Устройство для подвески крупногабаритного элемента Советский патент 1984 года по МПК F16M11/00 

Изобретение относится к опорным устройствам и может быть использовано для подвески крупногабаритной платформы на вертикальное опорное основание.

Известно устройство свободно-подвижной опоры трубопровода. Оно содержит жестко укрепленные на основании стойки и соединяющий их ригель, на котором установлен вращающийся ролик с кольцевым пазом, а между роликом и трубопроводом установлен башмак с продольным выступом на нижней горизонтальной поверхности, причем выступ входит в паз ролика. Это устройство обеспечивает развязку продольных температурных расширений трубопровода относительно основания 1 .

Устройство не может быть,использовано для подвески крупногабаритной в двух направлениях платформы выпуклой формы, так как оно не содержит технических средств для восприятия боковых нагрузок от ветра и для многоточечного опирания платфор1«ы.

Нсшболее близким к изобретению является устройство для подвески крупногабаритного элемента, содержащее смонтированные на основании неподвижную опору и систему подвижных опор.

Неподвижная анкерная опора выполнена в виде монолитного бетонного блока, обеспечивающего восприятие продольных и поперечных сил от веса трубопровода. Каждая подвижная опора выполнена в виде кольцевой обоймы, охватывающей сечение трубопровода, а также бетонного фундамента и двух катков с горизонтальными осями, расположенных между фундаментами и опорными площадками кольцевой обоймы. Подвижная опора воспринимает составляющие от силы тяжести, а также обеспечивает возможность продольного перемещения данного сечени трубопровода при его температурном расширении 2 .

Недостатками известного устройства является невозможность подвески с его помощью крупногабаритной в двух измерениях и выпуклой платформы на вертикальное основание, так как нет технических средств для мно готочечного опирания платфорг1ы в поперечных сечениях и обеспечения развязки температурных расширений в этих поперечных (горизонтальных) сечениях.

Целью изобретения является устр нение температурных деформаций при многоточечной подвеске крупногабаритной в двух измерениях платформы

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для подвески крупногабаритного элемента, преимуцественно платформа на вертикальное основание, содержащем смонтированные на основании неподвижную опору и систему подвижных опор, неподвижная опора установлена в средней точке верхнего края платфоркы и выполнена в виде трехстержневой пирамиды, система подвижных опор выполнена из подвижных опор трех типов: подвижные опоры первого типа установлены по вертикальной средней линии платформы, а Ксшдая из них выполнена в виде горизонтальной двухстержневой треугольной рамки, подвижные опоры второго типа установлены вдоль верхнего края платформы, а каждая из них выполнена в виде вертикальной двухстержневой треугольной рамки, плоскость которой перпендикулярна линии, соединяющей точки крепления к платформе данной рамки и неподвижной опоры, подвижные опоры третьего типа установлены равномерно по площади платформы, а каждая из них выполнена в виде горизонтального стержня, перпендикулярного к Линии, соединяющей точки крепления к платформе данного стержня и подвижной опоры первого типа, лежащих в одной горизонтальной плоскости, причем стержни всех опор шарнирно закреплены концами на платформе и на основании с регулируемой длиной, например, с помощью встроенных стяжек.

На фиг. 1 изображена выпуклая алюминиевая платформа, подвешенная на вертикальное стальное основание, общий вид; на фиг. 2 - фронтальный вид платформы и устройство для ее подвески, на фиг. 3 - вид А на фиг. 2 (на неподвижную опору и подвижные опоры второго типа), на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 2, подвижные опоры первого и третьего типов; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 2, вертикальное сечение по средней линии платформы; на фиг. 6 - вертикальное сечение Г-Г на фиг. 3, по подвижным опорам второго и третьего типа; на фиг. 7 - схема температурного расширения плат(1юрмы в горизонтальных сечениях, на фиг. 8 - то же в вертикальных сечениях, на фиг. 9 пример конструкции регулируемого по длине стержня, на фиГ. 10 - схема монтажа платформы.

