МОСТОВАЯ РАМНАЯ ОПОРА (ЕЕ ВАРИАНТЫ) Российский патент 2000 года по МПК E01D19/14 E01D22/00 E01D15/12 E01D19/02 

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано при сооружении сборно-разборных мостов эстакадного типа и береговых частей наплавных мостов преимущественно при наличии в основании слабых и размывных грунтов.

Известна рамная опора, входящая в состав металлической сборно-разборной эстакады (РЭМ-500), состоящая из пары стоек, каждая из которых выполнена из одной и более секций определенной длины, жестко соединенных друг с другом посредством стыковых накладок, расположенных симметрично относительно ее продольной оси, при этом нижняя секция каждой из стоек посредством пяты шарнирно соединена с опорным башмаком, ригеля, опирающегося соответственно на две пары кронштейнов с набором плоских прокладок на нем, связей, опорных и монтажных элементов [1].

Недостатками известной опоры являются низкая несущая способность из-за вероятности возникновения ее перекосов вследствие неравномерной осадки башмаков под поездной нагрузкой или образования вокруг них местных воронок размыва в случае монтажа эстакады на водотоке.

Известны рамные опоры сборно-разборной эстакады, включающие вертикальные стойки, на которых закреплены кронштейны с опирающимися на них ригелем и дополнительные кронштейны, установленные выше ригеля, с опирающимися на них продольными балками, на которые помещены поперечные балки для укладки на них деревянного настила при организации пропуска по эстакаде автомобильной и гусеничной техники [2].

Недостатками известных рамных опор являются низкая несущая способность из-за возможности их перекоса вследствие неравномерной осадки башмаков, высокая трудоемкость работ по монтажу из-за сложности ее конструкции.

Известна опора наплавного моста, включающая парные стойки с направляющими и опорными башмаками, объединенными пустотелым ригелем, образующими единый рамный блок. Между направляющими стоек размещена поперечная балка для опирания на нее пролетного строения. Опора снабжена трособлочной системой, посредством которой возможна выправка положения рамного блока при изменении уровня воды [3].

Недостатком известной опоры является сложность монтажа опоры вследствие необходимости защиты основания от размыва.

Наиболее близким техническим решением по технической сути и достигаемому техническому результату является мостовая рамная опора, содержащая пару имеющих отверстия по высоте свай с винтовыми лопастями, на стволы которых свободно насажены опорные муфты, пару объединенных посредством поперечных связей трубчатых стоек с отверстиями, к которым посредством шаровых шарниров прикреплены опорные башмаки, свободно насаженный на стволы свай ригель, запорные штыри и стопорные пальцы. Причем трубчатые стойки свободно насажены на стволы соответствующих свай ниже ригеля и закреплены на них посредством запорных штырей. Опорные муфты укреплены под ригелем и выполнены с отверстиями под стопорные пальцы, расположенными по винтовой линии с шагом, равным расстоянию между смежными отверстиями в стволах свай и в трубчатых стойках.

Каждый опорный башмак выполнен в форме открытой снизу коробки, подкрепленной ребрами жесткости, с возможностью размещения ее в полости свайного наконечника соответствующей винтовой сваи [4].

Недостатками известной опоры являются ограниченные эксплуатационные возможности, низкая несущая способность, невозможность точной установки ригеля на заданной проектной высоте из-за сложной конструкции опорной муфты.

Техническим результатом является расширение эксплуатационных возможностей опоры за счет обеспечения передачи нагрузки как на винтовые сваи, так и на башмаки в зависимости от несущей способности грунтов, ее можно использовать при перепаде рабочего горизонта воды до 1 м, при этом обеспечиваются изменение уровня проезда, повышение ее несущей способности по грунту, повышение точности установки ригеля в проектное положение за счет усовершенствования конструкции опорных кронштейнов, винтовых подвесок.

