21.06.2017
Гидроизоляция в комнате, где будет устанавливаться ванна или душ, должна быть качественной, ведь именно здесь возможны постоянные...


21.06.2017
Мрамор появляется в результате соединения известняка и доломита под воздействием перекристаллизации различных осадочных пород в...


21.06.2017
Трактор - это техника, без которой сложно представить выполнение дорожно-строительных, землеройных и других работ. Именно поэтому...


20.06.2017
При монтаже пластиковых окон немаловажным пунктом является оформление ее откосов. Для отделки проемов используется материал, из...


20.06.2017
Первые недели жизни малышу требуется на сон не менее 18 часов в сутки. Поэтому очень важно правильно организовать место для сна....


20.06.2017
Утепление или же преобразование лоджии собственными силами, как и при работе профессионалов, всегда начинается с робот по ее...


Подвижные опорные части металлических мостов

16.06.2016

Катковые опорные части применяют в мостостроении, начиная с середины XIX в. Эти конструкции являются идеальными для создания относительно свободных перемещений в горизонтальном направлении. Металлический каток обеспечивает минимальное сопротивление трения, если поверхность качения свободна от грязи и ржавчины, а сопрягающиеся детали изготовлены точно.
Однако катковые опорные части очень чувствительны по сравнению с другими типами к изменению коэффициента трения. Обеспечение необходимого положения катков в плане требует применения дополнительных элементов, что приводит к их усложнению, увеличению расхода металла и стоимости изготовления. Эти конструкции чувствительны также к поперечному крену опор, появляющемуся достаточно часто в процессе эксплуатации, и к поворотам балок или ферм пролетного строения в поперечном направлении.
В однокатковых опорных частях в одном ярусе с помощью катка реализуются как горизонтальные перемещения, так и повороты опорного сечения. В результате для небольших нагрузок и перемещений могут быть получены сравнительно простые конструкции.
Стремление повысить нагрузки на однокатковые опорные части и при этом не увеличивать существенно диаметры катков привело к использованию высокопрочных сталей для них. При этом, исходя из характера передачи усилий, стали применяют только в зонах контакта, т.е. там, где действуют высокие местные напряжения, в виде высокопрочных вставок или наплавок. На рис. 10.7 приведена схема однокатковой опорной части из серии под нагрузку от 2000 до 30000 кН с перемещениями до ±250 мм. Эта серия включает четыре диаметра катков: 100, 150, 200 и 250 мм. Столь малые величины получены за счет применения на катки и плиты качения наплавок толщиной до 20 мм из стали 40X13 с временным сопротивлением на разрыв 110 кг/мм2. При этом в качестве основного металла использована сталь 09Г2С с временным сопротивлением 32,5 кг/мм2.
Подвижные опорные части металлических мостов

Однокатковые опорные части включают опорные плиты, каток и противоугонные устройства, состоящие из зубчатых венцов на катке и зубчатых реек на плитах. При использовании на широких мостах с расстоянием между опорными частями в поперечном направлении более 14 м они имеют под нижней плитой качения пару скольжения, состоящую из полированного листа нержавеющей стали с нижним стопорным листом и прокладного листа с фторопластовыми вкладышами. Пара обеспечивает горизонтальные перемещения в поперечном направлении.
Для снижения массы катков применяют срезанные катки или валки. На рис. 10.8 показана конструкция валковой подвижной опорной части под автодорожное пролетное строение длиной 83,2 м. Каток опорной части выполнен из стали 25Л и имеет в поперечном сечении двутавровую форму с ребрами жесткости.
Радиус цилиндрических поверхностей в срезанном катке делают обычно равным половине его высоты или несколько большим. С одной стороны, этим уменьшают напряжения смятия, с другой — повышают устойчивость положения катка, т.к. при его отклонении пролетное строение приподнимается и вертикальное давление вызывает момент, стремящийся вернуть каток в прежнее положение.
Подвижные опорные части металлических мостов

Секторные конструкции (рис. 10.9) применяют для уменьшения высоты опорных частей. В них нижнюю часть катка заменяют сектором из стального литья или сварным. Верхняя часть представляет собой подушку-балансир с тангенциальным или шарнирным опиранием. Чтобы обеспечить поперечную неподвижность, цилиндрический шарнир снабжается ребордами, а сектор — шпонкой с пазом. Против скольжения сектора по нижней подушке устраиваются противоугонные зубья, приваренные к нижней подушке и входящие в пазы, вырезанные в нижней части сектора.
При равных нагрузках секторные опорные части имеют меньшую высоту, чем однокатковые, но создают несколько большее сопротивление трения из-за большего радиуса и более плотного касания сектора с подушкой. Применяют секторные опорные части, как правило, в железнодорожных и автодорожных сооружениях с пролетами 20...50 м.
Опорные части строений больших пролетов передают опорам большие давления, а подвижные конструкции должны обеспечивать одновременно и большие перемещения. Повышенные давления требуют значительных размеров подушек и, в первую очередь, нижних, передающих давление бетонной кладке опор.
Подвижные опорные части металлических мостов

