Восстановление разрушенного моста через реку Сейсм в Курской области Глушковском районе пролетного строения сооружения

1.

Спец воен вестник «Армия Защитников Отечество" № 7 22.08.2024
Газета «Армия защитников Отечества» имеет свидетельство о регистрации № П 0931 от 16.05.94 г.
Настоящее свидетельство выдано :Начальником Северо-западного регионального управления
государственного комитета Российской Федерации по печати ( г СПб) Ю.В Третьяковым )Учредитель
организация "Сейсмофонд" ОГРН ;1022000000824, ИНН ;2014000780 т/ф: (812) 694-78-10, [email protected]
[email protected]
https://t.me/resistance_test
197371, СПб, а/я газета "Земля РОССИИ" тел (921) 962-67-78, ( 911) 175-84-65
67-10 . (981) 739-44-98 [email protected] [email protected]
(921) 944-

2.

Уздин А.М.1, Егорова О.А.2, Коваленко А.И.31 ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА [email protected]ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I, [email protected] 3Организация Сейсмофонд СПБ ГАСУ [email protected]
Восстановление разрушенного моста через реку Сейсм в Курской области Глушковском районе пролетного
строения автомобильного мостового сооружения шпренгельным способом с использованием устройство для
гашения ударных и вибрационных воздействий (RU 167977) RU 1143895, 1168755, 1174616, 2010136746, 165076,
1760020, 858604, 2550777) на основании расчета и технологии применения теории трения , фрикционноподвижных соединений, с использованием гнутосварных замкнутых профилей прямоугольного сечения типа
"Молодечно"(серия 1.460.3.14) для сейсмоопасных районов МПК E 01 D 22 /00 RU 2024106532 (Способ
Уздина) RU 2024106154 (имени В В Путина) RU 2023135557 (Антисейсммическое фланцевое) RU 2023121476
(Пластический шарнир повышение сейсмостойкости ) RU 2024100839 (Новокисловодск)
СПОСОБ ШПРЕНГЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ мостового сооружения с
использованием треугольных балочных ферм для сейсмоопасных
Доклад для V Международной научно-практической конференции по сейсмостойкому строительству 9-14 сентября 2024 г., г. Бишкек и Иссык-Куль, Кыргызская
Республика Место проведения разделено
на две части: первая часть в г. Бишкек «Sofia International Hotel» - торжественное открытие, заказные и пленарные доклады; выставка; награждения; круглые столы;
техническая экскурсия; вторая часть на
Иссык-Куле - секционные заседания; культурная программа; заключительное пленарное заседание с принятием резолюции [email protected] [email protected]
СПб ГАСУ "Сейсмофонд" https:/t.me/resistance_test [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]
[email protected] т/ф (812) 694-78-10 (921) 962-67-78 (911) 175-84-65 (981) 739-44- 97 Зам президента ОО "Сейсмофонд" СПб ГАСУ Коваленко Елена Ивановна Для
конференции ICSBE 2024

3.

"Устойчивое развитие при проектировании мостов" Лондон 09 -10 декабря 2024 ICSBE 2024: 18. International Conference on Sustainability in Bridge Engineering [email protected]
26‒27
сентября 2024 года в Санкт-Петербурге в отеле Азимут Сити (Лермонтовский просп., 43/1) состоится 3-я международная конференция и
выставка «Дорожное строительство в России: мосты и искусственные сооружения».
Уздин А.М.1, Егорова О.А.2, Коваленко А.И.31
.
АЛЕКСАНДРА I
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА
[email protected]ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I, [email protected] 3Организация
Сейсмофонд СПБ ГАСУ [email protected]
Восстановление разрушенного моста через реку Сейсм в Курской области Глушковском районе пролетного строения
автомобильного мостового сооружения шпренгельным способом с использованием устройство для гашения ударных и
вибрационных воздействий (RU 167977) RU 1143895, 1168755, 1174616, 2010136746, 165076, 1760020, 858604, 2550777) на
основании расчета и технологии применения теории трения , фрикционно- подвижных соедеинеий, с ипользованием
гнутосварных замкнутых профилей прямоугольного сечения типа "Молодечно"(серия 1.460.3 .14) для сейсмоопасных
районов МПК E 01 D 22 /00 RU 2024106532 (Способ Уздина) RU 2024106154 (имени В В Путина) RU 2023135557
(Антисейсммическое фланцевое) RU 2023121476 (Пластический шарнир повышение сейсмостойкости ) RU 2024100839
(Новокисловодск)
Именно через эти мосты осуществляется снабжение нашей группировки (а также через них осуществляется эвакуация
гражданских лиц). Потеря этих мостов может привести к захвату противником всего района, который представляет
для него интерес (южнее реки Сейм). Более 30 населённых пунктов оказались отрезаны, эвакуация мирного
населения теперь возможна лишь по воде. Кроме того, ВСУ наносят удары по мосту в селе Званное.
Тезисы доклада организации "Сейсмоофнд" СПб ГАСУ: "Способ шпренгельного
усиления пролетного строения мостового сооружения с использованием
трехгранных балочных ферм, для сейсмоопасных районов" Для дистнционного

4.

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 сооружений, а именно восстановление грузоподъемности,
снизившейся в процессе многолетней эксплуатации. Отмечена актуальность
исследования, его цели и задачи. Предложена классификация конструкций

5.

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, грузоподъёмность, 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

6.

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

7.

к ним требованиям частично из-за физического износа, частично из-за
изменившихся требований. Вернуть мостовым сооружениям их
функциональные качества при 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.

8.

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+.
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.

9.

Эта классификация позволяет провести анализ конструкций усиления с разных
точек зрения.
таблица 1 Классификация конструкций усиления мостов
таблица 1 Классификация конструкций усиления мостов
1
По материалу
металлическое
неметаллическое
2
По толщине
до 2 см
конструкции
до 10 см
до 20 см
более 20 см
3
По способу
не напрягаемые
работы усиления
напрягаемые
4
По расчетной
с изменением расчетной схемы
схеме
конструкции
усиления
без изменения расчетной схемы
5
По способности
только временные нагрузки
воспринимать
постоянные
нагрузки
сооружения

10.

постоянные и временные нагрузки
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
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

11.

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.
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 изза 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.

12.

Здесь нет «мокрых» процессов, поэтому работы можно проводить в любое
время года. Конструкция усиления представлена на рисунке 2:
многоэлементная,

13.

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.

14.

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

15.

Рис. 3. Усиление балок путепровода в Волгограде. ребро мостовой балки (Рис.
3).

16.

Этот вид усиления наиболее прост в исполнении, не уменьшает габарит.
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.

17.

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+.

18.

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].
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.

19.

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 если в процессе эксплуатации произойдет отклеивание, то
возможно разрушение пролетного строения.

20.

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

21.

пролетного строения мостового сооружения с использованием трехгранных
балочных ферм для сейсмоопасных районов позволяет избрать наиболее
эффективный , это способ шпренгельного усиления пролетного строения
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.

22.

23.

Саботаж без прикрас Рецидивы тоталитарного либеразма в ФИПСе
Способ усиления основания пролетного строения мостового сооружения с
иcпользованием подвижных треугольных балочных ферм для
сейсмоопасных районов имени В В Путина RU 2024106154 МПК Е 01 D 21/06
A method for strengthening the base of the superstructure of a bridge structure using movable triangular girder trusses for earthquake-prone areas named after V. V. Putin
Наш номер ФИПС Роспатент 2024106154 20 013574 При переписке просим
ссылаться на номер заявки
Исходящая корреспонденция от 20.06.2024
Федеральная служба по интеллектуальной собственности Федеральное
государственное бюджетное
> учреждение
ff «Федеральный институт ' промышленной собственности» (ФИПС)

24.

Бережковская наб., 30, корп. 1, Москва, Г -59, ГСП-3, 125993 Телефон (8-499)
240- 60- 15. Факс (8-495) 531-63- 18
На № - от Наш № 2024106154/20(013574)
При переписке просим ссылаться на номер заявки
Исходящая корреспонденция от 20.06.2024
Коваленко А.И. пр. Королева, 30, корп. 1, кв. 135
Санкт-Петербург 197371

25.

Современные технологии и проектирование
строительства и эксплуатации пролетных строений
мостовых шпренгельных усилений с использованием
треугольных балочных ферм для гидротехнических
сооружений ( с использованием изобретения "Решетчато
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
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
The Uzdin
A M METHOD OF SPRENGTHENING THE
SUPERSTRUCTURE of a bridge structure using triangular
girder trusses for earthquake-prone areas IPC
Коваленко А.И №№ 167076, 1760020, 2010136746
ОПОРА СЕЙСМОСТОЙКАЯ
076
RU165
(51) МПКE04H 9/02 (2006.01) Коваленко
Александр Иванович (RU)
Комбинированное пространственное структурное
покрытие № 80471 RU 167977 Уздин А М (812) 694-78-10

26.

(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, (921) 944-67-10 [email protected]
[email protected] СБЕР карта 2202 2006 4085 5233
Elena Kovalenko привязан телефон (921) 962-67-78
Reinforcement structure of trus
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 ветерана боевых действий , инвалида
второй группы по общим заболеваниям , изобретателю
пехотного армейского моста по СБЕР карта МИР 2202 2056
3053 9333 тел привязан 911 175 84 65 Aleksandr Kovalenko
(981) 739-44-97 [email protected]
[email protected] https//t.me/resistance_test
https://t.me/resistance_test
т/ф (812) 694-78-10,
(921) 962-67-78,
s
[email protected] [email protected]
[email protected] [email protected] СБЕР карта МИР
2202 2006 4085 5233 Elena Kovalenko МИР карта 2202 2056 3053 9333
тел привязан (911) 175 84 65 т/ф (812) 694-78-10 [email protected]
[email protected] [email protected] (921) 944-67-10
(911) 175-84-65,
(981) 739-44-97
[email protected]
bridge or arch bridge https://patents.google.com/patent/EP1396582A2/es
https://patentimages.storage.googleapis.com/a3/0b/99/68bda2d0c463eb/EP1396582A2
.pdf
[email protected] [email protected]
[email protected]

27.

28.

29.

30.

Братья и Сестры Кто готов помочь помогайте Общественная организация Сейсмофонд
СПбГАСУ для морпехов Севастополя выпустила проект- чертежи сборно разборные
быстро собираемые армейские переправы многократного применения из стальных
конструкций покрытий производственных здании пролетами 18, 24 и 30 м с
применением замкнутых гнутосварных профилей прямоугольного сечения типа
«Молодечно» (серия 1.460.3-14 ГПИ «Ленпроектстальконструкция» ) Нужна помощь

31.

для системы несущих элементов и элементов проезжей
части армейского сборно-разборного пролетного надвижного
строения железнодорожного моста, с быстросъемными
упругопластичными компенсаторами со сдвиговой фрикционнодемпфирующей жесткостью
Редакция газеты Армия Защитников Отечества и ИА "Русская народная
дружина, никогда не были в стороне от людского горя, всегда
приходили на помощь. Пришли и сейчас.
Спасибо всем, кто оказывает помощь каналу!
Оказать поддержку по реквизитам
СберБанк 2202205630539333
В сообщении писать "благотворительность. Курск".
СБП: Сбербанк, телефон привязан + 911-175-84-65 (921) 962-67-78

32.

Благотворительность. Курск". Александр Коваленко - подпишись!
[email protected] https://t.me/resistance_test
[email protected] [email protected]
ВСУ разрушили мост через реку Сейм в селе Карыж третий и
последний мост в Глушковском районе Курской области. Ранее противник
сложил мосты в сёлах Званном и Глушково. Таким образом, врагу удалось добиться
транспортной изоляции района, который с трех сторон зажат между
подконтрольными ВСУ территориями. Одновременно значительно возросла активность
врага в районе села Апанасовка. ВСУ удалось завести в него крупные силы, по которым в
течение дня активно работала
https://dzen.ru/a/ZsQ1H61Ten4XBT1k
Военный обозреватель Царьграда Влад Шлепченко
рассказывает о следующем этапе Курской битвы: ВСУ
разрушили мост через реку Сейм в селе Карыж, оставив
Глушковский район изолированным. Апанасовка стала базой

33.

для противника, готового наступать на район с востока.
Подробности в материале.
"ВСУ разрушили мост через реку Сейм в селе Карыж – третий и
последний мост в Глушковском районе Курской области. Ранее
противник сложил мосты в сѐлах Званном и Глушково. Таким
образом, врагу удалось добиться транспортной изоляции района,
который с трех сторон зажат между подконтрольными ВСУ
территориями.
Одновременно значительно возросла активность врага в районе
села Апанасовка. ВСУ удалось завести в него крупные силы, по
которым в течение дня активно работала артиллерия.

34.

Апанасовка интересна противнику, поскольку дает возможность
действовать как во фланг, так и в тыл нашим силам, удерживающим
село Снагость, прикрывающее Коренево. Кроме того, Апанасовка и
Внезапное дают возможность развернуть широким фронтом
наступление на Глушковский район с востока", - сообщает Влад
Шлепченко.
"Прибывший на подмогу подрастрепанным частям 22-ой
механизированной бригады ВСУ 501-ый батальон 36 бригады
морской пехоты вновь занял, Апанасьевку. И она стала для
противника базой для дальнейших попыток двигаться вперед (на
Комаровку)", – отмечает военный обозреватель Юрий Подоляка.
"Сегодня же просроченный президент так называемой Украины
заявил, что целью нападения на Курскую область, оказывается,

35.

было создание буферной зоны. Ранее в Киеве заявляли, что хотели
этой операцией:
– заставить Россию оттянуть силы с других направлений;
– показать Западу, что ВСУ ещѐ могут наступать, если дать им
оружие;
– обеспечить себе более выгодные позиции на будущих переговорах.
Совокупность военных факторов с изменившейся риторикой врага
говорит о том, что в ближайшие несколько дней ВСУ будут наступать
на Глушковский район, чтобы срезать его ударом с востока и тем
получить еще одну перемогу без больших вложений.

36.

Удастся ли врагу осуществить этот план – в значительной степени
зависит от эффективности наших разведывательных беспилотников,
а также от скорости и точности ракетно-бомбовых ударов", заключил Влад Шлепченко.
https://dzen.ru/a/ZsQ1H61Ten4XBT1k
УНИЧТОЖЕНО ТРИ МОСТА ЧЕРЕЗ СЕЙМ. ВНЕЗАПНАЯ АТАКА ВСУ "НА
ВСЕХ УЧАСТКАХ ОДНОВРЕМЕННО": ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ О КУРСКОЙ
ОБЛАСТИ НА УТРО 19 АВГУСТА
Минувшая ночь на Курском направлении оказалась весьма
непростой для наших бойцов. Генерал Алаудинов рассказал о
внезапной атаке ВСУ "на всех участках одновременно". Так, была
попытка жѐстко продавить участок, где располагался спецназ
"Ахмат". Сообщается и о попытке проникновения врага в
Белгородскую область. Массовая контратака в Липцах.
Уничтожено уже три моста через реку Сейм - противник пытается

37.

отрезать нашу логистику и сформировать ударный кулак для
наступления на Курскую АЭС. Последние новости о Курской
области на утро 19 августа.
Отрезать Глушковский район и Тёткино
В Курской области продолжаются ожесточѐнные бои - противник
пытается пробиться вперѐд, предпринимая массовые наскоки на
наши позиции, но, не добившись никакого результата, кроме
крупных потерь, вынужденно отступает и перегруппировывается
за счѐт просочившихся резервов.
Easibridge – Lightweight Tactical Bridging Innovation
No other system comes close to the span range, portability or breadth of capability of EasiBridge platforms, British innovation at its finest
Twitter
Facebook
LinkedIn
Reddit
Print
EasiBridge offers the world‟s first truly man-portable, long-span rescue/assault bridging system. Exploiting the inherent flexibility of the EasiBridge
systems, a further eight engineer/infantry “Super-Kit” capabilities can be used.
Key benefits include;

38.

