструкция по проведению осмотров мостов и труб на автомобильных
дорогах - М., Минавтодор РСФСР, 1981.
12. Брик А.А., Давыдов В.Г., Савельев В.Н. Эксплуатация искусственных сооружений на
железных дорогах. - М., Транспорт, 1990.
13. Кириллов В.С. Эксплуатация и реконструкция мостов и труб на автомобильных
дорогах - М., Транспорт, 1971 - 196с.
14. Никонов И. Н. Искусственные сооружения железнодорожного транспорта - М.,
Трансжелдориздат, 1963 - 338с.
15. Осипов В.О., Козьмин Ю.Г. и др. Содержание, реконструкция, усиление и ремонт
мостов и труб. - М., Транспорт 1996 - 471с.
16. Методические рекомендации по содержанию мостовых сооружений на
автомобильных дорогах. - М., Росавтодор, М., 1999.

74.

17. Нормы денежных затрат на ремонт и содержание мостовых сооружений на
автомобильных дорогах. - Утв. ФДС России, М., 1999.
18. ГСЭН - 2001-30 Государственные элементные сметные нормы на строительные
работы. Сборник № 30 Мосты и трубы. М., Стройиздат, 2000.
19. Методические указания по определению величины накладных расходов в
строительстве. - МДС 81 - 33. 2004. М., Стройиздат, 2003. - 51с.
20. Требования к техническому отчету по обследованию и испытаниям мостового
сооружения на автодороге.
21. Справочник проектировщика. Расчетно-теоретический. Государственное
издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам.
М.,1960.

75.

76.

77.

78.

Более подробно смотрите учебное пособие :
УСИЛЕНИЕ И РЕКОНСТРУКЦИЯ МОСТОВ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ
Учебное пособие
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно
- строительный университет
В.А. Дементьев, В.П. Волокитин, Н.А. Анисимова
Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области
железнодорожного транспорта и транспортного строительства в качестве учебного
пособия для студентов строительных вузов
Воронеж 2006
ББК 39.112 УДК 625.745.1
Дементьев, В.А. Усиление и реконструкция мостов на автомобильных дорогах
[Текст]: учеб. пособие / В.А. Дементьев, В.П. Волокитин, Н.А. Анисимова; под общ. ред.
проф. В.А. Дементьева; Воронеж. гос. арх.- строит. ун-т. - Воронеж, 2006. - 116 с.

79.

ISBN 5-89040-144-0 Приобрети бесплатно (гуманитарная миссия) для
восстановления разрушенных мостов в ЛНР , ДНР, Херсоне, Мариуполе, Авдеевке
[email protected] 6947810@mail/ru [email protected] (812) 694-78-10
Reinforcement structure of truss bridge or arch bridge
Abstract
Through co-action between auxiliary triangular structural frames which are each
constructed at opposite ends of a truss girder or arch girder and a cable stretched
between the auxiliary triangular structural frames, an upward directing force is exerted
to the truss girder or arch girder, thereby effectively inducing a load resisting force. A
reinforcement structure of a truss bridge or arch bridge is comprised of a truss girder
(2) or arch girder a first and a second end of which are each provided with a main
triangular structural frame (6) which is further provided at an inner side thereof with an
auxiliary triangular structural frame (9), the auxiliary triangular structural frame (9)
being joined at vertexes thereof with frame structural elements at the respective sides
of the main triangular structural frame (6), a cable (10) extending in a longitudinal
direction of the truss bridge being stretched between a nearby part of the joined part at
the vertex of the auxiliary triangular structural frame (9) on the side of the first end of
the truss girder (2) or arch girder and a nearby part of the joined part at the
corresponding vertex of the auxiliary triangular structural frame (9) on the side of the

80.

second end of the truss girder (2) or arch girder, deflecting means (11) adapted to exert
a downward directing force to the cable (10) being inserted between the cable (10) and
a lower chord (3) of the truss girder (2) or arch girder so as to tension the cable (10), an
upward directing force being exerted to the lower chord (3) by a reacting force
attributable to tension of the cable (10) through the deflecting means (11).
Фигуры СПОСОБ имени Уздина А М ШПРЕНГЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ ПРОЛЕТНОГО
СТРОЕНИЯ мостового сооружения с использованием треугольных балочных ферм для
сейсмоопасных районов МПК
E 01 D 22 /00

81.

82.

83.

84.

85.

86.

87.

88.

89.

90.

91.

92.

93.

94.

95.

96.

97.

98.

99.

100.

101.

102.

103.

104.

105.

106.

107.

108.

109.

110.

111.

112.

113.

114.

115.

116.

117.

118.

119.

120.

121.

122.

123.

124.

125.

126.

127.

128.

129.

130.

131.

132.

133.

134.

135.

136.

137.

138.

139.

140.

141.

142.

143.

144.

145.

146.

147.

148.

149.

150.

151.

152.

153.

154.

155.

156.

157.

158.

159.

160.

161.

162.

163.

164.

165.

166.

167.

168.

169.

170.

171.

172.

173.

174.

175.

176.

177.

178.

179.

180.

181.

182.

РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ ИЗ ГНУТОСВАРНЫХ
ПРОФИЛЕЙ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия со стержнями из гнутосварных профилей при заданных условиях. При расчёте фермы в примере 5
используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 11-23—81*», СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная
редакция СНиП 2.01.07—85*».
1. Исходные данные
Район строительства, состав конструкции покрытия и кровли приняты по аналогии с примером 4.
Назначение проектируемого здания — механосборочный цех. Уровень ответственности здания - нормальный. Для примера 5 назначаем коэффициент надёжности по
ответственности уп = 1,0.
Условия эксплуатации здания: здание отапливаемое.
Здание однопролётное, одноэтажное. Габариты объекта (размеры даны по осям здания): длина 90,0 м; пролёт 18,0 м. Высота до низа стропильной конструкции 9,0 м; шаг
колонн 6,0 м.
Краткое описание покрытия: двускатное, бесфонарное, уклон кровли 2,5%. Фермы стальные с параллельными поясами высотой по наружным граням поясов 2,0 м, пролётом
18,0 м, располагаются с шагом Вф = 6,0 м. Устойчивость и геометрическая неизменяемость покрытия обеспечивается постановкой связей по поясам ферм и вертикальных связей
с развязкой их распорками в пролёте и по опорам стропильных конструкций (в соответствии с требованиями *29+). Опирание ферм осуществляется на стальные колонны, тип
узла сопряжения фермы с колоннами — шарнирный.
Кровля рулонная из наплавляемых материалов. В качестве основания под кровлю принята стяжка. Покрытие утеплённое, утеплитель - минераловатные плиты повышенной
жёсткости; толщина утеплителя определяется по теплотехническим строительным нормативам. Пароизоляция принята из наплавляемых материалов согласно нормативам.
Несущие ограждающие конструкции покрытия — стальные профилированные листы, монтируемые по прогонам. Конструкция кровли (состав кровельных слоев), а также
конструкция покрытия принимаются в соответствии с нормами проектирования.
Равномерно распределённая нагрузка от покрытия, в том числе от массы кровли (с учётом всех кровельных слоёв), стяжки, теплоизоляции, пароизоляции, а также от
собственного веса профнастила покрытия: нормативная q"p п = 10 гН/м2; расчётная <7крп = 12,4 гН/м2. Данная нагрузка рассчитана как сумма нагрузок от 1 м2 всех принятых в
проекте слоёв кровли и покрытия с учётом их конструктивных особенностей и в соответствии с укзаниями норм проектирования *31+.
Фермы не подвержены динамическим воздействиям и работают на статические нагрузки.
Согласно *29, табл. В.2+ принимаем материалы конструкций: верхний, нижний пояса и решётка из гнутосварных профилей по ТУ 36-2287-80 и ТУ 67-2287-80 - сталь С255; фасонки

