ПЕРЕКРЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2010 года по МПК E01D19/06 

Данное изобретение относится к перекрывающему устройству для компенсационного стыка, расположенного между опорой и пролетным строением в предназначенном для проезда сооружении, при этом опора и пролетное строение имеют примыкающие к компенсационному стыку выемки, заполненные полимерным бетоном, в который заделан плоский, имеющий форму планки фиксирующий участок каждого металлического краевого профиля, а между обоими краевыми профилями расположен эластичный уплотнительный профиль, соединенный с ними с обеспечением уплотнения.

Перекрывающие устройства, которые применяются, в частности, на автодорожных мостах для компенсации изменений длины пролетного строения, вызванных тепловым расширением, известны на практике в различных вариантах выполнения. В частности, существуют перекрывающие устройства с ламелями, которые расположены внутри стыкового зазора между краями стыка параллельно им и опираются на траверсы, перекрывающие компенсационный стык, и перекрывающие устройства без ламелей. Перекрывающие устройства с ламелями особенно пригодны для перекрытия компенсационных стыков со сравнительно большим рабочим диапазоном (разностью между максимальной и минимальной шириной стыка). Однако они относительно дороги в изготовлении, требуют большого пространства для монтажа, а их монтаж является дорогостоящим и занимает много времени. Поэтому стремятся применять перекрывающие устройства без ламелей, изготовление и монтаж которых связаны с малыми затратами. Особенно выгодными с точки зрения как экономичности, так и необходимого пространства для монтажа, являются перекрывающие устройства указанного типа, описанные, например, в издании «Односекционный стык типа RE с Robo®Flex» фирмы Mageba SA, Бюлах, Швейцария, опубликованном после даты приоритета данной заявки. Эти перекрывающие устройства можно изготовить за минимальное время, так как краевые профили не закреплены механически соответствующими анкерами непосредственно на несущей конструкции пролетного строения и опоры (т.е. на нижней конструкции в случае выполнения опоры и пролетного строения с нижней конструкцией и нанесенным на нее дорожным покрытием), а закреплены посредством своих плоских фиксирующих участков, имеющих форму планки в полимерном бетоне, заполняющем выемки опоры и пролетного строения. Под «заделкой» фиксирующих участков (расположенных по существу в горизонтальной плоскости) краевых профилей в полимерный бетон следует понимать, что фиксирующие участки по меньшей мере преобладающей частью внедрены в полимерный бетон, т.е. полимерный бетон находится по меньшей мере над фиксирующими участками и под ними. Правда это закрепление краевых профилей при помощи их фиксирующих участков, заделанных в полимерный бетон, не исключает того, что краевые профили в некоторых случаях могут дополнительно механически опираться в отдельных точках непосредственно на соответствующую несущую конструкцию, при этом монтажное положение краевых профилей может фиксироваться при помощи соответствующих монтажных дополнительных опор, которые, однако, не представляют собой крепления, воспринимающие возникающие силы. Недостаток известных типовых перекрывающих устройств состоит в том, что их использование ограничено максимальным рабочим диапазоном примерно 80 мм, иначе они подвергаются недопустимо большим нагрузкам.

Задачей изобретения является создание перекрывающего устройства типовой конструкции, характеризующегося особенно малыми затратами при изготовлении и монтаже и позволяющего перекрывать компенсационные стыки с большей величиной рабочего диапазона, чем это могут сделать традиционные перекрывающие устройства типовой конструкции.