Portability; weighing just 4kg/m the EasiBridge sections can be easily carried by dismounted personnel and handled without mechanical assistance,
Span Length; gaps of up to 18m can be installed by a single person, with access from one side only,
Low Cost; EasiBridge is significantly lower cost than comparable infantry assault bridges,
Versatility; using common components a wide range of demanding requirements can be addressed.
EasiBridge components are 85% lighter and 80% more compact than incumbent Infantry Assault Bridges. EasiBridge is expandable to offer a universal,
ground-breaking solution for gap crossing, infantry carriage support, troop protection, logistics handling – even man-portable SVBIED barriers. A multifunction super-kit, ideally suited for the challenges of urban warfare, as well as special forces, engineer and dismounted infantry operations.
EasiBridge is supported by a Rapid Innovation Grant from the UK Defence and Security Accelerator with first military orders now secured.
It promises to be revolutionary.

39.

Strategic Trends and Operations in Urban Areas
The 5 Edition of the Global Strategic Trends document describes future urbanisation trends;
th
With 70% of the global population likely to live in cities by 2045, urbanisation will be a particularly important theme in developing countries. Urbanisation is
likely to enhance economic and social development, but – without mitigation measures – may also lead to pressure on infrastructure (and the
environment) which could contribute to social tensions within the urban population. Urbanisation and the effects of climate change are likely to result in an
increase in the magnitude of humanitarian crises, particularly since the majority of urban areas will almost certainly be either on, or near the coast, making
these cities vulnerable to flooding.
Building on this, in September 2017, the Ministry of Defence‟s (MOD‟s) think tank, the Development, Concepts and Doctrine Centre (DCDC),
published Future Force Concept (JCN 1/17).
]Joint Concept Note (JCN) 1/17 is the authoritative, high level, analytical concept, it aims to shape the design and development of the future force to 2035
and beyond. It is aimed at those involved in policy and strategy formulation; by military capability and acquisition staff; by operational commanders and
their staff; by staff and students at the staff colleges. and by all those, including allies and partners, interested in the development of the future force.
On the challenges of operating in urban environments.
We will need to exploit the information and data systems being integrated into ever more populated, connected and complex cities. Within the urban
environment the tasks of armour and air manoeuvre will remain, but how they are delivered will evolve. Combat and armoured engineers teamed with
unmanned systems will be key enablers to manoeuvre and counter-mobility in urban terrain. Quad-copter and small jet engine technology developments
able to transport individuals may expand the range of systems available to land forces for vertical manoeuvre in constrained urban space.
The Modern Warfare Institute defines the challenge of operating in urban environments:
Enemy forces-whether state-based, terrorist, proxy, or something else-have learned that they can greatly reduce technological and other advantages of
state-based military forces by pulling them into densely populated urban areas.
The subject is vast, with an equally diverse range of observations and lessons to learn, but common to all is the need for dismounted personnel to traverse
the hugely variable terrain found in urban areas.
It is this terrain variability that poses significant challenges for forces in urban operations as they seek to gain a manoeuvre advantage, avoid obvious
ambush locations, exploit observation vantage points and prevent detection. Urban environments consist of multiple layers; on the ground, above ground
and below ground, and each of these will have access constraints for dismounted personnel. Gaining access to subterranean environments such as
sewers and tunnels, moving between buildings above ground and reaching roof areas for example.
To do so effectively, currently requires a range of different systems and in many cases, mechanical plant and vehicular transport.

40.

Entering target buildings through normal ground-level entry routes can be hazardous. Some advantages may be gained by scaling buildings using ropes
or ladders but both techniques can be slow and predictable, leaving personnel exposed and vulnerable. Rope access requires continual training to
maintain skill levels and safety. An element of surprise can be gained by entering the target building at high level with access from adjacent „safe‟
buildings, rooftop-to-rooftop, or window-to-window. This allows ground-level assaults to be focussed on adjacent “safe” buildings, rather than more fortified
“target” buildings. The “safe” building can be retained as an emergency entry/evacuation route.
Current access systems between buildings (ladders) are generally limited to around 6m spans. Longer footbridge systems exist but are impractical for
rapid assaults or evacuations in urban areas. Rapid assaults require something much quicker and lighter.
EasiBridge solves many of these challenges with the world‟s first man-portable, long-span rescue/assault bridge that can also be utilised to access
subterranean and above-ground environments in the vertical plane. In short, the EasiBridge system combines capability with versatility to minimise the
amount of equipment needed to be carried by dismounted personnel.
The EasiBridge System
EasiBridge uses 1.5m long, optimised ladder sections with a bespoke (EasiLock) jointing system to ensure no loss of strength or stiffness at multiple
section joints. Combined with a rope-stiffening system, telescopic masts and variable tensioning elements, EasiBridge structures are half the weight and
treble the span of incumbent systems.
Simple short spans, up to 6m, can be formed from plain ladder sections with just three sets of EasiLock joints. Longer spans, up to 18m, use a link
tensioning system common to innovative military bridges like the Medium Girder Bridge and General Support Bridge.

41.

42.

EasiBridge, therefore, caters for any span from 1 to 18m using common components.
Key attributes are;
All EasiBridge structures are man-portable; a 12m bridge can be transported by a single person, 18m bridges transported by just 2 personnel
18m bridges can be installed and crossed by a single person in under 20 seconds, with no prior access to the far bank
Bridges are “launched” into place using a Patented cantilever launch/inversion technique
Installation is completed entirely from the home bank and in near silence
Bridges can be recovered and extracted for re-use as quickly as they are installed.
EasiBridge is a modular system with maximum component lengths of 1.5m, making bridges extremely versatile, and easy to transport by dismounted
personnel.
EasiBridge is compatible with confined space installation, bridges can be carried up building staircases, through „mouse holes‟ and transported over long
distances by just a single operative, then used to covertly cross gaps between buildings or other obstacles, access tunnels and roof areas.
Urban environments require personnel to move in the horizontal and vertical planes, EasiBridge provides a common set of components to address both,
offering a step-change improvement over existing products and techniques. EasiBridge packs to 10% of the size of the current Infantry Assault Bridge,

43.

offering considerable cost and logistics savings. EasiBridge is 20 times stiffer and offers 3 times the span range of incumbent ladder systems. An
innovative cantilever launch/inversion technique is critical to this capability.
EasiBridge components are simple to use and maintain. A typical bridge is formed of 5-to-15 components, each costing less than £1000 to replace.
Bridges take less than 5 minutes to assemble. And 20 seconds to install. The training time of just 1 hour has been shown to be sufficient for trial troops.
EasiBridge is capable of operating in a range of extreme environments, including extreme cold. EasiBridge remains operational in CBRN environments.
Extreme heat and fire present the only environmental constraint – bridge components may experience a loss of integrity if directly exposed to fire.
EasiBridge can be adapted to form 10 wider structural functions, via a common “Super-Kit” of parts, offering significant cost and logistics efficiencies
compared to multiple ranges of disparate, single-function equipment.
Tactical Assault Bridge
The Tactical Assault Bridge (TAB) is the core EasiBridge configuration.
Tactical Assault bridges are designed to be man-portable, with typical system weights 1.5 kg per foot of span, for a design load of 200 kg. A 50-foot
bridge weighs 75kg and can be carried by as few as 2 personnel using carriers formed from bridge components themselves. EasiBridge structures are
half the weight and treble the span of the incumbent OCS system.
A single Tactical Assault Bridge is designed for low centre-of-gravity trolley loading. The low centre of gravity permits a narrow structure width for
maximum portability, even for long-span bridges.

44.

The trolley is used for two purposes; launch and recovery, and personnel movement across the bridge. Walking upright on a ladder over a gap is difficult,
especially when encumbered. Adding handrails would mitigate some of the dangers but they add weight and take time to deploy. The trolley lowers the
centre of gravity and allows an encumbered person to move quickly and safely across the gap.
What sets the EasiBridge Tactical Assault Bridge (TAB) apart from incumbent systems like the Inch‟On GCS or Atlas Tactical Ladder is the long span
capability, ease of deployment and low centre of the gravity trolley system.
The videos below show launch and crossing techniques for the Atlas REBS ladder system

45.

46.

…and the Atlas Tactical Ladder.
In the context of urban operations, gaps are likely to be wider and personnel encumbered with weapons, radios, ammunition and other stores, making
traversing open ladders dangerous and slow. For vertical access, the same components are used. Un-tensioned, to a height of 10m and with the
tensioning systems, 18m. In most cases, personnel would simply use the ladder sections in a conventional manner.
EasiBridge‟ rope tensioning system also allows ladders to be installed at flatter angles, enabling winch or rope ascender movement of stores and
weapons, or stretchers via the trolley system.
Shown below during trials

47.

EasiBridge Super-Kit accessories offer further vertical access capabilities:
Access towers – footbridge decking over ladder towers and platforms.
Marine boarding ladders – detachable end hooks offer considerable space savings over incumbent systems – supporting RIB-assaults.
Manhole/tunnel access systems using modular ladder components and detachable top hooks.
Underbridge access systems, combining marine-boarding hooks, bridging elements and decking platforms.
Although this article is focused on the military applications of the EasiBridge system, it also has a number of applications in the civilian market. EasiBridge
offers further capabilities in fire evacuation, flood-, mud- and mountain- rescue. The addition of a back-pack/infantry carrier system makes the system ideal
for remote access, offering significantly improved portability over vehicle-based rescue rafts.
For mountaineering, EasiBridge completely redefines conventional crevasse crossing systems and techniques, bringing ground-breaking improvements in
span range, portability and operational safety.

48.

Launch and Recovery
A key EasiBridge innovation is its method of installation – a patented cantilever launch/inversion technique, allowing a single person to install and cross a
complete 18m span in under 20 seconds. Bridges are designed for one-man assembly and installation, without engineer support, and with no prior access
to the far „bank‟.
Although the trolley is used for moving personnel, its main function is not to move people, but to move the bridge itself. During installation, the structure
and the trolley are both inverted. Turning the bridge and trolley upside down transforms the structure from a bridge into a cantilever boom on rollers, giving
the structure incredible range. This time, the trolley is static – it is the bridge that moves.
The resulting structure is light and virtually frictionless.
A single operator can launch the bridge to an adjacent building, with up to 18m range. The bridge is then inverted to form a robust truss structure, the
trolley placed back on the bridge, and crossed as shown in this video:

49.

All this was completed in near silence and in under 20 seconds. Bridges can also be recovered for relocation and re-use by simply reversing the
installation procedure:

50.

A full video of Royal Engineer trials of the system is available here:

51.

Confined space launch allows a 12m sectional bridge to be launched with 2m of internal space, bridges being assembled as they are launched.

52.

A demonstration of Urban Access Capabilities is available here:

53.

EasiBridge structures are so light, they are also compatible with aerial emplacement using light helicopters and heavy lift UAV‟s or drones. The UK
designed and built Malloy Aeronautics Hoverbike that can single-handedly lift an 18m Tactical Assault Bridge.

54.

A pair of such devices can lift a 10.5m Infantry Assault Bridge, complete with handrails and decking.

55.

56.

Anti-sniper screens can be suspended from the Tactical Assault Bridge.
Transportation and Carriage
EasiBridge is at its core, a man-portable system, components are designed and built to be as low weight as possible, dismounted personnel are
increasingly likely to be overburdened so every kg of carried weight is important.
Intra and inter theatre transportation has also been considered as part of the design process.
Tactical
For transport and carriage in a tactical environment, all Easibridge components are designed to be man-portable with each section weighing only 6kg.
Ropes, pulleys and clutches are also designed to balance weight with durability.
For portability inside a building, bridges will be broken down into 2 ladders/men. The 2-ladder standard stacking pattern uses one ladder inverted relative
to the next, with clamps inverted on the top unit, relative to the lower unit. Ladders then carried inside Hard-Case-Carrier, supported about the centre rung.

57.

The Infantry Carrier System (ICS) can be used to transport complete (disassembled) bridges over longer distances where mechanical assistance is not
available. It features a launch nose and wheel system and can also be used to carry Bergen‟s, ammunition and other equipment. The ICS reduces
carriage burdens by more than 50%, allowing greater loads to be carried over much longer distances, with reduced operator fatigue, and improved combat
readiness

58.

The Carrier System avoids the “dead weight” problem associated with alternative carriers if the infantry bridge was being carried anyway. The Carrier
attaches to MOLLE on the operator‟s hips via quick-release fasteners. ICS allows a single operative to transport a complete 10.5m bridge, or two
personnel – bridges up to 18m. The system is reversible to form heavy-duty sack trucks for short-range logistics handling.

59.

The EasiBridge Infantry carrier offers an Infantry mobility breakthrough. Reducing carriage loads on personnel, whilst simultaneously enhancing forward
mobility, emergency evacuation and force protection capabilities.
Where mechanical assistance is available and for carriage over longer distances, light vehicles can be used, right down to quad bike style ATV‟s, a single
ATV, for example, can transport a complete 10.5m bridge.

60.

Inter and Intratheatre Transport
EasiBridge components are easily transported vertically on NATO pallets with going over 1.87m in height using pallet wrapping or collars.
They can also be easily carried using 463L pallets, air despatch pallet systems and as a door bundle if needed.
Additional TAB Applications
The wheeled Carrier System also unlocks a unique MEDEVAC/CASEVAC capability, allowing mid-range casualty evacuation by just a single operative.
The ladder-stretcher is adaptable for carriage by two or more operatives in a horizontal position when required.

61.

Using ropes and attachment points, the stretcher assembly can be lowered from buildings or raised from below-ground areas, either using winching
equipment or manually.
Using easily deployed brackets and lightweight powder actuated fixings, Easibridge TAB sections can be used to create barriers across doorways, mouseholes and other openings when moving through an urban or underground environment. A similar arrangement can also be used to create rope anchors
and lifting spreaders. Stable weapon platforms inside buildings can be constructed of Easibridge TAB sections.
Extending Utility – EasiBridge Super-Kits
Military feedback has stimulated the development of a range of wider EasiBridge capabilities. Individual capabilities are discussed in subsequent sections.
All capabilities form part of standard “SuperKit” enhancements of the standard bridging system.
Fence Breaching System

62.

Using the EasiBridge Fence Breaching System personnel can scale fences up to 4m high without contacting the fence, ensuring no damage or detection
at the point of entry. A bespoke mast, central hinge and quick-release rope attachment is used and is based on the inclined cantilever launch/inversion
technique.
The Fence Breaching System is a valuable alternative to vehicle-based systems and a significant improvement over improvised climbing ladders.
Infantry Assault Foot Bridge
The man-portable modular footbridge (span range 0-18m) is formed via System II Super-Kit, placing 2 standard EasiBridge Tactical Assault Bridges sideby-side, then, connecting bridges together via tie-rods fed through ladder rungs and underslung torsion bars.

63.

A video of the EasiBridge Infantry Assault Bridge system is available here:

64.

This limits relative displacement between the two bridges and mobilises the torsional stiffness of both spans, mitigating any tendency for bridges to
overturn under (high centre-of-gravity) walkway loads. Two further Tactical Assault Bridges, on their sides, form the structure handrails. Virendeel stiffness
of the ladder handrail also enhances overall bending strength alleviating local bending stresses in the deck.

65.

The Easibridge IAB is half the weight of the incumbent Infantry Assault Bridge, reducing or negating requirements for vehicle transportation. Footbridges
are formed from 1.5m x 7kg ladder sections. 90% more compact, and 88% lighter than the incumbent IAB. A dismounted footbridge capability offers a
significant enhancement on current vehicle-based systems, whilst maintaining full interoperability with the core assault bridge platform.
The twin TAB with handrail configuration can accommodate pack animals and stretcher trolleys.
Infantry Assault Pontoon Bridge
For wide and wet gaps, the standard Easibridge IAB can be used with demountable pontoons fitted between the mast knee-braces.

66.

67.

Even with the pontoons, the EasiBridge Infantry Assault Pontoon Bridge is deployable and transportable without vehicles or mechanical handling
equipment, a significant advantage over the incumbent IAB and one that results in a 75% volume saving compared to the current IAB
Quad Bike Crossing and Pontoon/Raft
The existing General Dynamics Quad Bike Bridge (QBB) is quick and easy to use but it can span very short spans.
For dismounted patrols supported by quad bikes, any gap wider than 2.5m must be provided by Royal Engineer bridging support, the next step up from
the QBB is either REBS or an Air Portable Ferry Bridge, both requiring considerable support and resources.
Using the EasiBridge system, an 18m long-span „trackway‟ type bridge can be built quickly, without any engineering plant, with minimal personnel and
launched from the home bank.

68.

The infantry patrols‟ quad bikes can be simply pulled across on the launch trolley.

69.

