Опорная часть - RU196350U1

Чертежи

Описание

Полезная модель относится к строительству и может быть использована для протяженных сооружений, например, мостов, транспортных галерей, трубопроводных переходов и др., у которых узлы опирания пролетных строений на опору в процессе эксплуатации могут испытывать вертикальные и горизонтальные воздействия.

Известна опорная часть моста содержащая передающие в сооружении от пролетного строения на опору вертикальные и горизонтальные нагрузки верхнюю и нижнюю опорные и подвижную плиты, взаимодействующие между собой через два вкладыша, шаровой сегмент и противоугоны, размещенные с возможностью обеспечения пролетному строению осуществления его возвратных поворотных и горизонтальных поступательных перемещений относительно опоры с заданным коэффициентом трения посредством попарно контактирующих друг с другом с плотным касанием (термин принят согласно СП 35.13330.2011 МОСТЫ И ТРУБЫ. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*, табл. 8.3) ответными вогнутой и выпуклой сферическими и плоскими поверхностями антифрикционных слоев скольжения, один из которых в каждой паре выполнен из полимера, в частности, из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, а другой выполнен нержавеющим металлическим с полированной поверхностью [1].

Недостатком данной опорной части является то, что воспринятие ею горизонтальной нагрузки осуществляется с помощью вкладышей, установленных между верхней и нижней опорными плитами. Эти вкладыши состоят из таких элементов, как металлическая планка со слоем скольжения с плоской поверхностью с одной стороны и взаимодействующий с ней с другой стороны через цилиндрическую поверхность полимер. Своими слоями скольжения вкладыши также контактируют через ответные поверхности и со слоями скольжения противоугонов, прикрепленных к верхней опорной плите. В связи с этим конструкция опорной части усложнена, материалоемка и трудоемка в изготовлении.

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является опорная часть, содержащая передающие в сооружении от пролетного строения на опору вертикальные и горизонтальные нагрузки верхнюю и нижнюю опорные и подвижную плиты, взаимодействующие между собой через два вкладыша, шаровой сегмент и противоугоны, размещенные с возможностью обеспечения пролетному строению осуществления его возвратных поворотных и горизонтальных поступательных перемещений относительно опоры с заданным коэффициентом трения посредством попарно контактирующих друг другом с плотным касанием ответными сферическими и плоскими поверхностями антифрикционных слоев скольжения, один из которых в каждой паре выполнен из полимера, в частности, из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, а другой выполнен нержавеющим металлическим с полированной поверхностью [2].

Недостатком этой опорной также является наличие для воспринятия ею горизонтальной силы вкладыша, который выполнен в виде плиты с вертикальным сквозным отверстием, при этом к одной из опорных плит прикреплена обойма с вогнутой внутренней и концентричной ей выпуклой наружной сферическими поверхностями слоев скольжения, с которыми соответственно взаимодействуют ответная выпуклая сферическая поверхность слоя скольжения шарового сегмента и ответная вогнутая сферическая поверхность слоя скольжения отверстия вкладыша, который либо неподвижно прикреплен к другой опорной плите, либо, будучи выполнен с тремя дополнительными слоями скольжения с плоскими поверхностями, горизонтально подвижно контактирует с ответными поверхностями другой опорной плиты и противоугонов. В результате конструкция и этой опорной части является материалоемкой, сложной и трудоемкой в изготовлении.

Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи снижения материалоемкости и трудоемкости изготовления опорной части за счет исключения из ее конструкции вкладышей при обеспечении полноценного воспринятия ею горизонтальной нагрузки.