Для достижения указанного технического результата мостовая рамная опора содержит пару стоек с установленной внутри каждой из них с возможностью вертикального перемещения винтовой сваей со свайным наконечником, оснащенным винтовой лопастью, по всей высоте каждой из винтовых свай с заданным шагом выполнены отверстия, пару башмаков, каждый из которых выполнен с открытой полостью под винтовую лопасть свайного наконечника и шарнирно соединен с нижней частью каждой из стоек, основание каждого из опорных башмаков выполнено с ребрами жесткости, ригель, выполненный с пазами на концах под стойки, опорные элементы, расположенные ниже ригеля, штыри, связи. В предлагаемой мостовой рамной опоре каждая из стоек выше ригеля снабжена парой дополнительных опорных элементов, расположенных симметрично относительно ее продольной оси, причем каждый из них выполнен в виде опорного кронштейна, состоящего из двух боковых и задней стенок, объединенных снизу горизонтальной полкой, при в этом в задней стенке каждого из опорных кронштейнов выполнено соответственно два овальных отверстия под закладные штыри, которые закреплены в них посредством фиксаторов, установленных в фигурные пазы, выполненные в верхней части каждой из боковых стенок, при этом к задней стенке каждого из опорных кронштейнов жестко прикреплены две пары проушин, через которые посредством крепежных элементов они объединены друг с другом, ригель с опорными кронштейнами соединен с возможностью вертикального перемещения по стойкам посредством винтового приспособления, причем он снабжен двумя опорными площадками, расположенными на соответствующем расстоянии друг от друга, установленными с возможностью продольной подвижки и фиксируемыми посредством двух пар стопоров, каждая из стоек выполнена прямоугольного сечения, при этом на передней и задней сторонах каждой из стоек выполнен с заданным шагом ряд осевых овальных отверстий под закладные штыри, каждый из опорных башмаков посредством крестового шарнирного соединения присоединен к нижней части каждой из стоек, причем основание каждого из башмаков выполнено в форме усеченного конуса, состоящего из верхнего и нижнего колец, соединенных друг с другом фигурными ребрами жесткости.

Согласно другому варианту изобретения мостовая рамная опора снабжена двумя парами технологических площадок, каждая из которых жестко закреплена соответственно на каждом из концов ригеля, двумя механизмами подъема или опускания ригеля с гибкой тягой, каждый из которых состоит из приводной лебедки, жестко установленной на одной из технологических площадок, и полиспаста, неподвижный блок которого выполнен в виде блочной обоймы, состоящей из корпуса, в котором соосно установлены две горизонтальные оси, при этом на каждой из них закреплен блок из трех роликов, и стакана с овальным отверстием в нижней части, который установлен сверху в винтовую сваю и жестко закреплен в ней посредством стыкового пальца, а подвижный блок состоит из двух роликов, каждый из которых жестко установлен на соответствующей технологической площадке.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены: на фиг. 1 - мостовая рамная опора, общий вид; на фиг. 2 - секция стойки; на фиг. 3 - соединение нижней секции стойки с башмаком, вид спереди; на фиг. 4 - то же, вид сбоку; на фиг. 5 - башмак, общий вид; на фиг. 6 - то же, вид сверху; на фиг. 7 - опорный столик, вид спереди; на фиг. 8 - ригель, вид сбоку; на фиг. 9 - то же, вид сверху; на фиг. 10 - опорный кронштейн, вид спереди; на фиг. 11 - то же, вид сбокуж; на фиг. 12 - то же, вид снизу; на фиг. 13 - мостовая рамная опора с механизмами для подъема или опускания ригеля, общий вид; на фиг. 14 - то же, вид сбоку; на фиг. 15 - технологическая площадка, вид сбоку; на фиг. 16 - то же, вид спереди; на фиг. 17 - неподвижный блок полиспаста - блочная обойма; на фиг. 18 - схема запасовки.

