Спиралевидный вращающийся мост
SPIRAL ROTATING BRIDGE

Изобретение относится к мостам, изменяющим свое положение, и может быть использовано в качестве пешеходного моста и моста для перемещения грузов.
Известен пешеходный мост навесного типа, содержащий две опоры с лестничными маршами, зафиксированные на месте установки, несколько мостовых секций, связанных с опорами, отличающийся тем, что все мостовые секции, одинаковые по конструкции, соединены шарнирно между собой и с опорами, причем каждая мостовая секция содержит баростатическую панель, выполненную из легкого и прочного материала с продольными пустотелыми полостями, внутри каждой из которых выполнены одинаковые по конструкции баростатические элементы, расположенные в два ряда в продольном направлении, а в поперечном направлении количество их не ограничено и зависит от ширины панели, причем каждый баростатический элемент содержит две продольные прямоугольные Е-образные вертикальные полости, пневматически не связанные друг с другом и повернутые навстречу друг другу своими тремя боковыми каналами, закрытыми с обеих торцевых сторон, причем самые нижние каналы обеих Е-образных полостей являются глухими, а каждый из верхних каналов пневматически соединен с соответствующим вертикальным продольным каналом, открывающимся на верхнюю поверхность панели, а посредством наклонного продольного канала с внутренней полостью соответствующей продольной трубы, закрытой с обеих торцевых сторон, причем средние продольные каналы обеих Е-образных полостей соединены с внутренними полостями двух других продольных труб, закрытых с обеих торцевых сторон, причем все противоположные стенки Е-образных полостей равны по площади, симметричны друг другу, находятся напротив друг друга, причем средние продольные каналы и наклонные продольные каналы обеих Е-образных полостей так соединены с продольными трубами, что каждый отрезок дуги одной трубы симметричен и равен по площади накрест лежащему отрезку дуги другой трубы, кроме того, на верхней поверхности панели установлены в направляющих крышки с возможностью перемещения в поперечном направлении, кроме того баростатическая панель закрыта П-образным защитным кожухом, установленным на вертикальных стойках, выполненных на баростатической панели с зазором сверху и по бокам, для доступа к панелям атмосферного воздуха, причем П-образный кожух с одного бока имеет откидную створку для доступа к крышкам баростатической панели, причем на П-образном кожухе, который одновременно является верхним настилом, закреплены боковые ограждения, место шарнирного соединения баростатических панелей закрыто сферическим козырьком, а на стыках ограждений между баростатическими панелями установлены защитные цепи [патент RU 2663531].
Недостаток этого моста заключается в невозможности изменения высоты пролета моста, в том числе по ширине реки.
Известен также мост, содержащий береговые опоры (первый базовый модуль и второй базовый модуль) и, как минимум, один пролет моста (соединительный модуль) в виде арки, связанный с механизмом привода моста, причем на концах арки установлены противовесы, а механизм привода моста обеспечивает его поворачивание на 180 или на 360 градусов [патент RU 2591221].
Недостаток этого моста заключается в том, что в момент изменения высоты пролета моста его невозможно использовать для перехода и переезда через него. При этом по известному мосту нельзя перемещаться в горизонтальном направлении. Это снижает функциональные возможности устройства.
Известен также спиралевидный вращающийся мост, содержащий первый базовый модуль, второй базовый модуль, соединительный модуль, первое колесо, подвижно сопряженное с первым базовым модулем, второе колесо, подвижно сопряженное со вторым базовым модулем, при этом соединительный модуль включает первую спираль с первым окончанием первой спирали и вторым окончанием первой спирали, причем первое окончание первой спирали закреплено на первом колесе, а второе окончание первой спирали закреплено на втором колесе, при этом на первом базовом модуле закреплен первый привод с первым приводным элементом, расположенным с возможностью силового взаимодействия с первым колесом, а на втором базовом модуле закреплен второй привод со вторым приводным элементом, расположенным с возможностью силового взаимодействия со вторым колесом [патент RU 2711339].
Недостатки этого моста заключаются в низкой пропускной способности для пешеходов и грузов в обе стороны.
