УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ СЕКЦИЙ ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТНОГО ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ МОСТА

Заявляемая полезная модель относится к области мостостроения.
Известно, что полимерные композиты (стеклопластик, углепластик, базальтопластик) обладают существенной изотропией механических свойств, что делает неэффективным применение стандартных разъемных видов соединения деталей, вследствие этого в настоящее время пролетные строения из полимерных материалов изготавливают цельными, однако это затрудняет их транспортировку от завода до места установки.
Известно техническое решение, описанное в патенте РФ №131006, МПК E01D 15/12, приоритет от 13 марта 2013 года на полезную модель "Разборный стык пояса пролетного строения". Устройство включает два соединяемых торца пояса, каждый имеет горизонтальный лист прямоугольной формы, продольные оси обоих поясов совпадают, соответствующие горизонтальные поверхности торцов пояса находятся в одной плоскости, одна или более пары накладок прямоугольного сечения, уложенные на торцы поясов сверху и снизу, торцы поясов и накладки жестко соединены друг с другом. Устройство дополнительно снабжено одной или более парами накладок, каждая из которых выполнена из листа с по крайней мере одним прямым обрезом, имеющим утолщение в одном направлении от горизонтальной плоскости листа с группой из по крайней мере двух вертикальных проушин с отверстием, отверстия всех проушин одинаковы и соосны, накладки уложены на торцы поясов так, что утолщения и группы проушин накладок сверху направлены вверх, а утолщения и группы вертикальных проушин накладок снизу-вниз. Продольные оси отверстий в проушинах всех накладок находятся в вертикальной плоскости стыка, проушины каждой накладки на одном торце пояса введены в промежутки между проушинами противоположной относительно вертикальной плоскости стыка накладки на другом торце пояса так, что их отверстия соосны, снабжен элементами соединения накладок в соответствии с количеством их пар, каждый из них имеет круглый стержень диаметром меньше диаметра отверстия проушины, который вставлен в совпадающие отверстия групп проушин пары накладок, противоположных относительно вертикальной плоскости стыка, и зафиксирован от выхода из них.
Известно техническое решение, описанное в патенте РФ №158334, МПК E01D 15/12, приоритет от 17 августа 2015 года на полезную модель "Пешеходная мостовая платформа". Пешеходная мостовая платформа состоит из несущего основания, настила и перильного ограждения. Платформа выполнена секционной, при этом несущее основание каждой секции платформы представляет собой два продольных швеллера с закрепленными между ними с помощью нержавеющих болтов, выполненных из нержавеющей стали или композитных болтов со стальным закрытым стержнем, и угловых опор поперечными швеллерами. Настил выполнен в виде решетчатых секций, установленных на продольных швеллерах несущего основания с помощью анкерных болтов из нержавеющей стали. Перильное ограждение установлено на вертикальных стенках продольных швеллеров несущего основания, выполнено секционным и содержит стойки, выполненные из труб прямоугольного поперечного сечения, расположенные между стойками перила и горизонтальные поперечины. Смежные секции перильного ограждения имеют общую стойку, а перила, стойки и горизонтальные поперечины снабжены шарнирными соединительными элементами, при этом перильное ограждение, решетчатые секции настила и угловые опоры несущего основания выполнены из композитного материала на основе ненасыщенных полиэфирных смол с добавлением нитей бесщелочного стекловолокна.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является техническое решение, описанное в патенте РФ№97744, МПК E01D 15/12, приоритет от 25 августа 2009 года на полезную модель "Сборно-разборный мост (второй вариант)".
В этом варианте сборно-разборный мост содержит пролетное строение, имеющее блочную сборную ферменную конструкцию с металлическими крепежными элементами с закрытым верхним поясом с проходом по низу, сходы и опоры, причем пролетное строение и сходы выполнены из композитных материалов, а, как минимум, одно из соединений пролетного строения с опорой выполнено подвижным, регулируемым. Кроме того, не менее одного узла стыковки блоков пролетного строения выполнено с возможностью стягивания при сборке блоков между собою. Кроме того, узел стыковки блоков выполнен в виде закрепленных на стыкуемых блоках кронштейнов, имеющих закрепляемые на блоках части, выполненные с возможностью регулирования их вылета, и торцевые упорные пластины, на одной из которых закреплена стяжная шпилька, а на другой выполнен вильчатый ловитель в виде паза.
Описанное выше устройство не обеспечивает надежности и долговечности соединения, так как основные несущие элементы, выполненные из композитных материалов и обладающие анизотропией механических свойств, соединяются с металлическими деталями узла стыковки на болтах, что приводит к их работе в невыгодных условиях деформаций среза и смятия.
