ОПОРНАЯ ЧАСТЬ

Полезная модель относится к строительству и может быть использована для протяженных сооружений, например, мостов, транспортных галерей, трубопроводных переходов и др., у которых опорную часть на стройплощадке требуется в процессе проведения работ преобразовывать из подвижной в неподвижную и наоборот.
Известна опорная часть моста, включающая передающие в сооружении от пролетного строения на опору вертикальную и горизонтальные нагрузки шаровой сегмент (называемый верхним балансиром), подвижную плиту (называемую нижним балансиром), опорную плиту (нижнюю) с направляющей и ограничительными планками, размещенные с возможностью обеспечения пролетному строению осуществления его возвратных поворотных и горизонтальных поступательных перемещений на требуемую величину относительно опоры с заданным коэффициентом трения посредством попарно взаимодействующих друг с другом с плотным касанием (термин принят согласно СП35.13330.2011, с. 137, табл. 8.3) ответными сферическими и плоскими поверхностями слоев скольжения, из которых в каждой паре один выполнен полированным металлическим, а другой из антифрикционного материала /1/.
Недостатком данной опорной части моста является то, что она имеет еще и верхнюю опорную плиту, а нижняя опорная и подвижная плиты снабжены по боковым сторонам фасонками, в которых выполнены с различными шагами отверстия, и фиксирующими штырями, устанавливаемыми в этих отверстиях, при этом нижняя опорная плита имеет дополнительные съемные ограничители горизонтального продольного перемещения подвижной плиты. В результате эта опорная часть моста материалоемка и трудоемка в изготовлении и содержит значительное количество деталей не требующихся при эксплуатации сооружения. Кроме того, при монтаже пролетного строения возможны ситуации, когда несовмещенность отверстий фасонок опорной и подвижной плит не позволит установить в них фиксирующие штыри, что затруднит или сделает невозможным преобразование опорной части из подвижной в неподвижную. Наконец, предусмотренная схема указанного преобразования не применима для всесторонне подвижной опорной части.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является устройство опорной части, включающее передающие в сооружении от пролетного строения на опору вертикальную и горизонтальные нагрузки шаровой сегмент, подвижную плиту, опорную плиту с направляющими и/или ограничительными планками, размещенные с возможностью обеспечения пролетному строению осуществления его возвратных поворотных и горизонтальных поступательных перемещений на требуемую величину относительно опоры с заданным коэффициентом трения посредством попарно взаимодействующих друг с другом с плотным касанием ответными сферическими и плоскими поверхностями слоев скольжения, из которых в каждой паре один выполнен полированным металлическим, а другой из антифрикционного материала /2/. Недостатком этого устройства опорной части является невозможность в случае необходимости преобразования подвижной опорной части в неподвижную и наоборот.
Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи повышения функциональности устройства опорной части, обеспечивающей при необходимости возможность на любой стадии монтажа пролетного строения преобразовывать с минимальной трудоемкостью подвижную опорную часть в неподвижную и наоборот.
Поставленная задача в опорной части, включающей передающие в сооружении от пролетного строения на опору вертикальную и горизонтальные нагрузки шаровой сегмент, подвижную и опорную с направляющими и/или ограничительными планками плиты, размещенные с возможностью обеспечения пролетному строению осуществления его возвратных поворотных и горизонтальных перемещений на относительно опоры с заданным коэффициентом трения посредством попарно взаимодействующих друг с другом с плотным касанием ответными сферическими и плоскими поверхностями слоев скольжения, из которых в каждой паре один выполнен полированным металлическим, а другой из антифрикционного материала, решена следующим образом:
- опорная часть снабжена съемными ограничительными резьбовыми элементами, например, болтами, предназначенными для временного воспринятая горизонтальной нагрузки, в соответствии с которой назначены их диаметр и количество, а в ограничительных планках под них вдоль возвратных горизонтальных перемещений пролетного строения выполнены сквозные резьбовые отверстия с осями, расположенными параллельно плоским поверхностям слоев скольжения, при этом длина резьбовой части каждого ограничительного резьбового элемента не меньше суммарной величины указанных горизонтальных перемещений и ширины его ограничительной планки, в свою очередь назначенной по результатам расчета резьбы в сквозном резьбовом 'отверстии на срез и смятие;
- на съемных ограничительных резьбовых элементах и в предназначенных под них сквозных отверстиях ограничительных планок выполнена упорная резьба;
- шаровой сегмент прикреплен к пролетному строению или опоре при соответственно обратном прикреплении опорной плиты.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 показано сечение подвижной опорной части на стадии эксплуатации при прикреплении сегмента к пролетному строению.
