Противовесы в разводных мостовых механизмах¶

Противовесы в разводных мостовых механизмах — это стационарные грузы, закреплённые на противовесных консолях или подвешенные к системам шкивов, предназначенные для уравновешивания массы подъёмных крыльев (пролётов) разводных мостов. Применение противовесов позволяет значительно снизить мощность приводных двигателей, уменьшить нагрузки на опорные узлы и обеспечить плавность и безопасность процесса разведения и наведения моста.

¶Назначение и принцип действия

Основная функция противовеса — компенсация момента силы тяжести, создаваемого массой пролётного строения при его повороте вокруг горизонтальной оси (для раскрывающихся и поворотных мостов) или при вертикальном перемещении (для подъёмных мостов). Без противовеса двигателю пришлось бы преодолевать полный вес крыла, что потребовало бы установки агрегатов огромной мощности и привело бы к перегрузкам в элементах конструкции.

Принцип действия основан на равенстве моментов сил: произведение массы противовеса на плечо его рычага должно быть равно (или близко) произведению массы крыла на плечо его центра тяжести относительно оси вращения. В идеальной системе для медленного движения достаточно лишь преодолеть силы трения и инерции, что позволяет использовать сравнительно маломощные электродвигатели.

¶Типы противовесов

¶По конструкции

• Жёсткие противовесы — массивные металлические или железобетонные блоки, жёстко закреплённые на хвостовой части крыла (противовесной консоли). Применяются на раскрывающихся мостах. Компактны, но увеличивают момент инерции всей системы.
• Подвесные (канатные) противовесы — грузы, подвешенные на стальных канатах, перекинутых через шкивы. Используются на вертикально-подъёмных мостах, где противовес движется в специальных шахтах навстречу поднимаемому пролёту.
• Шарнирно-рычажные — противовесы, связанные с крылом через систему рычагов, обеспечивающие переменное плечо силы для оптимизации момента на разных углах подъёма.

¶По материалу

• Чугунные и стальные отливки — обладают высокой плотностью, позволяют получить большую массу при малых габаритах.
• Железобетонные блоки — экономичны, применяются в подвесных системах и на мостах с большими пролётами.
• Комбинированные — металлический каркас, заполненный бетоном или чугунными чушками.

¶Устройство и размещение

В раскрывающихся мостах (например, системы Шерцера) противовес крепится к хвостовой части крыла, которая опускается в специальную нишу (противовесный колодец) при наведении моста. В вертикально-подъёмных мостах противовесы размещаются в башнях и движутся по направляющим, их ход синхронизирован с ходом пролёта через систему канатов и уравнительных шкивов.

Важным элементом является система точной балансировки: даже небольшое превышение веса противовеса над весом крыла может вызвать самопроизвольное наведение моста, а недостаток — перегрузку двигателя. Поэтому на стадии монтажа проводится регулировка с помощью съёмных балансировочных грузов.

¶Применение на мостах России

• Дворцовый мост (Санкт-Петербург) — раскрывающийся мост с жёсткими противовесами, опускающимися в глубокие колодцы. Масса противовесов сопоставима с массой крыльев, что позволяет разводить мост за несколько минут.
• Благовещенский мост — использует аналогичную схему с чугунными противовесами.
• Володарский мост — пример моста с подвесными противовесами, движущимися в башнях.

¶Преимущества и недостатки

К преимуществам использования противовесов относятся: снижение энергопотребления, уменьшение габаритов приводных механизмов, повышение плавности хода, возможность ручного аварийного разведения при отключении электроэнергии (при условии разбалансировки).

Недостатки: увеличение общей массы моста, необходимость устройства глубоких колодцев или высоких башен, сложность точной балансировки, риск заклинивания при попадании мусора в направляющие.

¶Современные тенденции

В современных проектах стремятся к снижению массы противовесов за счёт применения высокопрочных материалов и оптимизации кинематических схем. В ряде случаев (например, на плавучих и откатных мостах) противовесы не применяются вовсе, а используются гидравлические приводы большой мощности. Тем не менее, для классических раскрывающихся мостов противовес остаётся наиболее надёжным и энергоэффективным решением.

¶Источники

• Крыжановский В. Н. «Разводные мосты». — М.: Транспорт, 1985.
• Сабитов В. А. «Мосты и сооружения на дорогах». — М.: Издательство МАДИ, 2019.
• Технические паспорта разводных мостов Санкт-Петербурга (СПб ГБУ «Мостотрест»).