Согласно изобретению эта задача решена посредством того, что с каждым краевым профилем с его верхней стороны соединен зубчатый профиль, поверхность которого по существу заканчивается поверхностью полимерного бетона и соответствующей опоры или пролетного строения и зубья которого находятся в зацеплении с зубьями другого зубчатого профиля. В изобретении используется тот факт, что благодаря двум зубчатым профилям, соединенным с краевыми профилями и находящимся в зацеплении друг с другом, динамические нагрузки, действующие при проезде по перекрывающему устройству механических транспортных средств на краевые профили, могут быть существенно уменьшены по сравнению с типовыми перекрывающими устройствами без зубчатых профилей. Это позволяет использовать перекрывающие устройства указанного типа, требующие очень малых затрат на изготовление и монтаж и лишь минимального пространства для монтажа, без превышения допустимых нагрузок на краевые профили, вызванных динамическими ударами, даже в тех случаях, когда из-за требуемого рабочего диапазона приходилось прибегать к дорогим конструкциям. Например, перекрывающие устройства согласно изобретению могут использоваться даже в таких сооружениях, где рабочий диапазон компенсационного стыка составляет до 100 мм и даже выше. Это открывает совершенно новые возможности для использования перекрывающих устройств указанного типа, чрезвычайно выгодных в различных отношениях.

Изобретение представляет особенный интерес с точки зрения переоборудования существующих сооружений, имеющих традиционные перекрывающие устройства, устройствами согласно изобретению. В этой связи существенным является тот факт, что для монтажа перекрывающего устройства согласно изобретению достаточно минимального по высоте пространства, так что в случае выполнения опоры и пролетного строения с нижней конструкцией (в особенности из конструкционного бетона) и нанесенным на нее дорожным покрытием (в особенности из асфальта) толщина дорожного покрытия будет достаточной для размещения перекрывающего устройства. Это означает, что при такой конструкции, которой, разумеется, данное изобретение не ограничено, заполняемая полимерным бетоном выемка не должна проходить внутрь в нижнюю конструкцию, а может ограничиваться высотой дорожного покрытия. В отношении переоборудования существующих сооружений равным образом представляет интерес также то, что для монтажа перекрывающего устройства согласно изобретению требуется чрезвычайно короткое время, что обусловлено в том числе и тем, что не требуется непосредственного механического закрепления краевых профилей в соответствующей несущей конструкции опоры и пролетного строения. В результате быстрого монтажа перекрывающего устройства согласно изобретению сокращается до минимума время закрытия соответствующего сооружения на его переоборудование.

С учетом сказанного особенно благоприятным является то, что краевые профили перекрывающего устройства не закреплены механически с восприятием нагрузки непосредственно в несущей конструкции опоры и пролетного строения, а их (воспринимающая нагрузку) фиксация в смонтированном состоянии осуществляется посредством закрепления имеющих форму планок фиксирующих участков краевых профилей в полимерном бетоне, который заполняет выемки в областях опоры и пролетного строения, примыкающих к компенсационному стыку. В этой связи следует указать на то, что проходящий между нижней стороной краевого профиля и опорой или пролетным строением до области под выемкой и прикрепленный, в частности, к краевому профилю разъединительный лист, который ограничивает заполненное полимерным бетоном пространство по направлению к стыку, в той же малой мере играет роль (воспринимающего нагрузку) крепления соответствующего краевого профиля в несущей конструкции, как и дополнительное опирание краевых профилей в отдельных точках на соответствующую несущую конструкцию с целью удерживания краевых профилей при монтаже перекрывающего устройства в их монтажном положении (см. выше). Впрочем, дополнительные монтажные опоры такого типа целесообразно выполнять податливыми, чтобы исключить нагрузки при эксплуатации, например эти дополнительные монтажные опоры могут содержать пружинные элементы.

Для улучшения восприятия горизонтальных, вертикальных и поперечных сил, которые могут прикладываться через зубчатые профили к краевым профилям при проезде механических транспортных средств через перекрывающее устройство, целесообразно, чтобы ширина выемок дорожного покрытия составляла (2,4-4,0) величины рабочего диапазона компенсационного стыка, особенно предпочтительно, (2,8-3,3) величины рабочего диапазона компенсационного стыка.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения фиксирующие участки краевых профилей имеют заполненные полимерным бетоном разрывы. Площадь этих разрывов составляет предпочтительно по меньшей мере 120 см², особенно предпочтительно по меньшей мере 180 см². Через эти разрывы при монтаже перекрывающего устройства полимерный бетон может легко проходить в область выемки, расположенную под соответствующим фиксирующим участком. Благодаря этому фиксирующие участки краевых профилей могут проходить почти по всей ширине выемок, не оказывая отрицательного влияния на их заделку в полимерный бетон, что в свою очередь выгодно в отношении восприятия сил, приложенных к краевым профилям через зубчатые профили. В этом смысле предпочтительно, чтобы ширина краевых профилей вместе с их фиксирующими участками составляла более 0,8 ширины выемок, особенно предпочтительно, более 0,85 ширины выемок.

