ОПОРНАЯ ЧАСТЬ МОСТА

Заявляемая полезная модель относится к области строительства, а именно, к механическим устройствам, применяемым в мостостроении. Устройство может быть применено при строительстве и реконструкции мостов и других искусственных сооружений в качестве промежуточного звена, передающего эксплуатационные нагрузки от пролетных строений к опорам. Задачей полезной модели является повышение технологичности и снижение вредного воздействия на окружающую среду при изготовлении опорных частей.
В конструкциях опорных частей сферического типа применяются различные материалы слоев скольжения из фторопласта (политетрафторэтилена или ПТФЭ) и различных композиций из него, например, с наполнителями из металлов, графита и других материалов.
Ответные металлические части в парах трения выполняют обычно из стали с износостойким покрытием твердым хромом. Это обусловлено специфическими свойствами твердого хрома, в том числе высокой химической стойкостью, широким температурным диапазоном использования, твердостью и низким коэффициентом трения в паре с полимерами.
Однако технология покрытия твердым хромом деталей является сложным процессом, наносящим ущерб экологии. Например, после того, как шестивалентный хром в 90-е годы XX века был признан канцерогеном, в 2006 году вступила в силу директива, которая существенно ограничила применение хромирования в Европе.
Известно, что одним из способов повышения износостойкости и коррозионной стойкости является насыщение поверхности изделий азотом в специальной азотирующей среде. Поверхностный слой изделия, насыщенный азотом, имеет в своем составе растворенные нитриды и приобретает повышенную коррозионную стойкость и твердость, сравнимые с твердохромированной поверхностью.
Процессы азотирования, например ионно-плазменного азотирования, являются экологически чистыми и более технологичными по сравнению с хромированием.
Опорные части, имеющие элементы со сферическими опорными поверхностями, покрытыми твердым хромом, широко известны из уровня техники.
Наиболее близким по технической сущности является устройство опорной части моста (патент РФ №2160807, класс МПК E01D 19/04, дата публ. 20.12.2000 г.). Опорная часть моста включает нижний элемент, выполненный со сферической вогнутой рабочей поверхностью, на которой размещен листовой полимерный антифрикционный материал, и контактирующий с ним верхний элемент с опорной шаровой поверхностью, которая по крайней мере в зоне контакта с листовым полимерным антифрикционным материалом выполнена с полированной поверхностью и с покрытием слоем хрома толщиной не менее 0,1 мм, причем в листовом полимерном антифрикционном материале в зоне контакта с верхним элементом образованы не более чем на 0,75 толщины листового полимерного антифрикционного материала лунки, преимущественно сферические и/или цилиндрические, заполненные смазкой. Технический результат, обеспечиваемый указанным изобретением, состоит в повышении надежности и долговечности работы опорной части моста, увеличении межремонтного цикла и уменьшении трудоемкости планово-предупредительных ремонтов.
Недостатками данного устройства являются низкая технологичность и вредное воздействие на окружающую среду при изготовлении, поскольку изготовление деталей (верхний элемент с опорной шаровой поверхностью) требует применения покрытия твердым хромом.
Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение технологичности опорных частей и уменьшение вредного воздействия на окружающую среду при изготовлении.
Достигается технический результат тем, что опорная часть моста, включает передающие от сооружения на опору моста нагрузку шаровой сегмент, верхнюю и нижнюю опорные плиты и контактирующие между собой ответными сферическими поверхностями слои скольжения, из которых один выполнен из полимерного материала или композита из полимерного материала, а другой слой скольжения выполнен металлическим, например из стали 40Х или 9Г2С с азотированным поверхностным слоем толщиной 50-100 мкм.
Новым является то, что ответный полимерному металлический слой скольжения на сферической поверхности выполнен с азотированным поверхностным слоем.
Данная полезная модель поясняется чертежом. На фиг. 1 изображена опорная часть с шаровым сегментом.
Верхняя плита 1 с шаровым (сферическим) стальным полированным сегментом из стали с насыщенным при помощи ионно-плазменного азотирования поверхностным слоем 2 толщиной 50-100 мкм соединена неподвижно с пролетным строением моста 3. Сферическая часть верхней плиты 1 плотно контактирует со сферическим углублением подвижной плиты 4, на которое по всей поверхности нанесено полимерное покрытие 5, например из радиационно-модифицированного политетрафторэтилена. Нижняя плита 6 неподвижно встроена в бетонную опору моста 7.
Сферическая пара скольжения опорной части моста работает следующим образом:
Вертикальная сила от пролетного строения 3 через верхнюю плиту 1 и ее сферический сегмент, например из стали 40Х или 09Г2С через плотный контакт покрытия, полученного методом ионно-плазменного азотирования, передается на слой 5 из полимера. Возникающие силы трения при повороте пролетного строения на сферическом шарнире приводят к износу покрытий сферического сегмента и, в основном, полимерного покрытия в углублении подвижной плиты 4. Наличие азотированного слоя на металлическом сегменте обеспечивает высокую износостойкость и коррозионную стойкость сегмента, сравнимые с хромированной поверхностью, благодаря характеристикам покрытия.
Технология азотирования широко применяется в промышленности, поэтому техническое решение является более технологичным, по сравнению с хромированием, принятым в прототипе, и обеспечивает экологическую безопасность при производстве опорных частей.