183.

- сталь С255 по ГОСТ 27772—88*; фланцы для стыка верхнего пояса — сталь С255 по ГОСТ 27772—88*; фланцы для стыка нижнего пояса — сталь С345-3 поГОСТ 27772-88*.
Сварка полуавтоматическая в среде углекислого газа (ГОСТ 8050—85*) сварочной проволокой марки СВ-08Г2С (ГОСТ 2246—70*) диаметром 2 мм.
Антикоррозионное покрытие проектируемых стальных конструкций назначается в соответствии с указаниями норм проектирования по защите строительных конструкций от
коррозии.
2. Статический расчёт фермы
Заданный уклон кровли / = 2,5%. Требуемый уклон создаётся за счёт строительного подъёма фермы. При выполнении сбора нагрузок уклоном пренебрегаем ввиду его
незначительности.
Сбор нагрузок ведём в табличной форме (табл. 28).
Расчётные узловые силы на ферму (см. пример 4):
• от постоянной нагрузки Fg = qgd = 100,2 • 3 = 300,6 гН;
• от снеговой нагрузки Fs = psd = 108-3 = 324,0 гН.
Горизонтальную рамную нагрузку условно принимаем Fp = 500 гН. Обозначения стержней при расчёте стропильной фермы — см. на
рис. 64. Усилия в ферме определяем методом построения диаграммы Максвелла—Кремоны (рис. 65). Результаты расчёта заносим в табл. 33.
Рис. 64. Обозначение стержней и узлов фермы из ГСП (пример 5)

184.

185.

Посмотреть оригинал
< Пред
СОДЕРЖАНИЕ
ОРИГИНАЛ
След >
ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ СТРОПИЛЬНЫХ ФЕРМ
Расчѐт ферм покрытия в соответствии со СНиП II-23-81* широко представлен в технической литературе. Примеры расчѐта конструкций
покрытия по СП 16.13330.2011 в технической литературе встречаются редко. Опыт применения актуализированных СНиП практически
небольшой, так как новые нормативы были приняты совсем...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ ИЗ ПАРНЫХ УГОЛКОВ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия со стержнями из парных уголков при определѐнных заданных
условиях. При расчѐте фермы в этом примере используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция
СНиП 11-23—81*», СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия....
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ С ПОЯСАМИ ИЗ ТАВРОВ И РЕШЁТКОЙ ИЗ ПАРНЫХ УГОЛКОВ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия с поясами из широкополочных тавров и решѐткой из парных
уголков при заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 2 применяются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции.
Актуализированная редакция СНиП 11-23-81*», СП 20.13330.2011 «Нагрузки...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ С ВЕРХНИМ ПОЯСОМ ИЗ ШИРОКОПОЛОЧНОГО ДВУТАВРА
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия при заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 3
используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 11-23-81*», СП 20.13330.2011 «Нагрузки и
воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07—85*»....

186.

(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ ИЗ КРУГЛЫХ ТРУБ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия со стержнями из круглых труб при заданных условиях. При
расчѐте фермы в примере 4 используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 11-23 — 81*»,
СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ С ПОЯСАМИ ИЗ ТАВРОВ И РЕШЁТКОЙ ИЗ ОДИНОЧНЫХ УГОЛКОВ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия с поясами из широкополочных тавров и решѐткой из одиночных
уголков при заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 6 используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции.
Актуализированная редакция СНиП Н-23—81», СП 20.13330.2011 «Нагрузки...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
ФЕРМЫ ИЗ ЗАМКНУТЫХ ГНУТОСВАРНЫХ ПРОФИЛЕЙ (ГСП)
Общие положения Типовые фермы из замкнутых гнутосварных профилей проектируются с узлами без фасонок и опиранием покрытия
непосредственно на верхний пояс. Геометрические схемы решѐтки ферм из ГСП показаны на рис. 11. Углы примыкания раскосов к поясу
должны быть не менее 30°, в этом случае обеспечивается...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ПРУТКОВОЙ ФЕРМЫ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную прутковую ферму покрытия при заданных условиях. При расчѐте фермы в примере
7 используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 11-23—81», СП 20.13330.2011 «Нагрузки
и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*»....
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)

187.

ПОКРЫТИЯ ЗДАНИЙ ПО СТРОПИЛЬНЫМ ФЕРМАМ
Покрытие здания состоит из кровли (ограждающих конструкций), несущих элементов (прогонов, стропильных ферм), на которые
опирается кровля, и связей по покрытию. Кроме того, для освещения помещений верхним светом и их естественной вентиляции в
системе покрытия многопролетных зданий устраивают фонари, опирающиеся...
(Инженерные конструкции. Металлические конструкции и конструкции из древесины и пластмасс)
© Studref - Студенческие реферативные статьи и
материалы (info,aт-studref.com) © 2017 - 2023
https://studref.com/542649/stroitelstvo/raschyot_konstruirovanie_stropilnoy_fermy_gnutosvarnyh_profiley

188.

