ПРОЖЕКТОРНАЯ МАЧТА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к строительству, а именно к высотным конструкциям, предназначенным для размещения осветительного оборудования, и освещения различных промышленных и спортивных объектов.
Уровень техники
Известна прожекторная мачта, содержащая, по меньшей мере, две четырехгранные секции из угловых профилей и установленную на вершине верхней секции прожекторную площадку с ограждением и молниеотводами (см. патент RU 2465425, МПК: Е04Н12/08, опубл. 27.10.2012). Для подъема на прожекторную площадку служит лестница с ограждением в зоне нижней секции и двумя площадками для отдыха.
Известна высотная башня, содержащая приспособленный для размещения светового оборудования трехгранный решетчатый ствол, каждая грань которого сформирована вертикальными поясами из угловых профилей и связывающими их элементами решетки, проходящую вдоль ствола лестницу с площадками для отдыха (см. патент CN 2806659, МПК: E04H 12/08, опубл. 16.08.2006).
Оба упомянутых аналога относятся к конструкциям с широкой базой, позволяющей разместить лестницу во внутреннем объеме стойки и обеспечивающей хорошую устойчивость конструкции, в том числе при большой загруженности световым оборудованием.
В качестве наиболее близкого аналога для заявляемого решения принята прожекторная стальная мачта (ПМС) типовой серии 3.407.9-172 «Прожекторные мачты и отдельно стоящие молниеотводы», разработки Севзапэнергосетьпроект, 1991 г. (см. http://www.gostrf.com/normadata/1/4293842/4293842600.pdf, лист 3-4).
Сходными признаками ближайшего аналога и предлагаемой конструкции являются: наличие четырехгранной решетчатой стойки, грани которой сформированы вертикальными поясами из угловых профилей и соединяющими их элементами решетки в виде наклонных раскосов и горизонтальных планок, размещенной снаружи вдоль стойки лестницы и закрепленной на вершине стойки прожекторной площадки. Прожекторная площадка включает рамное основание и размещенные по его периметру вертикальные элементы ограждения, соединенные между собой поперечинами.
К недостаткам известной конструкции следует отнести то, что выполненная из уголковых профилей прожекторная площадка имеет сравнительно невысокую жесткость, а значит и невысокую несущую способность, что ограничивает количество размещаемого на ней осветительного оборудования.
Заявляемая полезная модель направлена на решение проблемы повышения несущей способности прожекторной мачты при обеспечении надежности работы.
Техническим результатом полезной модели является повышение пространственной жесткости и прочности прожекторной площадки и прожекторной мачты в целом, что позволяет увеличить количество размещаемого на ней светового оборудования с одновременным обеспечением эксплуатационной надежности.
Дополнительным техническим результатом является упрощение и облегчение монтажных работ.
Раскрытие полезной модели
Упомянутая проблема решена и технические результаты достигнуты благодаря тому, что в прожекторной мачте, содержащей четырехгранную решетчатую стойку, грани которой сформированы вертикальными поясами из угловых профилей и соединяющими их элементами решетки в виде наклонных раскосов и горизонтальных планок, размещенную снаружи вдоль стойки лестницу и закрепленную на вершине стойки прожекторную площадку, включающую рамное основание и размещенные по периметру основания вертикальные элементы ограждения, соединенные между собой поперечинами, согласно заявляемой полезной модели, основание и вертикальные элементы ограждения прожекторной площадки сформированы из замкнутых профилей прямоугольного поперечного сечения, при этом стойка снабжена перекрестными связями в виде пересекающихся стержней, закрепленных концами к горизонтальным планкам противолежащих граней стойки, лежащим в одном уровне.
В отличие от ближайшего аналога, в предлагаемой прожекторной мачте несущие элементы основания и ограждения рабочей площадки выполнены из замкнутых профилей (труб) прямоугольного поперечного сечения.
В отличие от уголков и других профилей открытого поперечного сечения (например, швеллеров, тавров и т.д.), замкнутые профили при эквивалентных габаритах обладают гораздо большей пространственной жесткостью и высоким сопротивлением к изгибающим и скручивающим нагрузкам. Их использование позволило повысить прочность и жесткость прожекторной площадки, увеличить ее несущую способность. В результате стало возможным увеличение количества размещаемого на ней осветительного оборудования.
При этом дополнение стойки перекрестными связями, размещенными по ее высоте с заданной периодичностью, позволило повысить жесткость ствола и скомпенсировать некоторое утяжеление конструкции, произошедшее в верхней части стойки вследствие выполнения прожекторной площадки из замкнутых профилей. В результате была обеспечена надежность работы мачты в условиях высоких нагрузок, а также повышенная жесткость при сейсмических воздействиях.
Вертикальные элементы ограждения, выполненные из прямоугольных замкнутых профилей (труб), имеющих обтекаемое поперечное сечение, оказывают незначительное аэродинамическое сопротивление, что обеспечивает снижение ветровой нагрузки на конструкцию мачты.
При этом прямоугольные трубы отличаются более удобным монтажом и позволяют расширить конструктивные возможности проектирования. Полое внутренне пространство труб может быть использовано, например, для прокладки коммуникаций.
Замкнутые профили (трубы) с неправильным прямоугольным поперечным сечением более предпочтительны, чем профили, имеющие правильное (квадратное) поперечное сечение, т.к. обеспечивают более низкую (на 10-20%) материалоемкость конструкции.
При изготовлении предлагаемой конструкции преимущественное использование имеют прямоугольные трубы сечением 100×40 мм и толщиной стенки 3 мм и трубы сечением 120×40 мм и толщиной стенки 4 мм.
