Опорная система многопрофильного деформационного шва

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ОПОРНАЯ СИСТЕМА МНОГОПРОФИЛЬНОГО ДЕФОРМАЦИОННОГО ШВА(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие по инженерным изысканиям, проектированию автомобильных дорог, аэродромов и искусственных сооружений на них БЕЛГИПРОДОР(72) Автор Шкляр Владимир Хаимович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие по инженерным изысканиям, проектированию автомобильных дорог, аэродромов и искусственных сооружений на них БЕЛГИПРОДОР(57) 1. Опорная система многопрофильного деформационного шва, содержащая хотя бы две опорные поперечные траверсы, каждая из которых выполнена с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси, причем каждый из концов каждой траверсы размещен в соответствующей нише, образованной соответствующим коробом, с опорой на соответствующий нижний упругий опорный элемент, отличающаяся тем, что каждый короб выполнен из упругого материала таким образом, что нижний упругий опорный элемент выполнен на внутренней поверхности нижней стенки короба как одно целое с ним, внутренние поверхности боковых стенок короба выполнены с упругими демпфирующими выступами, а в зазоре между траверсой и верхней стенкой короба установлены демпфирующие ролики. 97002013.12.30 2. Опорная система по п. 1, отличающаяся тем, что каждый указанный короб изготовлен совместно с нижним упругим опорным элементом в виде утолщения нижней стенки короба и демпфирующими выступами на внутренних поверхностях боковых стенок короба. 3. Опорная система по п. 1, отличающаяся тем, что каждый короб изготовлен совместно с хотя бы одним выступом, ориентированным перпендикулярно оси траверсы, на наружной поверхности одной из его стенок. 4. Опорная система по п. 1, отличающаяся тем, что каждый короб снабжен системой упругих элементов для обжатия снаружи и плотно охватывает расположенный в нем конец указанной траверсы вместе с установленными на нем демпфирующими роликами. 5. Опорная система по п. 4, отличающаяся тем, что каждый упругий элемент указанной системы выполнен в виде предварительно выгнутой упругой стальной полосы. 6. Опорная система по п. 1, отличающаяся тем, что указанные демпфирующие ролики выполнены в виде цилиндрических тел из материала с меньшей жесткостью, чем жесткость нижнего упругого опорного элемента соответствующего короба, и установлены так,что оси симметрии указанных роликов перпендикулярны оси траверсы. 7. Опорная система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что указанные демпфирующие выступы выполнены гребенчатой формы и параллельны оси траверсы. 8. Опорная система по п. 1, отличающаяся тем, что нижний упругий опорный элемент каждого короба снабжен дополнительной опорной частью, выполненной из материала, обладающего большей твердостью и меньшим коэффициентом трения, чем материал указанного опорного элемента, и установленной так, что при действии только постоянной нагрузки она выступает над верхней поверхностью нижнего упругого опорного элемента на 1-2 мм. 9. Опорная система по п. 1, отличающаяся тем, что траверса выполнена со стенкой на каждом из торцов, причем между торцевой стенкой каждого короба и стенкой соответствующего торца траверсы установлен пружинный элемент в сжатом состоянии.(56) 1. Многопрофильные (модульные) деформационные швы с резиновым ленточным компенсатором МП ДШ. Рекламный проспект ООО Деформационные швы и опорные части. - 2012. 2. Двухпрофильные швы МММ -160-. Рекламный проспект ООО МФ МоскваМаурер-Мост. - 2012. 3. Рекомендации по применению конструкций деформационных швов в мостовых сооружениях. Федеральное дорожное агентство (Росавтодор). - М., 2011, таблица 3. Полезная модель относится к области мостостроения. В практике строительства известны деформационные швы на перемещения более 80 мм фирм ООО Деформационные швы и опорные части (Россия) 1,(Германия) 2, состоящие из крайних элементов металлического окаймления, промежуточных стальных элементов (продольных балок) и заделанных в этих элементах резиновых компенсаторов. Опорная система промежуточных балок состоит из поперечных стальных балок траверс, концы которых расположены в обетонированных сварных нишах из листового металла и опираются на нижнюю внутреннюю поверхность ниши через промежуточную систему стальных и упругих элементов, причем упругие элементы установлены в сжатом состоянии и