Longer spans can use pontoons, and where applicable, the EasiBridge system can be converted into a „ferry‟ using pontoons and outboard propulsion
Close Support Bridge
EasiBridge is a modular system. The Close support Bridge (CSB) extends the application of the IAB system by placing 3 or more standard EasiBridge
Tactical Assault Bridges side-by-side – allowing bridges of any width to be achieved.

70.

Increasing bridge width increases load rating, giving standard Tactical Assault Bridges a light-vehicle capability, suitable for direct trafficking by quad-bikes
and LTMP/SMET transporters.

71.

A video of the EasiBridge Close-Support Bridge system is available here:
https://youtu.be/0IdvuQiQbCg
Maximum spans of 18m can be achieved using just a 1.5m (7kg) ladder and decking sections. The CSB is also compatible with autonomous LTMP/SMET
placement and vehicle crossing – another unique EasiBridge capability.
Simple spans up to 6m can be formed from plain ladder sections – no rope tensioning at all, offering very shallow construction depth.

72.

Light Cavalry Vehicle Bridge
The Light Cavalry Vehicle (LCV) Bridge uses enhanced ladder sections to form an 8-tonne capacity bridge – the bridge weighing less than a ½ tonne,
dismantling to 4m sections, carried on a vehicle roof. The bridge assembled from (enhanced) 4m EasiBridge sections, assembled and crossed in under 5
minutes. Maximum span range 12m. 4m composite decking planks, spanning between main truss node positions limits local bending in ladders.

73.

The load rating of Close Support Bridges could be increased in a similar manner through the use of enhanced LCV ladder sections.
Strike Vehicle Bridging
EasiBridge has developed concepts for a new range of Strike Vehicle Bridging platforms. Bridge installation is powered entirely by gravity – no
mechanical plant or power is required. Bridges up to twice the vehicle length can be carried on lightly-modified Strike vehicles.

74.

EasiBridge Strike Vehicle Bridging could transform rapid mobility capabilities for a host of new Strike Vehicle platforms
Force Protection

75.

EasiBridge combines bridging with extensive force-protection and counter-mobility capabilities. Overhead protection and vehicle barriers can be
constructed using EasiBridge sections. Force protection capabilities include basic systems for overhead trench protection to blast-resistant roofing
systems for troop-shelters and man-portable troop accommodation and disaster-relief shelters.
Basic cover protection systems utilise bridging ladders and decking panels to form trench cover structures up to 3m spans. Ladder sections can be
combined with sheet materials to support 300mm of earth fill as shown in two left-side images below. For wider positions, ladder sections and joints can
be used to create pitched support. The support can be secured by tie rods, thrust blocks or pickets driven into the ground, two right-side images below.
More complex roof structures can be constructed for use with Hesco or Defencell, or engineering plant excavated defence positions. Troop shelters use a
wire-tensioning system to increase roof span up to 6m – double the span of incumbent systems.
EasiBridge creates an affordable range of rapid-assembly building frameworks, ideally suited for blast-resistant troop shelters, disaster-relief and
humanitarian-aid shelters.

76.

77.

All systems formed from 1.5m x 7kg (man-portable) bridging ladders and footbridge decking panels, compatible with plant/equipment-free transport and
installation. All components can be placed entirely by hand – no power or mechanical plant required. Earth-fill can be placed by EasiBridge materialshandling (trolley) conveyor, allowing easy placement of blast-protection fill from the ground to the roof apex.
Overhead protection and vehicle barriers can be constructed using Easibridge sections. Troop shelters use a wire-tensioning system to increase roof span
up to 6m – double the span of incumbent systems.
EasiBridge can also be used to construct combined Trench Side-Support and Cover Protection frameworks. Ladders and decking panels offering flooring,
side supports and blast-resistant roof covering, accommodating 300mm of earth-fill over. Standard Tactical Assault Bridge and footbridge components
were used throughout.

78.

In complex urban terrain, contemporary threats include suicide bomber vehicle-borne improvised explosive devices (SBVBIED). Creating a physical
barrier at checkpoints, road intersections and other vulnerable points is a key element of any operational concept. These barriers have traditionally been
prefabricated concrete or gabion type (Hesco and Defencell). The former requires a lot of logistics and engineering support and the latter needs a great
deal of fill material and engineering support.

79.

EasiBridge can also be used for counter-mobility. Placing EasiBridge on its side creates a man-portable, long-span, lightweight barrier.
A more robust barrier configuration can be formed by adding a second span, complete with decking, earth-fill and cross-ties to create a dual-skin, earthfilled (cavity) barrier for heavy, concentrated loads, such as SVBIED barriers. The EasiBridge cavity-barrier forms an extremely robust, yet highly portable
force protection barrier system, all elements weighing less than 7kg, with 1.5m component lengths.
EasiBridge Wire Rope Tensioning system can also be used to reinforce gravity barriers like Hesco or Defencell.

80.

This approach allows fill volume to be reduced by 50%, making barriers significantly quicker to deploy and less resource-intensive. Barrier deformation
under impact is reduced and the barrier can be quickly recovered and re-deployed (leaving the gravity barrier in place)
Engineer Access Platform
The conventional means of accessing underneath bridges to inspect or place demolition charges is with either a vehicle-mounted access platform or a
combination of ladders and rope access techniques.

81.

EasiBridge can form under-bridge access platforms for Engineer inspection and demolition activities.
The Easibridge Engineer Access Platform is an adaption of the Tactical Assault Bridge (TAB), with a 6m platform configured without a TAB mast and up to
12m with a TAB mast. As with the Tactical Assault bridge (TAB), all components are man-portable and easily moved with light transport vehicles such as
quad bikes and small ATV‟s.

82.

83.

84.

Access platforms are designed for remote placement from above deck level via a cantilever (gravity-fed, boom-out) launch technique, or via suspension
ropes slung over the side of the existing structure. A significant safety innovation, offering plant-free, manual installation.
EasiBridge platforms are self-anchored structures – no requirement for sizeable end anchorages. Suspension ropes from deck level replace/reinforce
normal EasiBridge mast/rope tensioning systems. Suspension ropes provide vertical and torsional restraint to high centre-of-gravity platform loads.
Platforms can be fitted with optional decking and handrails, as Infantry Assault Bridges for enhanced safety and stability. End boarding ladders provide
access and positional fixity. Additional components such as stabiliser struts further enhance lateral and torsional fixity.

85.

A range of platforms is available, from simple, light-duty, single spans, providing single-user (200kg) capacity, to grillages of heavier duty, multiple-access
walkways.
EasiBridge can also be used as utility support structures. Utility structures are available in single or multiple ladder width options, with or without handrails
and decking – system weights from 4.5 kg/m on undecked or 11 kg/m on decked structures. Maximum loadings from 40-100 kg/m/span.
Summary and Look Forward
EasiBridge provides a universal, ground-breaking solution for gap crossing, infantry carriage support, troop protection, logistics handling – even manportable SVBIED barrier protection.
EasiBridge offers the world‟s first truly man-portable, long-span rescue/assault bridge. A state-of-the-art solution derived from the novel application of
post-tensioning techniques in lightweight materials with an innovative method of installation and operation.
EasiBridge offers four unique user benefits:
1.
2.
3.
4.
Portability – user-portable bridges, weighing 4 kg/m of span, complete with Infantry carrier /CASEVAC capability.
Span – 18m span bridges installed by a single operative, with access from one side, only.
Cost – Significantly cheaper than incumbent vehicle-borne Infantry Assault Bridges.
Versatility – a common building block for personnel bridging, quad-bike bridging, Infantry Assault Bridging, carriage-support, force protection shelters, flood barrier, portable ammunition
conveyors, fence-breaching and portable access platforms.
Bridges are designed for personnel and quad-bike loading with maximum 1.5m x 7kg components, compatible with personnel/quad-bike carriage. All
EasiBridge systems are man-portable and do not require plant or power to operate or install.
EasiBridge provides rapid, covert access between buildings, up to 18m apart – an entirely new means of an emergency building evacuation, as well as
high-level entry, for counter-terrorism, urban warfare and emergency services. Existing bridges are impractical for rapid assaults or evacuations in urban
areas.
EasiBridge caters for any span from 1-18m, using short (1.5m x 7kg) ladder sections. Bridges are installed by a single operative with access from one
side, only – no plant or power required. Bridges can be carried inside building stairwells and launched from a 2m internal space – a unique, highly
portable, new access capability. A step-change improvement over current products and techniques.
Feedback from military trials has inspired the development of numerous wider capabilities. EasiBridge can transform troop mobility and force protection
by using short-section ladders as a common building block for a range of military engineering applications. Extended “Super-Kit” capabilities include:
Infantry-carrier system for dismounted personnel
Gap-crossing system for dismounted personnel – personnel & quad-bikes
Assault-bridge for urban environments – rooftop-to-rooftop, or through windows, ideally suited for urban warfare and counter-terrorism applications
Rescue access platform for fire, flood, mud & mountain rescue
A new range of Infantry assault bridges, 90% more compact than existing systems
Close-support foot/light-vehicle bridges, including autonomous LTMP installation capability
A versatile range of floating pontoon bridges and access platforms

86.

Modular rafts for amphibious assaults
Ladder or conveyor to climb walls (climb heights up to 12m)
MEDEVAC stretcher platform, offering single-handed casualty evacuation
Vehicle-portable, light-cavalry bridges
Lightweight, high-portability access platforms for Engineer inspection and demolition activities
Utility support structures
Goods conveyor to move casualties and ammunition from ground-to-roof level
Troop protection shelters for dismounted personnel
Rapid installation vehicle (SVBIED), munition protection and flood defence barriers
The system provides a unique, modular-building system, offering simple, realistic and affordable solutions to a broad range of mobility, access and troop
protection challenges. It offers a common platform to service each requirement, negating the need for numerous, independent ranges of single-function
equipment. A multi-purpose system at a fraction of the size and cost of incumbent systems.
No other system comes close to the span range, portability or breadth of capability of EasiBridge platforms. EasiBridge could transform techniques
employed in military engineering for generations to come.
EasiBridge strength and range of capabilities are unique.
It promises to be revolutionary.
Options for Advancing the Project
EasiBridge has been developed by Bright Structures Ltd, a micro-SME founded in January 2016.
Doctor Stephen Bright is the sole director and employee, with no other stakeholders. All work-to-date has been financed in-house, with recent support
from Innovate UK and MoD DASA Accelerator development grants.
Scale-up funding is now sought to bring the Tactical Assault Bridge and wider Super-Kit capabilities to market. EasiBridge offers an exceptional business
case for private sector investment. Expressions of interest from prospective backers are now sought – contact [email protected].
First sales revenue has now been secured, with a sizable order for Engineer Trials from the UK MoD. By 2020, all further growth and R&D activity is
expected to be organic & self-financing – EasiBridge® is expected to be self-sufficient from the 2nd quarter of 2019.
New product development will remain a core business activity – Bright Structures was founded on innovation. The broad product range ensures Bright
Structures offers an innovative business capable of sustained innovation.
The Army could benefit from a significant increase in capability. EasiBridge is an ideal candidate for streamlined low-cost procurement, capabilities being
acquired incrementally as operational circumstances evolve.
Additional videos are at the link below

87.

https://www.youtube.com/channel/UCDYa_fkwp3Kq7msL4sNCcPA/
Table of Contents
1.
Strategic Trends and Operations in Urban Areas
2.
The EasiBridge System
3.
Extending Utility – EasiBridge Super-Kits
4.
Summary and Look Forward
5.
Options for Advancing the Project
https://www.thinkdefence.co.uk/easibridge-lightweight-tactical-bridging-innovation/

88.

89.

90.

91.

92.

Рис На рисунке показан узел гасителе динамических колебаний для применения испытания демпфирующих
сдвиговых компенсаторов для строительных конструкций, покрытых повышение сейсмостойкости и
взрывостойкости достигается за счет перемещения ,сдвига - сдвиговых компенсаторов строительных систем ,
выполненных в виде болтовых соединений, в которых анкер, расположенный в изолирующей трубе или в свинцовой
обойме, снабжен скользящим тросовым дугообразным зажимом и амортизирующими элементами в виде свинцового
или из красной меди стопорного энергопоглощающего клина, забитого в паз анкера, пропиленного в нижней части (
шпильки ) последнего.
При землетрясении или взрыве тросовой зажим начинает скользить по анкеру, расположенному в свинцовой обойме (
медной или тросовой гильзы вокруг шпильки) и стопорного клина, поглощая при этом сейсмическую,
предназначенные для сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9 баллов
В районах с сейсмичностью более 9 баллов при динамических, импульсных растягивающих нагрузках для поглощения
сейсмической энергии необходимо использование фрикционно-демпфирующих компенсаторов, соединенных с
помощью фланцевых фрикционно-подвижных демпфирующих компенсаторов (с учетом сдвиговой прочности),
согласно заявки на изобретение: " Фрикционно -демпфирующий компенсатор для трубопроводов" F 16L 23/00 ,
регистрационный № 2021134630 (ФИПС), от 25.11.2021, входящий № 073171, "Фланцевое соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами", Минск № а 20210217 от 28 декабря 2021 , "Компенсатор для
трубопроводов " Минск , регистрационный № а 20210354 от 27 декабря 2021. , при импульсных растягивающих
нагрузках с использованием протяжных фрикционно-подвижных соединений с контролируемым натяжением из
латунных ослабленных болтов, в поперечном сечении резьбовой части с двух сторон с образованными лысками, по
всей длине резьбы латунного болта и их программная реализация расчета, в среде вычислительного комплекса SCAD
Office c использованием изобретений проф .дтн ПГУПС А.М.Уздина № 154506 «Панель противовзрывная», № 165076
«Опора сейсмостойкая» , № 2010136746, 1143895, 1168755, 1174616 При сбрасывании, сдвиге строительных
конструкций , с применением фрикционно-подвижных болтовых соединений для обеспечения
сейсмостойкости конструкций здания: масса строительной системы уменьшается, частота собственных
колебаний увеличивается, а сейсмическая нагрузка падает

93.

94.

95.

96.

97.

98.

Электронный документ

99.

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ,
РАСЧЕТ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
УЗДИН А.М., ЕЛИСЕЕВ О.Н., , НИКИТИН А.А., ПАВЛОВ В.Е., СИМКИН А.Ю., КУЗНЕЦОВА И.О.
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ,
РАСЧЕТ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

100.

СОДЕРЖАНИЕ
1
Введение
3
2
Элементы теории трения и износа
6
3
Методика расчета одноболтовых ФПС
18
3.1
Исходные посылки для разработки методики расчета ФПС
18
3.2
Общее уравнение для определения несущей способности ФПС.
20
3.3
Решение общего уравнения для стыковых ФПС
21
3.4
Решение общего уравнения для нахлесточных ФПС
22
4
Анализ экспериментальных исследований работы ФПС
26
5
Оценка
параметров
диаграммы
деформирования
многоболтовых
фрикционно-подвижных соединений (ФПС)
31
5.1
Общие положения методики расчета многоболтовых ФПС
31
5.2
Построение уравнений деформирования стыковых многоболтовых ФПС
32
5.3
Построение уравнений деформирования нахлесточных многоболтовых 38
ФПС
6
Рекомендации по технологии изготовления ФПС и сооружений с такими
соединениями
6.1
42
Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий контактных поверхностей
стальных деталей ФПС и опорных поверхностей шайб
42
6.2
Конструктивные требования к соединениям
43
6.3
Подготовка
контактных
поверхностей
элементов
и
методы
контроля
6.4
45
Приготовление и нанесение протекторной грунтовки ВЖС 83-0287. Требования к загрунтованной поверхности. Методы контроля
6.4.1
Основные требования по технике безопасности при работе с
грунтовкой ВЖС 83-02-87
6.4.2
46
Транспортировка
и
47
хранение
элементов
и
деталей,

101.

законсервированных грунтовкой ВЖС 83-02-87
6.5
49
Подготовка и нанесение антифрикционного покрытия на опорные 49
поверхности шайб
6.6
Сборка ФПС
49
7
Список литературы
51

102.

