СДВИГОВОЙ УПОР

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к строительству, а именно мостостроению, и может быть использована при сооружении мостов, путепроводов и эстакад транспортной инфраструктуры.
Сдвиговой упор предназначен для передачи горизонтальных усилий при действии постоянных и временных нагрузок от пролетного строения на опоры сооружений.
Уровень техники
Известны устройства, описанные в способе размещения опорных частей (далее - ОЧ) на железнодорожных пролетных строениях мостов по патенту РФ №2533513 с приоритетом от 27.06.2013 г., E01D 21/00. Способ состоит в установке на подвижной и неподвижной осях опирания пролетного строения подвижных и неподвижных ОЧ. Часть подвижных ОЧ выполняют всесторонне-подвижными, а одну из них - линейно-подвижной в продольном направлении. Всесторонне-подвижные ОЧ устанавливают попарно на подвижной и неподвижной осях пролетного строения соосно главным балкам или фермам пролетного строения симметрично и равноудаленно от продольной оси пролетного строения, а вдоль продольной оси пролетного строения на неподвижной оси опирания устанавливают неподвижную ОЧ. На подвижной оси опирания устанавливают линейно-подвижную в продольном направлении ОЧ.
В этом случае:
Всесторонне-подвижные ОЧ могут воспринимать только вертикальные нагрузки от пролетного строения и обеспечивать необходимые зазоры для вертикальных перемещений и поворотов неподвижных и линейно-подвижных опорных частей (сдвиговых упоров).
Линейно-подвижные ОЧ могут воспринимать только горизонтальные поперечные нагрузки без возможности восприятия вертикальных реакций.
Линейно-подвижная опорная часть (сдвиговой упор), описанная в патенте РФ №2533513, дата публикации 20.11.2014 E01D 21/00 представляет собой механизм, состоящий из верхней плиты с продольными боковыми упорами и нижней плиты с упорным цилиндрическим сердечником, имеющим полигональные (шарообразные) боковые поверхности, объединенные между собой посредством заведения сердечника между продольными боковыми упорами.
Линейно-подвижная ОЧ (сдвиговой упор) обеспечивает свободный поворот опорных сечений пролетного строения в горизонтальной и вертикальной плоскостях с невозможностью поперечных перемещений и свободными продольными перемещениями в горизонтальной плоскости и рассчитана на восприятие поперечных воздействий от пролетного строения с последующей передачей их на опору мостового сооружения.
Неподвижная ОЧ, описанная в патенте РФ №2533513, дата публикации 20.11.2014 E01D 21/00 может воспринимать только горизонтальные продольные и поперечные нагрузки без возможности восприятия вертикальных реакций. Неподвижная опорная часть выполнена в виде сдвигового упора, представляющего собой механизм, состоящий из верхней плиты с круглой обоймой и нижней плиты с упорным цилиндрическим сердечником, имеющим полигональные (шарообразные) боковые поверхности, объединенные между собой посредством заведения сердечника внутрь обоймы.
Неподвижная ОЧ (сдвиговой упор) обеспечивает свободный поворот опорных сечений пролетного строения в горизонтальной и вертикальной плоскостях с невозможностью любых перемещений в горизонтальной плоскости и рассчитана на восприятие продольных и поперечных воздействий от пролетного строения с последующей передачей их на опору мостового сооружения.
Наиболее близкими к описываемым устройствам по технической сущности и достигаемому результату является «Опорное устройство», описанное в патенте РФ №100090 с приоритетом от 04.08.2010 г., E01D 19/04 включающее верхнюю и нижнюю опорные плиты, закрепленные соответственно на пролетном строении и опоре, противоугоны и шарнир, содержащий сердечник с выпуклой сферической поверхностью и плиты скольжения с ответными вогнутыми сферическими поверхностями, взаимодействующими с плотным касанием и поворотной подвижностью с выпуклой сферической поверхностью сердечника.
Это опорное устройство позволяет обеспечить передачу горизонтальных усилий от пролетного строения на опору моста и свободные повороты опорных сечений.
Недостатком этого устройства является высокая металлоемкость и низкая технологичность изготовления, связанная со значительными размерами заготовок для сферического сердечника и необходимостью привлечения специализированного оборудования, а также значительные габаритные размеры изделия в плане и по высоте.
Раскрытие сущности полезной модели
Заявляемая полезная модель сдвигового упора и его вариантов предназначена для реализации способа размещения опорных частей по патенту РФ №2533513 Способ размещения опорных частей на пролетных строениях.
Технический результат заключается в снижении металлоемкости изготовления, повышении технологичности и как следствие - уменьшении себестоимости изготовления сдвигового упора.
Указанный технический результат достигается тем, что
сдвиговой упор, включает в себя верхнюю и нижнюю опорные плиты, закрепленные соответственно на пролетном строении и опоре, продольные и поперечные ограничительные планки, сердечник и плиты, взаимодействующие с касанием и поворотной подвижностью, в центре нижней плиты закреплен прямоугольный сердечник, который в поперечной оси двумя своими противоположными вертикальными поверхностями с углублениями и с закрепленными в них антифрикционными пластинами взаимодействует с ответными полированными поверхностями продольных ограничительных планок, охватывающих сердечник с двух сторон и прикрепленных к верхней плите, а в продольной оси взаимодействует двумя другими своими вертикальными полированными поверхностями с ответными им плоскими поверхностями антифрикционных пластин, закрепленных в углублении на балансирах, которые фиксируются с помощью сухарей на поперечной ограничительной планке и контактируют с ним своей обратной поверхностью цилиндрической формы, поперечные ограничители также прикреплены к верхней плите и расположены по обе стороны в продольной оси сердечника.
В углублении антифрикционная пластина прикреплена механически (винты, болты), или любым другим доступным способом, в том числе запрессовка, напыление и т.д.