Задачей заявляемого в качестве полезной модели технического решения является создание устройства, обеспечивающего надежное и долговечное соединение секций полимерного композитного пролетного строения моста.
Поставленная задача решается тем, что устройство для соединения секций полимерного композитного пролетного строения моста, содержащее узлы стыковки, выполненные с возможностью стягивания при сборке, согласно полезной модели содержит N силовых элементов с трапециевидными расширениями на концах, выполненных из углепластика, установленных в отверстия металлических захватов, и закрепленных в них с помощью металлических хомутов, причем каждый из N силовых элементов расположен в каждой из N продольных канавок, выполненных в нижней части каждой из соединяемых секций, установленных торцами вплотную друг к другу с образованием совмещенных пазов, в каждый из которых установлен двухкулачковый соединительный профиль со сквозным отверстием и два клиновидных профиля, один из которых содержит сквозное отверстие, а другой - глухое резьбовое отверстие, при этом для обеспечения неподвижного соединения двух секций в указанные отверстия установлены стяжные болты.
Поставленная задача решается также тем, что в устройстве для соединения секций полимерного композитного пролетного строения моста каждый узел, образованный силовым элементом, металлическим захватом и металлическим хомутом замоноличивают эпоксидной смолой и выдерживают до отверждения.
Поставленная задача решается также тем, что устройство для соединения секций полимерного композитного пролетного строения моста дополнительно содержит прокладку, установленную между силовым элементом и захватом, выполненную, например, из стеклопластика.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
фиг. 1 - продольный разрез по оси двух секций полимерного композитного пролетного строения моста, соединенных с помощью предлагаемого устройства,
фиг. 2 - поперечное сечение секции полимерного композитного пролетного строения моста,
фиг. 3 - устройство для соединения секций полимерного композитного пролетного строения моста,
фиг. 4 - сечение по месту крепления силового элемента в металлическом захвате.
Предлагаемое устройство для соединения секций 1, 2 полимерного композитного пролетного строения моста (фиг. 1-4) содержит N силовых элементов 3 с трапециевидными расширениями на концах, выполненных из углепластика, установленных в отверстия 4 металлических захватов 5 и закрепленных в них с помощью металлических хомутов 6. Устройство дополнительно содержит прокладку 7, установленную между силовым элементом 3 и захватом 5, выполненную, например, из стеклопластика. Каждый из N силовых элементов 3 расположен в каждой из N продольных канавок 8, выполненных в нижней части каждой из соединяемых секций 1, 2, установленных торцами вплотную друг к другу с образованием совмещенных пазов 9, в каждый из которых установлен двухкулачковый соединительный профиль 10 со сквозным вертикальным отверстием и два клиновидных профиля 11, 12, один из которых 11 содержит сквозное отверстие, а другой 12 - глухое резьбовое отверстие, при этом для обеспечения неподвижного соединения двух секций в указанные отверстия установлены стяжные болты 13. Каждый узел, образованный силовым элементом 3, металлическим захватом 5 и металлическим хомутом 6 замоноличивают эпоксидной смолой и выдерживают до отверждения. Секции 1, 2 изготовлены из таких полимерных композитов, как стеклопластик и углепластик.
Сборку секций пролетного строения моста осуществляют следующим образом. Соединяемые секции 1, 2, содержащие силовые элементы 3, металлические захваты 5 и металлические хомуты 6, устанавливают горизонтально рядом торец в торец, пазы 9 металлических захватов 5 совмещают и заводят в них двухкулачковый соединительный профиль 10, содержащий в средней части сквозное вертикальное отверстие. Сверху и снизу в образовавшийся стык устанавливают клиновидные профили 11, 12, один из которых 11 содержит сквозное отверстие, а другой - 12 содержит глухое резьбовое отверстие. Затем в указанные выше отверстия устанавливают и затягивают стяжной болт 13, тем самым обеспечивая соединение двух секций.
Заявляемая полезная модель в отличие от ближайшего аналога обеспечивает более надежное и долговечное соединение секций полимерного композитного пролетного строения моста, так как узлы и элементы, соединяющие пролетные строения и испытывающие повышенные нагрузки, работают в благоприятных условиях: либо в условиях всестороннего обжатия (в местах анкеровки трапециевидных расширений силовых элементов в металлических захватах), либо одноосного растяжения (силовые элементы в пределах секции).
Кроме того, заявляемая полезная модель позволяет изготавливать отдельные секции пролетного строения любой удобной для транспортировки длины и объединять их на стройплощадке в единое пролетное строение, что приводит к сокращению времени на доставку и монтаж пролетных строений моста и, тем самым, позволяет ускорить возведение мостов.
Заявляемая полезная модель может быть изготовлена в условиях серийного производства освоенными технологическими методами с использованием существующих материалов и оборудования.