1. ВВЕДЕНИЕ
Современный подход к проектированию сооружений, подверженных экстремальным, в частности, сейсмическим нагрузкам исходит из
целенаправленного проектирования предельных состояний конструкций. В литературе [1, 2, 11, 18] такой подход получил название проектирования
сооружений с заданными параметрами предельных состояний. Возможны различные технические реализации отмеченного подхода. Во всех случаях в
конструкции создаются узлы, в которых от экстремальных нагрузок могут возникать неупругие смещения элементов. Вследствие этих смещений нормальная
эксплуатация сооружения, как правило, нарушается, однако исключается его обрушение. Эксплуатационные качества сооружения должны легко
восстанавливаться после экстремальных воздействий. Для обеспечения указанного принципа проектирования и были предложены фрикционно-подвижные
болтовые соединения.
Под фрикционно-подвижными соединениями (ФПС) понимаются соединения металлоконструкций высокопрочными болтами, отличающиеся тем, что
отверстия под болты в соединяемых деталях выполнены овальными вдоль направления действия экстремальных нагрузок. При экстремальных нагрузках
происходит взаимная сдвижка соединяемых деталей на величину до 3-4 диаметров используемых высокопрочных болтов. Работа таких соединений имеет
целый ряд особенностей и существенно влияет на поведение конструкции в целом. При этом во многих случаях оказывается возможным снизить затраты на
усиление сооружения, подверженного сейсмическим и другим интенсивным нагрузкам.
ФПС были предложены в НИИ мостов ЛИИЖТа в 1980 г. для реализации принципа проектирования мостовых конструкций с заданными параметрами
предельных состояний. В 1985-86 г.г. эти соединения были защищены авторскими свидетельствами [16-19]. Простейшее стыковое и нахлесточное соединения
приведены на рис.1.1. Как видно из рисунка, от обычных соединений на высокопрочных болтах предложенные в упомянутых работах отличаются тем, что
болты пропущены через овальные отверстия. По замыслу авторов при экстремальных нагрузках должна происходить взаимная подвижка соединяемых
деталей вдоль овала, и за счет этого уменьшаться пиковое значение усилий, передаваемое соединением. Соединение с овальными отверстиями применялись в
строительных конструкциях и ранее, например, можно указать предложения [8, 10 и др]. Однако в упомянутых работах овальные отверстия устраивались с
целью упрощения монтажных работ. Для реализации принципа проектирования конструкций с заданными параметрами предельных состояний необходимо
фиксировать предельную силу трения (несущую способность) соединения.
При использовании обычных болтов их натяжение N не превосходит 80-100 кН, а разброс натяжения N=20-50 кН, что не позволяет прогнозировать
несущую способность такого соединения по трению. При использовании же высокопрочных болтов при том же N натяжение N= 200 - 400 кН, что в
принципе может позволить задание и регулирование несущей способности соединения. Именно эту цель преследовали предложения [3,14-17].

103.

Рис.1.1. Принципиальная схема фрикционно-подвижного
соединения
а) встык , б) внахлестку
1- соединяемые листы; 2 – высокопрочные болты;
3- шайба;4 – овальные отверстия; 5 – накладки.
Однако проектирование и расчет таких соединений вызвал серьезные трудности. Первые испытания ФПС показали, что рассматриваемый класс соединений
не обеспечивает в общем случае стабильной работы конструкции. В процессе подвижки возможна заклинка соединения, оплавление контактных
поверхностей соединяемых деталей и т.п. В ряде случаев имели место обрывы головки болта. Отмеченные исследования позволили выявить способы
обработки соединяемых листов, обеспечивающих стабильную работу ФПС. В частности, установлена недопустимость использования для ФПС пескоструйной
обработки листов пакета, рекомендованы использование обжига листов, нанесение на них специальных мастик или напыление мягких металлов. Эти
исследования показали, что расчету и проектированию сооружений должны предшествовать детальные исследования самих соединений. Однако, до

104.

настоящего времени в литературе нет еще систематического изложения общей теории ФПС даже для одноболтового соединения, отсутствует теория работы
многоболтовых ФПС. Сложившаяся ситуация сдерживает внедрение прогрессивных соединений в практику строительства.
В силу изложенного можно заключить, что ФПС весьма перспективны для использования в сейсмостойком строительстве, однако, для этого необходимо
детально изложить, а в отдельных случаях и развить теорию работы таких соединений, методику инженерного расчета самих ФПС и сооружений с такими
соединениями. Целью, предлагаемого пособия является систематическое изложение теории работы ФПС и практических методов их расчета. В пособии
приводится также и технология монтажа ФПС.
2.ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ И ИЗНОСА
Развитие науки и техники в последние десятилетия показало, что надежные и долговечные машины, оборудование и
приборы могут быть созданы только при удачном решении теоретических и прикладных задач сухого и вязкого трения,
смазки и износа, т.е. задач трибологии и триботехники.
Трибология – наука о трении и процессах, сопровождающих трение (трибос – трение, логос – наука). Трибология
охватывает
экспериментально-теоретические
результаты
исследований
физических
(механических,
электрических,
магнитных, тепловых), химических, биологических и других явлений, связанных с трением.
Триботехника – это система знаний о практическом применении трибологии при проектировании, изготовлении и
эксплуатации трибологических систем.
С трением связан износ соприкасающихся тел – разрушение поверхностных слоев деталей подвижных соединений, в
т.ч. при резьбовых соединениях. Качество соединения определяется внешним трением в витках резьбы и в торце гайки и
головки болта (винта) с соприкасающейся деталью или шайбой. Основная характеристика крепежного резьбового
соединения – усилие затяжки болта (гайки), - зависит от значения и стабильности моментов сил трения сцепления,
возникающих при завинчивании. Момент сил сопротивления затяжке содержит две составляющих: одна обусловлена
молекулярным воздействием в зоне фактического касания тел, вторая – деформированием тончайших поверхностей слоев
контактирующими микронеровностями взаимодействующих деталей.

105.

Расчет этих составляющих осуществляется по формулам, содержащим ряд коэффициентов, установленных в результате
экспериментальных исследований. Сведения об этих формулах содержатся в Справочниках «Трение, изнашивание и
смазка» [22](в двух томах) и «Полимеры в узлах трения машин и приборах» [13], изданных в 1978-1980 г.г. издательством
«Машиностроение». Эти Справочники не потеряли своей актуальности и научной обоснованности и в настоящее время.
Полезный для практического использования материал содержится также в монографии Геккера Ф.Р. [5].
Сухое трение. Законы сухого трения
1. Основные понятия: сухое и вязкое трение; внешнее и внутреннее трение, пограничное трение; виды сухого трения.
Трение – физическое явление, возникающее при относительном движении соприкасающихся газообразных, жидких и
твердых тел и вызывающее сопротивление движению тел или переходу из состояния покоя в движение относительно
конкретной системы отсчета.
Существует два вида трения: сухое и вязкое.
Сухое трение возникает при соприкосновении твердых тел.
Вязкое трение возникает при движении в жидкой или газообразной среде, а также при наличии смазки в области
механического контакта твердых тел.
При учете трения (сухого или вязкого) различают внешнее трение и внутренне трение.
Внешнее трение возникает при относительном перемещении двух тел, находящихся в соприкосновении, при этом сила
сопротивления движению зависит от взаимодействия внешних поверхностей тел и не зависит от состояния внутренних
частей каждого тела. При внешнем трении переход части механической энергии во внутреннюю энергию тел происходит
только вдоль поверхности раздела взаимодействующих тел.
Внутреннее трение возникает при относительном перемещении частиц одного и того же тела (твердого, жидкого или
газообразного). Например, внутреннее трение возникает при изгибе металлической пластины или проволоки, при движении
жидкости в трубе (слой жидкости, соприкасающийся со стенкой трубы, неподвижен, другие слои движутся с разными

106.

скоростями и между ними возникает трение). При внутреннем трении часть механической энергии переходит во
внутреннюю энергию тела.
Внешнее трение в чистом виде возникает только в случае соприкосновения твердых тел без смазочной прослойки
между ними (идеальный случай). Если толщина смазки 0,1 мм и более, механизм трения не отличается от механизма
внутреннего трения в жидкости. Если толщина смазки менее 0,1 мм, то трение называют пограничным (или граничным). В
этом случае учет трения ведется либо с позиций сухого трения, либо с точки зрения вязкого трения (это зависит от
требуемой точности результата).
В истории развития понятий о трении первоначально было получено представление о внешнем трении. Понятие о
внутреннем трении введено в науку в 1867 г. английским физиком, механиком и математиком Уильямом Томсоном (лордом
Кельвиным).1)
Законы сухого трения
Сухое трение впервые наиболее полно изучал Леонардо да Винчи (1452-1519). В 1519 г. он сформулировал закон
трения: сила трения, возникающая при контакте тела с поверхностью другого тела, пропорциональна нагрузке (силе
прижатия тел), при этом коэффициент пропорциональности – величина постоянная и равна 0,25:
F 0 ,25 N .
1)
*Томсон (1824-1907) в 10-летнем возрасте был принят в университет в Глазго, после обучения в котором перешел в Кембриджский университет и закончил его в 21
год; в 22 года он стал профессором математики. В 1896 г. Томсон был избран почетным членом Петербургской академии наук, а в 1851 г. (в 27 лет) он стал членом
Лондонского королевского общества и 5 лет был его президентом+.

107.

Через 180 лет модель Леонарда да Винчи была переоткрыта французским механиком и физиком Гийомом Амонтоном 2),
который ввел в науку понятие коэффициента трения как французской константы и предложил формулу силы трения
скольжения:
F f N.
Кроме того, Амонтон (он изучал равномерное движение тела по наклонной плоскости) впервые предложил формулу:
f tg ,
где f – коэффициент трения; - угол наклона плоскости к горизонту;
В 1750 г. Леонард Эйлер (1707-1783), придерживаясь закона трения Леонарда да Винчи – Амонтона:
F f N,
впервые получил формулу для случая прямолинейного равноускоренного движения тела по наклонной плоскости:
f tg
2S
g t cos 2
2
,
где t – промежуток времени движения тела по плоскости на участке длиной S;
g – ускорение свободно падающего тела.
Окончательную формулировку законов сухого трения дал в 1781 г. Шарль Кулон3)
Эти законы используются до сих пор, хотя и были дополнены результатами работ ученых XIX и XX веков, которые более
полно раскрыли понятия силы трения покоя (силы сцепления) и силы трения скольжения, а также понятия о трении
качения и трении верчения.
Многие десятилетия XX века ученые пытались модернизировать законы Кулона, учитывая все новые и новые
результаты физико-химических исследований явления трения. Из этих исследований наиболее важными являются
исследования природы трения.
2)
Г.Амонтон (1663-1705) – член Французской академии наук с 1699 г.
3) Ш.Кулон (1736-1806) – французский инженер, физик и механик, член Французской академии наук

108.

Кратко о природе сухого трения можно сказать следующее. Поверхность любого твердого тела обладает
микронеровностями, шероховатостью [шероховатость поверхности оценивается «классом шероховатости» (14 классов) –
характеристикой качества обработки поверхности: среднеарифметическим отклонением профиля микронеровностей от
средней линии и высотой неровностей].
Сопротивление сдвигу вершин микронеровностей в зоне контакта тел – источник трения. К этому добавляются силы
молекулярного сцепления между частицами, принадлежащими разным телам, вызывающим прилипание поверхностей
(адгезию) тел.
Работа внешней силы, приложенной к телу, преодолевающей молекулярное сцепление и деформирующей
микронеровности, определяет механическую энергию тела, которая затрачивается частично на деформацию (или даже
разрушение) микронеровностей, частично на нагревание трущихся тел (превращается в тепловую энергию), частично на
звуковые эффекты – скрип, шум, потрескивание и т.п. (превращается в акустическую энергию).
В последние годы обнаружено влияние трения на электрическое и электромагнитное поля молекул и атомов
соприкасающихся тел.
Для решения большинства задач классической механики, в которых надо учесть сухое трение, достаточно использовать
те законы сухого трения, которые открыты Кулоном.
В современной формулировке законы сухого трения (законы Кулона) даются в следующем виде:
В случае изотропного трения сила трения скольжения тела А по поверхности тела В всегда направлена в сторону,
противоположную скорости тела А относительно тела В, а сила сцепления (трения покоя) направлена в сторону,
противоположную возможной скорости (рис.2.1, а и б).
Примечание. В случае анизотропного трения линия действия силы трения скольжения не совпадает с линией действия
вектора скорости. (Изотропным называется сухое трение, характеризующееся одинаковым сопротивлением движению тела
по поверхности другого тела в любом направлении, в противном случае сухое трение считается анизотропным).

109.

Сила трения скольжения пропорциональна силе давления на опорную поверхность (или нормальной реакции этой
поверхности), при этом коэффициент трения скольжения принимается постоянным и определяется опытным путем для
каждой пары соприкасающихся тел. Коэффициент трения скольжения зависит от рода материала и его физических свойств,
а также от степени обработки поверхностей соприкасающихся тел:
FСК fСК N
(рис. 2.1 в).
Y
Y
Fск
tg =fск
N
N
V
Fск
X
G
X
G
а)
N
Fсц
б)
в)
Рис.2.1
Сила сцепления (сила трения покоя) пропорциональна силе давления на опорную поверхность (или нормальной
реакции этой поверхности) и не может быть больше максимального значения, определяемого произведением коэффициента
сцепления на силу давления (или на нормальную реакцию опорной поверхности):
FСЦ fСЦ N .
Коэффициент сцепления (трения покоя), определяемый опытным путем в момент перехода тела из состояния покоя в
движение, всегда больше коэффициента трения скольжения для одной и той же пары соприкасающихся тел:
f СЦ f СК .
Отсюда следует, что:

110.

max
FСЦ
FСК ,
поэтому график изменения силы трения скольжения от времени движения тела, к которому приложена эта сила, имеет
вид (рис.2.2).
При переходе тела из состояния покоя в движение сила трения скольжения за очень короткий промежуток времени
max до F
изменяется от FСЦ
СК (рис.2.2). Этим промежутком времени часто пренебрегают.
В последние десятилетия экспериментально показано, что коэффициент трения скольжения зависит от скорости
(законы Кулона установлены при равномерном движении тел в диапазоне невысоких скоростей – до 10 м/с).
fсц
max
Fсц
Fск
fск
V
t
V0
Рис. 2.2
v0
Vкр
Рис. 2. 3
Эту зависимость качественно можно проиллюстрировать графиком f СК ( v ) (рис.2.3).
- значение скорости, соответствующее тому моменту времени, когда сила FСК достигнет своего нормального
значения FСК fСК N ,
v КР
- критическое значение скорости, после которого происходит незначительный рост (на 5-7 %) коэффициента
трения скольжения.
Впервые этот эффект установил в 1902 г. немецкий ученый Штрибек (этот эффект впоследствии был подтвержден
исследованиями других ученых).

111.

Российский ученый Б.В.Дерягин, доказывая, что законы Кулона, в основном, справедливы, на основе адгезионной
теории трения предложил новую формулу для определения силы трения скольжения (модернизировав предложенную
Кулоном формулу):
FСК fСК N S p0 .
[У Кулона: FСК fСК N А , где величина А не раскрыта].
В формуле Дерягина: S – истинная площадь соприкосновения тел (контактная площадь), р0 - удельная (на единицу
площади) сила прилипания или сцепления, которое надо преодолеть для отрыва одной поверхности от другой.
Дерягин также показал, что коэффициент трения скольжения зависит от нагрузки N (при соизмеримости сил N и S p0 )
- fСК ( N ) , причем при увеличении N он уменьшается (бугорки микронеровностей деформируются и сглаживаются,
поверхности тел становятся менее шероховатыми). Однако, эта зависимость учитывается только в очень тонких
экспериментах при решении задач особого рода.
Во многих случаях S p0 N , поэтому в задачах классической механики, в которых следует учесть силу сухого трения,
пользуются, в основном, законом Кулона, а значения коэффициента трения скольжения и коэффициента сцепления
определяют по таблице из справочников физики (эта таблица содержит значения коэффициентов, установленных еще в
1830-х годах французским ученым А.Мореном (для наиболее распространенных материалов) и дополненных более
поздними экспериментальными данными. [Артур Морен (1795-1880) – французский математик и механик, член Парижской
академии наук, автор курса прикладной механики в 3-х частях (1850 г.)].
В случае анизотропного сухого трения линия действия силы трения скольжения составляет с прямой, по которой
направлена скорость материальной точки угол:
arctg
Fn
,
Fτ

112.