На фиг. 2 показан разрез по Α-A односторонне подвижной опорной части с одним резьбовым отверстием в каждой ограничительной планке.
На фиг. 3 показан разрез по Α-A всесторонне подвижной опорной части с одним резьбовым отверстием в каждой ограничительной планке.
На фиг. 4 показано сечение неподвижной опорной части, пребразованной из подвижной на стадии монтажа при прикреплении сегмента к пролетному строению.
На фиг. 5 показан разрез по Б-Б неподвижной опорной части, преобразованной из односторонне подвижной.
На фиг. 6 показан разрез по Б-Б неподвижной опорной части, преобразованной из всесторонне подвижной.
На фиг. 7 показан разрез по Б-Б неподвижной опорной части, преобразованной из всесторонне подвижной с несколькими резьбовыми отверстиями и ограничительными резьбовыми элементами в ограничительных планках.
На фиг. 8 показано сечение опорной части в процессе ее преобразования из подвижной в неподвижную при прикреплении опорной плиты к пролетному строению.
В предлагаемой полезной модели опорной части, передающей в сооружении нагрузку Ρ от пролетного строения 1 на опору 2 шаровой сегмент 3, например, крепится к пролетному строению 1, а опорная плита 4 - к опоре 2. Возможно и обратное расположение опорной части: плита 4 крепится к пролетному строению 1, а шаровой сегмент 3 - к опоре 2. В первом случае обеспечивается фиксированное опирание на опорную часть пролетного строения, что позволяет упростить конструкцию и снизить металлоемкость его опорных узлов. Второй случай целесообразен при гибких опорах сооружения, Независимо от этого крепление опорной части может осуществляться болтами: простыми, высокопрочными и фундаментными; на сварке угловыми швами; комбинацией болтовых и сварных соединений или другими средствами.
1
2
При любом из указанных вариантов крепления в односторонне подвижной опорной части опорная плита 4 выполнена с направляющими 5, воспринимающими горизонтальную нагрузку ±Ν, и ограничительными 6 планками, а во всесторонне подвижной опорной части только с ограничительными планками 6. Между шаровым сегментом 3 и опорной плитой 4 размещена подвижная плита 7, которая взаимодействует с ними через попарно контактирующие с плотным касанием сферические 8, 9 и плоские 10, 1 поверхности, слоев скольжения. Кроме того, в односторонне подвижной опорной части подвижная плита 7 также через парные поверхности слоев скольжения 12, 13 взаимодействует с плотным касанием с направляющими планками 5. В результате обеспечивается возможность пролетному строению осуществлять возвратные поворотные и горизонтальные поступательные на величину ±Δ перемещения с односторонне подвижной и также на величину ±Δ со всесторонне подвижной опорными частями.
В каждой паре один из слоев скольжения, укрепленных на том или другом элементе, выполнен полированным металлическим из нержавеющей стали или твердого хрома, а другой из известного на современном уровне техники антифрикционного материала, например, сверхвысокомолекулярного полиэтилена, чистого или наполненного политетрафторэтилена (в нашей стране известного как фторопласт - 4, за рубежом как тефлон, алгофлон, флюон и др.). Коэффициент трения таких контактных пар достаточно низок. Для его еще большего снижения на соприкасающиеся поверхности слоев скольжения наносят смазку (например, циатим 221, силиконовый жир и др.). Плотное касание парных слоев скольжения обеспечивается выполнением их поверхностей ответными друг другу. Так, выпуклой сферической поверхности металлического слоя скольжения шарового сегмента 3 ответна вогнутая сферическая поверхность слоя скольжения из антифрикционного материала подвижной плиты 7, а плоским поверхностям ее других слоев скольжения, также выполненным из антифрикционного материала, ответны плоские поверхности металлических слоев скольжения на опорной плите 4 и на направляющих планках 5.