препятствуют свободному колебанию траверсы и опирающихся на нее продольных промежуточных балок деформационного шва. 97002013.12.30 Недостатками этой конструкции являются использование металла для образования ниш, наличие множества элементов со сложными узлами соединения, трудоемким и многодельным процессом их сборки. Наиболее близким аналогом заявленной опорной конструкции деформационного шва является опорная система деформационного шва 3. В этой конструкции промежуточные продольные балки деформационного шва опираются на подвижную поперечную траверсу,каждый из концов которой размещен в соответствующей нише, образованной соответствующим коробом, концы траверсы подвижно опираются на упругие опорные части, а над траверсой между ней и верхом ниши находятся упругие прокладки, установленные в сжатом состоянии. Известная конструкция состоит из большого числа деталей, сложных в изготовлении,и, в особенности, в сборке. Задачей, решаемой заявленной полезной моделью, является создание простой в исполнении, немногодельной в сборке и долговечной в эксплуатации конструкции. Поставленная задача в опорной системе многопрофильного деформационного шва,содержащей хотя бы две опорные поперечные траверсы, каждая из которых выполнена с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси, причем каждый из концов каждой траверсы размещен в соответствующей нише, образованной соответствующим коробом, с опорой на соответствующий нижний упругий опорный элемент, решена за счет того, что каждый короб выполнен из упругого материала таким образом, что нижний упругий опорный элемент выполнен на внутренней поверхности нижней стенки короба как одно целое с ним, внутренние поверхности боковых стенок короба выполнены с упругими демпфирующими выступами, а в зазоре между траверсой и верхней стенкой короба установлены демпфирующие ролики. Каждый указанный короб изготовлен методом литья совместно с нижним упругим опорным элементом в виде утолщения нижней стенки короба, и демпфирующими выступами на внутренних поверхностях боковых стенок короба, а также, предпочтительно, совместно с хотя бы одним выступом, ориентированным перпендикулярно оси траверсы, на наружной поверхности его одной из его стенок. Так как нижний упругий опорный элемент в процессе эксплуатации подвергается значительным сжимающим нагрузкам, и, следовательно, деформациям сжатия, при его сжатии возможно смещение траверсы вниз и образование над ней зазора, что создает условия для вибрации системы. Чтобы исключить это явление указанные демпфирующие ролики выполнены из материала с меньшей жесткостью, чем жесткость нижнего упругого опорного элемента соответствующего короба, и установлены перпендикулярно оси траверсы. Чтобы уменьшить износ и упорядочить движение демпфирующих роликов, они выполнены в виде цилиндрических тел и могут быть заключены в соответствующие обоймы. Жесткость демпфирующих выступов на боковых стенках каждого короба выполнена меньшей, чем жесткость нижнего упругого опорного элемента соответствующего короба,чтобы обеспечить возможность некоторого поворота траверсы относительно вертикальной оси и также способствовать снижению вибрации системы. Уменьшение жесткости демпфирующих выступов на боковых стенках каждого короба, параллельных оси траверсы, может быть осуществлено за счет придания указанным выступам гребенчатой формы. Чтобы исключить свободную вибрацию траверсы каждый короб может быть снабжен соответствующей системой упругих элементов для обжатия его снаружи с целью плотного охвата расположенного в нем конца указанной траверсы вместе с установленными на нем демпфирующими роликами, причем упругий элемент выполнен в виде предварительно выгнутой упругой стальной полосы. Обжатие короба осуществляют с нормируемым усилием, которое достигается за счет применения стальных упругих обжимающих полос, изогнутых определенным образом и имеющих такие размеры поперечного сечения и марку стали, которые при их выпрямле 3 97002013.12.30 нии в процессе обжатия создают требуемое усилие, а контроль степени обжатия осуществляют замером величины зазора между коробом и верхом траверсы. Нижний упругий опорный элемент каждого короба может быть снабжен дополнительной опорной частью, выполненной из материала, обладающего большей твердостью и меньшим коэффициентом трения, чем материал указанного опорного элемента, и установленной так, что при действии только постоянной