Технический результат изобретения заключается в повышении пропускной способности моста для пешеходов и грузов в обе стороны.
Сущность изобретения заключается в том, что в спиралевидном вращающемся мосту, содержащем первый базовый модуль, второй базовый модуль, соединительный модуль, первое колесо, подвижно сопряженное с первым базовым модулем, второе колесо, подвижно сопряженное со вторым базовый модулем, при этом соединительный модуль включает первую спираль с первым окончанием первой спирали и вторым окончанием первой спирали, причем первое окончание первой спирали закреплено на первом колесе, а второе окончание первой спирали закреплено на втором колесе, соединительный модуль включает вторую спираль с первым окончанием второй спирали и вторым окончанием второй спирали, причем первое окончание второй спирали закреплено на первом колесе, а второе окончание второй спирали закреплено на втором колесе, при этом первая спираль и вторая спираль закручены в разные стороны, одна по часовой стрелке, а другая против часовой стрелки.
Существует вариант, в котором первое окончание второй спирали закреплено на первом колесе, в зоне закрепления первого окончания первой спирали, а второе окончание второй спирали закреплено на втором колесе в зоне закрепления второго окончания первой спирали.
Существует также вариант, в котором первое окончание второй спирали закреплено на первом колесе, со сдвигом по окружности первого колеса относительно зоны закрепления первого окончания первой спирали, а второе окончание второй спирали закреплено на втором колесе со сдвигом по окружности второго колеса относительно зоны закрепления второго окончания первой спирали.
Существует также вариант, в котором первая спираль и вторая спираль в местах их пересечения соединены друг с другом с возможностью поворота их фрагментов в местах пересечения первой спирали и второй спирали друг относительно друга.
Существует также вариант, в котором первая спираль и вторая спираль в местах их пересечения соединены друг с другом без возможности поворота их фрагментов в местах пересечения первой спирали и второй спирали друг относительно друга.
Существует также вариант, в котором первая спираль и вторая спираль в сечениях представляют собой плоские элементы и в местах их пересечения имеют увеличенную ширину.
Существует также вариант, в котором первая спираль и вторая спираль имеют различную ширину.
Существует также вариант, в котором первый базовый модуль включает первую внутреннюю цилиндрическую поверхность первого базового модуля, второй базовый модуль включает вторую внутреннюю цилиндрическую поверхность второго базового модуля, первое колесо посредством первой наружной цилиндрической поверхности первого колеса сопряжено с первой внутренней цилиндрической поверхностью первого базового модуля с использованием первых шаровых опор, второе колесо посредством второй наружной цилиндрической поверхности второго колеса сопряжено со второй внутренней цилиндрической поверхностью второго базового модуля с использованием вторых шаровых опор, при этом на первом базовом модуле закреплен первый привод с первым приводным элементом, расположенным с возможностью силового взаимодействия с первым колесом.
Существует также вариант, в котором первый базовый модуль включает, по меньшей мере, один второй привод со вторым приводным элементом, второй базовый модуль включает, по меньшей мере, одну опору с шариковой направляющей, при этом первая наружная цилиндрическая поверхность первого колеса сопряжена с, по меньшей мере, одним вторым приводным элементом, вторая наружная цилиндрическая поверхность второго колеса сопряжена с, по меньшей мере, одной шариковой направляющей.
На фиг. 1 изображена схема спиралевидного вращающегося моста.
На фиг. 2 изображено соединение первой спирали и второй спирали с возможностью поворота их друг относительно друга.
На фиг. 3 изображено соединение первой спирали и второй спирали без возможности поворота их друг относительно друга.
На фиг. 4 изображено место пересечения первой спирали и второй спирали с образованием площадки.
На фиг. 5 изображена схема выполнения первого базового модуля с первым приводом вращения и шаровыми опорами.
На фиг. 6 изображена схема выполнения второго базового модуля с шаровыми опорами.
На фиг. 7 изображена схема выполнения первого базового модуля со вторым приводом вращения.
На фиг. 8 изображена схема выполнения второго базового модуля с шариковой направляющей.
