Варваровский мост глазами проектантов

В статье 1965 года из журнала «Промышленное строительство и инженерные сооружения» есть не только техническое описание проекта Варваровского моста, но и ответ на вопрос, почему именно эта конструкция была применена в Николаеве.

 А. Карпачев
гл. инженер проектов Киевгипротранса
О. Рассказов
зам. гл. инженера Киевгипротранса

Разводной пролет нового городского моста

В 1964 году открыто движение по новому городскому разводному мосту.

Для обеспечения нормального пропуска судов и плавучих подъемных кранов был задан надводный подмостовой габарит больших размеров. Такое требование вызвало необходимость сооружения очень высокого моста либо устройства разводного пролета. По условиям городской застройки и экономическим соображениям вариант моста с разводным пролетом оказался значительно выгоднее и был принят для строительства.

Все речные неразводные пролеты были перекрыты разрезными железобетонными строениями. Для несущих же конструкций разводного пролета с целью значительного уменьшения их веса и мощности механизмов был применен металл.

Сравнение ряда вариантов показало, что по стоимости строительства, простоте изготовления и надежности в эксплуатации для условий мостового перехода наиболее целесообразной является поворотная система разводного пролета. Поэтому разводная часть моста была перекрыта двухконсольным уравновешенным пролетным строением, которое в наведенном положении опирается на центральную и две боковые опоры и работает как двухпролетная неразрезная балка, а при повороте – как двухконсольная балка с опиранием на одну центральную опору.

Центральная опора запроектирована цилиндрической формы, соответствующей расположению механизмов поворота. Диаметр ствола опоры 10 м, а верхней железобетонной плиты – 15,5 м, высота ее над меженным горизонтом 6,8 м. Опора сооружена на высоком свайном ростверке, возведенным на 17 железобетонным сваях-оболочках диаметром 116 см и длиной до 32 м. Такая длина свай вызвана большой глубиной реки и мощной толщей илов, слагающих русло.

Опоры разводного пролета со стороны судового хода снабжены отбойными железобетонными плитами для защиты разводного пролета и свай-оболочек от навала судов. Для защиты концов разводного пролета в раскрытом положении устроены отдельно стоящие отбойные палы на кустах из трех свай-оболочек в каждом.

Поворотное пролетное строение состоит из двух главных балок, соединенных между собой продольными и поперечными связями. По главным балкам установлены поперечные балки, на которые уложены струнобетонные плиты проезжей части. Полная длина поворотного пролета – 129,2 м, расстояние между продольными главными балками – 11 м.

В проекте рассматривался вариант сооружения поворотного пролетного строения с четырьмя главными балками. Такое решение облегчает работу поперечных балок, но увеличивает общий вес металла на 20% и количество монтажных блоков и связей между ними. Последнее обстоятельство привело бы к значительному повышению трудоемкости изготовления конструкций на заводе и при монтаже. По этим соображениям и было принято решение изготовить пролетное строение с двумя главными балками.

Главные балки запроектированы из стали марки 15ХСНД сплошными одностенчатыми клепано-сварной конструкции со сварными стенками толщиной 12-16 мм. Пояса балок, состоящие из листов шириной 1050 мм при общей толщине пакета до 140 мм, приняты клепаными. Такое решение продиктовано технологическими требованиями завода-изготовителя с целью избежать значительных деформаций и температурных напряжений, часто возникающих при сварке столь мощных пакетов.

Для обеспечения устойчивости вертикальных стенок к ним приварены двухсторонние вертикальные и горизонтальные ребра жесткости сечением 200х16 мм. В местах опирания балок на механизм поворота произведено дополнительное усиление стенки короткими ребрами жесткости. Полная длина главных балок – 128,3 м, высота их по оси вращения 6,50 м, по концам –2,66 м. Вес и размеры блоков определялись крановым оборудованием завода-изготовителя и условиями перевозки по железной дороге.

Вертикальные монтажные стыки главных балок выполнялись на высокопрочных болтах диаметром 24 мм из стали 40Х с термической обработкой. Пояса соединялись многоступенчатым универсальным стыком с перекрытием двухсторонними накладками Горизонтальные монтажные стыки стенок – фланцевые на заклепках.

Главные балки соединены между собой системой продольных и поперечных связей. Продольные связи ромбической системы установлены в плоскостях верхних и нижних поясов. Поперечные связи приняты в виде треугольных шпренгельных ферм. Все связи изготовлены из уголков; они прикрепляются к главным балкам на заклепках.

Для передачи нагрузки от пролетного строения на механизм поворота и обеспечения равномерной загрузки катков в месте опирания устроена жесткая сварная балочная клетка по всей высоте главных балок, соединенная с последними на монтажных заклепках. Поперечные балки проезжей части имеют консоли для устройства тротуаров. Укладываются они на верхний пояс главных балок с шагом 3,18 м. С целью уменьшения расчетного пролета поперечных балок предусмотрено их опирание на верхние узлы шпренгельных ферм поперечных связей. Верхний пояс балок запроектирован двухскатным по поперечному уклону проезжей части. Такое решение исключило необходимость укладки по плитам проезжей части сточного треугольника из бетона, что уменьшило вес пролетного строения на 12%. Поперечные балки – сварные двутавровые, длина их 13,8 м, высота по оси проезжей части 46 см, ширина полок 26 см.

По поперечным балкам уложены сборные струнобетонные плиты расчетным пролетом 318 см, длиной 530 см и толщиной 13,5 см. По оси проезжей части плиты соединялись монолитным стыком. Во избежание устройства ковровой изоляции, увеличивающий вес разводного пролета до 8%, плиты изготовлялись из гидрофобного бетона. Покрытие выполнено из асфальтобетона толщиной 40 мм с предварительной обмазкой плит лаком «этиноль» за два раза.