Особенности расчетной схемы пространственной трехгранной фермы
Андрей Левич
Резервное размещение материалов: Ruindex.net | Алфавитный указатель рубрик
УДК 624.01/04
А. В. МАТВЕЕВ, асп.
Особенности расчетной схемы пространственной трехгранной фермы
с пентагональным сечением верхнего пояса
В статье рассматривается расчетная схема трехгранной фермы - образующего блока бесфасоночного
складчатого покрытия с пентагональным сечением верхнего пояса. В такой стержневой системе при
действии внешней нагрузки происходит изменение формы сечения поясов, что приводит к возникновению
податливости в узлах сопряжения поясов с раскосной решеткой и снижению пространственной жесткости
конструкции. Произведенная оценка податливости узловых соединений позволяет уточнить расчетную
схему. В результате этого получена деформированная схема трехгранной фермы, которая хорошо
согласуется с экспериментальными данными.
Трехгранная пространственная ферма является образующим блоком стального складчатого покрытия с
пентагональным сечением верхнего пояса. Особенностью данной конструктивной формы является
составное сечение верхнего пояса, которое образовано путем стыковки швеллера и уголка так, чтобы они
формировали пятигранный контур замкнутого сечения [1, 2]. К поясному уголку без фасонок примыкают
раскосы из одиночных уголков. Таким образом, в узлах конструкции к стержню замкнутого сечения
примыкают стержни открытого сечения.
Для проведения экспериментальных исследований данной конструктивной формы была изготовлена

189.

натурная модель трехгранной пространственной фермы, пролетом 12 м и высотой 1,5 м *3+, которая
образована из двух наклонных ферм с нисходящими опорными раскосами и треугольной раскосной
решеткой. Для обеспечения геометрической неизменяемости в процессе эксперимента смежные узлы
нижних поясов по горизонтали связаны затяжками из уголков. Расчетная схема такой конструкции
представляет пространственную стержневую систему с шарнирным примыканием раскосов к поясам
(рис. 1).
Рис. 1. Расчетная схема трехгранной фермы
При реализации расчетной схемы были учтены как технологические факторы (расцентровка узлов), так и
дефекты изготовления (погнутия элементов, не предусмотренные проектом эксцентриситеты в узлах). В
результате проведения расчетов было оценено напряженно-деформированное состояние конструкции.
Проведенные испытания конструкции на стенде при проектном положении (цель, задачи, методика
проведения и основные результаты эксперимента опубликованы в [3]) для упругой стадии работы материала
выявили достаточно хорошее совпадение напряжений в поясах с теоретическими значениями. Среднее
расхождение в каждом исследуемом сечении не превысило ±5%. В раскосах расхождение значительно
больше, что вызвано появлением изгибных нормальных напряжений, не учитываемых расчетной схемой,
которая предусматривает шарнирное примыкание раскосов к поясам. Причем возникают оба изгибающих
момента MX и MY, относительные эксцентриситеты которых для наиболее сжатого раскоса (раскосы 3-10,
7-13 на рис. 1) составляют mX = 0,9, mY = 1,7.
Характер вертикальных перемещений соответствует расчетной схеме пространственной фермы. Однако
измеренные перемещения при максимальной нагрузке значительно превышают полученные из расчета для
всех реализованных вариантов загружения. Наименьшее расхождение между максимальными
теоретическими и экспериментальными прогибами, составляющее 6%, происходит при внеузловой нагрузке
сосредоточенной силой, приложенной в центре каждой панели верхнего пояса. Наибольшее расхождение,
достигающее 25%, происходит при узловом загружении трехгранной фермы. При равномерно

190.

распределенной нагрузке это расхождение составляет 10 – 12,5%. Такое явление происходит из-за
сниженной пространственной жесткости конструкции.
Студенческие работы
Возможными причинами снижения пространственной жесткости могут стать:
1. податливость прерывистых сварных швов, соединяющих швеллер и уголок верхнего пояса;
2. продольная (по направлению раскосов) упругая податливость узлов сопряжения поясов и раскосов.
Для оценки податливости поясных сварных швов верхнего пояса в панели 3-5 (рис. 1) экспериментальной
модели были установлены индикаторы МИТ (цена деления 0,001 мм), которые фиксировали смещение
верхней части сечения относительно нижней в местах сварных швов и в местах их отсутствия. При
загружении конструкции нагрузкой, составляющей 75% от предельной, показания приборов не превышали
0,005 мм. При таких смещениях происходит снижение изгибной жесткости верхнего пояса трехгранной
фермы. Однако введение пониженной эквивалентной жесткости верхнего пояса не приводит к
значительному увеличению прогибов всей конструкции, а лишь вызывает увеличение местных прогибов в
пределах каждой панели.
Другой возможной причиной снижения пространственной жесткости трехгранной фермы является
податливость узловых сопряжений поясов с раскосной решеткой. Это явление связано с конструктивной
особенностью узлов: раскосы из одиночных уголков торцами примыкают к поясному уголку, вызывая в них
местный изгиб полок от усилий, возникающий в раскосах.
Происходит изменение пространственной формы сечения верхнего пояса (рис. 2).
Таким образом, расчетная схема трехгранной пространственной фермы будет представлять стержневую
систему с продольной (по направлению раскоса) податливостью в узлах, примыкающих к поясам раскосов
(рис. 3).

191.

Для оценки влияния податливости узлов на пространственную жесткость конструкции решен комплекс
задач изгиба полки поясного уголка, загруженного локальной нагрузкой от усилия, возникающего в раскосе.
Полка равнополочного уголка 80х10 рассматривалась в виде полосы, находящейся в состоянии равновесия
под действием нагрузки. Полоса, длина которой принята в 10 раз больше ширины, разбивалась сеткой
конечных элементов оболочки, каждый из которых имеет 6 степеней свободы в узлах. После проведенных
расчетов проанализирована деформированная схема полосы. Нагрузка от примыкающих раскосов вызывает
в полосе локальные деформации полки уголка, которые быстро угасают.
Рис. 2. Изменение
пространственной
формы сечения
Рис. 3. Податливое
примыкание раскосов
к верхнему поясу
На рис. 4 представлены изолинии перемещений полосы поясного уголка для узла 5 (см. рис. 1) при общей
нагрузке на трехгранную ферму 8,4 тонн. Цифрами обозначены значения перемещений в мм. Значительные
перемещения происходят лишь на одной четверти пластины в области примыкания раскосной решетки (в
области действия нагрузки). На расстоянии 0,3 длины пластины от ее центра, они снижаются в три раза. К
концу пластины перемещения практически равны 0.
Рис. 4. Изолинии перемещений полки поясного уголка
При проведении эксперимента производилось наблюдение за изгибом полки поясных уголков в области
примыкающих раскосов. Были установлены индикаторы МИТ, регистрирующие максимальные прогибы
полок уголков. Полученные значения прогибов достаточно близки к расчетным данным. Так в
контролируемой точке узла 16 (см. рис. 1) экспериментальные перемещения составили 8 × 10-2 мм, а
расчетные - 11 × 10-2.
https://pandia.ru/text/77/470/952.php

192.

https://cyberleninka.ru/article/n/raschet-konstruktsii-uzla-besfasonochnoy-fermy-s-pentagonalnym-secheniempoyasov/viewer
7.3 Особенности расчета пространственных ферм
Плоская ферма не устойчива, поэтому в металлоконструкциях не применяется, а
используются исключительно пространственные фермы.
Простейшая пространственная ферма представляет собой элементарный тетраэдр,
составленный из 6 стержней, и имеет 4 узла.
Рисунок 18 – Тетраэдр
Этот элементарный тетраэдр может быть развит в ферму любых размеров путем
последовательного присоединения новых узлов с помощью 3-х стержней (рис 19).
Рисунок 19 – Простейшая пространственная ферма
Образованные таким образом фермы получили название простейшие. Фермы,
полученные любым другим способом, называют сложные.
https://studfile.net/preview/7078663/page:5/
Особенности расчетной схемы пространственной трехгранной фермы
Андрей Левич

193.