Полированные поверхности элементов сдвигового упора выполнены с нанесением защитного слоя хрома толщиной не менее 100 мкм.
Полированная поверхность элементов сдвигового упора выполнена прикреплением с плотным прилеганием полированного нержавеющего листа.
Сердечник прикрепляется к нижней плите через переходный силовой элемент типа шпонка.
Сердечник в продольной оси имеет углубления, с закрепленными в них антифрикционными пластинами, которые взаимодействуют плоским касанием с полированными поверхностями бокового балансира.
Ограничители могут быть приварены непосредственно к верхней плите.
Ограничители выполнены как единое целое с плитой верхней.
Сущность полезной модели поясняется чертежами
На фиг. 1 показан неподвижный сдвиговый упор.
На фиг. 2 показаны выноски А и Б сдвигового упора.
Осуществление полезной модели
попер
прод
В предлагаемой полезной модели неподвижного сдвигового упора (фиг. 1), который воспринимает горизонтальные поперечную N и продольную N нагрузки, к опоре 1 при помощи, например, фундаментных болтов крепится нижняя плита 3, которая может быть любая по конструкции, и изготовлена либо цельной, либо сборной, в том числе и с ребрами жесткости. На нижней плите 3 имеется углубление, в которое входит силовая шпонка 4, а на нее своей нижней стороной, также с углублением, установлен сердечник 5.
Ограничительные планки 7 и 10 прикрепляют к верхней плите или выполняют с ней как единое целое. Продольные и поперечные ограничительные планки 7 или 10 могут быть изготовлены цельными или могут быть выполнены сварными из двух или более деталей.
Наружные вертикальные поверхности сердечника 5 выполнены полированными, а на балансире в углублении закреплены антифрикционные пластины, например из полимерного или композиционного материала, либо в углублениях на наружных вертикальных поверхностях сердечника 5 могут располагаться антифрикционные пластины 6, а ответные поверхности балансира могут быть выполнены полированными.
Верхнюю плиту 9 одной своей плоской стороной с помощью, например, высокопрочных болтов, прикрепляют к пролетному строению 2, а к другой ее стороне с помощью, например, винтов, прикрепляют продольные ограничительные планки 7 и поперечные ограничительные планки 10. Для передачи горизонтальной нагрузки от пролетного строения через верхнюю плиту 9, на поверхности примыкания к ней, на каждой продольной ограничительной планке 7 и ограничительной поперечной планке 10 имеются выступы - шипы, а на верхней плите 9 - ответные этим выступам пазы. Глубина паза, как правило, больше выступания шипа.
На продольной ограничительной планке 7 выполнена полированная поверхность 8, которая контактирует с антифрикционной пластиной 6, закрепленной в углублении на сердечнике 5. Также возможно и противоположное расположение элементов: полированная поверхность 8 расположена на сердечнике 5, а антифрикционная пластина 6 в углублении на продольной ограничительной планке 7.
На поверхности поперечной ограничительной планки 10 со стороны сердечника 5 выполнены два прямоугольных углубления, в которые устанавливают сухари 11 и на них своими пазами, с небольшим зазором фиксируют балансир 12. Со стороны, контактирующей с поперечной ограничительной планкой 10, балансир 12 имеет цилиндрическую поверхность для обеспечения возможности поворота верхней плиты 9 относительно нижней плиты 3 в вертикальной плоскости, а с противоположной стороны бокового балансира 12 выполнено углубление для антифрикционной пластины 6, которая, в свою очередь, при воздействии нагрузки с плотным касанием контактирует с полированной поверхностью 8 сердечника 5. Также полированная поверхность 8 может располагаться на балансире 12, а антифрикционная пластина 6 в углублении на сердечнике 5.
Горизонтальная продольная и поперечная нагрузки от пролетного строения 2 передаются на верхнюю плиту 9 посредством болтов прикрепления к пролетному строению, и через соединение шип-паз передаются на сердечник 5 через продольные 7 и поперечные 10 ограничительные планки.
При воздействии поперечной горизонтальной нагрузки, она передается через полированную поверхность 8 на продольные ограничительные планки 7 и посредством плотного касания через антифрикционную пластину 6, закрепленную в углублении на сердечнике 5, на сам сердечник. Далее нагрузка через вертикальные поверхности углубления сердечника 5 и силовую шпонку 4 передается на нижнюю плиту 3 и далее, посредством, например, фундаментных болтов - на опору 1.
Горизонтальная продольная нагрузка передается через поперечную ограничительную планку 10 на цилиндрическую поверхность бокового балансира 12, и затем через антифрикционную пластину 6, установленную в углублении бокового балансира 12, также посредством плотного касания, на полированную поверхность 8 на сердечнике 5. Далее нагрузка также через вертикальные поверхности углубления сердечника 5 и силовой шпонки 4 передается на нижнюю плиту 3 и далее, посредством например фундаментных болтов - на опору 1.
Полированные поверхности 8 на поперечных 7 и продольных 10 ограничительных планках позволяют осуществлять перемещения и поворот в вертикальной плоскости за счет скольжения по ним антифрикционных пластин 6. При этом полированные поверхности 8 должны быть больше величины перемещения антифрикционной пластины 6 на запас не менее 5 миллиметров в каждую из сторон от крайнего положения.
Зазоры В1 и В2 (фиг. 2) между поверхностями в зоне скольжения позволяют пролетному строению осуществлять требуемые возвратно-поступательные перемещения и поворот в вертикальной плоскости вдоль продольной оси. При этом перемещение на величину Д1 и поворот возникают при вертикальном смещении (прогибе) пролетного строения в пределах гарантированного зазора, который обеспечивается вертикальными размерами всесторонне-подвижных опорных частей.