Пролетное строение снабжено центральным поворотным устройством и концевыми замыкающими механизмами.

Центральное устройство, осуществляющее поворот разводного пролета, состоит из центрирующей оси и 64 конических катков вращения, расположенных между нижним и верхним путями катания диаметром 11,2 м. Нижний путь опирается на сварной цевочный обод, который закреплен анкерными болтами к железобетонной плите опоры. На верхний путь установлен цилиндрический сварной барабан, воспринимающий нагрузку от главных балок, и опорной жесткой балочной клетки пролетного строения.

Цевочный обод представляет собой сварную двухстенчатую конструкцию, имеющей в плане форму кольца. К полкам обода с наружной стороны закреплены металлические стержни диаметром 75 мм – так называемые цевки. Цевки являются упором для ведущей шестерни двух вертикальных редукторов, обеспечивающих вращение разводного пролета.

Строго концентрическое движение пролетного строения и всех механизмов при повороте обеспечивается центрирующей осью. Последняя имеет пяту, закрепленную к железобетонной плите опоры 16 анкерными болтами диаметром 50 мм. На ось насажены два вращающихся кольца; нижнее кольцо соединено с сепаратором, а верхнее — с барабаном и балочной клеткой, на которой установлены моторы, горизонтальные валы вращения и редукторы.

В качестве двигателя применены двухскоростные электромоторы. В систему механизмов поворота включен электромагнитный тормоз.

Концевые механизмы состоят из выдвижного замыкающего устройства, откидных опорных частей, вертикальных домкратов и буферного устройства. Все механизмы с приводами, за исключением буферного устройства, смонтированы на концах поворотного пролетного строения в коробчатых поперечных балках.

Замыкающее устройство представляет собой стальной стержень сечением 35x40 см, расположенный по продольной оси разводного пролета. С помощью червячной передачи, приводимой в движение электромотором, этот стержень может перемещаться вдоль оси по направляющим роликам, замыкая в плане поворотный пролет с неразводной частью моста. В то же время конструкция замковых устройств не препятствует вертикальным перемещениям концов разводного пролета при работе концевых домкратов.

Откидные опорные части состоят из обычных сегментных мостовых катков высотой 700 мм, подвешенных на роликах к концевым поперечным балкам. Перемещение опорных частей после освобождения их от нагрузки происходит на роликах с помощью червячной передачи, снабженной электромотором.

Основным элементом концевых устройств являются вертикальные домкраты, предназначенные для подъема и опускания концов пролетного строения перед разводкой моста и после нее.

Буферные пружинные устройства смонтированы на подферменных площадках опор моста, поддерживающих концы разводного пролета. Эти устройства предназначены для плавной остановки пролетного строения при наводке его на продольную ось и рассчитаны на горизонтальную нагрузку 5 т.

Все механизмы поворота (центральные и концевые) снабжены запасными ручными приводами, с помощью которых может быть осуществлен поворот в случае неожиданного прекращения подачи электроэнергии.

Включение и работа сигнализации и механизмов поворотного пролета полностью автоматизированы. Для создания оператору хорошего обзора моста и реки пульт управления расположен на поворотном пролете в уровне проезжей части моста над центральной опорой. Устройства автоматики размещены в помещении щитовой, расположенном в центральной опоре. Весь цикл операций по разводке моста осуществляется нажатием одной кнопки на пульте управления.

Работа устройств сигнализации и механизмов при разводке моста происходит в таком порядке. На концах моста включаются предупредительные желтые сигналы, а у шлагбаумов загорается красный (запрещающий) свет. Одновременно закрываются правые створки шлагбаумов и въезд на поворотный пролет с обеих сторон моста прекращается. После освобождения поворотного пролета от автомашин и пешеходов, находившихся на нем в момент закрытия правых входных створок, закрываются левые выходные створки шлагбаумов.

Далее в работу включаются концевые механизмы. Концы пролетного строения при помощи вертикальных домкратов приподнимаются на 1-2 см. после чего освободившиеся от нагрузки опорные части убираются в пролет. Затем домкраты опускают концы пролетного строения до свободного провисания и включаются в работу замковые устройства, полностью освобождающие поворотный пролет от неразводной части моста.

Лишь после выполнения всех перечисленных операций автоматически включаются электродвигатели механизма поворота и начинается плавное вращение пролетного строения. Остановка его в проектном положении — вдоль судового хода — выполняется включением конечных выключателей и электромагнитного тормоза. Операции по закрытию разводного пролета происходят в обратном порядке. Время разводки моста — 7 мин.

Поворотное пролетное строение перекрывает два пролета, каждый из которых может одновременно пропускать суда. Раскрывающееся же пролетное строение обеспечивает пропуск только одной линии судов. Размеры и объем кладки опор поворотного пролета меньше, чем при раскрывающейся системе. Прогиб поворотного пролета под подвижной нагрузкой имеет плавный характер. При раскрывающейся системе прогиб в середине пролета имеет пикообразную форму, что нарушает плавность движения по мосту. Необходимая мощность электромоторов в поворотном пролете в несколько раз меньше, чем в раскрывающемся. Следовательно, в условиях проектирования данного моста применение разводного пролета поворотной системы имеет существенные преимущества по сравнению с раскрывающейся системой.

"Николаевский БазарЪ" благодарит Ирину Юрьевну Карпачеву за информацию о статье в журнале и Національну бібліотеку України імені В. І. Вернадського - за сканированные копии статьи из их фондов.