Крупногабаритный элемент - платформа 1 представляет собой цельную алюминиевую конструкцию выпуклой в горизонтальном сечении формы. Платформа 1 выполнена из отдельных монтажных панелей 2 (фиг. 1,. 10), жестко соединяемых между собой при монтаже на опорное стальное основание 3, которое конструктивно может быть выполнено различно: в виде стальной фермы, железобетонного зданияи т.п., но содержит узлы для подвески платформы 1. В качестве примера приводится конструкция под вески платформы 1 на плоскую верти кальную поверхность стального основания 1 (основание может иметь ф му круглого цилиндра, эллипсного цилиндра и т.п.). Платформа 1 пред ставлена квадратной в плане (фиг. хотя форма в плане может быть иной например, круглой, шестиугольной и т.п. Устройство для подвески платфор мы 1 на основание 3 содержит систе му опор: неподвижную опору 4, подвижные опоры 5 первого типа, подви ные опоры б второго типа и подвижные опоры 7 третьего типа. Неподви ная опора 4 (фиг. 2, 3) состоит из трех стержней, расположенных в вид трехгранной пирамиды, два стержня лежат в горизонтальной плоскости, а третий стержень - в вертикальной плоскости. Вершина стержневой пира миды закреплена в неподвижной точк 8 платформы 1. Другие концы стержней закреплены шарнирно на основании 3. Неподвижная опора 4 фиксиру ет неподвижную точку 8 при темпера турных удлинениях платформы 1 и ос нования 3, а также передает вертикальные (весовые) нагрузки, горизонтальные боковые и горизонтальные фронтальные нагрузки от воздействия ветра на платформу 1 и установленное на ней оборудование. Неподвижная опора 4 установлена на середине верхней стороны платформл 1, поэтому перемещения точек алюминиевой платформы 1 относитель но стального каркаса происходят, например, при повышении температуры, по направлению радиусов-векторов, проведенных из неподвижной точки 8. Так все точки платформл 1, лежащие на средней вертикальной линии 9, перемещаются вдоль этой линии/ точки платформа, лежащие в верхней горизонтальной плоскости проходящей через неподвижную точку 8, будут смещаться в этой плоскоетй, а другие точки платформы смещаются по наклонным траекториям. На фиг. 2 стрелками показано направление относительных перемещений точек платформы 1. Указанные смеще ния точек гшатфор иы 1 происходят в данном случае из-за разности коэффициентов температурного расширения алюминиевых сплавов (ota 22)(10«) и стали ( 11X10). На практике рассмотренное смещение возникает также из-за разности тем пературы основания и температуры платформы при одностороннем солнеч ном нагреве, например, в утренние часы. Подвижные опоры 5 первого типа (фиг. 2, 4, 5) расположены вдоль средней вертикальной линии 9. Каждая опора 5 выполнена из двух стержней , лежащих в горизонтальной плоскости , т.е. перпендикулярных к линии 9. Стержни образуют треугольную рамку, вершина которой закреплена шарнирно на платформе 1, другие концы стержней шарнирно закреплены на основании 3. Опора 5 может поворачиваться вокруг горизонтальной оси, проходящей через точки крепления стержней на основании. Опора 5 воспринимает горизонтальные нагрузки, боковые и фронтальные, но не может воспринимать вертикальHfcle нагрузки от веса панелей платформы 1 и оборудования на ней. Вертикальные нагрузки воспринимаются вышерасположенными панелями и верхним рядом подвижных опор б второго типа. Каждая опора 6 выполнена из двух стержней (фиг. 3, 6), расположенных в вертикальной плоскости, проходящей через . точку крепления к платформе 1 и перпендикулярной к линии, соединяющей эту точку и неподвижную точку 8. Два стержня опоры б образуют треугольную рамку, которая может поворачиваться вокруг вертикальной линии на основании 3, проходящей через шарнирные узлы . крепления стержней. Каждая опора 6 воспринимает вертикальные нагрузки от веса платфоркы 1 и фронтальные ветровые нагрузки, в то же время поз-, воляет, перемещаться в горизонтальной плоскости точкам на верхнем краю платформы 1 при температурном расширении. Таким образом, опоры 4, 5 и 6 обеспечивают восприятие всех нагрузок и свободу температурного расширения платформы 1. Для уменьшения нагрузок на .панели, уменьшения ее веса и повышения точности платформы равномерно по площади платформы 1 установлены подвижные опоры 7 третьего типа. Опора 7 представляет собой одиночный стержень, шарнирно закрепленный концами на основании 3 и на платформе 1 и расположенный перпендикулярно к линии, соединяющей точки крепления к платформе данной опоры 7 и подвижной опоры первого типа лежащей в горизонтальной плоскости опоры 5 (фиг. 7). Описанная система опор 4-7 обеспечивает восприятие и передачу на основание 3 всех нагрузок от платформы 1, ее надежное многоточечное крепление и развязку температурных перемещений точек алюминиевой платформы относительно стгшьной опоры. Все стержни опор 4-7 выполнены с регулируемой длиной для упрощения монтажных и юстировочных работ при сборке платформы, для компенсации