Общая площадь разрывов каждого фиксирующего участка составляет предпочтительно (0,8-2,0) площади (длина×ширина) компенсационного стыка при его средней ширине. При соответствующем задании размеров разрывов получаются особенно благоприятные условия как в отношении заделки фиксирующих участков в полимерный бетон, так и в отношении восприятия нагрузки. Прохождение полимерного бетона через разрывы фиксирующих участков также улучшает закрепление в нем краевых профилей.

Целесообразно, чтобы разрывы были по существу прямоугольными, а их протяженность в продольном направлении стыка составляла (1,4-3,0) ширины перемычек, остающихся между двумя соседними друг с другом разрывами. Это также создает особенно благоприятные условия при монтаже перекрывающего устройства согласно изобретению и его работе. Однако прямоугольная форма разрывов не является обязательной и они могут быть круглыми, овальными, эллиптическими или другой формы.

Особенно предпочтительно, чтобы зубчатые профили были привинчены к краевым профилям. Это ускоряет монтаж перекрывающего устройства, так как те же самые резьбовые отверстия краевых профилей, в которые ввинчиваются винты для закрепления зубчатых профилей, можно сначала использовать для привинчивания к краевым профилям передвижных траверс, которые укладываются на дорожные покрытия пролетного строения и опоры вне выемок, чтобы фиксировать и нивелировать краевые профили в их монтажном положении. После схватывания полимерного бетона винты отпускают, передвижные траверсы убирают и зубчатые профили привинчивают к краевым профилям.

Форма зубчатых профилей может быть различной. Например, могут использоваться зубчатые профили с синусоидальной или зигзагообразной формой, с более или менее скругленными вершинами. Соответствующие вершины зубьев могут быть при этом слегка скошенными. Высота зубьев согласована с рабочим диапазоном компенсационных стыков.

Применяемые в рамках изобретения краевые профили могут быть выполнены монолитными. Однако особенно предпочтительно, если они состоят из нескольких частей, в частности, каждый из краевых профилей содержит крепежную планку, которая приварена к основной планке, содержащей указанный фиксирующий участок, и закреплена на соответствующем зубчатом профиле. Это особенно выгодно с точки зрения затрат на изготовление краевых профилей.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения уплотнительный профиль выполнен в виде полого профиля с выступом, проходящим в пространство, ограниченное сбоку двумя крепежными планками, а сверху - двумя зубчатыми профилями. Такой уплотнительный профиль (см. DE 29907832 U1) учитывает, в частности, возможный благодаря данному изобретению, рабочий диапазон перекрывающего устройства. Это, кроме того, препятствует скапливанию слишком большого количества грязи в области над уплотнением. Соответствующее выполнение уплотнительного профиля равным образом является выгодным для монолитных краевых профилей.

Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления изобретения в области перехода от опоры и пролетного строения к полимерному бетону в области поверхности дорожного покрытия предусмотрен соответствующий стык для горячей заливки. В случае выполнения опоры и пролетного строения с нижней конструкцией (в особенности из конструкционного бетона) и нанесенным на нее дорожным покрытием (в особенности из асфальта) этот стык для горячей заливки уплотняет переход от дорожного покрытия к полимерному бетону.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительного варианта его осуществления со ссылками на чертежи, на которых:

фиг.1 изображает вертикальный разрез перекрывающего устройства согласно изобретению, вмонтированного в сооружение, и

фиг.2 - вид сверху перекрывающего устройства согласно фиг.1 (не вмонтированного).