нагрузки она выступает над верхней поверхностью нижнего упругого опорного элемента на 1-2 мм. Для управления движением опорной балки, а именно, для удержания ее середины на оси деформационного шва, каждая траверса может быть выполнена со стенкой у каждого из торцов, при этом между задней стенкой каждого короба и стенкой у соответствующего торца траверсы установлен пружинный элемент в сжатом состоянии. На фигурах представлены неограничивающие примеры реализации заявленной опорной системы. На фиг. 1 и 2 представлена в сборе конструкция двухпрофильного деформационного шва двух типов с опорной системой заявленной конструкции. На фиг. 3 - общий вид короба из полиуретана, на фиг. 4 - поперечный разрез и система обжатия короба. На фиг. 5 представлена в сборе конструкция 2-профильного деформационного шва с пружинными элементами между торцевой стенкой каждого короба и стенкой соответствующего торца траверсы. В приведенных неограниченных примерах опорная система деформационного шва состоит из не менее, чем двух стальных траверс 1 (на фигурах показана одна траверса) предпочтительно коробчатого сечения, соответствующего короба 2 из полиуретана,установленного в бетоне 3 и обжимающей системы. Траверса 1 расположена под продольной промежуточной балкой 4 деформационного шва и является опорой для нее. Каждый из концов траверсы 1 расположен внутри соответствующего полиуретанового короба 2 так, что боковые стенки короба 2 могут охватывать своими выступами 5 и 6 конец траверсы 1, но обеспечивать ей возможность двигаться внутри короба 2 за счет упругости, и незначительно поворачиваться вокруг выступов в вертикальной и горизонтальной плоскости (на 3-5). Короб 2 выполнен из полиуретана единым элементом методом литья в форму и содержит выступы 5 и 6 на внутренних поверхностях его стенок. В зазоре между траверсой 1 и верхней стенкой короба 2 установлены круглые демпфирующие ролики 7. На наружной поверхности нижней стенки короба 2 заодно с ним выполнены в данном примере два высту па 8. Назначением выступов 8 является удержание короба 2 в охватывающем его бетоне 3. Опорный выступ 5, выполненный на внутренней поверхности нижней стенки короба 2 в виде утолщения этой стенки, является нижним упругим опорным элементом для траверсы 1. Выступы 6, выполненные на внутренних поверхностях боковых стенок каждого короба 2, являются демпфирующими выступами и удерживают траверсу 1 от вибрации,обеспечивая при этом возможность некоторого поворота траверсы 1 в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Каждый из концов траверсы 1 расположен внутри соответствующего полиуретанового короба 2 так, что выступы 5 стенок короба 2 снизу и демпфирующие ролики 7 - сверху,охватывают конец траверсы 1. При этом, однако, за счет упругости выступов 5 и 6 и роликов 7 данная конструкция обеспечивает траверсе 1 возможность двигаться внутри короба 2 вдоль ее продольной оси (вдвигаться в короб 2 и выдвигаться из него) и незначительно - в стороны, а также поворачиваться вокруг выступов в вертикальной и горизонтальной плоскости (на 3-5). Ролики 7 выполнены в виде цилиндрических тел с поперечным сечением в виде круга,являются основным демпфирующим элементом и удерживают траверсу 1 от перемещений 4 97002013.12.30 в вертикальной плоскости, препятствуют ее вибрации, обеспечивая за счет упругости их материала возможность некоторого поворота траверсы 1 в вертикальной плоскости (шарнирное опирание). Жесткость роликов 7 значительно ниже жесткости опорного выступа 5, чтобы постоянно удерживать траверсу 1 в обжатом состоянии, в том числе в момент ее упругого смещения вниз при наезде колеса проезжающего транспорта на деформационный шов. При движении траверсы 1 вдоль ее продольной оси ролики 7 за счет их цилиндрической формы катятся по поверхностям контакта. Для снижения трения и уменьшения износа опорного выступа 5 в часть его верхней поверхности встроена дополнительная опорная часть 9, выполненная из материала, обладающего большей твердостью и меньшим коэффициентом трения, чем материал опорного выступа 5, например, из фторопласта или капролона. Дополнительная опорная часть 9 может быть выполнена в виде удлиненного тела или нескольких тел, размещенных но поверхности опорного выступа 5. Дополнительная опорная часть 9 установлена так, что при действии только постоянной нагрузки она выступает над верхней поверхностью опорного выступа 5. Возвышение