Мостовая рамная опора содержит пару винтовых свай 1, имеющих отверстия по высоте, пару стоек 2 прямоугольного сечения, каждая из которых опирается на башмак 3, ригель 4 (фиг. 1). Каждая из винтовых свай 1 выполнена секционной, при этом ее нижняя секция представляет собой свайный наконечник 5, оснащенный винтовой лопастью. Каждая из винтовых свай 1 размещена внутри каждой из стоек 2 с возможностью свободного вертикального перемещения относительно ее. Каждая из стоек 2 состоит из одной и более секций определенной длины (фиг. 2), соединенных друг с другом посредством стыковых накладок 6, расположенных симметрично относительно продольной стойки 2 и жестко закрепленных на ней при помощи болтов (на чертеже не показаны). На передней и задней сторонах каждой из стоек 2 выполнен с заданным шагом ряд осевых овальных отверстий 7, предназначенных под закладные штыри (не показаны). На этих же сторонах по всей высоте каждой из стоек 2 симметрично относительно ее продольной оси выполнены два ряда отверстий 8 с заданным шагом под крепежные элементы, например болты. К нижней секции каждой из стоек 2 (фиг. 3, 4) симметрично относительно ее продольной оси жестко прикреплены посредством болтов 9 две щеки 10, выполненные в виде фигурных плоских фасонок, в нижней части каждой из которых выполнено по отверстию (не показаны).

Каждый из опорных башмаков 3 (фиг. 5, 6) включает основание 11 и два опорных кронштейна 12, при этом каждый из башмаков 3 посредством соединительной опоры 13 коробчатого сечения шарнирно соединен с нижней секцией каждой из стоек 2.

Основание 11 башмака 3, выполненное в форме усеченного конуса, состоит из верхнего 14 и нижнего 15 колец с соответствующим осевым отверстием в каждом из них под свайный наконечник 5.

Кольца 14 и 15 соединены друг с другом фигурными ребрами жесткости 16. На верхнем кольце 14 симметрично относительно его продольной оси жестко установлена пара опорных кронштейнов 12, при этом каждый из них выполнен в виде двух вертикальных параллельных проушин 17 с отверстиями (не показаны) в каждой из них. В проушины 17 соответствующими сторонами устанавливают соединительную опору 13. Вверху каждой из стенок соединительной опоры 13 в одной горизонтальной плоскости выполнено по сквозному отверстию (не показаны), горизонтальные оси которых соответственно попарно взаимно перпендикулярны. Совмещая отверстия в проушинах 17 с соответствующим отверстием в стенке соединительной опоры 13, объединяют их осями 18, а отверстия в щеках 10 - с соответствующими отверстиями в стенках соединительной опоры 13 объединяют их осями 19. Каждая из осей 18, 19 в соответствующих отверстиях зафиксирована пружинной булавкой 20. Нижнее кольцо 15 по внешнему и внутреннему контурам обрамлено вертикальным бортом 21, выступающим за нижнюю кромку основания 11 и представляющим собой нож. На нижнем кольце 15 выполнено несколько радиальных дренажных отверстий 22.

Каждая из стоек 2 снабжена двумя опорными столиками 23 (фиг. 7), расположенными симметрично относительно ее продольной оси, жестко закрепленными на ней и установленными с возможностью перестановки их по ее высоте.

Каждый из опорных столиков 23 состоит из вертикальной стенки 24 и горизонтальной полки 25. В вертикальной стенке 24 симметрично относительно ее продольной оси выполнены два ряда отверстий 26 под болты 9, посредством которых каждый из опорных столиков 23 закреплен на стойке 2. На горизонтальной полке 25 каждого из опорных столиков 23 жестко закреплен посредством болтов 27 набор сменных (кроме верхней) металлических пластин 28 различной толщины, при этом внешняя поверхность верхней пластины 28 выполнена криволинейной выпуклой формы.

Ригель 4 выполнен в виде сварной коробчатой балки переменного сечения с П-образными пазами 29 на концах под стойки 2 (фиг. 8, 9). Для фиксации его от поперечных смещений относительно стоек 2 каждый из концов ригеля 4 снабжен боковым упором 30.