где Fn и Fτ - проекции силы трения скольжения FCK на главную нормаль и касательную к траектории материальной
точки, при этом модуль вектора FCK определяется формулой: FCK Fn2 Fτ2 . (Значения Fn и Fτ определяются по методике
Минкина-Доронина).
Трение качения
При качении одного тела по другому участки поверхности одного тела кратковременно соприкасаются с различными
участками поверхности другого тела, в результате такого контакта тел возникает сопротивление качению.
В конце XIX и в первой половине XX века в разных странах мира были проведены эксперименты по определению
сопротивления качению колеса вагона или локомотива по рельсу, а также сопротивления качению роликов или шариков в
подшипниках.
В результате экспериментального изучения этого явления установлено, что сопротивление качению (на примере колеса
и рельса) является следствием трех факторов:
1) вдавливание колеса в рельс вызывает деформацию наружного слоя соприкасающихся тел (деформация требует
затрат энергии);
2) зацепление бугорков неровностей и молекулярное сцепление (являющиеся в то же время причиной возникновения
качения колеса по рельсу);
3) трение скольжения при неравномерном движении колеса (при ускоренном или замедленном движении).
(Чистое качение без скольжения – идеализированная модель движения).
Суммарное влияние всех трех факторов учитывается общим коэффициентом трения качения.
Изучая трение качения, как это впервые сделал Кулон, гипотезу абсолютно твердого тела надо отбросить и
рассматривать деформацию соприкасающихся тел в области контактной площадки.

113.

Так как равнодействующая N реакций опорной поверхности в точках зоны контакта смещена в сторону скорости
центра колеса, непрерывно набегающего на впереди лежащее микропрепятствие (распределение реакций в точках
контакта несимметричное – рис.2.4), то возникающая при этом пара сил N
и G ( G - сила тяжести) оказывает
сопротивление качению (возникновение качения обязано силе сцепления FСЦ , которая образует вторую составляющую
полной реакции опорной поверхности).
Vc
C
N
G
Fск
K
N
K
Рис. 2.4
Момент пары сил N , G называется моментом сопротивления качению. Плечо пары
Fсопр
Vс
C
сил «к» называется коэффициентом трения качения. Он имеет размерность длины.
Момент сопротивления качению определяется формулой:
MC N k ,
Fсц
где N - реакция поверхности рельса, равная вертикальной нагрузке на колесо с учетом
N
Рис. 2.5
его веса.

114.

Колесо, катящееся по рельсу, испытывает сопротивление движению, которое можно отразить силой сопротивления
Fсопр , приложенной к центру колеса (рис.2.5), при этом: Fсопр R N k , где R – радиус колеса,
откуда
Fсопр N
k
N h,
R
где h – коэффициент сопротивления, безразмерная величина.
Эту формулу предложил Кулон. Так как множитель h k во много раз меньше коэффициента трения скольжения для
R
тех же соприкасающихся тел, то сила Fсопр на один-два порядка меньше силы трения скольжения. (Это было известно еще в
древности).
Впервые в технике машин это использовал Леонардо да Винчи. Он изобрел роликовый и шариковый подшипники.
Если на рисунке дается картина сил с обозначением силы Fсопр , то силу N показывают без смещения в сторону
скорости (колесо и рельс рассматриваются условно как абсолютно твердые тела).
Повышение угловой скорости качения вызывает рост сопротивления качению. Для колеса железнодорожного экипажа и
рельса рост сопротивления качению заметен после скорости колесной пары 100 км/час и происходит по параболическому
закону. Это объясняется деформациями колес и гистерезисными потерями, что влияет на
коэффициент трения качения.
Fск
Fск
Трение верчения
r
О
Трение верчения возникает при вращении тела, опирающегося на некоторую поверхность. В
Fск
Рис. 2.6.
этом случае следует рассматривать зону контакта тел, в точках которой возникают силы трения

115.

скольжения FСК (если контакт происходит в одной точке, то трение верчения отсутствует – идеальный случай) (рис.2.6).
А – зона контакта вращающегося тела, ось вращения которого перпендикулярна к плоскости этой зоны. Силы трения
скольжения, если их привести к центру круга (при изотропном трении), приводятся к паре сил сопротивления верчению,
момент которой:
М сопр N f ск r ,
где r – средний радиус точек контакта тел;
f ск
- коэффициент трения скольжения (принятый одинаковым для всех точек и во всех направлениях);
N – реакция опорной поверхности, равная силе давления на эту поверхность.
Трение верчения наблюдается при вращении оси гироскопа (волчка) или оси стрелки компаса острием и опорной
плоскостью. Момент сопротивления верчению стремятся уменьшить, используя для острия и опоры агат, рубин, алмаз и
другие хорошо отполированные очень прочные материалы, для которых коэффициент трения скольжения менее 0,05, при
этом радиус круга опорной площадки достигает долей мм. (В наручных часах, например, М сопр менее 5 10 5 мм).
Таблица коэффициентов трения скольжения и качения.
f ск
к (мм)
Сталь по стали……0,15
Шарик из закаленной стали по стали……0,01
Сталь по бронзе…..0,11
Мягкая сталь по мягкой стали……………0,05
Железо по чугуну…0,19
Дерево по стали……………………………0,3-0,4
Сталь по льду……..0,027
Резиновая шина по грунтовой дороге……10
Процессы износа контактных поверхностей при трении

116.

Молекулярное сцепление приводит к образованию связей между трущимися парами. При сдвиге они разрушаются. Изза шероховатости поверхностей трения контактирование пар происходит площадками. На площадках с небольшим
давлением имеет место упругая, а с большим давлением - пластическая деформация. Фактическая площадь соприкасания
пар представляется суммой малых площадок. Размеры площадок контакта достигают 30-50 мкм. При повышении нагрузки
они растут и объединяются. В процессе разрушения контактных площадок выделяется тепло, и могут происходить
химические реакции.
Различают три группы износа: механический - в форме абразивного износа, молекулярно-механический - в форме
пластической деформации или хрупкого разрушения и коррозийно-механический - в форме коррозийного и окислительного
износа. Активным фактором износа служит газовая среда, порождающая окислительный износ. Образование окисной
пленки предохраняет пары трения от прямого контакта и схватывания.
Важным фактором является температурный режим пары трения. Теплота обусловливает физико-химические процессы в
слое трения, переводящие связующие в жидкие фракции, действующие как смазка. Металлокерамические материалы на
железной основе способствуют повышению коэффициента трения и износостойкости.
Важна быстрая приработка трущихся пар. Это приводит к быстрому локальному износу и увеличению контурной
площади соприкосновения тел. При медленной приработке локальные температуры приводят к нежелательным местным
изменениям фрикционного материала. Попадание пыли, песка и других инородных частиц из окружающей среды приводит
к абразивному разрушению не только контактируемого слоя, но и более глубоких слоев. Чрезмерное давление,
превышающее порог схватывания, приводит к разрушению окисной пленки, местным вырывам материала с последующим,
абразивным разрушением поверхности трения.
Под нагруженностью фрикционной пары понимается совокупность условий эксплуатации: давление поверхностей
трения, скорость относительного скольжения пар, длительность одного цикла нагружения, среднечасовое число
нагружений, температура контактного слоя трения.

117.

Главные требования, предъявляемые к трущимся парам, включают стабильность коэффициента трения, высокую
износостойкость пары трения, малые модуль упругости и твердость материала, низкий коэффициент теплового расширения,
стабильность физико-химического состава и свойств поверхностного слоя, хорошая прирабатываемость фрикционного
материала, достаточная механическая прочность, антикоррозийность, несхватываемость, теплостойкость и другие
фрикционные свойства.
Основные факторы нестабильности трения - нарушение технологии изготовления фрикционных элементов; отклонения
размеров отдельных деталей, даже в пределах установленных допусков; несовершенство конструктивного исполнения с
большой чувствительностью к изменению коэффициента трения.
Абразивный износ фрикционных пар подчиняется следующим закономерностям. Износ пропорционален пути трения
s,
=ks s,
(2.1)
а интенсивность износа— скорости трения
k s v
(2.2)
Износ не зависит от скорости трения, а интенсивность износа на единицу пути трения пропорциональна удельной
нагрузке р,
kp p
s
(2.3)
Мера интенсивности износа рv не должна превосходить нормы, определенной на практике (pv<С).
Энергетическая концепция износа состоит в следующем.
Для имеющихся закономерностей износа его величина представляется интегральной функцией времени или пути
трения
t
s
0
0
k p pvdt k p pds .
(2.4)

118.

В условиях кулонова трения, и в случае kр = const, износ пропорционален работе сил трения W
k w W
s
kp
f
W ; W Fds .
(2.5)
0
Здесь сила трения F=f N = f p ; где f – коэффициент трения, N – сила нормального давления; - контурная площадь
касания пар.
Работа сил трения W переходит в тепловую энергию трущихся пар E и окружающей среды Q
W=Q+ E.
Работа сил кулонова трения при гармонических колебаниях s == а sin t за период колебаний Т == 2л/ определяется
силой трения F и амплитудой колебаний а
W= 4F а.
(2.6)
3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОДНОБОЛТОВЫХ ФПС
3.1. Исходные посылки для разработки методики расчета ФПС
Исходными
посылками
для
разработки
методики
расчета
ФПС
являются
экспериментальные
исследования одноболтовых нахлесточных соединений [13], позволяющие вскрыть основные особенности
работы ФПС.

119.

Для выявления этих особенностей в НИИ мостов в 1990-1991 гг. были выполнены экспериментальные
исследования деформирования нахлесточных соединений такого типа. Анализ полученных диаграмм
деформирования позволил выделить для них 3 характерных стадии работы, показанных на рис. 3.1.
На первой стадии нагрузка Т не превышает несущей способности соединения [Т], рассчитанной как для
обычного соединения на фрикционных высокопрочных болтах.
На второй стадии Т > [Т] и происходит преодоление сил трения по контактным плоскостям соединяемых
элементов при сохраняющих неподвижность шайбах высокопрочных болтов. При этом за счет деформации
болтов в них растет сила натяжения, и как следствие растут силы трения по всем плоскостям контактов.
На третьей стадии происходит срыв с места одной из шайб и
дальнейшее взаимное смещение соединяемых элементов. В процессе
подвижки наблюдается интенсивный износ во всех контактных парах,
сопровождающийся падением натяжения болтов и, как следствие,
снижение несущей способности соединения.
В процессе испытаний наблюдались следующие случаи выхода из
строя ФПС:
• значительные взаимные перемещения соединяемых деталей, в
Рис.3.1. Характерная диаграмма деформирования
ФПС
1 – упругая работа ФПС;
2 – стадия проскальзывания листов ФПС при
заклиненных шайбах, характеризующаяся ростом
натяжения болта вследствие его изгибной деформации;
3 – стадия скольжения шайбы болта,
характеризующаяся интенсивным износом контактных
поверхностей.
ходе" элементов соединения;
результате которых болт упирается в край овального отверстия и в
конечном итоге срезается;
• отрыв головки болта вследствие малоцикловой усталости;
• значительные пластические деформации болта, приводящие к его
необратимому удлинению и исключению из работы при “обратном

120.

• значительный износ контактных поверхностей, приводящий к ослаблению болта и падению несущей
способности ФПС.
Отмеченные результаты экспериментальных исследований представляют двоякий интерес для описания
работы ФПС. С одной стороны для расчета усилий и перемещений в элементах сооружений с ФПС важно
задать диаграмму деформирования соединения. С другой стороны необходимо определить возможность
перехода ФПС в предельное состояние.
Для описания диаграммы деформирования наиболее существенным представляется факт интенсивного
износа трущихся элементов соединения, приводящий к падению сил натяжения болта и несущей способности
соединения. Этот эффект должен определять работу как стыковых, так и нахлесточных ФПС. Для
нахлесточных ФПС важным является и дополнительный рост сил натяжения вследствие деформации болта.
Для оценки возможности перехода соединения в предельное состояние необходимы следующие
проверки:
а) по предельному износу контактных поверхностей;
б) по прочности болта и соединяемых листов на смятие в случае исчерпания зазора ФПС u0;
в) по несущей способности конструкции в случае удара в момент закрытия зазора ФПС;
г) по прочности тела болта на разрыв в момент подвижки.
Если учесть известные результаты [11,20,21,26], показывающие, что закрытие зазора приводит к
недопустимому
росту
ускорений
в
конструкции,
то
проверки
(б)
и
(в)
заменяются
проверкой,
ограничивающей перемещения ФПС и величиной фактического зазора в соединении u0.
Решение вопроса об износе контактных поверхностей ФПС и подвижке в соединении должно
базироваться на задании диаграммы деформирования соединения, представляющей зависимость его
несущей способности Т от подвижки в соединении s. Поэтому получение зависимости Т(s) является основным

121.

для разработки методов расчета ФПС и сооружений с такими соединениями. Отмеченные особенности
учитываются далее при изложении теории работы ФПС.
3.2. Общее уравнение для определения несущей способности ФПС
Для построения общего уравнения деформирования ФПС обратимся к более сложному случаю
нахлесточного соединения, характеризующегося трехстадийной диаграммой деформирования. В случае
стыкового соединения второй участок на диаграмме Т(s) будет отсутствовать.
Первая стадия работы ФПС не отличается от работы обычных фрикционных соединений. На второй и
третьей стадиях работы несущая способность соединения поменяется вследствие изменения натяжения
болта. В свою очередь натяжение болта определяется его деформацией (на второй стадии деформирования
нахлесточных соединений) и износом трущихся поверхностей листов пакета при их взаимном смещении. При
этом для теоретического описания диаграммы деформирования воспользуемся классической теорией износа
[5, 14, 23], согласно которой скорость износа V пропорциональна силе нормального давления (натяжения
болта) N:
V K N,
(3.1)
где К— коэффициент износа.
В свою очередь силу натяжения болта N можно представить в виде:
N N0 a N1 N2
(3.2)
здесь N 0 - начальное -натяжение болта, а - жесткость болта;
a
EF , где l - длина болта, ЕF - его погонная жесткость,
l
N1 k f ( s ) - увеличение натяжения болта вследствие его деформации;

122.

N2 ( s ) - падение натяжения болта вследствие его пластических деформаций;
s - величина подвижки в соединении, - износ в соединении.
Для стыковых соединений обе добавки N1 N 2 0 .
Если пренебречь изменением скорости подвижки, то скорость V можно представить в виде:
V
d d ds
V ср ,
dt
ds dt
(3.3)
где V ср — средняя скорость подвижки.
После подстановки (3.2) в (3.1) с учетом (3.3) получим уравнение:
k a k N0 к f ( s ) ( s ) ,
(3.4)
где k K / Vср .
Решение уравнения (3.4) можно представить в виде:
k N0 a
1
1 e
kas
k e ka( s z ) k f ( z ) ( z ) dz ,
s
0
или
s
0
k N0 a 1 e kas k k f ( z ) ( z ) ekazdz N0 a 1 .
(3.5)
3.3. Решение общего уравнения для стыковых ФПС
Для стыковых соединений общий интеграл (3.5) существенно упрощается, так как в этом случае
N 1 N 2 0 , и обращаются в 0 функции
f(z)
и ( z ) , входящие в (3.5). С учетом сказанного использование
интеграла. (3.5) позволяет получить следующую формулу для определения величины износа :

123.

1 e kas k N0 a 1
(3.6)
Падение натяжения N при этом составит:
N 1 e kas k N0 ,
(3.7)
а несущая способность соединений определяется по формуле:
T T0 f N T0 f 1 e kas k N 0 a 1
Как
видно
(3.8)
T0 1 1 e kas k a 1 .
из
полученной
формулы
относительная
несущая
способность соединения КТ =Т/Т0 определяется всего двумя параметрами
- коэффициентом износа k и жесткостью болта на растяжение а. Эти
Рис.3.2.Падение несущей способности ФПС в
зависимости от величины подвижки для болта 24
мм при коэффициенте износа k=5 10-8Н-1 для
различной толщины листов пакета l
- l=20 мм; - l=30 мм; - l=40 мм; - l=50 мм;
- l=60 мм; - l=70 мм; - l=40 мм
параметры могут быть заданы с достаточной точностью и необходимые
для этого данные имеются в справочной литературе.
На рис. 3.2 приведены зависимости КТ(s) для болта диаметром 24 мм
и коэффициента износа k~5×10-8 H-1 при различных значениях толщины
пакета l, определяющей жесткость болта
а. При этом для наглядности несущая
способность соединения Т отнесена к
своему начальному значению T0, т.е.
графические зависимости представлены
в безразмерной форме. Как видно из
рисунка,
Рис.3.3. Падение несущей способности ФПС в
зависимости от величины подвижки для болта
24 мм при коэффициенте износа k=3 10-8Н-1 для
различной толщины листов пакета l
- l=20 мм; - l=30 мм; - l=40 мм;
- l=50 мм; - l=60 мм; - l=70 мм; - l=80 мм
падает
несущую
с
ростом
влияние
толщины
износа
способность
пакета
листов
соединений.
на
В

124.

