ПРИЖИМНОЙ КРОНШТЕЙН И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (ВАРИАНТЫ)
PRESSING BRACKET AND METHOD OF ITS USE (VERSIONS)

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится в целом к строительству, в частности к прижимному кронштейну, предназначенному для крепления мостового настила, а также к способам использования такого прижимного кронштейна.
Уровень техники
При строительстве мостов зачастую необходимо делать настил для прохода пешеходов или проезда автотранспорта. Обычно такие настилы изготавливают из металлических листов, как это описано, например, в заявке на патент РФ №95103588 (опубл. 20.01.1997), в патенте США №6418583 (опубл. 16.07.2002), в заявках на патент США №2010/004315 (опубл. 25.02.2010) и №2012/0023687 (опубл. 02.02.2012). Такие настилы крепятся на полках балок пролетного строения моста с помощью различных прижимных устройств, например, таких как описано в заявке Японии №2003-025237 (опубл. 29.01.2003) или в патентах Кореи №100737841 (опубл. 04.07.2007) и №100817449 (опубл. 27.03.2008).
Однако все такие конструкции металлических настилов требуют использования металлических прижимных устройств, устанавливаемых с помощью сверления металлических деталей по месту крепления. Это удорожает конструкцию моста и усложняет процесс его изготовления.
В патенте РФ №2403336 (опубл. 10.11.2010) предложен композитный настил, который используется при строительстве пешеходных переходов с использованием полимерных композитных материалов. Крепится такой настил с помощью П-образного кронштейна болтами, под которые нужно сверлить отверстия в полке балки пролетного строения моста. Т.е. и в этом случае процесс изготовления моста усложняется.
Раскрытие изобретения
Таким образом, существует потребность в разработке такого прижимного элемента, который был бы достаточно прост и дешев и который позволил бы упростить процесс строительства моста. Настоящее изобретение решает поставленную задачу и обеспечивает получение указанного технического результата.
Для этого в первом объекте настоящего изобретения предложен прижимной кронштейн, изготовленный из полимерных композитных материалов (ПКМ) и предназначенный для крепления мостового настила из ПКМ, размещаемого на полках балок пролетного строения моста, причем настил имеет горизонтальную настильную часть и вертикальные ребра, отходящие вниз от настильной части с разнесением на практически одинаковое расстояние друг от друга и оканчивающиеся каждое по всей своей длине горизонтальной опорной площадкой, предназначенной для установки на соответствующей полке балки пролетного строения моста, и содержащий: верхнюю и нижнюю пластины и прокладку, каждая из которых изготовлена из ПКМ; и комплект металлических крепежных элементов, содержащий по меньшей мере болт и гайку; при этом верхняя пластина предназначена для установки в горизонтальном положении между соседними вертикальными ребрами настила, причем длина верхней пластины в направлении, перпендикулярном направлению, в котором проходят вертикальные ребра настила, не превышает расстояния между соседними вертикальными ребрами настила, но заведомо больше расстояния между их опорными площадками; нижняя пластина предназначена для установки под соответствующей полкой балки пролетного строения моста и имеет ширину, заведомо превышающую расстояние между опорными площадками соседних вертикальных ребер настила; прокладка предназначена для установки между верхней и нижней пластинами и имеет толщину, практически равную толщине полки балки пролетного строения моста, и ширину не менее ширины нижней пластины; в каждой из верхней и нижней пластин и прокладки выполнено сквозное отверстие так, чтобы скрепить их болтом, пропущенным через сквозные отверстия по порядку верхней пластины, прокладки и нижней пластины, с фиксацией упомянутой гайкой для образования прижимного кронштейна.
Особенность прижимного кронштейна по настоящему изобретению состоит в том, что верхняя и нижняя пластины могут быть выполнены методом пултрузии, причем длина верхней пластины и ширина нижней пластины практически совпадают с направлением их вытяжки в процессе пултрузии.
Еще одна особенность прижимного кронштейна по настоящему изобретению состоит в том, что он может дополнительно содержать уголок, изготовленный из ПКМ и имеющий толщину, не превышающую толщины любой из опор вертикальных ребер настила, и ширину, практически равную расстоянию между опорными площадками соседних вертикальных ребер настила за вычетом допуска на свободное перемещение уголка между опорными площадками соседних вертикальных ребер настила, при этом в одном из плеч уголка выполнено сквозное отверстие так, чтобы при установке уголка между верхней пластиной и прокладкой болт проходил через сквозные отверстия по порядку верхней пластины, уголка, прокладки и нижней пластины. При этом уголок может быть изготовлен из ПКМ методом пултрузии.