На верхней полке 31 балки соответственно расположены пара упоров 32 для установки реечных домкратов (не показаны), две опорные площадки 33 под пролетное строение, две пары стопоров 34. Опорные площадки 33 установлены на ригеле 4 с возможностью продольной подвижки по нему. Для фиксирования каждой из опорных площадок 33 на ригеле 4 стопоры 34 жестко закреплены в соответствующих отверстиях 35, выполненных на нем с заданным шагом. Для регулирования положения ригеля 4 по высоте на нижней полке 36 балки симметрично относительно поперечной оси жестко установлены два кронштейна под домкраты (не показаны). На каждом из концов нижней полки 36 балки симметрично относительно ее продольной оси жестко закреплена, например посредством болтов, опорная пластина 37, нижняя поверхность которой выполнена с криволинейной выемкой, соответствующей по форме внешней криволинейной поверхности верхней пластины 28, помещенной на горизонтальной полке 25 опорного столика 23.

На каждой из стоек 2 выше ригеля 4 симметрично относительно продольной оси расположена пара опорных кронштейнов 38, причем каждый из них состоит из двух боковых 39 и задней 40 стенок, соединенных снизу горизонтальной полкой 41 (фиг. 10, 11, 12). В задней стенке 40 каждого опорного кронштейна 38 выполнены соответственно два овальных отверстия 42 под закладные штыри, передающие нагрузку от опорного кронштейна 38 на винтовую сваю 1. К задней стенке 40 (в нижней части каждого опорного кронштейна 38) жестко прикреплены две проушины 43, расположенные симметрично относительно вертикальной оси, в которых установлены стяжные болты (не показаны), объединяющие между собой пару опорных кронштейнов 38. В каждой боковой стенке 39 в ее верхней части выполнена пара фигурных пазов 44 под фиксаторы 45 для предотвращения самопроизвольного выпадания закладных штырей. В горизонтальной полке 41 каждого из опорных кронштейнов 38 выполнено соответствующее отверстие 46. Каждый из опорных кронштейнов 38 соединен с ригелем 4 посредством винтовой подвески 47, состоящей из винта 48 и крепежных элементов 49. При этом симметрично относительно П-образного паза 29 ригеля 4 выполнено по одному отверстию (не показано), соосному каждому из отверстий 46, в которые установлен винт 48 каждой из винтовой подвесок 47, предназначенной для передачи нагрузки от ригеля 4 через опорный кронштейн 38 на винтовую сваю 1.

Две стойки 2 объединены поперечными связями, конструкция которых зависит от высоты мостовой рамной опоры. Поперечные связи могут состоять, например, из двух распорок 50 и двух диагональных связей 51, жестко закрепленных на стойках 2 при помощи фасонок 52.

Согласно второму варианту изобретения мостовая рамная опора (фиг. 13, 14) снабжена двумя парами технологических площадок 53, каждая из пар которых соответственно расположена на каждом из концов ригеля 4 и жестко прикреплена к нему. Опора снабжена двумя механизмами подъема или опускания ригеля 4, каждый из которых состоит из приводной лебедки 54, полиспаста (не показан) и гибкой тяги, например тягового троса 55. Каждая из приводных лебедок 54 закреплена на наклонной площадке 56, установленной на соответствующей технологической площадке 53 (фиг. 15, 16). Полиспаст содержит неподвижный блок, который выполнен в виде блочной обоймы 57, состоящей из сварного корпуса 58 (фиг. 17), в котором соосно установлены две горизонтальные оси 59, при этом на каждую из них насажен блок из трех роликов 60, и стакана 61 с овальным отверстием 62 в его нижней части под стыковой палец (не показан), посредством которого он закреплен в винтовой свае 1. Подвижный блок полиспаста состоит из двух роликов 63, каждый из которых жестко установлен на соответствующей технологической площадке 53. Подвижный и неподвижные блоки полиспаста объединены соответственно запасованным тяговым тросом 55 приводной лебедки 54 (фиг. 18).

Возможны варианты способов монтажа мостовой рамной опоры в зависимости от различных факторов, в частности от рельефа местности, геологического строения грунтов. Монтаж опоры можно осуществлять как на суше, так и на воде. Рассмотрим пример монтажа опоры на воде с использованием монтажного плашкоута.