На фиг. 9 представлено трехмерное изображение спиралевидного вращающегося моста с закреплением окончаний первой и второй спиралей в одной зоне.
На фиг. 10 представлено трехмерное изображение спиралевидного вращающегося моста с закреплением окончаний первой и второй спиралей в разных зонах.
Спиралевидный вращающийся мост содержит первый базовый модуль 1 (фиг. 1, фиг. 9), на котором установлено первое колесо 2, а также содержит второй базовый модуль 3, на котором установлено второе колесо 4. При этом первое колесо 2 подвижно сопряжено с первым базовым модулем 1, а второе колесо 4 подвижно сопряжено со вторым базовым модулем 3. Между первым колесом 2 и вторым колесом 4 расположен соединительный модуль 5. Соединительный модуль 5 выполнен в виде первой спирали 6 с первым окончанием первой спирали 7 и вторым окончанием первой спирали 8, причем первое окончание первой спирали 7 закреплено на первом колесе 2, а второе окончание первой спирали 8 закреплено на втором колесе 4. Первый базовый модуль 1 и второй базовый модуль 3 устанавливают на берегах 9 водной преграды 10. В качестве отличительных признаков соединительный модуль 5 включает вторую спираль 11 с первым окончанием второй спирали 12 и вторым окончанием второй спирали 13. Причем первое окончание второй спирали 12 закреплено на первом колесе 2, а второе окончание второй спирали 13 закреплено на втором колесе 4. При этом первая спираль 6 и вторая спираль 11 закручены в разные стороны, одна по часовой стрелке, а другая против часовой стрелки. В основном варианте первое окончание второй спирали 12 закреплено на первом колесе 2, в зоне закрепления первого окончания первой спирали 7, а второе окончание второй спирали 13 закреплено на втором колесе 4 в зоне закрепления второго окончания первой спирали 8. В предпочтительном варианте сечения первой спирали 6 и второй спирали 11 представляют прямоугольник, удлиненный по одной координате. Первая спираль 6 и вторая спираль 11 могут быть изготовлены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и иметь габаритные размеры по высоте (координате X) более 2-х метров. Первое колесо 2 и второе колесо 4 могут быть изготовлены также из нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Закрепление первой спирали 6 и вторая спирали 11 на первом колесе 2 и втором колесе 4 может быть осуществлено сваркой.
Существует вариант, в котором первое окончание второй спирали 12 (фиг. 10) закреплено на первом колесе 2, со сдвигом по окружности первого колеса 2 относительно зоны закрепления первого окончания первой спирали 7, а второе окончание второй спирали 13 закреплено на втором колесе 4 со сдвигом по окружности второго колеса 4 относительно зоны закрепления второго окончания первой спирали 8. На фиг. 10 изображен вариант, в котором этот сдвиг составляет величину 180 градусов.
В одном из вариантов соединение первой спирали 6 (фиг. 2) и второй спирали 11 осуществлено с возможностью поворота их фрагментов в местах пересечения первой спирали 6 и второй спирали 11 друг относительно друга. Это может быть обеспечено за счет соединения их посредством одного крепежного элемента 14, расположенного, например, в первой спирали 6 по прессовой посадке, а во второй спирали 11 - с возможностью поворота.
В другом варианте соединение первой спирали 6 (фиг. 3) и второй спирали 11 осуществлено без возможности поворота их фрагментов в местах пересечения первой спирали 6 и второй спирали 11 друг относительно друга. Это может быть обеспечено за счет соединения их посредством двух крепежных элементов 15 (например, болтов), или посредством сварки.
Существует также вариант, в котором первая спираль 6 (фиг. 4) и вторая спираль 11 в сечениях представляют собой плоские элементы и в местах их пересечения имеют увеличенную ширину и образуют площадку. В предпочтительном варианте ширина А каждой спирали в местах их пересечения может достигать ширины В, которая в два раза больше ширины А.
Существует также вариант, в котором первая спираль 6 и вторая спираль 11 имеют различную ширину, отличающуюся в преимущественном варианте в два - четыре раза. Возможно отличие и в большее число раз.