Еще одна особенность прижимного кронштейна по настоящему изобретению состоит в том, что на одной из боковых сторон нижней пластины может быть выполнено углубление, высота и ширина которого практически равны, соответственно, толщине и ширине уголка.
При этом на части верхней поверхности прокладки, окружающей сквозное отверстие в ней и доходящей до края этой прокладки, ближайшего к полке балки пролетного строения моста, может быть выполнено понижение на величину не меньше допуска на толщину полки.
Еще одна особенность прижимного кронштейна по настоящему изобретению состоит в том, что верхняя пластина может иметь на краях тех своих боковых сторон, которые обращены к вертикальным ребрам настила, скосы или скругления, согласованные по геометрии с поперечным разрезом пересечения ребра и опорной площадки.
Наконец, еще одна особенность прижимного кронштейна по настоящему изобретению состоит в том, что комплект металлических крепежных элементов может дополнительно содержать две шайбы, предназначенные для подкладки под головку болта и под гайку.
Для решения той же задачи и достижения того же результата во втором объекте настоящего изобретения предложен способ использования прижимного кронштейна, заключающийся в том, что: подготавливают прижимной кронштейн без уголка, как раскрыто ранее, не закручивая гайку до конца; затем вставляют подготовленный прижимной кронштейн верхней пластиной в пространство между двумя соседними вертикальными ребрами настила так, чтобы длина верхней пластины была практически перпендикулярна ребрам настила, а прокладка оказалась под опорными площадками соседних вертикальных ребер настила; продвигают подготовленный прижимной кронштейн до тех пор, пока нижняя пластина не окажется под соответствующей полкой балки пролетного строения моста так, чтобы между прокладкой и полкой образовался зазор не больше заданной величины; и затягивают гайку, фиксируя при этом болт.
Для решения той же задачи и достижения того же результата в третьем объекте настоящего изобретения предложен способ использования прижимного кронштейна, заключающийся в том, что: подготавливают прижимной кронштейн с уголком, не закручивая гайку до конца; вставляют подготовленный прижимной кронштейн верхней пластиной в пространство между двумя соседними вертикальными ребрами настила так, чтобы длина верхней пластины была практически перпендикулярна ребрам настила, уголок оказался между упомянутыми опорными площадками соседних вертикальных ребер настила, а прокладка оказалась под опорными площадками соседних вертикальных ребер настила; продвигают подготовленный прижимной кронштейн до тех пор, пока нижняя пластина не окажется под соответствующей полкой балки пролетного строения моста так, чтобы между прокладкой и полкой образовался зазор не больше заданной величины; затягивают гайку, фиксируя при этом болт.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение иллюстрируется далее чертежами, на которых одинаковым элементам на разных чертежах присвоены одни и те же ссылочные позиции.
Фиг.1 показывает поперечное сечение мостового настила, для крепления которого предназначен прижимной кронштейн по настоящему изобретению.
Фиг.2 показывает прижимной кронштейн по настоящему изобретению в поперечном сечении, плоскость которого перпендикулярна плоскости поперечного сечения мостового настила по Фиг.1.
Фиг.3 показывает вид в перспективе прижимного кронштейна по настоящему изобретению без верхней пластины и болта.
Фиг.4 показывает прижимной кронштейн по настоящему изобретению, установленный в мостовом настиле по Фиг.1.
Подробное описание вариантов осуществления
На Фиг.1 показано поперечное сечение мостового настила, изготовленного из полимерных композитных материалов (ПКМ), например, из стеклопластика марки СППС (ТУ 2296-005-39790001-2003). Этот мостовой настил предназначен для размещения на полках балок пролетного строения моста (не показано). Мостовой настил имеет горизонтальную настильную часть 1 и вертикальные ребра 2, отходящие вниз от этой настильной части 1 с разнесением на практически одинаковое расстояние друг от друга. Каждое из вертикальных ребер оканчивается по всей своей длине (проходящей перпендикулярно к плоскости поперечного сечения на Фиг.1) горизонтальной опорной площадкой 3, предназначенной для установки на соответствующей полке балки пролетного строения моста, каждая из которых проходит под опорными площадками 3 практически параллельно плоскости поперечного сечения на Фиг.1. Такой настил описан, например, в вышеуказанном патенте РФ №2403336.