Сборку опоры осуществляют на монтажной площадке, расположенной на берегу, например, посредством автомобильного крана.

По второму варианту изобретения на опору соответственно устанавливают две пары технологических площадок 53.

Собранную опору закрепляют на плашкоуте и доставляют к месту монтажа. Опору устанавливают на грунт дна башмаками 3, при этом каждый из башмаков 3 бортом 21 врезается в него, что препятствует сдвижке опоры при ее установке. Затем винтовые сваи 1 завинчивают в грунт дна на определенную глубину, до проектной отметки, после чего производят установку ригеля 4 на заданной высоте посредством винтовых подвесок 47, при этом выравнивая и регулируя его положение соответствующим количеством металлических пластин 28 в наборе, помещенном на горизонтальной полке 25 опорного столика 23. Ригель 4 фиксируют от поперечного смещения относительно стоек 2 боковыми упорами 30. Затем соответственно устанавливают опорные кронштейны 38 на стойках 2, совмещая овальные отверстия 42 на задней стенке 40 опорных кронштейнов 38 с осевыми отверстиями 7 стойки 2 и с отверстиями в винтовой свае 1. В совмещенные отверстия устанавливают пару закладных штырей, которые фиксируют посредством фиксаторов 45.

Опорные площадки 33 под пролетное строение располагают на соответствующем расстоянии друг от друга и закрепляют стопорами 34. Монтируют пролетное строение и производят выправку его в плане. При необходимости перемещение пролетного строения в плане возможно осуществлять при помощи реечных домкратов (не показаны).

Монтаж опоры по второму варианту производят в той же последовательности, что и по первому варианту: на воде с использованием монтажного плашкоута. Затем в каждую из винтовых свай 1 сверху устанавливают стакан 61 блочной обоймы 57, закрепляя его стыковым пальцем (не показан). После чего запасовывают тяговый трос 55, пропуская его с приводной лебедки 54 на ролики 57 и 63. Схема запасовки приведена на фиг. 18.

Возможны варианты использования мостовой рамной опоры в зависимости от несущей способности грунтов. Одним из вариантов является, например, совместная работа винтовой сваи 1 и башмака 3, при этом нагрузка от ригеля 4 на каждую из винтовых свай 1 передается посредством винтовых подвесок 47, опорных кронштейнов 38 и закладных штырей, а на каждый из башмаков 3 - от опорных столиков 23 и от каждой из стоек 2.

Мостовую рамную опору по второму варианту преимущественно используют для наведения наплавных мостов, обеспечивая изменение уровня проезда по нему при перепаде рабочего горизонта воды до 1 м.

Предложенные технические решения позволят расширить эксплуатационные возможности мостовой рамной опоры за счет использования инвентарных элементов опоры, снизить трудоемкость работ по ее монтажу в целом, повысить несущую способность по грунту, что особенно важно при размыве грунта и при слабом грунтовом основании. Кроме того, предложенная конструкция опорных кронштейнов, винтовых подвесок и опорных столиков позволит облегчить установку ригеля на заданной проектной высоте, а наличие опорных площадок со стопорами, упоров под реечные домкраты позволит сократить время установки пролетного строения и выравнивания его в плане.

Источники информации
1. Металлическая эстакада РЭМ-500, - М.: Воениздат, 1976, с.20 - 30.

2. Авторское свидетельство СССР N 1768694, E 01 D 15/12, 1992.

3. Авторское свидетельство СССР N 1357476, E 01 D 15/12, 1987.

4. Авторское свидетельство СССР N 1008336 (прототип), E 01 D 19/02, 1983.