целом падение несущей способности соединений весьма существенно и при реальных величинах подвижки s
2 3см составляет для стыковых соединений 80-94%. Весьма существенно на характер падений несущей
способности соединения сказывается коэффициент износа k. На рис.3.3 приведены зависимости несущей
способности соединения от величины подвижки s при k~3×10-8 H-1.
Исследования показывают, что при k > 2 10-7 Н-1 падение несущей способности соединения превосходит
50%. Такое падение натяжения должно приводить к существенному росту взаимных смещений соединяемых
деталей и это обстоятельство должно учитываться в инженерных расчетах. Вместе с тем рассматриваемый
эффект
будет
приводить
к
снижению
нагрузки,
передаваемой
соединением.
Это
позволяет
при
использовании ФПС в качестве сейсмоизолирующего элемента конструкции рассчитывать усилия в ней,
моделируя ФПС демпфером сухого трения.
3.4. Решение общего уравнения для нахлесточных ФПС
Для нахлесточных ФПС общее решение (3.5) определяется видом функций f(s) и >(s).Функция f(s)
зависит от удлинения болта вследствие искривления его оси. Если принять для искривленной оси
аппроксимацию в виде:
u( x ) s sin
x
2l
,
(3.9)
где x — расстояние от середины болта до рассматриваемой точки (рис. 3.3), то длина искривленной оси
стержня составит:

125.

1
L
2
1
1
2
1
2
2
du
1 dx
dx
1
s 2 2
1
2
x
8l 2 1
2
2l
2
cos
1 s
2
4l
2
dx 1
cos
2l
1
dx
2
2 2
1 s cos x dx
8l 2
2l
1
2
s 2 2
.
8l
Удлинение болта при этом определится по формуле:
s 2 2
l L l
.
8l
(3.10)
Учитывая, что приближенность представления (3.9) компенсируется коэффициентом k, который может
быть определен из экспериментальных данных, получим следующее представление для f(s):
f(s) s
2
l
.
Для дальнейшего необходимо учесть, что деформирование тела болта будет иметь место лишь до
момента срыва его головки, т.е. при s < s0. Для записи этого факта воспользуемся единичной функцией
Хевисайда :
s2
f ( s ) ( s s0 ).
l
(3.11)
Перейдем теперь к заданию функции (s). При этом необходимо учесть следующие ее свойства:
1. пластика проявляется лишь при превышении подвижкой s некоторой величины Sпл, т.е. при Sпл<s<S0.
2. предельное натяжение стержня не превосходит усилия Nт, при котором напряжения в стержне
достигнут предела текучести, т.е.:
lim ( N0 кf ( s ) ( s )) 0 .
s
(3.12)
Указанным условиям удовлетворяет функция (s) следующего вида:

126.

( s ) N пл ( NТ N пл ) ( 1 e q( s S пл ) ) 1 ( s s0 ) ( s S пл).
(3.13)
Подстановка выражений (3.11, 3.12) в интеграл (3.5) приводит к следующим зависимостям износа листов
пакета от перемещения s:
при s<Sпл
s
N0
k
2
2
( 1 e k1as ) s 2
s
1 e k1as ,
a
al
k1a
k1a 2
(3.14)
при Sпл< s<S0
( s ) I ( Sпл ) k1(
),
NT
N N пл
1 ek1a( S пл s ) T
k1a
k1 a
(3.15)
e ( S пл s ) ek1a( S пл s )
при s<S0
( s ) II ( S0 )
N ( S0 )
( 1 e k 2 a( s S0 ) ).
a
(3.16)
Несущая способность соединения определяется при этом выражением:
T T0 fv a .
(3.17)
Здесь fv— коэффициент трения, зависящий в общем случае от скорости подвижки v. Ниже мы используем
наиболее распространенную зависимость коэффициента трения от скорости, записываемую в виде:
f
f0
,
1 kvV
(3.18)
где kv — постоянный коэффициент.
Предложенная зависимость содержит 9 неопределенных параметров:
k1, k2, kv, S0, Sпл, q, f0, N0, и k0. Эти параметры должны определяться из данных эксперимента.

127.

В отличие от стыковых соединений в формуле (3.17) введено два коэффициента износа - на втором
участке диаграммы деформирования износ определяется трением между листами пакета и характеризуется
коэффициентом износа k1, на третьем участке износ определяется трением между шайбой болта и наружным
листом пакета; для его описания введен коэффициент износа k2.
На рис. 3.4 приведен пример теоретической диаграммы деформирования при реальных значениях
параметров k1 = 0.00001; k2 =0.000016; kv = 0.15; S0 = 10 мм; Sпл = 4 мм; f0 = 0.3; N0 = 300 кН. Как видно из
рисунка, теоретическая диаграмма деформирования соответствует описанным выше экспериментальным
диаграммам.
Рис. 3.4 Теоретическая диаграмма деформирования
ФПС

128.

129.

26
4. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ ФПС
Для анализа работы ФПС и сооружений с такими соединениями необходимы
фактические
данные
о
параметрах
исследуемых
соединений.
Экспериментальные
исследования работы ФПС достаточно трудоемки, однако в 1980-85 гг. такие исследования
были начаты в НИИ мостов А.Ю.Симкиным [3,11]. В частности, были получены записи Т(s)
для нескольких одноболтовых и четырехболтовых соединений.
Для анализа поведения ФПС были испытаны соединения с болтами диаметром 22, 24,
27 и 48 мм. Принятые размеры образцов обусловлены тем, что диаметры 22, 24 и 27 мм
являются наиболее распространенными. Однако при этом в соединении необходимо
размещение слишком большого количества болтов, и соединение становится громоздким.
Для уменьшения числа болтов необходимо увеличение их диаметра. Поэтому было
рассмотрено ФПС с болтами наибольшего диаметра 48 мм. Общий вид образцов показан на
рис. 4.1.
Рис. 4.1 Общий вид образцов ПС с болтами 48 мм

130.

ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ ФПС
Для анализа работы ФПС и сооружений с такими соединениями необходимы фактические данные о
параметрах исследуемых соединений. Экспериментальные исследования работы ФПС достаточно трудоемки,
однако в 1980-85 гг. такие исследования были начаты в НИИ мостов А.Ю.Симкиным [3,11]. В частности, были
получены записи Т(s) для нескольких одноболтовых и четырехболтовых соединений.
Для анализа поведения ФПС были испытаны соединения с болтами диаметром 22, 24, 27 и 48 мм.
Принятые размеры образцов обусловлены тем, что диаметры 22, 24 и 27 мм являются наиболее
распространенными. Однако при этом в соединении необходимо размещение слишком большого количества
болтов, и соединение становится громоздким. Для уменьшения числа болтов необходимо увеличение их
диаметра. Поэтому было рассмотрено ФПС с болтами наибольшего диаметра 48 мм. Общий вид образцов
показан на рис. 4.1.
Рис. 4.1 Общий вид образцов

131.

Пластины ФПС были выполнены из толстолистовой стали марки 10ХСНД. Высокопрочные болты были
изготовлены тензометрическими из стали 40Х "селект" в соответствии с требованиями [6]. Контактные
поверхности
пластин
были
обработаны
протекторной
цинкосодержащей
грунтовкой
ВЖС-41
после
дробеструйной очистки. Болты были предварительно протарированы с помощью электронного пульта АИ-1 и
при сборке соединений натягивались по этому же пульту в соответствии с тарировочными зависимостями
ручным ключом на заданное усилие натяжения N0.
Испытания проводились на пульсаторах в НИИ мостов и на универсальном динамическом стенде УДС-100
экспериментальной базы ЛВВИСКУ. В испытаниях на стенде импульсная нагрузка на ФПС обеспечивалась
путем удара движущейся массы М через резиновую прокладку в рабочую тележку, связанную с ФПС жесткой
тягой. Масса и скорость тележки, а также жесткость прокладки подбирались таким образом, чтобы при
неподвижной рабочей тележке получился импульс силы с участком, на котором сила сохраняет постоянное
значение, длительностью около 150 мс. Амплитудное значение импульса силы подбиралось из условия
некоторого превышения несущей способности ФПС. Каждый образец доводился до реализации полного
смещения по овальному отверстию.
Во время испытаний на стенде и пресс-пульсаторах контролировались следующие параметры:
• величина динамической продольной силы в пакете ФПС;
• взаимное смещение пластин ФПС;
• абсолютные скорости сдвига пластин ФПС;
• ускорение движения пластин ФПС и ударные массы (для испытаний на стенде).
После каждого нагружения проводился замер напряжения высокопрочного болта.
Из полученных в результате замеров данных наибольший интерес представляют для нас зависимости
продольной силы, передаваемой на соединение (несущей способности ФПС), от величины подвижки S. Эти

132.

зависимости могут быть получены теоретически по формулам, приведенным выше в разделе 3. На рисунках
4.2 - 4.3 приведено графическое
Рис. 4.2, 4.3 Экспериментальные диаграммы
представление
полученных
ФПС. Из рисунков видно, что характер зависимостей
деформирования
ФПС диаграмм
для болтов деформирования
22 мм и 24 мм.
Т(s) соответствует в целом принятым гипотезам и результатам теоретических построений предыдущего
раздела. В частности, четко проявляются три участка деформирования соединения: до проскальзывания
элементов соединения, после проскальзывания листов пакета и после проскальзывания шайбы относительно
наружного листа пакета. Вместе с тем, необходимо отметить существенный разброс полученных диаграмм.
Это связано, по-видимому, с тем, что в проведенных испытаниях принят наиболее простой приемлемый
способ обработки листов пакета. Несмотря на наличие существенного разброса, полученные диаграммы
оказались пригодными для дальнейшей обработки.
В
результате
предварительной
обработки
экспериментальных
данных
построены
диаграммы
деформирования нахлесточных ФПС. В соответствии с ранее изложенными теоретическими разработками эти
диаграммы должны описываться уравнениями вида (3.14). В указанные уравнения входят 9 параметров:

133.

N0— начальное натяжение; f0 — коэффициент трения покоя;
k0 — коэффициент, определяющий влияние скорости на коэффициент трения скольжения;
k1— коэффициент износа по контакту трущихся листов пакета;
k2— коэффициент износа по контакту листа и шайбы;
Sпл — предельное смещение, при котором возникают пластические деформации в теле болта;
S0— предельное смещение, при котором возникает срыв шайбы болта относительно листа пакета;
к — коэффициент, характеризующий увеличение натяжения болта вследствие геометрической
нелинейности его работы;
q — коэффициент, характеризующий уменьшение натяжения болта вследствие его пластической работы.
Обработка экспериментальных данных заключалась в определении этих 9 параметров. При этом
параметры варьировались на сетке их возможных значений. Для каждой девятки значений параметров по
методу наименьших квадратов вычислялась величина невязки между расчетной и экспериментальной
диаграммами деформирования, причем невязка суммировалась по точкам цифровки экспериментальной
диаграммы.
Для поиска искомых значений параметров для болтов диаметром 24 мм последние варьировались в
следующих пределах:
k1, k2— от 0.000001 до 0.00001 с шагом 0.000001 Н; kv— от 0 до 1 с шагом 0.1 с/мм;
S0 — от величины Sпл до 25 с шагом 1 мм; Sпл — от 1 до 10 с шагом 1 мм;
q— от 0.1 до 1 с шагом 0.1 мм~1; f0— от 0.1 до 0.5 с шагом 0.05;
N0— от 30 до 60 с шагом 5 кН; к — от 0.1 до 1 с шагом 0.1;

134.

На рис. 4.4 и 4.5 приведены характерные
диаграммы
деформирования
полученные
экспериментально
соответствующие
диаграммы.
ФПС,
им
Сопоставление
натурных данных
и
теоретические
расчетных
указывают на то,
и
что
подбором параметров ФПС удается добиться
Рис.4.4
Рис. 4.5
хорошего совпадения натурных и расчетных
диаграмм
деформирования
ФПС.
Расхождение диаграмм на конечном их участке обусловлено резким падением скорости подвижки перед
остановкой, не учитываемым в рамках предложенной теории расчета ФПС. Для болтов диаметром 24 мм
было обработано 8 экспериментальных диаграмм деформирования. Результаты определения параметров
соединения для каждой из подвижек приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Результаты определения параметров ФПС
параметры k1106, k2
k ,
S0, SПЛ
q,
f0 N0, к
1
6
-1
N подвижки кН10 , с/мм мм мм мм
кН
1
кН1
11
32
0.25 11
9 0.0000 0.34 105 260
2
8
15
0,24 8
7 0.0004
0.36 152 90
1
3
12
27
0.44 13.5 11.2 0.0001
0.39 125 230
4
4
7
14
0.42 14.6 12 0.0001
0.29 193 130
2
5
14
35
0.1
8 4.2 0.0006
0.3 370 310
1
6
6
11
0.2 12
9 0.0000 0.3 120 100
7
8
20
0.2 19 16 0.0000
0.3 106 130
2
8
8
15
0.3
9 2.5 0.0002
0.35 154 75
1
8

135.

Приведенные в таблице 4.1 результаты вычислений параметров соединения были статистически
обработаны и получены математические ожидания и среднеквадратичные отклонения для каждого из
параметров. Их значения приведены в таблице 4.2. Как видно из приведенной таблицы, значения параметров
характеризуются значительным разбросом. Этот факт затрудняет применение одноболтовых ФПС с
рассмотренной обработкой поверхности (обжиг листов пакета). Вместе с тем, переход от одноболтовых к
многоболтовым соединениям должен снижать разброс в параметрах диаграммы деформирования.
Таблица. 4.2.
Результаты статистической обработки значений параметров ФПС
Значения параметров
Параметры
математическо среднеквадратичн
соединени
е
ое
6я
1
ожидание
отклонение
k1 10 , КН9.25
2.76
6
1
k2 10 , кН21.13
9.06
kv с/мм
0.269
0.115
S0, мм
11.89
3.78
Sпл , мм
8.86
4.32
-1
q, мм
0.00019
0.00022
f0
0.329
0.036
Nо,кН
165.6
87.7
165.6
88.38
5. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ДИАГРАММЫ
ДЕФОРМИРОВАНИЯ МНОГОБОЛТОВЫХ

136.

ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (ФПС)
5.1. Общие положения методики расчета
многоболтовых ФПС
Имеющиеся теоретические и экспериментальные исследования одноболтовых ФПС позволяют перейти к
анализу многоболтовых соединений. Для упрощения задачи примем широко используемое в исследованиях
фрикционных болтовых соединений предположение о том, что болты в соединении работают независимо. В
этом случае математическое ожидание несущей способности T и дисперсию DT (или среднеквадратическое
отклонение T ) можно записать в виде:
T( s )
DT
T ( s , 1 , 2 ,... k ) p1( 1 ) p2 ( 2 )...pk ( k )d 1d 2 ...d k
2
( T T ) p1 p2 ... pk d 1d 2 ...d k
(5.1)
2
... T 2 p1 p2 ... pk d 1d 2 ...d k T
(5.2)
T DT
(5.3)
В приведенных формулах:
T ( s , 1 , 2 ,... k ) - найденная выше зависимость несущей способности T от подвижки s и параметров
соединения i; в нашем случае в качестве параметров выступают коэффициент износа k, смещение при
срыве соединения S0 и др.