Прижимной кронштейн по настоящему изобретению показан на Фиг.2 в поперечном сечении, плоскость которого перпендикулярна плоскости поперечного сечения мостового настила по Фиг.1. Детали прижимного кронштейна по настоящему изобретению подробно описанные ниже, изготовлены из ПКМ, например упомянутого стеклопластика марки СППС, и предназначены для крепления мостового настила по Фиг.1. На Фиг.2 ссылочными позициями 2 и 3 отмечены, соответственно, одно из вертикальных ребер мостового настила и опорная площадка, которой заканчивается это вертикальное ребро. Ссылочная позиция 4 указывает полку балки пролетного строения моста, показанную в разрезе с косой штриховкой.
Прижимной кронштейн по настоящему изобретению содержит верхнюю пластину 5, нижнюю пластину 6, прокладку 7 и (опционально) уголок 8, а также комплект металлических крепежных элементов, содержащий болт 9 с гайкой 10 и, возможно, первую и вторую шайбы 11 и 12, а также разрезную шайбу 13.
Верхняя пластина 5 предназначена для установки в горизонтальном положении между соседними вертикальными ребрами 2 настила, причем длина верхней пластины в направлении, перпендикулярном направлению, в котором проходят вертикальные ребра 2 настила (т.е. в направлении, перпендикулярном плоскости сечения на Фиг.2), не превышает расстояния между соседними вертикальными ребрами 2 настила, но заведомо больше расстояния между их опорными площадками 3. Ширина верхней пластины 5, как правило, не превышает ее длины, а толщина выбрана из условия обеспечения достаточной прочности верхней пластины 5.
Верхняя пластина 5 предпочтительно имеет на краях тех своих боковых сторон, которые обращены к вертикальным ребрам 2 настила, скосы или скругления, согласованные по геометрии с поперечным разрезом пересечения ребра 2 и опорной площадки 3. Эти скосы или скругления сделаны для того, чтобы верхняя пластина 5 плотнее прижималась к обратным сторонам опорных площадок 3 в процессе их крепления к полкам 4 балок пролетного строения моста.
Нижняя пластина 6 предназначена для установки под соответствующей полкой 4 балки пролетного строения моста и имеет ширину в том же направлении, что и длина верхней пластины 5 (т.е. перпендикулярно плоскости сечения на Фиг.2), заведомо превышающую (например, вдвое) расстояние между опорными площадками 3 соседних вертикальных ребер 2 настила. Длина нижней пластины 6 (размер в направлении вдоль вертикальных ребер 2 настила, т.е. в горизонтальном направлении на Фиг.2) выбрана из условия обеспечения надежного крепления мостового настила по Фиг.1 к полке 4 балки пролетного строения моста прижимным кронштейном по настоящему изобретению, а толщина выбрана из условия обеспечения достаточной прочности нижней пластины 6.
Прокладка 7 предназначена для установки между верхней и нижней пластинами 5 и 6 и имеет толщину, практически равную толщине полки 4 балки пролетного строения моста, и ширину не менее ширины нижней пластины 6 (например, равную расстоянию между опорными площадками 3 соседних вертикальных ребер 2 настила плюс удвоенной ширине этих опорных площадок 3 соседних вертикальных ребер 2 настила). Длина прокладки 7 (в горизонтальном направлении на Фиг.2) меньше длины нижней пластины 6 (к примеру, вдвое) и выбрана такой, чтобы при установке прижимного кронштейна по настоящему изобретению нижней пластиной 6 на заданное расстояние под полкой 4 между прокладкой 7 и полкой 4 образовался зазор не больше заданной величины (например, 0,1 мм).
Верхняя и нижняя пластины 5 и 6 могут быть выполнены методом пултрузии, причем длина верхней пластины 5 и ширина нижней пластины 6 практически совпадают с направлением их вытяжки в процессе пултрузии. Сам по себе процесс пултрузии известен специалистам (см., например, патент РФ №2112650, опубл. 10.06.1998, и патент РФ №2446948, опубл. 10.04.2012). Прокладка 7 также может быть выполнена методом пултрузии, при этом направление вытяжки прокладки 7 не имеет значения.