указанной дополнительной опорной части 9 над верхней поверхностью выступа 5 определяют опытным путем из того условия, что при постоянной нагрузке,равной собственному весу конструкций деформационного шва, указанная дополнительная опорная часть 9 удерживает траверсу 1 от касания поверхности выступа 5, обеспечивая зазор 1-2 мм. При наезде транспорта, в особенности грузового, на деформационный шов,дополнительная опорная часть 9 вдавливается в менее твердый материал выступа 5, и увеличенная нагрузка воспринимается, в том числе, всей верхней поверхностью опорного выступа 5. При этом резко возрастает и сила трения между траверсой 1 и поверхностью выступа 5, что удерживает траверсу 1 от смещений при горизонтальном воздействии колес транспорта при его ускорении или торможении. Внутренние размеры каждого короба 2 в свету (по выступам 5 и 6) выполнены несколько больше размеров поперечного сечения траверсы 1, чтобы не усложнять установку внутри них концов указанной траверсы 1. Для обеспечения плотного контакта выступа 5 и роликов 7 и траверсы 1 предусмотрено обжатие короба 2 и траверсы 1 упругими, предварительно выгнутыми стальными упругими полосами 10 (фиг. 4), при помощи болтов(стяжек) 11 и гаек 12. Размеры поперечного сечения каждой полосы 10 и форма их предварительного выгиба (показана пунктиром) принимаются такими, чтобы после завершения обжатия полоса выпрямлялась и обеспечила требуемую степень обжатия. При этом степень обжатия должна обеспечить смятие роликов на величину, необходимую для устранения вибрации опорной системы деформационного шва. Необходимую и достаточную степень обжатия подбирают опытным путем и контролируют замером зазора между траверсой и коробом. Между задней стенкой каждого короба 1 и стенкой соответствующего торца траверсы 2 может быть установлен в сжатом состоянии пружинный элемент (см. фиг. 5) в виде, например пружин 13 одинаковой жесткости, для постоянного удержания середины траверсы 1 на оси деформационного шва. Опорная система устанавливается и работает следующим образом При изготовлении деформационного шва перед его установкой в проектное положение каждую поперечную траверсу 1 жестко прикрепляют (сваркой или при помощи болтов) к промежуточной продольной балке 4 деформационного шва. На каждый конец каждой траверсы 1 укладывают ролики 7 и устанавливают соосно в соответствующий полиуретановый короб 2 так, чтобы при минимальной величине зазора А деформационного шва (соответствует максимальной положительной расчетной температуре воздуха) между торцом траверсы 1 и задней стенкой короба 2 сохранялся некоторый минимальный зазор Б, например 30 мм, а при максимальном раскрытии зазора А (соответствует расчетной отрицательной температу 5 97002013.12.30 ре воздуха) сохранялось некоторое минимальное расстояние торца траверсы 1 от края опорного выступа 5 на нижней стенке короба 2 (размер В), например 50 мм. Далее устанавливают каждый крайний элемент окаймления деформационного шва на заданном в проекте одинаковом расстоянии до среднего продольного элемента (размер А) и фиксируют в этом положении любыми временными связями, устанавливают горизонтальные 10 и вертикальные (на фигурах не показаны) стальные упругие полосы и стяжными болтами 11 и гайками 12 обжимают короб до полного прижатия полос 10 к коробу 2. При этом ролики 7 деформируются на заданную величину. Далее выполняют контроль обжатия. Систему управления движением средней балки, обеспечивающую постоянное равенство зазоров А между крайними и средними элементами деформационного шва, монтируют параллельно описанному процессу или по его завершении. При реализации системы управления в виде опорной системы с пружинами 13, каждую из этих пружин устанавливают внутри соответствующего конца траверсы 1, завинчиванием соответствующей гайки 14 каждую пружину 13 сжимают. После обетонирования опорной системы гайки 14 отвинчивают, каждая пружина разжимается и начитает выполнять свою функцию - выравнивает и управляет положением траверсы и связанной с ней балки. Собранную таким образом конструкцию доставляют на строительную площадку, где ее устанавливают в проектное положение, после чего устанавливают опалубку вплотную к коробу 2 и бетонируют конструкцию. Таким образом, заявленная опорная система является простой в исполнении, немногодельной в сборке и более долговечной в эксплуатации. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7