137.

pi(ai) — функция плотности распределения i-го параметра; по имеющимся данным нам известны лишь
среднее значение i и их стандарт (дисперсия).
Для дальнейших исследований приняты два возможных закона распределения параметров ФПС:
равномерное в некотором возможном диапазоне изменения параметров min i max и нормальное. Если
учесть, что в предыдущих исследованиях получены величины математических ожиданий i и стандарта i , то
соответствующие функции плотности распределения записываются в виде:
а) для равномерного распределения
pi
1
при 3 3
2 i 3
(5.4)
и pi = 0 в остальных случаях;
б) для нормального распределения
pi
1
i 2
2
i ai
e
2 i 2
.
(5.5)
Результаты расчетного определения зависимостей T(s) и (s) при двух законах распределения
сопоставляются между собой, а также с данными натурных испытаний двух, четырех, и восьми болтовых
ФПС.
5.2. Построение уравнений деформирования стыковых многоболтовых ФПС
Для вычисления несущей способности соединения сначала рассматривается более простое соединение
встык. Такое соединение характеризуется всего двумя параметрами - начальной несущей способностью Т0 и

138.

коэффициентом
износа
k. При этом несущая способность одноболтового соединения описывается
уравнением:
T=Toe-kas .
(5.6)
В случае равномерного распределения математическое ожидание несущей способности соединения из п
болтов составит:
k T 3
dk
dT
kas
T
e
2 k 3 2 T 3
3 k T 3
T0 T 3
T n
T0 T
nT0 e kas
sh( sa k 3 )
sa k
(5.7)
.
При нормальном законе распределения математическое ожидание несущей способности соединения из п
болтов определится следующим образом:
T n
kas
Te
1
T 2
e
( T T ) 2
2 T 2
1
k 2
e
( k k )2
2 k 2
dkdT
( k k )2
( T T ) 2
1
1
2 k 2
2 T 2
kas
n
Te
dT
e
e
dk
.
T 2
k 2
Если учесть, что для любой случайной величины
x
с математическим ожиданием
x функцией
распределения р(х} выполняется соотношение:
x x p( x ) dx ,
то первая скобка. в описанном выражении для вычисления несущей способности соединения Т равна
математическому ожиданию начальной несущей способности Т0. При этом:

139.

T nT0
1
k
kas
( k k )2
2 k 2
e
2
dk .
Выделяя в показателе степени полученного выражения полный квадрат, получим:
T nT0
nT0
1
k 2
1
k 2
k k as k2 2 as k as k2
2 k2
e
2
dk
2
as 2
k k as k2
k
as k
2
2 k2
e
e
dk .
Подынтегральный член в полученном выражении с учетом множителя
как
функцию
плотности
нормального
распределения
с
1
k 2
представляет не что иное,
математическим
ожиданием
k as k2
и
среднеквадратичным отклонением k . По этой причине интеграл в полученном выражении тождественно
равен 1 и выражение для несущей способности соединения принимает окончательный вид:
T nT0 e
ask
a 2 s 2 k2
2
.
(5.8)
Соответствующие принятым законам распределения дисперсии составляют:
для равномерного закона распределения
T2
2
1 2 F ( 2 x ) F ( x ) ,
T0
2 2 ask
D nT0 e
где F ( x ) shx ; x sa k 3
x
для нормального закона распределения
(5.9)

140.

2
2
2 1 A
A1
2
D n T0 T 1 ( A1 ) e T0 e 1 ( A ) ,
2
(5.10)
где A1 2 as( k2 as k ).
Представляет
интерес
сопоставить
полученные
зависимости
с
аналогичными
зависимостями,
выведенными выше для одноболтовых соединений.
Рассмотрим, прежде всего, характер изменения несущей способности ФПС по мере увеличения подвижки
s и коэффициента износа k для случая использования равномерного закона распределения в соответствии с
формулой (5.4). Для этого введем по аналогии с (5.4) безразмерные характеристики изменения несущей
способности:
относительное падение несущей способности
sh( x )
kas
T
x
1
e
nT0
.
(5.11)
коэффициент перехода от одноболтового к многоболтовому соединению
1
T
nT0 e kas
sh( x )
.
x
(5.12)
Наконец для относительной величины среднеквадратичного отклонения с с использованием формулы
(5.9) нетрудно получить
1
nT0 e kas
2
1
T2 sh2 x shx
1
.
2 2 x
n
x
T
0
(5.13)
Аналогичные зависимости получаются и для случая нормального распределения:
2
1 A
e 1 ( A ) ,
2
(5.14)

141.

2 2
2
k s
1 2 kas
e
1 ( A ) ,
2
2
(5.15)
2
T2
1
A1 1 A
1
1
(
A
)
e
e
1
(
A
)
1
2
,
2
n
T
0
(5.16)
где
k2 s 2
A
2 s ka ,
2
A1 2 As ( k2 sa k ) ,
( A )
2
A
2
z
e dz .
0
На рис. 5.1 - 5.2 приведены зависимости i и i от величины подвижки s. Кривые построены при тех же
значениях переменных, что использовались нами ранее при построении зависимости T/T0 для одноболтового
соединения. Как видно из рисунков, зависимости
i ( k , s ) аналогичны зависимостям, полученным для
одноболтовых соединений, но характеризуются большей плавностью, что должно благоприятно сказываться
на работе соединения и конструкции в целом.
Особый интерес представляет с нашей точки зрения зависимость коэффициента перехода i ( k , a , s ) . По своему смыслу математическое ожидание
несущей способности многоболтового соединения T получается из несущей способности одноболтового соединения Т1 умножением на , т.е.:
T T1
(5.17)
Согласно (5.12) lim x 1 . В частности, 1 при неограниченном увеличении математического ожидания коэффициента износа k или
смещения s. Более того, при выполнении условия
k k 3
(5.18)
будет иметь место неограниченный рост несущей способности ФПС с увеличением подвижки s, что противоречит смыслу задачи.
Полученный результат ограничивает возможность применения равномерного распределения условием (5.18).

142.

Что касается нормального распределения, то возможность его применения определяется пределом:
lim 2
s
1
lim e ( kas A ) 1 ( A ) .
2 s
Для анализа этого предела учтем известное в теории вероятности соотношение:
x2
1
1
lim 1 x lim
e 2 .
x
x
x
2

143.

1=
а)
S, мм

144.

2=Т/nT0
Подвижка S, мм
Рис.5.1. Графики зависимости расчетного снижения несущей способности ФПС от величины подвижки в соединении при различной толщине пакета
листов l
а) при использовании равномерного закона распределения параметров ФПС
б) при использовании нормального закона распределения параметров ФПС
● - l=20мм; ▼ - l=30мм; □ - l=40мм; - l=50мм; - l=60мм; ○ - l=70мм; - l=80мм;

145.

1
а)
S, мм

146.

Коэффициент перехода 2
б)
Подвижка S, мм
Рис.5.2. Графики зависимости коэффициента перехода от одноболтового к многоболтовому ФПС от величины подвижки в соединении при различной
толщине пакета листов l
а) при использовании равномерного закона распределения параметров ФПС
б) при использовании нормального закона распределения параметров ФПС
● - l=20мм; - l=30мм; □ - l=40мм; - l=50мм; - l=60мм; ○ - l=70мм; - l=80мм
С учетом сказанного получим:
A2
1
1 2 1
0.
lim 2 lim e kas A
e
s
s 2
A
2
(5.19)
Предел (5.19) указывает на возможность применения нормального закона распределения при любых соотношениях k и k.

147.

Результаты обработки экспериментальных исследований, выполненные ранее, показывают, что разброс значений несущей способности ФПС для случая
обработки поверхностей соединяемых листов путем нанесения грунтовки ВЖС достаточно велик и достигает 50%. Однако даже в этом случае применение
ФПС вполне приемлемо, если перейти от одноболтовых к многоболтовым соединениям. Как следует из полученных формул (5.13, 5.16), для
среднеквадратичного отклонения 1 последнее убывает пропорционально корню из числа болтов. На рисунке 5.3 приведена зависимость относительной
величины среднеквадратичного отклонения 1 от безразмерного параметра х для безразмерной подвижки 2-х, 4-х, 9-ти и 16-ти болтового соединений.
Значения T и T0 приняты в соответствии с данными выполненных экспериментальных исследований. Как видно из графика, уже для 9-ти болтового
соединения разброс значений несущей способности Т не превосходит 25%, что следует считать вполне приемлемым.
Рис.5.3. Зависимость относительного разброса несущей
способности ФПС от величины подвижки при различном
числе болтов n
5.3. Построение уравнений деформирования нахлесточных многоболтов ых соединений

148.

Распространение использованного выше подхода на расчет нахлесточных соединений достаточно громоздко из-за большого количества случайных
параметров, определяющих работу соединения. Однако с практической точки зрения представляется важным учесть лишь максимальную силу трения Тmax,
смещение при срыве соединения S0 и коэффициент износа k. При этом диаграмма деформирования соединения между точками (0,Т0) и (S0, Tmax)
аппроксимируется линейной зависимостью. Для учета излома графика T(S) в точке S0 введена функция :
1 при 0 S S 0
0 при S S 0
S , S 0
(5.20)
При этом диаграмма нагружения ФПС описывается уравнением:
T ( S ) T1( S , S0 ,T0 ,Tmax ) ( S , S0 ) T2 ( S ,Tmax ,k , S0 ) 1 ( S , S0 ) ,
где T1( S ) T0 ( Tmax T0 )
S
,
S0
(5.21)
T2 ( S ) Tmax e ka( S S0 ) .
Математическое ожидание несущей способности нахлесточного соединения из n болтов определяется следующим интегралом:
T n
T ( S ) p( k ) p( S0 ) p( Tmax ) dk dS0 dT0 dTmax n I1 I 2
(5.22)
k S0 T0 Tmax
Обратимся сначала к вычислению первого интеграла. После подстановки в (5.22) представления для Т1 согласно (5.20) интеграл I1 может быть
представлен в виде суммы трех интегралов:
s
I 1 T0 ( Tmax T0 ) s , S 0 p( S 0 ) p( T0 ) p( Tmax )
S0
S0 T0 Tmax
dS 0 dT0 dTmax I 1,1 I 1,2 I 1,3
где
(5.23)

149.

I1,1
T0 p( T0 ) ( s ,S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax )dTmax dS0 dT0
S0 T0 Tmax
T0 p( T0 )dT0 s , S0 p( S0 )dS0 Tmax p( Tmax )dTmax
T0
S0
Tmax
Если учесть, что для любой случайной величины x выполняются соотношения:
p( x )dx 1
и
xp( x )dx x ,
то получим
I 1,1 T ( s , S0 )p( S0 ) dS0 .
S0
Аналогично
I1,2
s
Tmax S0 ( s ,S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax ) dS0 dT0 dTmax
S0 T0 Tmax
T max
( s , S0 )
S0
S0
p( S0 ) dS0 .
s
I1,3
T0 S0 ( s ,S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax ) dS0 dT0 dTmax
S0 T0 Tmax
T0
S0
( s , S0 )
S0
p( S0 ) dS0 .
Если ввести функции

150.

1 ( s ) ( s , S 0 ) p( S 0 ) dS0
(5.24)
и
( s , S0 )
S0
1( s )
p( S 0 ) dS0 ,
(5.25)
то интеграл I1 можно представить в виде:
I 1 T 1( s ) ( T max T 0 )s 2 ( s ).
(5.26)
Если учесть, что на первом участке s < S0, то с учетом (5.20) формулы (5.24) и (5.25) упростятся и примут вид:
1( s ) p( S0 )dS0
(5.27)
s
2( s )
s
p( S0 )
dS0 .
S0
(5.28)
Для нормального распределения p(S0) функция 1 1 erf ( s ) , а функция записывается в виде:
( S0 S 0 )2
2
s
e
2 s2
S0
dS0 .
(5.29)
Для равномерного распределения функции 1 и 2 могут быть представлены аналитически:
1 при s S 0 s 3
1 S0 s 3 s при S 0 s 3 s S 0 s 3
0 при s S 0 s 3 .
(5.30)

151.

S0 s 3
1
ln
при s S 0 s 3
2 s 3 S 0 s 3
S0 s 3
1
2
ln
при S 0 s 3 s S 0 s 3
s
2 s 3
0 при s S 0 s 3
Аналитическое
представление
для
(5.31)
интеграла
(5.23)
весьма
сложно.
Для
большинства
видов
распределений его целесообразно табулировать; для равномерного распределения интегралы I1 и I2
представляются в замкнутой форме:
S0 s 3
S
ln
при S S 0 s 3
T 0 ( T max T 0 )
2 s 3 S 0 s 3
S0 s 3
S0 s 3
1
( T max T 0 )S ln
I1
T 0 S 0 s 3 S ln
(5.32)
s
s
2
3
s
при S 0 s 3 S S 0 s 3
0 при S S 0 3
s
0 при S S 0 s 3
I2 T m
F( S ) F( s 3 )
2 s 3
(5.33)
при S S 0 s 3 ,
причем F ( x ) Ei ax( k k 3 ) Ei ax( k k 3 ) . В формулах (5.32, 5.33) Ei - интегральная показательная
функция.
Полученные формулы подтверждены результатами экспериментальных исследований многоболтовых
соединений и рекомендуются к использованию при проектировании сейсмостойких конструкций с ФПС.

152.

6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФПС И СООРУЖЕНИЙ С
ТАКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Технология изготовления ФПС включает выбор материала элементов соединения,
подготовку контактных поверхностей, транспортировку и хранение деталей, сборку
соединений. Эти вопросы освещены ниже.
6.1. Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий
контактных поверхностей стальных деталей ФПС
и опорных поверхностей шайб
Для ФПС следует применять высокопрочные болты по ГОСТ 553-77, гайки по ГОСТ
22354-74, шайбы по ГОСТ 22355-75 с обработкой опорной поверхности по указаниям
раздела 6.4 настоящего пособия. Основные размеры в мм болтов, гаек и шайб и расчетные
площади поперечных сечений в мм2 приведены в табл.6.1.
Таблица 6.1.
Номиналь
Расчетная
Высота
Высота
ный
площадь
головки
гайки
диаметр по сечения
телу по резьбе
по
Размер
Диаметр
Размеры шайб
Толщина
Диаметр
под ключ опис.окр.
внутр.
нар.
гайки
27
29,9
4
18
37
болта
16
201
157
12
15
18
255
192
13
16
30
33,3
4
20
39
20
314
245
14
18
32
35,0
4
22
44
22
380
303
15
19
36
39,6
6
24
50
24
453
352
17
22
41
45,2
6
26
56
27
573
459
19
24
46
50,9
6
30
66
30
707
560
19
24
46
50,9
6
30
66

153.

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФПС И СООРУЖЕНИЙ С ТАКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Технология изготовления ФПС включает выбор материала элементов соединения, подготовку контактных
поверхностей, транспортировку и хранение деталей, сборку соединений. Эти вопросы освещены ниже.
6.1.
Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий контактных поверхностей стальных
деталей ФПС и опорных поверхностей шайб
Для ФПС следует применять высокопрочные болты по ГОСТ 553-77, гайки по ГОСТ 22354-74, шайбы по
ГОСТ 22355-75 с обработкой опорной поверхности по указаниям раздела 6.4 настоящего пособия. Основные
размеры в мм болтов, гаек и шайб и расчетные площади поперечных сечений в мм2 приведены в табл.6.1.
Таблица 6.1.
Номина Расчетная Высота Высот Разме Диамет
льный
диаметр
болта
площадь головк
сечения
и
а
р под
р
Размеры шайб
Диаметр
внут нар.
на
Толщи
гайки ключ опис.ок
по
р.
р. гайки
по телу по
16
201 резьбе
157
12
15
27
29,9
4
18
37
18
255 192
13
16
30
33,3
4
20
39
20
314 245
14
18
32
35,0
4
22
44
22
380 303
15
19
36
39,6
6
24
50
24
453 352
17
22
41
45,2
6
26
56
27
573 459
19
24
46
50,9
6
30
66

154.

30
707 560
19
24
46
50,9
6
30
66
36
1018 816
23
29
55
60,8
6
39
78
42
1386 1120
26
34
65
72,1
8
45
90
48
1810 1472
30
38
75
83,4
8
52
100
Полная длина болтов в случае использования шайб по ГОС 22355-75 назначается в соответствии с
данными табл.6.2.
Таблица 6.2.
Номинальна Длина резьбы 10
16 18 20 22
я
длина резьбы d
40
*
45
38 *
стержня
50
38 42 *
55
38 42 46 *
60
38 42 46 50
65
38 42 46 50
70
38 42 46 50
75
38 42 46 50
80
38 42 46 50
85
38 42 46 50
90
38 42 46 50
95
38 42 46 50
100
38 42 46 50
105
38 42 46 50
110
38 42 46 50
115
38 42 46 50
120
38 42 46 50
125
38 42 46 50
130
38 42 46 50
140
38 42 46 50
150
38 42 46 50
при номинальном диаметре
24 27 30 36 42 48
*
54
54
54
54
54
54
54
54
54
54
54
54
54
54
54
54
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
78
78
78
78
78
78
78
78
78
78
78
90
90
90
90
90
90
90
90
102
102
102
102
102
102
102

155.