При больших пролетах в качестве подвижных опорных частей применяют балансирные катковые конструкции (рис. 10.10). В них давление передается через верхний и нижний балансиры на катки и опорную плиту. По функциональному назначению в подвижных балансирных опорных частях можно выделить элементы вращения, балансиры, обеспечивающие поворот опорного сечения, и элементы горизонтальных перемещений — катки.
Чтобы уменьшить высоту опорных частей, как правило, в них применяют два или четыре катка, что обеспечивает более равномерное и определенное распределение нагрузки между катками, на нижний балансир и опорную плиту. В то же время применение нескольких катков усложняет противоугонные устройства. Катки соединяют между собой парными планками, допускающими их поворот, а два из них имеют зубчатые планки, входящие в пазы опорной плиты и нижнего балансира. Для предупреждения поперечных смещений и перекосов во всех катках устроены пазы, в которые входят гребни нижнего балансира и опорной плиты. С такой же целью между балансирами устроена шпонка.
Подвижные опорные части металлических мостов

В настоящее время рассмотренные типы опорных частей в отечественной практике применяют только в железнодорожном строительстве и при ремонте мостов, поскольку в автодорожных мостах они практически полностью вытеснены комбинированными скользящими опорными частями.
При новом строительстве автодорожных мостов преимущественно используют скользящие опорные части. Это объясняется их значительно меньшей металлоемкостью и стоимостью по сравнению со стальными опорными частями, а также тем, что они обеспечивают более надежное и свободное опирание различных по конструкции и форме пролетных строений.
Проблемой опорных частей скольжения является сохранение и смазка соприкасающихся поверхностей. Она решается в зависимости от конструкции опорной части, ее назначения и условий работы.
В подвижных скользящих опорных частях, как уже говорилось, функции поворота и перемещения разделены. Поэтому в них различают элементы вращения и скольжения. В наиболее широко применяемых типах опорных частей (тангенциальных, стаканных и с шаровым сегментом) элементы вращения унифицированы для неподвижных и подвижных частей.
Подвижные опорные части металлических мостов

На рис. 10.11 показаны три типа скользящих опорных частей с использованием листового фторопласта (политетрафторэтилена) в качестве антифрикционного материала. Элемент скольжения или скользящая пара в этом случае включает плиту скольжения с элементом скольжения из нержавеющей стали с полированной поверхностью. Плита скольжения опирается на средний опорный элемент, который в зависимости от типа конструкции представляет собой опорную подушку, верхний балансир, крышку стакана или шаровой сегмент. На верхней поверхности среднего опорного элемента уложен лист фторопласта, калиброванный по толщине обычно 5...6 мм. Для фиксации лист утоплен на 2,5 мм в поверхность опорного элемента.
Во всех выпускаемых скользящих опорных частях с использованием листового фторопласта применяют смазку. Для этого в верхней поверхности листа сделаны сферические углубления, в которые ее укладывают при сборке опорных частей. Если смещается верхний лист скольжения, смазка затягивается в шов контакта между ним и антифрикционным листом. В опорных частях российского производства используют смазку ЦИАТИМ. Ее пополнение в процессе эксплуатации современных конструкций скользящих опорных частей не предусмотрено. Замена смазки возможна только после разгрузки опорных частей и их полной разборки.
Вместе с тем действующие нормы предусматривают не столь большой коэффициент трения, который должен учитываться при проектировании сооружения (от 0,01 до 0,12). Он увеличивается при понижении температуры и уменьшении давления. Исходя из этого, при выборе опорных частей считают, что среднее давление на фторопласт в опорных частях скольжения не должно быть менее 9,81 МПа при действии только постоянных нагрузок.
В качестве антифрикционного слоя могут быть использованы и другие материалы. Так, в опорных частях, разработанных ОАО «Трансмост», применяют ткань «Даклен-1» толщиной 0,3...0,9 мм. С помощью эпоксидного клея ее наклеивают на верхнюю поверхность среднего опорного элемента и металлическими планками прижимают к его боковым кромкам. Этой же тканью оклеивается и нижний балансир (основание), по сферической поверхности которого перемещается шаровой сегмент, обеспечивая свободу поворота опорного сечения (см. рис. 10.11, в). Работает такая опорная часть без смазки.
Коэффициенты трения в паре скольжения «Даклен-1 + полированная нержавеющая сталь» при среднем давлении от 2 до 30 МПа и положительных температурах не превышают 0,015. При отрицательных температурах коэффициенты трения не превосходят граничные значения, предусмотренные нормами проектирования мостов.
По характеру работы на перемещения подвижные опорные части скольжения подразделяются на всесторонне подвижные и линейно подвижные, когда обеспечиваются горизонтальные перемещения в одном заданном направлении. Обычно такими направлениями являются движение вдоль или перпендикулярно к направлению температурной деформации (для мостов на прямых — это вдоль или поперек оси моста).
Конструктивно это решается устройством на плите скольжения направляющих силовых бортов с боковыми парами скольжения или направляющих планок на плитах скольжения по оси опорной части с соответствующими пазами в средних опорных элементах. В последнем случае на боковых поверхностях планки и паза также устраивают пары скольжения.
Размер плиты скольжения в направлении перемещения зависит от его величины. Вообще, он определяется как сумма диаметра (ширины) среднего опорного элемента с антифрикционным слоем, расчетных перемещений при укорочении и удлинении пролетного строения и запаса в 20 мм.