Резервное размещение материалов: Ruindex.net | Алфавитный указатель рубрик
УДК 624.01/04
А. В. МАТВЕЕВ, асп.
Особенности расчетной схемы пространственной трехгранной фермы
с пентагональным сечением верхнего пояса
В статье рассматривается расчетная схема трехгранной фермы - образующего блока бесфасоночного
складчатого покрытия с пентагональным сечением верхнего пояса. В такой стержневой системе при
действии внешней нагрузки происходит изменение формы сечения поясов, что приводит к возникновению
податливости в узлах сопряжения поясов с раскосной решеткой и снижению пространственной жесткости
конструкции. Произведенная оценка податливости узловых соединений позволяет уточнить расчетную
схему. В результате этого получена деформированная схема трехгранной фермы, которая хорошо
согласуется с экспериментальными данными.
Трехгранная пространственная ферма является образующим блоком стального складчатого покрытия с
пентагональным сечением верхнего пояса. Особенностью данной конструктивной формы является
составное сечение верхнего пояса, которое образовано путем стыковки швеллера и уголка так, чтобы они
формировали пятигранный контур замкнутого сечения *1, 2+. К поясному уголку без фасонок примыкают
раскосы из одиночных уголков. Таким образом, в узлах конструкции к стержню замкнутого сечения
примыкают стержни открытого сечения.

194.

Для проведения экспериментальных исследований данной конструктивной формы была изготовлена
натурная модель трехгранной пространственной фермы, пролетом 12 м и высотой 1,5 м *3+, которая
образована из двух наклонных ферм с нисходящими опорными раскосами и треугольной раскосной
решеткой. Для обеспечения геометрической неизменяемости в процессе эксперимента смежные узлы
нижних поясов по горизонтали связаны затяжками из уголков. Расчетная схема такой конструкции
представляет пространственную стержневую систему с шарнирным примыканием раскосов к поясам
(рис. 1).
Рис. 1. Расчетная схема трехгранной фермы
При реализации расчетной схемы были учтены как технологические факторы (расцентровка узлов), так и
дефекты изготовления (погнутия элементов, не предусмотренные проектом эксцентриситеты в узлах). В
результате проведения расчетов было оценено напряженно-деформированное состояние конструкции.
Проведенные испытания конструкции на стенде при проектном положении (цель, задачи, методика
проведения и основные результаты эксперимента опубликованы в *3+) для упругой стадии работы
материала выявили достаточно хорошее совпадение напряжений в поясах с теоретическими значениями.
Среднее расхождение в каждом исследуемом сечении не превысило ±5%. В раскосах расхождение

195.

значительно больше, что вызвано появлением изгибных нормальных напряжений, не учитываемых
расчетной схемой, которая предусматривает шарнирное примыкание раскосов к поясам. Причем возникают
оба изгибающих момента MX и MY, относительные эксцентриситеты которых для наиболее сжатого раскоса
(раскосы 3-10, 7-13 на рис. 1) составляют mX = 0,9, mY = 1,7.
Характер вертикальных перемещений соответствует расчетной схеме пространственной фермы. Однако
измеренные перемещения при максимальной нагрузке значительно превышают полученные из расчета для
всех реализованных вариантов загружения. Наименьшее расхождение между максимальными
теоретическими и экспериментальными прогибами, составляющее 6%, происходит при внеузловой
нагрузке сосредоточенной силой, приложенной в центре каждой панели верхнего пояса. Наибольшее
расхождение, достигающее 25%, происходит при узловом загружении трехгранной фермы. При равномерно
распределенной нагрузке это расхождение составляет 10 – 12,5%. Такое явление происходит из-за
сниженной пространственной жесткости конструкции.
Студенческие работы
Возможными причинами снижения пространственной жесткости могут стать:
1. податливость прерывистых сварных швов, соединяющих швеллер и уголок верхнего пояса;
2. продольная (по направлению раскосов) упругая податливость узлов сопряжения поясов и раскосов.
Для оценки податливости поясных сварных швов верхнего пояса в панели 3-5 (рис. 1) экспериментальной
модели были установлены индикаторы МИТ (цена деления 0,001 мм), которые фиксировали смещение
верхней части сечения относительно нижней в местах сварных швов и в местах их отсутствия. При
загружении конструкции нагрузкой, составляющей 75% от предельной, показания приборов не превышали

196.

0,005 мм. При таких смещениях происходит снижение изгибной жесткости верхнего пояса трехгранной
фермы. Однако введение пониженной эквивалентной жесткости верхнего пояса не приводит к
значительному увеличению прогибов всей конструкции, а лишь вызывает увеличение местных прогибов в
пределах каждой панели.
Другой возможной причиной снижения пространственной жесткости трехгранной фермы является
податливость узловых сопряжений поясов с раскосной решеткой. Это явление связано с конструктивной
особенностью узлов: раскосы из одиночных уголков торцами примыкают к поясному уголку, вызывая в них
местный изгиб полок от усилий, возникающий в раскосах.
Происходит изменение пространственной формы сечения верхнего пояса (рис. 2).
Таким образом, расчетная схема трехгранной пространственной фермы будет представлять стержневую
систему с продольной (по направлению раскоса) податливостью в узлах, примыкающих к поясам раскосов
(рис. 3).
Для оценки влияния податливости узлов на пространственную жесткость конструкции решен комплекс
задач изгиба полки поясного уголка, загруженного локальной нагрузкой от усилия, возникающего в раскосе.
Полка равнополочного уголка 80х10 рассматривалась в виде полосы, находящейся в состоянии равновесия
под действием нагрузки. Полоса, длина которой принята в 10 раз больше ширины, разбивалась сеткой
конечных элементов оболочки, каждый из которых имеет 6 степеней свободы в узлах. После проведенных
расчетов проанализирована деформированная схема полосы. Нагрузка от примыкающих раскосов
вызывает в полосе локальные деформации полки уголка, которые быстро угасают.

197.