Поставленная задача в опорной части, содержащей передающие в сооружении от пролетного строения на опору вертикальные и горизонтальные нагрузки верхнюю и нижнюю опорные и подвижную плиты, шаровой сегмент и противоугоны, размещенные с возможностью обеспечения пролетному строению осуществления его возвратных поворотных и горизонтальных поступательных перемещений относительно опоры с заданным коэффициентом трения посредством попарно контактирующих друг с другом с плотным касанием ответными вогнутой и выпуклой сферическими и плоскими поверхностями антифрикционных слоев скольжения, один из которых в каждой паре выполнен из полимера, в частности из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, а другой выполнен нержавеющим металлическим с полированной поверхностью, решена следующим образом:

- ответные вогнутая и выпуклая сферические поверхности антифрикционной пары слоев скольжения выполнены с величиной центрального угла плотного касания не меньшей, чем величина аналогичного центрального угла, обеспечивающего на площади их касания равновесие воздействующих на опорную часть максимального горизонтального и минимального вертикального эксплуатационных усилий при нормативной величине коэффициента трения скольжения между поверхностями указанной антифрикционной пары слоев скольжения.

- ответные вогнутая и выпуклая сферические поверхности антифрикционной пары слоев скольжения выполнены с величиной центрального угла плотного касания не большей, чем величина аналогичного центрального угла, обеспечивающего на площади их касания равновесие воздействующих на опорную часть максимального горизонтального и минимального вертикального эксплуатационных усилий при равной нулю величине коэффициента трения скольжения между поверхностями указанной антифрикционной пары слоев скольжения.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.

На фиг. 1-4 показаны сечения примеров разных вариантов конструктивных схем опорных частей в зависимости от расположения на их деталях слоев скольжения с ответными сферическими и плоскими поверхностями.

Предлагаемая полезная модель опорной части, воспринимающая от пролетного строения 1 вертикальную сжимающую нагрузку с минимальной величиной P_min и горизонтальную нагрузку с максимальной величиной N_max., передающиеся на опору 2, содержит верхнюю 3 и нижнюю 4 опорные плиты, шаровой сегмент 5, подвижную плиту 6, противоугоны 7, полимерные 8 и 10 и металлические полированные 9 и 11 антифрикционные слои скольжения с ответными как плоскими, соответственно 8 и 9, так и со сферическими, соответственно 10 и 11, поверхностями.

В зависимости от расположения попарно взаимодействующих антифрикционных слоев скольжения - полимерных и металлических может обеспечиваться как фиксированное опирание на опорную часть, пролетного строения (см. конструктивные схемы на фиг. 1 и фиг. 3), что позволяет упростить конструкцию и снизить материалоемкость его опорных узлов. Также может допускаться перемещение пролетного строения относительно опорной части (см. конструктивные схемы на фиг 2 и фиг. 4), что целесообразно при гибких опорах сооружения. В любом случае прикрепление опорной части к пролетному строению и опоре может осуществляться болтами: простыми, высокопрочными и фундаментными; на сварке угловыми швами; комбинацией болтовых и сварных соединений или другими средствами.

Однако, независимо от вариантов конструктивного исполнения - опорная часть надежно воспринимает своими несущими деталями сжимающую вертикальную и горизонтальную нагрузки. Для последних это достигается установкой противоугонов 7 и выполнением во всех конструктивных вариантах опорной части необходимого центрального угла 2β плотного касания ответных сферических поверхностей слоев скольжения 10 и 11. Данный угол должен быть большим, чем аналогичный центральный угол 2α₁, обеспечивающий условие равновесия между максимальной горизонтальной N_max и минимальной вертикальной P_min нагрузками, действующими на опорную часть с учетом трения скольжения, присутствующего между плотно взаимодействующими друг с другом вогнутой и выпуклой сферическими поверхностями. Коэффициент трения скольжения μ при этом является нормативной величиной, характерной для каждой пары антифрикционных слоев скольжения.

В этих слоях скольжения применяются известные из современного уровня техники полимеры, такие как сверхвысокомолекулярный полиэтилен, чистый, наполненный или радиационно-модифицированный политетрафторэтилен и др. Коэффициент трения μ этих полимерных антифрикционных слоев при скольжении по металлической полированной поверхности, например, хромированной или из нержавеющей стали достаточно низок и составляет μ=0,04-0,06 при положительной температуре и ненамного выше - при отрицательной.