Показанное на чертежах перекрывающее устройство 1 служит для перекрытия компенсационного стыка 2, который предусмотрен в предназначенном для проезда сооружении, таком как мост, между опорой 3 и пролетным строением 4. Опора 3 содержит выполненную из конструкционного бетона нижнюю конструкцию 5 и нанесенное на нее дорожное покрытие 6 из асфальта, толщиной примерно 100 мм, причем между нижней конструкцией 5 и дорожным покрытием 6 расположена водопроницаемая изоляция 7. Аналогично выполнено пролетное строение 4.

Рядом с компенсационным стыком 2 в дорожном покрытии 6 как на опоре 3, так и на пролетном строении 4, выполнена выемка шириной примерно 300 мм. Изоляция 7 в области выемок 8 большей частью удалена и оставлена только узкая краевая область 9 изоляции 7, чтобы обеспечить соединение изоляции 7 с полимерным бетоном 10, которым заполнены выемки 8 и поверхность 11 которого находится заподлицо с поверхностью 12 примыкающего дорожного покрытия 6. Для обеспечения хорошего соединения полимерного бетона 10 с конструкционным бетоном нижней конструкции 5 свободная поверхность конструкционного бетона перед заливкой полимерного бетона 10 высушена и подвергнута пескоструйной обработке. Заполненные полимерным бетоном (например, «Roboflex Plus» фирмы Mageba S.A., Швейцария, Бюлах) области ограничены каждая в направлении к компенсационному стыку 2 соответствующим разъединительным листом 13, прикрепленным к соответствующему краевому профилю 14.

В полимерный бетон 10 заделан имеющий форму планки фиксирующий участок 16 каждого металлического краевого профиля 14, который состоит из двух сваренных друг с другом планок, а именно основной планки 17, включающей в себя указанный фиксирующий участок 16, и приваренной к ней крепежной планки 18. Крепежные планки имеют резьбовые отверстия 19, в которые ввинчены крепежные винты 20, служащие для крепления соответствующего зубчатого профиля 21 к каждому краевому профилю 14. Поверхности 22 зубчатых профилей 21 заканчиваются поверхностями 11 и 12 полимерного бетона 10 и соответствующего дорожного покрытия 6. Высота зубьев равна примерно 100 мм, в результате чего достигается рабочий диапазон перекрывающего устройства 1 примерно 100 мм.

Фиксирующие участки 16 краевых профилей 14, которые доходят до узких зазоров 23 на краях 24, ограничивающих выемки 8, имеют заполненные полимерным бетоном 10 разрывы 25 по существу прямоугольной формы, имеющие длину примерно 170 мм (в продольном направлении стыка) и ширину примерно 140 мм (поперечно к продольному направлению стыка). Ширина перемычек 26, остающихся между двумя соседними разрывами 25, равна примерно 80 мм. Непосредственная анкеровка краевых профилей 14 в нижнем строении 3 отсутствует.

Между двумя краевыми профилями 14 расположен эластичный уплотнительный профиль 27. Он соединен с обоими краевыми профилями 14 с образованием уплотнения за счет того, что каждый его край 28 вставлен в паз 29 соответствующего краевого профиля 14. Уплотнительный профиль 27 выполнен в виде полого профиля с выступом 30, проходящим в пространство, ограниченное по бокам крепежными планками 18, а сверху - двумя зубчатыми профилями 21.

В случае другой конструкции опоры и пролетного строения, отличающейся от описанного выше варианта тем, что они полностью выполнены из бетона, который также образует дорожное покрытие, в приведенных выше пояснениях должны быть сделаны соответствующие изменения. Однако в рамках изобретения возможны различные модификации устройства, не выходящие за пределы объема, определенного пунктами формулы изобретения, например, края опоры и пролетного строения, ограничивающие выемки, могут быть выполнены наклонными и/или профилированными, главным образом, с целью образования заполняемых полимерным бетоном поднутрений.