Существует также вариант, в котором первый базовый модуль 1 (фиг. 5, фиг. 6) включает первую внутреннюю цилиндрическую поверхность первого базового модуля 16, второй базовый модуль 3 включают вторую внутреннюю цилиндрическую поверхность второго базового модуля 17, первое колесо 2 посредством первой наружной цилиндрической поверхности первого колеса 18 сопряжено с первой внутренней цилиндрической поверхностью первого базового модуля 16 с использованием первых шаровых опор 19. Второе колесо 4 посредством второй наружной цилиндрической поверхности второго колеса 23 сопряжено со второй внутренней цилиндрической поверхностью второго базового модуля 17 с использованием вторых шаровых опор 24. При этом на первом базовом модуле 1 закреплен первый привод 20 с осью 21 и с первым приводным элементом 22, расположенным с возможностью силового взаимодействия с первым колесом 2.
Существует также вариант, в котором первый базовый модуль 1 (фиг. 7, фиг. 8) включает, по меньшей мере, один второй привод 25 со вторым приводным элементом 26, второй базовый модуль 3 включает, по меньшей мере, одну опору 27 с шариковой направляющей 28, при этом первая наружная цилиндрическая поверхность первого колеса 18 сопряжена с, по меньшей мере, одним вторым приводным элементом 26, вторая наружная цилиндрическая поверхность второго колеса 23 сопряжена с, по меньшей мере, одной шариковой направляющей 28.
В качестве первых шаровых опор 19 и вторых шаровых опор 24 можно использовать опоры с диаметром более 10 мм, выполненные из стали ШХ15.
В качестве первого привода 20 можно использовать регулируемый асинхронный двигатель типа АДР. В качестве первого приводного элемента 22 можно использовать зубчатое колесо, сопряженное с зубчатым торцом (не показано) первого колеса 2. Возможен вариант, в котором первая внутренняя цилиндрическая поверхность первого базового модуля 16, первая наружная цилиндрическая поверхность первого колеса 18, вторая внутренняя цилиндрическая поверхность второго базового модуля 17 и вторая наружная цилиндрическая поверхность второго колеса 23 включают желоба, сопряженные соответственно с первыми шаровыми опорами 19 и вторыми шаровыми опорами 24 (не показано). Первые шаровые опоры 19 и вторые шаровые опоры 24 могут быть защищены от выпадения подшипниковыми сепараторами (не показано).
В одном из вариантов первое колесо 2 посредством первой наружной цилиндрической поверхности первого колеса 18 сопряжено с первой внутренней цилиндрической поверхностью первого базового модуля 16 по скользящей посадке (не показано). При этом второе колесо 4 посредством второй наружной цилиндрической поверхности второго колеса 23 сопряжено со второй внутренней цилиндрической поверхностью второго базового модуля 17 также по скользящей посадке (не показано). В этом случае пары скольжения могут быть: бронза - нержавеющая сталь.
В качестве второго привода 25 можно использовать также регулируемый асинхронный двигатель типа АДР. В качестве второго приводного элемента 26 можно использовать зубчатое колесо, сопряженное с зубчатой наружной поверхностью первого колеса 2 (не показано). В качестве материала шариковых направляющих 28 можно использовать сталь ШХ15. В качестве приводов 20 и 25 можно также использовать электрические двигатели 1FW3 фирмы Siemens.
Мост функционирует следующим образом.
В основном варианте первая спираль 6 и вторая спираль 11 приводятся в движение первым приводом 20 (фиг. 5) или вторым приводом 25 (фиг. 7). В этом случае передвижение пешеходов может осуществляться практически в горизонтальной плоскости одновременно в обе стороны. В этом же варианте можно перемещать по мосту грузы на подвижных модулях (тележках), не имеющих приводов. Для безопасности по краям первой спирали 6 и второй спирали 11 могут быть установлены ограничительные перила (не показаны).
Возможно также перемещение пешеходов по мосту без использования первого привода 20 и второго привода 25. При движении пешеходов по первой спирали 6 и по второй спирали 11 под действием силы тяжести они начнут вращаться, что обеспечит передвижение пешеходов практически в горизонтальной плоскости. В этом же варианте можно перемещать по мосту грузы на подвижных модулях (тележках), имеющих привода.