1
2
1
2
1
2
Опорная часть снабжена съемными ограничительными резьбовыми элементами, например, болтами 15, шпильками и т.д., предназначенными при необходимости для временного воспринятая горизонтальных нагрузок ±S и ±S. В ограничительных планках 6 под эти съемные ограничительные резьбовые элементы, например, болты 15, выполнены резьбовые отверстия 14, оси которых расположены вдоль горизонтального перемещения пролетного строения параллельно плоским поверхностям слоев скольжения 10, 11 и 12, 13. Диаметр и количество указанных резьбовых элементов определяется расчетом в зависимости от горизонтальных нагрузок ±S и ±S. Их резьба в основном выполняется метрической. Однако в ряде случае может потребоваться выполнение упорной резьбы, позволяющей воспринимать весьма большие осевые нагрузки. Длина резьбовой части съемных ограничительных резьбовых элементов должна быть не меньше суммарной величины горизонтальных перемещений 2Δ или 2Δ и ширины ограничительных планок 6 в том или другом, направлении этих перемещений. В свою очередь ширина этих планок назначается по результатам расчета резьбы в их сквозных отверстиях на срез и смятие от нагрузок S и S.
Защита поверхностей скольжения от загрязнений осуществляется фартуком 16 (например, из силикона, резины и т.д.) и кожухом 17 (например, из оцинкованной, нержавеющей и др. стали), перемещаемым вместе с подвижной плитой 7. Кожух может быть цельным или составным и прикрепляться к подвижной плите любыми средствами (болтами, винтами и т.д.), вставляться в прорези и т.п.
3
4
5
6
1
2
Независимо от того прикреплен ли сегмент 3 к пролетному строению 1 или опоре 2, а опорная плита 4 с направляющими 5 и/или ограничительными 6 планками соответственно наоборот, опорная часть работает следующим образом. В начальный период опорная часть может быть как подвижной, так и неподвижной. В первом случае после осуществления пролетным строением горизонтальных перемещений, например, в односторонне подвижной опорной части в продольном направлении до величин Δ и Δ, а во всесторонне подвижной опорной части также и в поперечном направлении до величин Δ и Δ, в отверстия 14 ограничительных планок 6 вворачивают резьбовые элементы 15 до их соприкосновения с подвижной плитой 7 и тем самыми фиксируют эту плиту, временно превращая опорную часть в неподвижную. Правильно рассчитанные резьбовые элементы будут надежно воспринимать горизонтальные нагрузки S и S. После выполнения необходимых монтажных работ резьбовые элементы 15 выворачивают, освобождая подвижную плиту, обеспечивая тем самым пролетному строению возможность вновь осуществлять горизонтальные перемещения. Во втором случае подвижную плиту 7 фиксируют резьбовыми элементами 15 еще на стадии поставки опорной части. Затем в случае необходимости в процессе монтажа элементы 15 выворачивают, превращая опорную часть в подвижную. После осуществления горизонтальных перемещений опорную часть, как было показано, вновь можно преобразовать в неподвижную. При этом возвратные поворотные перемещения осуществляются опорной частью одинаково независимо от того подвижная она или неподвижная. Освобожденные отверстия 14 при эксплуатации закрывают заглушками.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет расширить функциональные возможности опорной части с шаровым сегментом.
Источники информации, принятые во внимание:
1. Пат. РФ №2338828. М. кл. E01D 19/04 20.11.2008, Бюлл. №32.
2. Пат. РФ №2164271. М. кл. E01D 19/04 20.03.2001, Бюлл. №8.