Изобретение относится к перекрывающему устройству для компенсационного стыка, расположенного между опорой и пролетным строением. В перекрывающем устройстве (1) для компенсационного стыка (2), расположенного между опорой (3) и пролетным строением (4) в предназначенном для проезда сооружении, опора и пролетное строение имеют примыкающие к компенсационному стыку выемки (8), заполненные полимерным бетоном, в который заделан фиксирующий участок (16) каждого металлического краевого профиля (14). Между двумя краевыми профилями находится эластичный уплотнительный профиль (27), соединенный с ними с обеспечением уплотнения. К поверхности каждого краевого профиля (14) присоединен зубчатый профиль (21), поверхность (22) которого заканчивается поверхностями (11, 12) полимерного бетона (10) и дорожного покрытия (6) и зубья которого входят в зацепление с зубьями другого зубчатого профиля. Фиксирующие участки (16) краевых профилей (14) имеют разрывы (25), заполненные полимерным бетоном (10). Технический результат - возможность перекрывать компенсационные стыки с большей величиной рабочего диапазона. 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Перекрывающее устройство (1) для компенсационного стыка (2), расположенного между опорой (3) и пролетным строением (4) в предназначенном для проезда сооружении, при этом опора и пролетное строение имеют примыкающие к компенсационному стыку выемки (8), заполненные полимерным бетоном (10), в который заделан фиксирующий участок (16) каждого металлического краевого профиля (14), а между обоими краевыми профилями расположен эластичный уплотнительный профиль (27), соединенный с ними с обеспечением уплотнения, отличающееся тем, что с верхней стороной каждого краевого профиля (14) соединен зубчатый профиль (21), поверхность которого (22) по существу заканчивается поверхностью (11,12) полимерного бетона (10) и дорожного покрытия (6) и зубья которого находятся в зацеплении с зубьями другого зубчатого профиля, причем фиксирующие участки (16) краевых профилей (14) имеют разрывы (25), заполненные полимерным бетоном (10).

2. Перекрывающее устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочий диапазон составляет более 80 мм.

3. Перекрывающее устройство по п.2, отличающееся тем, что рабочий диапазон составляет более 100 мм.

4. Перекрывающее устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что ширина выемок (8) дорожного покрытия (6) составляет (2,4-4,0) величины рабочего диапазона компенсационного стыка (2).

5. Перекрывающее устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что ширина выемок (8) дорожного покрытия (6) составляет (2,8-3,3) величины рабочего диапазона компенсационного стыка (2).

6. Перекрывающее устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что площадь каждого разрыва (25) составляет по меньшей мере 80 см², предпочтительно по меньшей мере 120 см².

7. Перекрывающее устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что общая площадь разрывов (25) каждого фиксирующего участка (16) составляет (0,8-2,0) площади компенсационного стыка (2) при его средней ширине.

8. Перекрывающее устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что разрывы (25) имеют прямоугольную форму, а их протяженность в продольном направлении стыка составляет (1,4-3,0) ширины перемычек (26), остающихся между двумя соседними друг с другом разрывами.

9. Перекрывающее устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что ширина краевых профилей (14) вместе с их фиксирующими участками (16) составляет более 0,8 ширины выемок (8).

10. Перекрывающее устройство по п.9, отличающееся тем, что ширина краевых профилей (14) вместе с их фиксирующими участками (16) составляет более 0,85 ширины выемок (8).

11. Перекрывающее устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что каждый из краевых профилей (14) содержит крепежную планку (18), которая приварена к основной планке (17), содержащей указанный фиксирующий участок (16), и на которой закреплен соответствующий зубчатый профиль (21).

12. Перекрывающее устройство по п.11, отличающееся тем, что зубчатые профили (21) привинчены к крепежным планкам (18).

13. Перекрывающее устройство по п.11, отличающееся тем, что уплотнительный профиль (27) выполнен в виде полого профиля с выступом (30), проходящим в пространство, ограниченное сбоку двумя крепежными планками (18), а сверху - двумя зубчатыми профилями (21).

14. Перекрывающее устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что краевые профили (14) незакреплены непосредственно на несущей конструкции (5) опоры и пролетного строения.

15. Перекрывающее устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что краевые профили (14) закреплены в отдельных точках на несущей конструкции (5) опоры и пролетного строения.

16. Перекрывающее устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что в области перехода от опоры и пролетного строения к полимерному бетону (10), в области поверхности дорожного покрытия предусмотрен соответствующий стык для горячей заливки.