Рис. 2. Изменение
пространственной
формы сечения
Рис. 3. Податливое
примыкание раскосов
к верхнему поясу
На рис. 4 представлены изолинии перемещений полосы поясного уголка для узла 5 (см. рис. 1) при общей
нагрузке на трехгранную ферму 8,4 тонн. Цифрами обозначены значения перемещений в мм. Значительные
перемещения происходят лишь на одной четверти пластины в области примыкания раскосной решетки (в
области действия нагрузки). На расстоянии 0,3 длины пластины от ее центра, они снижаются в три раза. К
концу пластины перемещения практически равны 0.
Рис. 4. Изолинии перемещений полки поясного уголка
При проведении эксперимента производилось наблюдение за изгибом полки поясных уголков в области
примыкающих раскосов. Были установлены индикаторы МИТ, регистрирующие максимальные прогибы
полок уголков. Полученные значения прогибов достаточно близки к расчетным данным. Так в

198.

контролируемой точке узла 16 (см. рис. 1) экспериментальные перемещения составили 8 × 10-2 мм, а
расчетные - 11 × 10-2.
Канал спокойной музыки
В результате проведенных расчетов была количественно оценена податливость узлов. В табл. 1 приведены
расчетные значения абсолютной деформации раскосов при общем значении равномерно распределенной
нагрузке на трехгранную ферму 8,4 т и перемещения концов раскосов вызванные изгибом полки поясных
уголков в области примыкания раскосной решетки. Из табл. 1 видно, что перемещения от изгиба полки
поясного уголка соизмеримы с абсолютными деформациями раскосов от продольных сил и достигают от 22
до 89 % их значения.
Таблица 1
Перемещения концов раскосов от изгиба полки поясного уголка и абсолютные деформации раскосов
Тип
№
раскоса сечения
А,
N, DL,
см2
кН мм
Перемещения от
изгиба полки уголка,
мм
4,8
29,2 0,75
0,05
0,012
0,17
15,1
0,24
29,3
0,04
0,012
0,16
нижний верхний
сумма
пояс
1-10
3-10
пояс
Уг. 50 х
5
Уг. 80 х
10

199.

3-11
5-11
Уг. 50 х
5
Уг. 75 х
8
4,8
8,45 0,22
0,032
0,018
0,05
11,5
-8,4 0,09
0,036
0,044
0,08
Учет продольной (по направлению раскосов) податливости узлов в расчетной схеме пространственной
трехгранной фермы приводит к снижению общей жесткости раскосной решетки в 1,5 раз. При этом
возрастают вертикальные расчетные перемещения конструкции. В табл. 2 дается сравнение
экспериментальных вертикальных перемещений узлов верхнего пояса и расчетных перемещений при
действии равномерно распределенной нагрузки.
Таблица 2
Сравнение экспериментальных и расчетных перемещений верхнего пояса трехгранной фермы
Адрес
Узел 2
данных
S, мм
Эксперим.
данные
Расчет без
учета
Узел
3
Узел 4
Узел
5
отличие от
отличие от
отличие от
отличие от
S,
S,
S,
эксперимента
эксперимента
эксперимента,
эксперимента,
мм
мм
мм
%
%
%
%
8,3
-
5,1
-
8,2
-
7,1
-
7
16
3,5
30
6,1
27
5
30

200.

податливости
Расчет с
учетом
податливости
7,7
7
4,5
11
7,1
13
6,1
15
Анализ расчетных и экспериментальных данных при других схемах загружения привел к аналогичным
выводам. Расхождение между максимальными теоретическими и экспериментальными прогибами при
внеузловой на грузке сосредоточенной силой, приложенной в центре каждой панели верхнего пояса,
составляет 2,4%. Расхождение при узловом загружении трехгранной фермы сосредоточенной нагрузкой
составляет 9%. При дополнительной схеме загружения равномерно распределенной нагрузкой половины
фермы это расхождение 4,2%.
При сравнении экспериментальных и теоретических перемещений как при учете податливости узлов, так и
без учета податливости можно видеть, что чем дальше находятся точки приложения внешних сил от узлов,
тем больше разница в сравниваемых перемещениях. Максимальная разница наблюдается при узловом
загружении. Это вполне закономерно. При узловом загружении наиболее нагружен узел и деформации в
нем, а, следовательно, и его податливость будут максимальными в отличие от внеузлового загружения.
Студенческие работы
В отличие от вертикальных перемещений снижение пространственной жесткости конструкции практически
не влияет на внутренние усилия в поясах и раскосах. Произведенные расчеты трехгранной фермы при
варьировании податливостью узлов показывают, что перемещения узлов конструкции линейно зависят от
податливости и при её увеличении в два раза происходит возрастание перемещений на 90% по сравнению с

201.

жесткими узлами. А внутренний изгибающий момент и продольная сила изменяется не более чем на 4,8%.
Это и подтверждается экспериментально.
Основные выводы
Учет податливости узлов в расчетной схеме привел к возрастанию теоретических вертикальных
перемещений и их отличие от экспериментальных данных при основной схеме загружения (равномерно –
распределенная нагрузка) составляет от 7 до 15 %. Представляется возможным дальнейшее уточнение
расчетной схемы путем анализа напряженно-деформированного состояния пространственных узлов и
оценки изменения их формы в процессе деформирования.
Податливость узлов в меньшей степени влияет на внутренние усилия элементов.
Произведенные расчеты и эксперимент позволил уточнить расчетную схему трехгранной фермы с
пентагональным замкнутым сечением верхнего пояса и приблизить теоретические значения перемещений
к экспериментальным.
Список литературы
1. Свидетельство на полезную модель № 000МПК6 Е04 С3/04. Складчатое покрытие из наклонных ферм /
(Россия) №, Заявлено 12.02.98; 16.12.98, Бюл. №12.
2. М, Матвеев складчатое покрытие. Информационный листок №44-98. Томский МТЦНТИ, 1998 г. – 4 с.
3. , , Косинцев покрытие из прокатных профилей. //Труды НГАСУ, т. 2, №2(4). Новосибирск 1999 С. 43-49.
Материал поступил в редакцию 28.02.2000

202.

A. V. MATVEEV
Features of the designed circuit of a space trihedral farm with pentahedrals by section of a upper belt
The designed scheme of a trihedral girder - forming block of an easy steel coating with pentahedrals section of an
upper belt is considered. In such rod system under external load there is a change of the form of section of belts,
that results in the origin of a pliability in sites of interface of belts with a lattice and lowering reducing a space
rigidity of a construction. The estimation of a pliability of nodal connections allows to specify the designed scheme.
As a result of it the deformed schem of a trihedral girder is obtained which well is coordinated to experimental
data.
Структурные плиты конструкции цнииск
Выполнены в виде пространственных конструкций из стержней в виде блоков размерами 18*12 и
12*24 м. Сборка их осуществляется тем или иным методом непосредственно на строительной
площадке из отправочных заводских марок. Верхние пояса, по продольным осям выполняются
из прокатного профиля, а верхние поперечные, нижние пояса и раскосы – из прокатной
уголковой стали.