Математическая взаимосвязь между указанными параметрами при соблюдении условия равновесия сил на площади плотного касания с трением сферических поверхностей имеет вид:

Для надежного воспринятия горизонтальной нагрузки в опорной части угол 2β должен быть не меньшим, чем угол 2α1, иными словами должно соблюдаться условие:

2α₁≤2β

Если принять в запас надежности коэффициент трения между сферическими поверхностями равным нулю, то выше приведенное выражение может быть упрощено до следующего вида:

Что может быть принято за ограничение центрального угла 2β по максимуму, так как дальнейшее его увеличение не целесообразно и приведет к перерасходу металлопроката при изготовлении шарового сегмента. В этом случае можно записать что:

2β≤2α_2.

В результате окончательное условие назначения центрального угла плотного касания 2β сферических поверхностей для изготовления опорной части можно записать так:

2α₁≤2β≤2α_2.

Воспринятия горизонтальной нагрузки на опору вместе с вертикальной нагрузкой осуществляется неподвижной и односторонне подвижной опорными частями. В них для этого предназначены основные несущие детали, которые одновременно обеспечивают и возможность осуществления с нормативным коэффициентом трения скольжения возвратных поступательных горизонтальных перемещений с помощью плоских антифрикционных слоев скольжения и возвратных поворотных перемещений с помощью сферических поверхностей слоев скольжения. Эти же сферические поверхности при правильно заданном центральном угле плотного касания способны своей площадью контакта надежно воспринимать под вертикальным усилием и действующее на опорную часть горизонтальное усилие.

Таким образом, представленная полезная модель опорной части позволяет решить задачу снижения ее материалоемкости и трудоемкости изготовления при полноценном воспринятии горизонтальной нагрузки с упрощенной конструкцией.

Источники информации, принятые во внимание:

1. Пат. ФРГ №3517895. М.кл. Е01D 19/04, 20.11.1986.

2. Пат. РФ №92667. М.кл. Е01D 19/04, 27.03.10. Бюл. №9.

Реферат

Полезная модель относится к строительству и может быть использована для протяженных сооружений, например, мостов, транспортных галерей, трубопроводных переходов и др., у которых узлы опирания пролетных строений на опору в процессе эксплуатации могут испытывать вертикальные и горизонтальные воздействия.Задачей полезной модели является снижение материалоемкости и трудоемкости изготовления опорной части за счет исключения из ее конструкции вкладышей при обеспечении полноценного воспринятия ею горизонтальной нагрузки.Опорная часть содержит передающие в сооружении от пролетного строения на опору вертикальные и горизонтальные нагрузки верхнюю и нижнюю опорные и подвижную плиты, шаровой сегмент и противоугоны, размещенные с возможностью обеспечения пролетному строению осуществления его возвратных поворотных и горизонтальных поступательных перемещений относительно опоры с заданным коэффициентом трения посредством попарно контактирующих друг с другом с плотным касанием ответными вогнутой и выпуклой сферическими и плоскими поверхностями антифрикционных слоев скольжения, один из которых в каждой паре выполнен из полимера, в частности, из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, а другой выполнен нержавеющим металлическим с полированной поверхностью, решена следующим образом.Новым в полезной модели является то, что:ответные вогнутая и выпуклая сферические поверхности антифрикционной пары слоев скольжения выполнены с величиной центрального угла плотного касания не меньшей, чем величина аналогичного центрального угла, обеспечивающего на площади их касания равновесие воздействующих на опорную часть максимального горизонтального и минимального вертикального эксплуатационных усилий при нормативной величине коэффициента трения скольжения между поверхностями указанной антифрикционной пары слоев скольжения.ответные вогнутая и выпуклая сферические поверхности антифрикционной пары слоев скольжения выполнены с величиной центрального угла плотного касания не большей, чем величина аналогичного центрального угла, обеспечивающего на площади их касания, равновесие воздействующих на опорную часть максимального горизонтального и минимального вертикального эксплуатационных усилий при равной нулю величине коэффициента трения скольжения между поверхностями указанной антифрикционной пары слоев скольжения.

Формула