Изобретение предназначено для мостостроения и может быть использовано при сооружении сборно-разборных мостов эстакадного типа и береговых частей наплавных мостов преимущественно при наличии в основании слабых и размывных грунтов. Техническим результатом является расширение эксплуатационных возможностей опоры. Устройство включает пару стоек с установленной внутри каждой из них с возможностью вертикального перемещения имеющей отверстия сваей с наконечником, оснащенным винтовой лопастью, пару башмаков, ригель, выполненный с пазами на концах под стойки, опорные элементы, расположенные ниже ригеля, штыри, связи. Новым по первому варианту является то, что каждая стойка выше ригеля снабжена дополнительным опорным элементом в виде опорного кронштейна, ригель снабжен винтовым приспособлением для возможности вертикального перемещения, опорные башмаки выполнены в форме усеченного конуса. Новым по второму варианту изобретения является то, что опора снабжена двумя парами технологических площадок, каждая из которых жестко закреплена соответственно на каждом из концов ригеля, двумя механизмами подъема или опускания ригеля с гибкой тягой. 2 с.п. ф-лы, 18 ил.

1. Мостовая рамная опора, содержащая пару стоек с установленной внутри каждой из них с возможностью вертикального перемещения винтовой сваей со свайным наконечником, оснащенным винтовой лопастью, по всей высоте каждой из винтовых свай с заданным шагом выполнены отверстия, пару башмаков, каждый из которых выполнен с открытой полостью под винтовую лопасть свайного наконечника и шарнирно соединен с нижней частью каждой из стоек, основание каждого из опорного башмаков выполнено с ребрами жесткости, ригель с пазами на концах под стойки, опорные элементы, расположенные ниже ригеля, штыри, связи, отличающаяся тем, что каждая из стоек выше ригеля снабжена парой дополнительных опорных элементов, расположенных симметрично относительно ее продольной оси, причем каждый из них выполнен в виде опорного кронштейна, состоящего из двух боковых и задней стенок, объединенных снизу горизонтальной полкой, при этом в задней стенке каждого из опорных кронштейнов выполнено соответственно два овальных отверстия под закладные штыри, которые закреплены в них посредством фиксаторов, установленных в фигурные пазы, выполненные в верхней части каждой из боковых стенок, при этом к задней стенке каждого из опорных кронштейнов жестко прикреплены две пары проушин, через которые посредством крепежных элементов они объединены друг с другом, ригель с опорными кронштейнами соединен с возможностью вертикального перемещения по стойкам посредством винтового приспособления, причем он снабжен двумя опорными площадками, расположенными на соответствующем расстоянии друг от друга, установленными с возможностью продольной подвижки и фиксируемыми посредством двух пар стопоров, каждая из стоек выполнена прямоугольного сечения, при этом на передней и задней сторонах каждой из стоек выполнен с заданным шагом ряд осевых овальных отверстий под закладные штыри, каждый из опорных башмаков посредством крестового шарнирного соединения присоединен к нижней части каждой из стоек, причем основание каждого из башмаков выполнено в форме усеченного конуса, состоящего из верхнего и нижнего колец, соединенных друг с другом фигурными ребрами жесткости. 2. Мостовая рамная опора, содержащая пару стоек с установленной внутри каждой из них с возможностью вертикального перемещения винтовой сваей со свайным наконечником, оснащенным винтовой лопастью, по всей высоте каждой из винтовых свай с заданным шагом выполнены отверстия, пару башмаков, каждый из которых выполнен с открытой полостью под винтовую лопасть свайного наконечника и шарнирно соединен с нижней частью каждой из стоек, основание каждого из опорных башмаков выполнено с ребрами жесткости, ригель с пазами на концах под стойки, опорные элементы, расположенные ниже ригеля, штыри, связи, отличающаяся тем, что она снабжена двумя парами технологических площадок, каждая из которых жестко закреплена соответственно на каждом из концов ригеля, двумя механизмами подъема или опускания ригеля с гибкой тягой, каждый из которых состоит из приводной лебедки, жестко установленной на одной из технологических площадок, и полиспаста, неподвижный блок которого выполнен в виде блочной обоймы, состоящей из корпуса, в котором соосно установлены две горизонтальные оси, при этом на каждой из них закреплен блок из трех роликов, и стакана с овальным отверстием в нижней части, который установлен сверху в винтовую сваю и жестко закреплен в ней посредством стыкового пальца, а подвижный блок состоит из двух роликов, каждый из которых жестко установлен на соответствующей технологической площадке.