203.

Рисунок 5.1 Конструктивная схема структурной плиты ЦНИИСК: 1 –колонна; 2- нижний пояс
плиты; 3- верхний пояс плиты; 4- вертикальные связи; 5- «настил» плиты из трехслойных панелей
типа «сэндвич», 6 – «косынки» для крепления элементов решетки, 7 – электросварка косынок.
Соединение стержней в узлах – на болтах или, как вариант, с помощью электросварки. Верхние и
нижние пояса блоков стыкуются с помощью фланцев, а нижние поперечные – с помощью
накладок. Конструкция структуры беспрогонная и предусматривает установку «настила»
непосредственно по верхнему поясу конструкции. Высота структурной плиты h= 2,2 м. По
верхнему поясу плиты крепится профилированный настил H 79*66 *1,0 с самонарезающими
болтами М 6*20 с шагом, равным 300 мм. Листы между собой соединяются на заклепках с шагом
300 мм.

204.

5.1.2 Структурная плита «Кисловодск»
Представляют собой структурную плиту из трубчатых профилей с ортогональной сеткой поясов
(пирамида на квадратной основе) размерами 3*3 высотой 1.8-2.4 м. Стержни выполнены из
цельнотянутых труб диаметром ≥ 100мм с приваренными по торцам шайбами. В отверстии шайб
закреплены стержни высокопрочных болтов, на противоположных концах которых установлены
муфты из «шестигранника». Последние обеспечивают соединение стержней в пространственную
конструкцию. Опирание структурной плиты на колонны – шарнирное, через опорные пирамиды
– капители. Сборка плиты в пространственный блок размером 30*30 и 36*36 с сеткой колонн
соответствен-

205.

Рисунок 5.2 Конструктивная схема структурной плиты «Кисловодск»: 1- колонна; 2- капитель
(опорная секция плиты); 3- структурная плита; 3а – горизонтальные связи ячейки плиты; 3б –
вертикальные связи между поясами плиты; 4- узел соединительной решетки плиты в виде
многогранника; 5- прогон; 6- «настил».

206.

Рисунок 5.3 Структурная плита типа Кисловодск (схема узла В): 1- многогранник; 2- сверление с
резьбой; 3- болт; 4- шайба с резьбой под болт; 5- стержень трубчатого профиля d≤100мм.
но 18*18 и 24*24 выполняется из отправочных элементов: стержни и узлы «решетки» в виде
многогранника.
Плита типа «Кисловодск» требует установки прогонов по трубчатым элементам верхнего пояса
для настила кровельных панелей.
Конструктивная схема структуры и узлов решетки, приведенная на рис. 5.2, 5.3, предназначена,
главным образом, для возведения зданий павильонного типа гражданского и производственного

207.

назначения с «разреженным» шагом колонн. Варианты сопряжения нескольких зданий между
собой (см. рис. 5.4) позволяет формировать многопролетное здание требуемой площади.
<<< Предыдущая
https://studfile.net/preview/2179938/page:19/
Особенности расчетной схемы пространственной комбинированных структурной
стальной трехгранной фермы SCAD с применением замкнутых гнутосварных
профилей прямоугольного сечения на болтовых соединениях с большими
перемещениями на предельное равновесие и приспособляемость
Features of the design scheme of the spatial combined structural steel triangular truss SCAD with the use of closed bent-welded rectangular cross-section profiles on bolted joints with
large displacements for extreme equilibrium and adaptability
SAP2000-Modeling, Analysis and Design of Space Truss(Triangular Arch
Truss) 01/02
https://www.youtube.com/watch?v=g76K3hvhAQg
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ ИЗ ГНУТОСВАРНЫХ
ПРОФИЛЕЙ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия со стержнями из гнутосварных профилей при заданных условиях. При расчёте фермы в примере 5

208.

используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 11-23—81*», СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная
редакция СНиП 2.01.07—85*».
1. Исходные данные
Район строительства, состав конструкции покрытия и кровли приняты по аналогии с примером 4.
Назначение проектируемого здания — механосборочный цех. Уровень ответственности здания - нормальный. Для примера 5 назначаем коэффициент надёжности по
ответственности уп = 1,0.
Условия эксплуатации здания: здание отапливаемое.
Здание однопролётное, одноэтажное. Габариты объекта (размеры даны по осям здания): длина 90,0 м; пролёт 18,0 м. Высота до низа стропильной конструкции 9,0 м; шаг
колонн 6,0 м.
Краткое описание покрытия: двускатное, бесфонарное, уклон кровли 2,5%. Фермы стальные с параллельными поясами высотой по наружным граням поясов 2,0 м, пролётом
18,0 м, располагаются с шагом Вф = 6,0 м. Устойчивость и геометрическая неизменяемость покрытия обеспечивается постановкой связей по поясам ферм и вертикальных связей
с развязкой их распорками в пролёте и по опорам стропильных конструкций (в соответствии с требованиями *29+). Опирание ферм осуществляется на стальные колонны, тип
узла сопряжения фермы с колоннами — шарнирный.
Кровля рулонная из наплавляемых материалов. В качестве основания под кровлю принята стяжка. Покрытие утеплённое, утеплитель - минераловатные плиты повышенной
жёсткости; толщина утеплителя определяется по теплотехническим строительным нормативам. Пароизоляция принята из наплавляемых материалов согласно нормативам.
Несущие ограждающие конструкции покрытия — стальные профилированные листы, монтируемые по прогонам. Конструкция кровли (состав кровельных слоев), а также
конструкция покрытия принимаются в соответствии с нормами проектирования.
Равномерно распределённая нагрузка от покрытия, в том числе от массы кровли (с учётом всех кровельных слоёв), стяжки, теплоизоляции, пароизоляции, а также от
собственного веса профнастила покрытия: нормативная q"p п = 10 гН/м2; расчётная <7крп = 12,4 гН/м2. Данная нагрузка рассчитана как сумма нагрузок от 1 м2 всех принятых в
проекте слоёв кровли и покрытия с учётом их конструктивных особенностей и в соответствии с укзаниями норм проектирования *31+.
Фермы не подвержены динамическим воздействиям и работают на статические нагрузки.
Согласно *29, табл. В.2+ принимаем материалы конструкций: верхний, нижний пояса и решётка из гнутосварных профилей по ТУ 36-2287-80 и ТУ 67-2287-80 - сталь С255; фасонки
- сталь С255 по ГОСТ 27772—88*; фланцы для стыка верхнего пояса — сталь С255 по ГОСТ 27772—88*; фланцы для стыка нижнего пояса — сталь С345-3 поГОСТ 27772-88*.
Сварка полуавтоматическая в среде углекислого газа (ГОСТ 8050—85*) сварочной проволокой марки СВ-08Г2С (ГОСТ 2246—70*) диаметром 2 мм.
Антикоррозионное покрытие проектируемых стальных конструкций назначается в соответствии с указаниями норм проектирования по защите строительных конструкций от
коррозии.