160,
170,
190,
200, 44 48 52 56 60 66 72 84 96 108
180
240,260,280,
220 болты с резьбой по всей длине стержня.
Примечание: знаком * отмечены
300
Для консервации контактных поверхностей стальных деталей следует применять фрикционный
грунт ВЖС 83-02-87 по ТУ. Для нанесения на опорные поверхности шайб методом плазменного
напыления
антифрикционного
покрытия
следует
применять
в
качестве
материала
подложки
интерметаллид ПН851015 по ТУ-14-1-3282-81, для несущей структуры - оловянистую бронзу БРОФ108 по ГОСТ, для рабочего тела - припой ПОС-60 по ГОСТ.
Примечание: Приведенные данные действительны при сроке хранения несобранных конструкций до 1
года.
6.2. Конструктивные требования к соединениям
В конструкциях соединений должна быть обеспечена возможность свободной постановки болтов,
закручивания гаек и плотного стягивания пакета болтами во всех местах их постановки с
применением динамометрических ключей и гайковертов.
Номинальные диаметры круглых и ширина овальных отверстий в элементах для пропуска
высокопрочных болтов принимаются по табл.6.3.
Таблица 6.3.
Группа
Номинальный диаметр болта в мм.
16 18 20 22 24 27 30 36 42 48
соединений
Определяющи 17 19 21 23 25 28 32 37 44 50
х геометрию
Не
определяющи
х геометрию
20
23
25
28
30
33
36
40
45
52

156.

Длины овальных отверстий в элементах для пропуска высокопрочных болтов назначают по
результатам вычисления максимальных абсолютных смещений соединяемых деталей для каждого
ФПС по результатам предварительных расчетов при обеспечении несоприкосновения болтов о края
овальных отверстий, и назначают на 5 мм больше для каждого возможного направления смещения.
ФПС следует проектировать возможно более компактными.
Овальные отверстия одной детали пакета ФПС могут быть не сонаправлены.
Размещение болтов в овальных отверстиях при сборке ФПС устанавливают с учетом назначения
ФПС и направления смещений соединяемых элементов.
При необходимости в пределах одного овального отверстия может быть размещено более одного
болта.
Все контактные поверхности деталей ФПС, являющиеся внутренними для ФПС, должны быть
обработаны грунтовкой ВЖС 83-02-87 после дробеструйной (пескоструйной) очистки.
Не допускается осуществлять подготовку тех поверхностей деталей ФПС, которые являются
внешними поверхностями ФПС.
Диаметр болтов ФПС следует принимать не менее 0,4 от толщины соединяемых пакета
соединяемых деталей.
Во всех случаях несущая способность основных элементов конструкции, включающей ФПС,
должна быть не менее чем на 25% больше несущей способности ФПС на фрикционно-неподвижной
стадии работы ФПС.
Минимально допустимое расстояние от края овального отверстия до края детали должно
составлять:
- вдоль направления смещения >= 50 мм.
- поперек направления смещения >= 100 мм.

157.

В соединениях прокатных профилей с непараллельными поверхностями полок или при наличии
непараллельности
наружных
плоскостей
ФПС
должны
применяться
клиновидные
шайбы,
предотвращающие перекос гаек и деформацию резьбы.
Конструкции ФПС и конструкции, обеспечивающие соединение ФПС с основными элементами
сооружения, должны допускать возможность ведения последовательного не нарушающего связности
сооружения ремонта ФПС.
6.3. Подготовка контактных поверхностей элементов и методы контроля.
Рабочие
посредством
контактные
либо
поверхности
пескоструйной
элементов
очистки
в
и
деталей
соответствии
ФПС
с
должны
быть
подготовлены
указаниями
ВСН
163-76,
либо
дробеструйной очистки в соответствии с указаниями.
Перед обработкой с контактных поверхностей должны быть удалены заусенцы, а также другие
дефекты, препятствующие плотному прилеганию элементов и деталей ФПС.
Очистка должна производиться в очистных камерах или под навесом, или на открытой площадке
при отсутствии атмосферных осадков.
Шероховатость поверхности очищенного металла должна находиться в пределах 25-50 мкм.
На очищенной поверхности не должно быть пятен масел, воды и других загрязнений.
Очищенные контактные поверхности должны соответствовать первой степени удаления окислов и
обезжиривания по ГОСТ 9022-74.
Оценка шероховатости контактных поверхностей производится визуально сравнением с эталоном
или другими апробированными способами оценки шероховатости.

158.

Контроль степени очистки может осуществляться внешним осмотром поверхности при помощи
лупы с увеличением не менее 6-ти кратного. Окалина, ржавчина и другие загрязнения на очищенной
поверхности при этом не должны быть обнаружены.
Контроль
степени
обезжиривания
осуществляется
следующим
образом:
на
очищенную
поверхность наносят 2-3 капли бензина и выдерживают не менее 15 секунд. К этому участку
поверхности прижимают кусок чистой фильтровальной бумаги и держат до полного впитывания
бензина. На другой кусок фильтровальной бумаги наносят 2-3 капли бензина. Оба куска выдерживают
до полного испарения бензина. При дневном освещении сравнивают внешний вид обоих кусков
фильтровальной бумаги. Оценку степени обезжиривания определяют по наличию или отсутствию
масляного пятна на фильтровальной бумаге.
Длительность перерыва между пескоструйной очисткой поверхности и ее консервацией не должна
превышать 3 часов. Загрязнения, обнаруженные на очищенных поверхностях, перед нанесением
консервирующей грунтовки ВЖС 83-02-87 должны быть удалены жидким калиевым стеклом или
повторной очисткой. Результаты проверки качества очистки заносят в журнал.
6.4. Приготовление и нанесение протекторной грунтовки ВЖС 83-02-87.
Требования к загрунтованной поверхности. Методы контроля
Протекторная грунтовка ВЖС 83-02-87 представляет собой двуупаковочный лакокрасочный
материал, состоящий из алюмоцинкового сплава в виде пигментной пасты, взятой в количестве 66,7%
по весу, и связующего в виде жидкого калиевого стекла плотностью 1,25, взятого в количестве 33,3%
по весу.
Каждая партия материалов должна быть проверена по документации на соответствие ТУ.
Применять материалы, поступившие без документации завода-изготовителя, запрещается.

159.

Перед смешиванием составляющих протекторную грунтовку ингредиентов следует довести
жидкое калиевое стекло до необходимой плотности 1,25 добавлением воды.
Для
приготовления
грунтовки
ВЖС
83-02-87
пигментная
часть
и
связующее
тщательно
перемешиваются и доводятся до рабочей вязкости 17-19 сек. при 18-20°С добавлением воды.
Рабочая вязкость грунтовки определяется вискозиметром ВЗ-4 (ГОСТ 9070-59) по методике ГОСТ
17537-72.
Перед и во время нанесения следует перемешивать приготовленную грунтовку до полного
поднятия осадка.
Грунтовка ВЖС 83-02-87 сохраняет малярные свойства (жизнеспособность) в течение 48 часов.
Грунтовка ВЖС 83-02-87 наносится под навесом или в помещении. При отсутствии атмосферных
осадков нанесение грунтовки можно производить на открытых площадках.
Температура воздуха при произведении работ по нанесению грунтовки ВЖС 83-02-87 должна быть
не ниже +5°С.
Грунтовка ВЖС 83-02-87 может наноситься методами пневматического распыления, окраски
кистью, окраски терками. Предпочтение следует отдавать пневматическому распылению.
Грунтовка ВЖС 83-02-87 наносится за два раза по взаимно перпендикулярным направлениям с
промежуточной сушкой между слоями не менее 2 часов при температуре +18-20°С.
Наносить грунтовку следует равномерным сплошным слоем, добиваясь окончательной толщины
нанесенного покрытия 90-110 мкм. Время нанесения покрытия при естественной сушке при
температуре воздуха 18-20 С составляет 24 часа с момента нанесения последнего слоя.
Сушка загрунтованных элементов и деталей во избежание попадания атмосферных осадков и
других загрязнений на невысохшую поверхность должна проводится под навесом.

160.

Потеки, пузыри, морщины, сорность, не прокрашенные места и другие дефекты не допускаются.
Высохшая грунтовка должна иметь серый матовый цвет, хорошее сцепление (адгезию) с металлом и
не должна давать отлипа.
Контроль толщины покрытия осуществляется магнитным толщиномером ИТП-1.
Адгезия определяется методом решетки в соответствии с ГОСТ 15140-69 на контрольных образцах,
окрашенных по принятой технологии одновременно с элементами и деталями конструкций.
Результаты проверки качества защитного покрытия заносятся в Журнал контроля качества
подготовки контактных поверхностей ФПС.
6.4.1 Основные требования по технике безопасности при работе
с грунтовкой ВЖС 83-02-87
Для обеспечения условий труда необходимо соблюдать:
"Санитарные
правила
при
окрасочных
работах
с
применением
ручных
распылителей"
(Министерство здравоохранения СССР, № 991-72)
"Инструкцию по санитарному содержанию помещений и оборудования производственных
предприятий" (Министерство здравоохранения СССР, 1967 г.).
При пневматическом методе распыления, во избежание увеличения туманообразования и расхода
лакокрасочного материала, должен строго соблюдаться режим окраски. Окраску следует производить
в респираторе и защитных очках. Во время окрашивания в закрытых помещениях маляр должен
располагаться
таким
образом,
чтобы
струя
лакокрасочного
материала
имела
направление
преимущественно в сторону воздухозаборного отверстия вытяжного зонта. При работе на открытых

161.

площадках маляр должен расположить окрашиваемые изделия так, чтобы ветер не относил
распыляемый материал в его сторону и в сторону работающих вблизи людей.
Воздушная магистраль
и
окрасочная
аппаратура
должны быть оборудованы редукторами
давления и манометрами. Перед началом работы маляр должен проверить герметичность шлангов,
исправность окрасочной аппаратуры и инструмента, а также надежность присоединения воздушных
шлангов к краскораспределителю и воздушной сети. Краскораспределители, кисти и терки в конце
рабочей смены необходимо тщательно очищать и промывать от остатков грунтовки.
На каждом бидоне, банке и другой таре с пигментной частью и связующим должна быть наклейка
или бирка с точным названием и обозначением этих материалов. Тара должна быть исправной с
плотно закрывающейся крышкой.
При приготовлении и нанесении грунтовки ВЖС 83-02-87 нужно соблюдать осторожность и не
допускать ее попадания на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей.
Рабочие и ИТР, работающие на участке консервации, допускаются к работе только после
ознакомления с настоящими рекомендациями, проведения инструктажа и проверки знаний по технике
безопасности. На участке консервации и в краскозаготовительном помещении не разрешается
работать без спецодежды.
Категорически запрещается прием пищи во время работы. При попадании составных частей
грунтовки или самой грунтовки на слизистые оболочки глаз или дыхательных путей необходимо
обильно промыть загрязненные места.

162.

6.4.2 Транспортировка и хранение элементов и деталей, законсервированных
грунтовкой
ВЖС 83-02-87
Укладывать, хранить и транспортировать законсервированные элементы и детали нужно так,
чтобы исключить возможность механического повреждения и загрязнения законсервированных
поверхностей.
Собирать можно только те элементы и детали, у которых защитное покрытие контактных
поверхностей полностью высохло. Высохшее защитное покрытие контактных поверхностей не
должно иметь загрязнений, масляных пятен и механических повреждений.
При наличии загрязнений и масляных пятен контактные поверхности должны быть обезжирены.
Обезжиривание контактных поверхностей, законсервированных ВЖС 83-02-87, можно производить
водным раствором жидкого калиевого стекла с последующей промывкой водой и просушиванием.
Места механических повреждений после обезжиривания должны быть подконсервированы.
6.5. Подготовка и нанесение антифрикционного покрытия на опорные поверхности
шайб
Производится очистка только одной опорной поверхности шайб в дробеструйной камере каленой
дробью крупностью не более 0,1 мм. На отдробеструенную поверхность шайб методом плазменного
напыления наносится подложка из интерметаллида ПН851015 толщиной . …..м. На подложку из
интерметаллида ПН851015 методом плазменного напыления наносится несущий слой оловянистой

163.

бронзы БРОФ10-8. На несущий слой оловянистой бронзы БРОФ10-8 наносится способом лужения
припой ПОС-60 до полного покрытия несущего слоя бронзы.
6.6. Сборка ФПС
Сборка
ФПС
проводится
с
использованием
шайб
с
фрикционным
покрытием
одной
из
поверхностей, при постановке болтов следует располагать шайбы обработанными поверхностями
внутрь ФПС.
Запрещается очищать внешние поверхности внешних деталей ФПС. Рекомендуется использование
неочищенных внешних поверхностей внешних деталей ФПС.
Каждый болт должен иметь две шайбы (одну под головкой, другую под гайкой). Болты и гайки
должны быть очищены от консервирующей смазки, грязи и ржавчины, например, промыты керосином
и высушены.
Резьба болтов должна быть прогнана путем провертывания гайки от руки на всю длину резьбы.
Перед навинчиванием гайки ее резьба должна быть покрыта легким слоем консистентной смазки.
Рекомендуется следующий порядок сборки:
совмещают отверстия в деталях и фиксируют их взаимное положение;
устанавливают болты и осуществляют их натяжение гайковертами на 90% от проектного усилия.
При сборке многоболтового ФПС установку болтов рекомендуется начать с болта находящегося в
центре тяжести поля установки болтов, и продолжать установку от центра к границам поля установки
болтов;
после проверки плотности стягивания ФПС производят герметизацию ФПС;
болты затягиваются до нормативных усилий натяжения динамометрическим ключом.

164.

165.

166.

167.

168.

169.

170.

171.

172.

173.

174.

175.

176.

177.

178.

179.

180.

181.

182.

183.

184.

185.

186.

187.

188.

189.

190.

191.

192.

193.

194.

195.

196.

197.

198.

199.

200.

201.

202.

203.

МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА И ЖИЛИЩНО- КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ Х.Н. Мажиеву
[email protected]
(МИНСТРОЙ РОССИИ) Садовая-Самотечная ул., д. 10, строение 1, Москва, 127994 тел. (495) 647-15-80, факс (495)
645-73-40 www. т instroyrf.gov. г и
04.07.2022 s 13466-ОГ/08 На Ns Уважаемый Хасан Нажоевич!
В Департаменте градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищнокоммунального хозяйства Российской Федерации на рассмотрении находится Ваше обращение от 10 июня 2022 г. №
П-116755, направленное письмом Аппарата Правительства Российской Федерации от 10 июня 2022 г. № П48-116755
(зарегистрировано в Минстрое России 10 июня 2022 г. № 13169-ОГ), с предложениями по проектированию и
строительству сборно-разборных железнодорожных мостов.
А.Ю. Степанов
Исп. Зайцева Д.Н. +7(495)647-15-80 доб. 61061
В связи с направлением запроса в Минобороны России и Минтранс России, а также необходимостью
дополнительной проработки вопросов, содержащихся в обращении, Минстрой России в целях обеспечения
объективного и всестороннего рассмотрения обращения в соответствии с пунктами 1 и 2 части 1 статьи 10
Федерального закона от 2 мая 2006 г. № 59-ФЗ «О порядке рассмотрения обращений граждан Российской
Федерации» на основании части 2 статьи 12 указанного Федерального закона уведомляет о продлении срока
рассмотрения обращения на 30 дней.
Заместитель Директора Департамента градостроительной деятельности и архитектуры
Подлинник электронного документа, подписанного ЭП, хранится в системе электронного документоборота
Минстроя России СВЕДЕНИЯ О СЕРТИФИКАТЕ ЭП Владелец: Степанов Александр Юрьевич
от Сертификат: 48E1E0B65FD1483255FD22CA16644735E5D3B408 Действителен: 06.10.2021 до 06.01.2023
https://diary.ru/~krestyaninformspbyandexru/p221261089_perspektivy-primeneniya-bystrovozvodimyh-mostov-i-pereprav-izstalnyh-konstrukcij.htm