В предпочтительных случаях реализации полезная модель характеризуется следующими признаками:
- пересекающиеся стержни закреплены к горизонтальным планкам под углом, отличным от 90°;
- стойка имеет квадратное поперечное сечение, уменьшающееся от основания к вершине стойки;
- перекрестные связи размещены по высоте стойки с шагом, величина которого меньше трехкратной ширины грани в среднем поперечном сечении стойки;
- пересекающиеся стержни соединены между собой в месте пересечения, при этом в одном из них сформирован вырез для размещения второго;
- лестница снабжена решетчатым ограждением и разнесенными по ее длине площадками для отдыха, перекрывающими объем внутри ограждения лестницы, имеющими люк с крышкой, шарнирно закрепленной на несущем элементе площадки с возможностью фиксации в поднятом положении. Для изготовления этих площадок также могут быть использованы замкнутые прямоугольные профили.
Возможность промышленной осуществимости предлагаемого технического решения подтверждается приведенными ниже примерами, иллюстрированными чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - прожекторная мачта, общий вид;
на фиг. 2 - сечение А-А с фиг. 1, показана прожекторная площадка, вид сверху;
на фиг. 3 - сечение В-В с фиг.2;
на фиг. 4 - прожекторная площадка, вид сбоку;
на фиг. 5 - сечение С-С с фиг. 4 с двумя увеличенными фрагментами;
на фиг. 6 - поперечное сечение мачты, сечение D-D с фиг.1;
на фиг. 7 - увеличенный фрагмент с фиг. 6.
Осуществление полезной модели
Прожекторная мачта содержит (см. фиг. 1) четырехгранную решетчатую стойку 1, размещенную снаружи вдоль стойки лестницу 2 с ограждением 3 и закрепленную на вершине стойки площадку 4, предназначенную для размещения прожекторов и, при необходимости, средств молниезащиты (далее - прожекторная площадка 4). Предпочтительно стойка 1 имеет квадратное поперечное сечение. Грани стойки 1 сформированы вертикальными поясами 5 из угловых профилей и связывающими их элементами решетки в виде наклонных раскосов 6 и горизонтальных планок 7.
Прожекторная площадка 4 (см. фиг. 2-5) включает выполненное в виде рамы основание 8 с настилом (не показан) и ограждением по периметру, сформированным вертикальными элементами 9 и соединяющими их поперечинами 10. На верхних торцах элементов 9 ограждения и по периметру основания 8 размещены кронштейны 11 и 12 для установки прожекторов.
Рамное основание 8 и вертикальные элементы 9 ограждения выполнены из замкнутых профилей прямоугольного поперечного сечения (см. фиг. 3, 5).
Профильные прямоугольные трубы отличаются высокой жесткостью и сравнительной легкостью, простотой и удобством монтажа.
В качестве замкнутых профилей, в конкретных примерах осуществления полезной модели, использовали прямоугольные трубы сечением 100×40 мм с толщиной стенки 3 мм и прямоугольные трубы сечением 120×40 мм с толщиной стенки 4 мм.
Для повышения жесткости стойки 1, по ее высоте с заданным шагом t размещены перекрестные связи, каждая из которых выполнена в виде пары взаимно пересекающихся стержней 13 и 14 из углового профиля (см. фиг. 6), приваренных концами к горизонтальным планкам 7 противолежащих граней стойки, лежащим в одном уровне, предпочтительно под углом к ним, отличным от 90°.
Такое закрепление перекрестных стержней, с одной стороны, обеспечивает простоту выполнения сварных швов, с другой стороны, позволяет добиться наиболее оптимальных условий для перераспределения крутящего момента и равномерности восприятия горизонтальных нагрузок, и снижения деформаций.
Для соединения стержней 13 и 14 между собой, в одном из них, в месте пересечения, сформирован вырез 15 в одной из полок для размещения второго стержня, соединенного с первым сварными швами внахлест (см. фиг. 7).
Заданная величина шага (t) между перекрестными связями определяется исходя из условия:
t ≤ 3a,
где а - ширинa грани стойки в ее среднем поперечном сечении.
Например: стойка 1 имеет квадратное поперечное сечение, уменьшающееся от основания к вершине стойки, размеры поперечных сечений стойки составляют 850×850 мм в основании и 506×506 мм - у ее вершины.
Путем простых вычислений определяется ширина грани (а) в среднем поперечном сечении стойки, которая составляет 678 мм. На основании полученной величины определяется предельная величина шага (t), которая составляет 2034 мм.
В конкретных примерах осуществления прожекторной мачты расстояние между перекрестными связями варьируется от 1500 мм до 1900 мм, что не превышает максимально допустимой величины.
В отдельных случаях грани стойки 1 могут быть параллельны друг другу, тогда сечение стойки постоянное по всей высоте и ширина грани (a) имеет постоянное значение, что дополнительно упрощает определение величины шага (t).
С целью обеспечения безопасности эксплуатации и обслуживания мачты лестница 2 снабжена решетчатым ограждением 3, состоящим из нескольких секций, и разнесенными по ее длине площадками для отдыха 16, перекрывающими внутренний объем ограждения (см. фиг. 6).
Каждая площадка 16 имеет люк 17 с откидной крышкой, шарнирно закрепленной на несущем элементе площадки с возможностью фиксации в поднятом положении.
Для изготовления площадок 16 также могут быть использованы замкнутые прямоугольные профили.
Для удобства транспортировки стойка 1 может быть выполнена составной из нескольких, последовательно соединенных секций.
Предлагаемая конструкция прожекторной мачты отличается повышенной пространственной жесткостью и прочностью прожекторной площадки и мачты в целом, что обеспечивает возможность размещения на ней большого количества прожекторов, а при необходимости средств молниезащиты и другого оборудования.