209.

2. Статический расчёт фермы
Заданный уклон кровли / = 2,5%. Требуемый уклон создаётся за счёт строительного подъёма фермы. При выполнении сбора нагрузок уклоном пренебрегаем ввиду его
незначительности.
Сбор нагрузок ведём в табличной форме (табл. 28).
Расчётные узловые силы на ферму (см. пример 4):
• от постоянной нагрузки Fg = qgd = 100,2 • 3 = 300,6 гН;
• от снеговой нагрузки Fs = psd = 108-3 = 324,0 гН.
Горизонтальную рамную нагрузку условно принимаем Fp = 500 гН. Обозначения стержней при расчёте стропильной фермы — см. на
рис. 64. Усилия в ферме определяем методом построения диаграммы Максвелла—Кремоны (рис. 65). Результаты расчёта заносим в табл. 33.
Рис. 64. Обозначение стержней и узлов фермы из ГСП (пример 5)

210.

211.

Посмотреть оригинал
< Пред
СОДЕРЖАНИЕ
ОРИГИНАЛ
След >
ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ СТРОПИЛЬНЫХ ФЕРМ
Расчѐт ферм покрытия в соответствии со СНиП II-23-81* широко представлен в технической литературе. Примеры расчѐта конструкций
покрытия по СП 16.13330.2011 в технической литературе встречаются редко. Опыт применения актуализированных СНиП практически
небольшой, так как новые нормативы были приняты совсем...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ ИЗ ПАРНЫХ УГОЛКОВ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия со стержнями из парных уголков при определѐнных заданных
условиях. При расчѐте фермы в этом примере используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция
СНиП 11-23—81*», СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия....
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ С ПОЯСАМИ ИЗ ТАВРОВ И РЕШЁТКОЙ ИЗ ПАРНЫХ УГОЛКОВ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия с поясами из широкополочных тавров и решѐткой из парных
уголков при заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 2 применяются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции.
Актуализированная редакция СНиП 11-23-81*», СП 20.13330.2011 «Нагрузки...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ С ВЕРХНИМ ПОЯСОМ ИЗ ШИРОКОПОЛОЧНОГО ДВУТАВРА
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия при заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 3
используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 11-23-81*», СП 20.13330.2011 «Нагрузки и
воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07—85*»....

212.

(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ ИЗ КРУГЛЫХ ТРУБ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия со стержнями из круглых труб при заданных условиях. При
расчѐте фермы в примере 4 используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 11-23 — 81*»,
СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ С ПОЯСАМИ ИЗ ТАВРОВ И РЕШЁТКОЙ ИЗ ОДИНОЧНЫХ УГОЛКОВ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия с поясами из широкополочных тавров и решѐткой из одиночных
уголков при заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 6 используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции.
Актуализированная редакция СНиП Н-23—81», СП 20.13330.2011 «Нагрузки...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
ФЕРМЫ ИЗ ЗАМКНУТЫХ ГНУТОСВАРНЫХ ПРОФИЛЕЙ (ГСП)
Общие положения Типовые фермы из замкнутых гнутосварных профилей проектируются с узлами без фасонок и опиранием покрытия
непосредственно на верхний пояс. Геометрические схемы решѐтки ферм из ГСП показаны на рис. 11. Углы примыкания раскосов к поясу
должны быть не менее 30°, в этом случае обеспечивается...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ПРУТКОВОЙ ФЕРМЫ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную прутковую ферму покрытия при заданных условиях. При расчѐте фермы в примере
7 используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 11-23—81», СП 20.13330.2011 «Нагрузки
и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*»....
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)

213.

ПОКРЫТИЯ ЗДАНИЙ ПО СТРОПИЛЬНЫМ ФЕРМАМ
Покрытие здания состоит из кровли (ограждающих конструкций), несущих элементов (прогонов, стропильных ферм), на которые
опирается кровля, и связей по покрытию. Кроме того, для освещения помещений верхним светом и их естественной вентиляции в
системе покрытия многопролетных зданий устраивают фонари, опирающиеся...
(Инженерные конструкции. Металлические конструкции и конструкции из древесины и пластмасс)
© Studref - Студенческие реферативные статьи и
материалы (info,aт-studref.com) © 2017 - 2023
https://studref.com/542649/stroitelstvo/raschyot_konstruirovanie_stropilnoy_fermy_gnutosvarnyh_profiley

214.

215.

216.

217.

218.

219.

220.

221.

222.

223.

224.

225.

226.

227.

228.

229.

230.

231.

232.

233.

234.

235.

236.

237.

238.

239.

240.

241.

242.

243.

244.

245.

246.

247.

248.

249.

250.

251.

252.

253.

254.

255.

256.

257.

258.

259.

260.

261.

262.

263.

264.

265.

266.

267.

268.

269.

270.

271.

272.

273.

274.

275.

276.

Through co-action between auxiliary triangular structural frames, which are each constructed at
opposite ends of a truss girder or arch girder, and a cable stretched between the auxiliary
triangular structural frames, an upwardly directed force is exerted to the truss girder or arch
girder, thereby effectively inducing a load resisting force.
Благодаря взаимодействию между вспомогательными треугольными конструктивными
рамами, каждая из которых выполнена на противоположных концах ферменной балки
или арочной балки, и тросом, натянутым между вспомогательными треугольными
конструктивными рамами, к ферменной балке или арочной балке прикладывается
направленное вверх усилие, тем самым эффективно создавая усилие сопротивления
нагрузке.
A reinforcement structure of a truss bridge or arch bridge is comprised of a truss girder or arch
girder, a first and a second end of which are each provided with a main triangular structural
frame. The main triangular structural frame is provided at an inner side thereof with an auxiliary
triangular structural frame.
Усилительная конструкция ферменного моста или арочного перемычки состоит из
ферменной балки или арочного прогона, первый и второй концы которых снабжены
основным треугольным конструктивным каркасом. Основной треугольный
конструктивный каркас снабжен с внутренней стороны вспомогательным треугольным
конструктивным каркасом

277.