Уголок 8 также может быть изготовлен из ПКМ методом пултрузии. Он имеет толщину, не превышающую толщины любой из опор 3 вертикальных ребер 2 настила, и ширину, практически равную расстоянию между опорными площадками 3 соседних вертикальных ребер 2 настила за вычетом допуска на свободное перемещение уголка 8 между опорными площадками 3 соседних вертикальных ребер 2 настила. Уголок 8 является опционным, хотя и предпочтительным элементом прижимного кронштейна по настоящему изобретению. Он выполнен таким образом, что расстояние между отверстием в уголке 8 (описано далее) и его вертикальной стенкой равно расстоянию от края нижней пластины 6 до отверстия в ней, что исключает проворачивание нижней пластины 6 с уголком 8 при монтажных работах и неправильную установку уголка 8.
В случае использования уголка 8 в конструкции прижимного кронштейна по настоящему изобретению на одной из боковых сторон нижней пластины 6 может быть выполнено углубление, высота и ширина которого практически равны, соответственно, толщине и ширине уголка 8. Это углубление предназначено для размещения в нем заподлицо того плеча уголка 8, которое на Фиг.2 показано перпендикулярным к плоскости опорных площадок 3 и полок 4. Углубление может и не выполняться, т.к. плечо уголка 8 будет опираться на торец нижней пластины 6 и не будет проворачиваться.
В случае использования уголка 8 в конструкции прижимного кронштейна по настоящему изобретению на части верхней поверхности прокладки 7, доходящей до края этой прокладки 7, ближайшего к полке 4 балки пролетного строения моста, выполнено понижение на величину не меньше допуска на толщину полки 4. Это понижение дает возможность прижать к прокладке 7 другое плечо уголка 8 и тем самым обеспечивает более надежную фиксацию прижимного кронштейна по настоящему изобретению при креплении с его помощью мостового настила к полкам 4, имеющим технологический разброс по толщине.
В каждой детали из ПКМ прижимного кронштейна по настоящему изобретению, т.е. в верхней пластине 5, нижней пластине 6, прокладке 7 и уголке 8 (в случае его использования в конструкции прижимного кронштейна по настоящему изобретению) выполнено сквозное отверстие под болт 9. Этот болт 9, пропущенный через сквозные отверстия по порядку верхней пластины 5, уголка 8 (в случае его использования в конструкции прижимного кронштейна по настоящему изобретению), прокладки 7 и нижней пластины 6, скрепляет указанные детали путем фиксации гайкой 10, в результате чего и образуется прижимной кронштейн по настоящему изобретению. При этом возможно применение первой и второй шайб 11, 12 и разрезной шайбы 13, предназначенной для контровки соединения, как это общеизвестно специалистам.
На Фиг.3 показано в перспективе взаимное расположение уголка 8, прокладки 7 и нижней пластины 6 перед установкой верхней пластины 5 и болта 9.
Прижимной кронштейн по настоящему изобретению используется следующим образом.
Если в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в прижимном кронштейне используется уголок 8, то прижимной кронштейн по настоящему изобретению собирают так, как показано на Фиг.3. При этом уголок 8 может одним своим плечом располагаться в соответствующем углублении, если оно выполнено на нижней пластине 6. После этого поверх прокладки 7 устанавливают верхнюю пластину 5, в совмещенные сквозные отверстия деталей 5-8-7-6 вставляют болт 9 (возможно, с шайбами 11-13) и навинчивают гайку 10, но не закручивают ее до конца, оставляя между собранными деталями некоторый люфт.
Подготовленный прижимной кронштейн вставляют в пространство между двумя выбранными вертикальными ребрами 2 мостового настила так, чтобы длина верхней пластины 5 была практически перпендикулярна ребрам 2 настила, а уголок 8 оказался между опорными площадками 3 соседних вертикальных ребер 2 настила (Фиг.4). Затем подготовленный прижимной кронштейн продвигают до тех пор, пока нижняя пластина 6 не окажется под соответствующей полкой 4 балки пролетного строения моста так, чтобы между прокладкой 7 и полкой 4 образовался зазор не больше заданной величины. Такое подведение подготовленного кронштейна нижней пластиной 6 под полку 4 возможно как раз вследствие того, что детали прижимного кронштейна соединены с вышеупомянутым люфтом, т.е. неплотно. После размещения прижимного кронштейна в заданном положении затягивают гайку 10, фиксируя при этом болт 9 от прокручивания с помощью подходящих инструментов.
Если же в прижимном кронштейне уголок 8 не используется, то прижимной кронштейн по настоящему изобретению собирают без уголка 8, а в остальном все операции выполняют, как описано ранее.
Таким образом, настоящее изобретение позволяет упростить процесс строительства моста за счет использования простого и дешевого прижимного кронштейна, не требующего сверления при своей установке.