То, что соединительный модуль 5 включает вторую спираль 11 с первым окончанием второй спирали 12 и вторым окончанием второй спирали 13, причем первое окончание второй спирали 12 закреплено на первом колесе 2, а второе окончание второй спирали 13 закреплено на втором колесе 4, при этом первая спираль 6 и вторая спираль 11 закручены в разные стороны, одна по часовой стрелке, а другая против часовой стрелки, что обеспечивает перемещение пешеходов и грузов одновременно в обе стороны и увеличивает пропускную способность моста.
То, что первое окончание второй спирали 12 закреплено на первом колесе 2, в зоне закрепления первого окончания первой спирали 7, а второе окончание второй спирали 13 закреплено на втором колесе 4 в зоне закрепления второго окончания первой спирали 8 позволяет увеличить пролет моста для прохода водного транспорта.
То, что первое окончание второй спирали 12 закреплено на первом колесе 2, со сдвигом по окружности первого колеса 2 относительно зоны закрепления первого окончания первой спирали 7, а второе окончание второй спирали 13 закреплено на втором колесе 4 со сдвигом по окружности второго колеса 4 относительно зоны закрепления второго окончания первой спирали 8 позволяет развести встречные потоки пешеходов и грузов и увеличить пропускную способность моста.
То, что первая спираль 6 и вторая спираль 11 в местах их пересечения соединены друг с другом с возможностью поворота их фрагментов в местах пересечения первой спирали 6 и второй спирали 11 друг относительно друга упрощает монтаж моста за счет оперативной корректировки длины первой спирали 6 и второй спирали 11 (соединительного модуля 5) между первым базовым модулем 1 и вторым базовым модулем 3.
То, что первая спираль 6 и вторая спираль 11 в местах их пересечения соединены друг с другом без возможности поворота их фрагментов в местах пересечения первой спирали 6 и второй спирали 11 друг относительно друга увеличивает надежность моста, что приводит к увеличению его грузоподъемности и соответственно, большее число пешеходов и грузов могут одновременно перемещаться по мосту в обе стороны.
То, что первая спираль 6 и вторая спираль 11 в сечениях представляют собой плоские элементы и в местах их пересечения имеют увеличенную ширину с образованием площадки, увеличивает пропускную способность моста за счет разделения встречающихся потоков пешеходов и грузов.
То, что первая спираль 6 и вторая спираль 11 имеют различную ширину в случае различного количества пешеходов и грузов в одну или другую сторону, увеличивает пропускную способность моста.
То, что первый базовый модуль 1 включает первую внутреннюю цилиндрическую поверхность первого базового модуля 16, второй базовый модуль 3 включают вторую внутреннюю цилиндрическую поверхность второго базового модуля 17, первое колесо 2 посредством первой наружной цилиндрической поверхности первого колеса 18 сопряжено с первой внутренней цилиндрической поверхностью первого базового модуля 16 с использованием первых шаровых опор 19, второе колесо 4 посредством второй наружной цилиндрической поверхности второго колеса 23 сопряжено со второй внутренней цилиндрической поверхностью второго базового модуля 17 с использованием вторых шаровых опор 24, при этом на первом базовом модуле 1 закреплен первый привод 20 с первым приводным элементом 22, расположенным с возможностью силового взаимодействия с первым колесом 2, является надежным и безопасным вариантом, позволяющим увеличивать грузоподъемность моста и его можно использовать при повышенных нагрузках, что увеличивает пропускную способность моста.
То, что первый базовый модуль 1 включает, по меньшей мере, один второй привод 25 со вторым приводным элементом 26, второй базовый модуль 3 включает, по меньшей мере, одну опору 27 с шариковой направляющей 28, при этом первая наружная цилиндрическая поверхность первого колеса 18 сопряжена с, по меньшей мере, одним вторым приводным элементом 26, вторая наружная цилиндрическая поверхность второго колеса 23 сопряжена с, по меньшей мере, одной шариковой направляющей 28 является более дешевым вариантом по сравнению с прототипом при сохранении надежности и безопасности моста.