Шарнирные соединения — сложные функциональные элементы стальных конструкций мостов, обеспечивающие им специальные кинематические и другие потребительские свойства и передающие при этом значительные концентрированные статические и динамические усилия. Область применения шарнирных соединений в мостостроении весьма обширна:
• цепные системы висячих и вантово-балочных мостов больших пролетов ;
• узлы крепления вант и кабелей к пилонам, а также подвесок к кабелям, аркам и балкам жесткости пролетных строений различных систем ;
• шарнирные узлы решетчатых и сплошностенчатых, преимущественно сборно-разборных пролетных строений различного назначения ;
• шарнирные узлы арочных и балочно-консольных пролетных строений;
• узлы сопряжения различных инвентарных конструкций, используемых при экспериментальных исследованиях и строительстве мостов ;
• опорные части, включая антисейсмические закрепления;
• узлы сопряжения понтонов наплавных мостов.
Несмотря на столь значимую область применения шарнирных соединений в мостостроении, комплексные исследования по обоснованию их эксплуатационной надежности отсутствуют.
Достаточно отметить, что действующий СНиП содержит лишь отдельные требования к конструкционным материалам и их расчетным сопротивлениям (п. 4.4* * и табл. 48). К тому же эти требования устарели, поскольку отражают уровень научно-технических знаний на конец ХХ в. Отсутствуют специальные требования к расчету и конструированию шарнирных соединений.
В мостостроении и других отраслях техники известны два типа шарнирных соединений — с плотным и с неплотным положением шарнира в отверстиях соединяемых элементов.
Первый тип соединения, отличающийся наименьшей деформатив- ностью вдоль доминирующих усилий, предпочтителен в конструкциях капитальных мостов, а второй, характеризуемый большей технологичностью при сборке и разборке — в конструкциях краткосрочных и временных мостов.
Выполненные в Филиале ОАО ЦНИИС НИЦ «Мосты» исследования показали, что напряженно-деформированное состояние указанных двух типов соединений имеет существенные качественные и количественные отличия. Общим признаком является наличие концентраторов напряжения. Это обстоятельство указывает на необходимость при проектировании соединений учитывать ограниченное развитие пластических деформаций материала, в то время как известные существующие методы расчета отражают только упругое поведение материала.