The auxiliary triangular structural frame is joined at vertexes thereof with frame structural
elements at respective sides of the main triangular structural frame.
Вспомогательная треугольная конструктивная рама соединена в своих вершинах с
элементами каркасной конструкции на соответствующих сторонах основной треугольной
конструктивной рамы.
A cable extends in a longitudinal direction of the truss bridge, being stretched between a
nearby part of a joined part at one of the vertexes of the auxiliary triangular structural frame on
a side of the first end of the truss girder
Трос проходит в продольном направлении ферменного моста, будучи натянутым между
близлежащей частью соединяемой детали на одной из вершин вспомогательной
треугольной конструктивной рамы со стороны первого конца ферменной балки
or arch girder and a nearby part of a joined part at a corresponding one of the vertexes of the
auxiliary triangular structural frame on a side of the second end of the truss girder or arch
girder.

278.

или арочной балки и близлежащую часть соединяемой детали на соответствующей
одной из вершин вспомогательной треугольной конструктивной рамы со стороны второго
конца стропильной балки или арочной балки.
Deflecting structure, adapted to exert a downwardly directed force to the cable, is inserted
between the cable and a lower chord of the truss girder or arch girder so as to tension the
cable, and an upwardly directed force is exerted to the lower chord by a reaction force
attributable to tension of the cable via the deflecting structure.
Отклоняющая конструкция, приспособленная для приложения направленного
вниз усилия к тросу, вставляется между тросом и нижним поясом ферменной
балки или арочной балки для натяжения троса, и направленное вверх усилие
прикладывается к нижнему поясу за счет силы реакции, относящейся к
натяжению троса через отклоняющая конструкция.
Reinforcement structure of truss bridge or arch bridge
Abstract
Through co-action between auxiliary triangular structural frames which are each
constructed at opposite ends of a truss girder or arch girder and a cable stretched
between the auxiliary triangular structural frames, an upward directing force is exerted

279.

to the truss girder or arch girder, thereby effectively inducing a load resisting force. A
reinforcement structure of a truss bridge or arch bridge is comprised of a truss girder
(2) or arch girder a first and a second end of which are each provided with a main
triangular structural frame (6) which is further provided at an inner side thereof with an
auxiliary triangular structural frame (9), the auxiliary triangular structural frame (9)
being joined at vertexes thereof with frame structural elements at the respective sides
of the main triangular structural frame (6), a cable (10) extending in a longitudinal
direction of the truss bridge being stretched between a nearby part of the joined part at
the vertex of the auxiliary triangular structural frame (9) on the side of the first end of
the truss girder (2) or arch girder and a nearby part of the joined part at the
corresponding vertex of the auxiliary triangular structural frame (9) on the side of the
second end of the truss girder (2) or arch girder, deflecting means (11) adapted to exert
a downward directing force to the cable (10) being inserted between the cable (10) and
a lower chord (3) of the truss girder (2) or arch girder so as to tension the cable (10), an
upward directing force being exerted to the lower chord (3) by a reacting force
attributable to tension of the cable (10) through the deflecting means (11).

280.

Благодаря взаимодействию между вспомогательными треугольными конструктивными рамами,
каждая из которых выполнена на противоположных концах ферменной балки или арочной балки,
и тросом, натянутым между вспомогательными треугольными конструктивными рамами, к
ферменной балке или арочной балке прикладывается направленное вверх усилие, тем самым
эффективно создавая усилие сопротивления нагрузке.
Усилительная конструкция ферменного моста или арочного перемычки состоит из ферменной
балки или арочного прогона, первый и второй концы которых снабжены основным треугольным
конструктивным каркасом. Основной треугольный конструктивный каркас снабжен с внутренней
стороны вспомогательным треугольным конструктивным каркасом
Трос проходит в продольном направлении ферменного моста, будучи натянутым между
близлежащей частью соединяемой детали на одной из вершин вспомогательной треугольной
конструктивной рамы со стороны первого конца ферменной балки
или арочной балки и близлежащую часть соединяемой детали на соответствующей одной из
вершин вспомогательной треугольной конструктивной рамы со стороны второго конца
стропильной балки или арочной балки.
Отклоняющая конструкция, приспособленная для приложения направленного вниз усилия к
тросу, вставляется между тросом и нижним поясом ферменной балки или арочной балки для
натяжения троса, и направленное вверх усилие прикладывается к нижнему поясу за счет силы
реакции, относящейся к натяжению троса через отклоняющая конструкция.

281.

282.

Through co-action between auxiliary triangular structural frames, which are each
constructed at opposite ends of a truss girder or arch girder, and a cable stretched
between the auxiliary triangular structural frames, an upwardly directed force is
exerted to the truss girder or arch girder, thereby effectively inducing a load resisting
force. A reinforcement structure of a truss bridge or arch bridge is comprised of a truss
girder or arch girder, a first and a second end of which are each provided with a main
triangular structural frame. The main triangular structural frame is provided at an inner
side thereof with an auxiliary triangular structural frame. The auxiliary triangular
structural frame is joined at vertexes thereof with frame structural elements at
respective sides of the main triangular structural frame. A cable extends in a
longitudinal direction of the truss bridge, being stretched between a nearby part of a
joined part at one of the vertexes of the auxiliary triangular structural frame on a side
of the first end of the truss girder or arch girder and a nearby part of a joined part at a
corresponding one of the vertexes of the auxiliary triangular structural frame on a side
of the second end of the truss girder or arch girder. Deflecting structure, adapted to
exert a downwardly directed force to the cable, is inserted between the cable and a
lower chord of the truss girder or arch girder so as to tension the cable, and an
upwardly directed force is exerted to the lower chord by a reaction force attributable to
tension of the cable via the deflecting structure.

283.

Reinforcement structure of truss bridge or arch bridge
Abstract
Through co-action between auxiliary triangular structural frames which are each constructed at opposite ends of a truss girder or arch girder and a cable stretched between the
auxiliary triangular structural frames, an upward directing force is exerted to the truss girder or arch girder, thereby effectively inducing a load resisting force. A reinforcement
structure of a truss bridge or arch bridge is comprised of a truss girder 2 or arch girder a first and a second end of which are each provided with a main triangular structural
frame 6 which is further provided at an inner side thereof with an auxiliary triangular structural frame 9, the auxiliary triangular structural frame 9 being joined at vertexes
thereof with frame structural elements at the respective sides of the main triangular structural frame 6, a cable 10 extending in a longitudinal direction of the truss bridge being
stretched between a nearby part of the joined part at the vertex of the auxiliary triangular structural frame 9 on the side of the first end of the truss girder 2 or arch girder and a
nearby part of the joined part at the corresponding vertex of the auxiliary triangular structural frame 9 on the side of the second end of the truss girder 2 or arch girder,
deflecting means 11 adapted to exert a downward directing force to the cable 10 being inserted between the cable 10 and a lower chord 3 of the truss girder 2 or arch girder so
as to tension the cable 10, an upward directing force being exerted to the lower chord 3 by a reacting force attributable to tension of the cable 10 through the deflecting means
11.
Images (14)
Classifications
E01D1/005 Bowstring bridges
View 2 more classifications
US20040040100A1
United States