неточностей изготовления стальной опоры, для компенсации релексации материалов в период эксплуатации. На фиг. 9 представлен вариант конструкции стержня с регулируемой длиной. Стержень состоит из двух кронштейнов 10, двух сухарей 11 с перекрещивающимися осями 12, двух хвостовиков 13 и 14 с разными, направлениями резьбы и стяжки -15. Двойные перекрестные шарниры по концам обеспечивают при вращении стяжки 15 изменение длины стержня под нагрузкой Стопорение осуществляется путем самоторможения резьбовых соединений или установкой контровочных гаек на хвостовиках. Все опоры выполнены стальными.

Монтаж платформз 1, состоящей из панелей 2 (фиг. 10), осуществляется в. следующем порядке: на основании 3 закрепляют опоры 4-7; подвешивают средние панели (Г) верхнего ряда, подвешивают прилегающие панели (II) верхнего ряда, соединяя их с панелями (I); подвешивают крайние панели (III) верхнего ряда, соединяя их с панелями (II), подвешивают последовательно панели второго ряда (IV), соединяя их с верхним рядом панелей и между собойJ подвешивают аналогично панели третьего (V) четвертого (VI), пятого (VII) и шестого (VIII) рядов.

Монтаж осуществляют с помощью подъемно-транспортных механизмов (кранов, лебедок, траверс и т.п.), а контроль расположения панелей осуществляют с помощью оптических геодезических инструментов. Юстировка Положения панелей 2 осуществляется с помо11Ц ю изменения длины стержней, входящих в состав опор 4-7.

На фиг. 7 представлена схема температурного расширения алюминиевой выпуклой платфор1 л 1 относительно стального основания 3 в горизонтальном сечении. При закреплении точки 8 тела точки 16, 17, 18 при температурном расширении перемещаются по радиусам-векторам в соответствующие точки 19, 20 и 21, проведенным из неподвижной точки. Новая форма сечения панели 1 обозначена на фиг. 7 пунктиром. Величина перемещений Б,, Р ,ЁЗточек 16, 17, 18 пропорциональна их расстоянию до неподвижной точки 8, величине перепада температуры ut и разности коэффициентов температурного расширения алюминиевых сплавов и стали Hig-otf , так как рассг-итриваются относительные перемещения точек платФормы относительно основания.

Если опору 6(7) расположить в плоскости, перпендикулярной радиусувектору данной опорной точки 16,

17 или 18 и выполнить стержни опоры достаточной длины, то эти опоры 6(7) не будут препятствовать свободе температурных расширений платфорг щ 1. При нагреве конструкции опора 6(7) повернется на небольшой угол, и опорная точка 16, 17, 18 займет новое положение 19, 20, 21 без создания дополнительных напряжений в конструкции платформы 1, опор 6, 7 и основания 3. Одновременно сохраняется силовая схема работы опор,

В вертикальных сечениях (фиг. 5, 6) при изме.нении температуры происходит поворот опор 5, 7 вниз или вверх На небольшой угол, при этом, обеспечивается свобода температурного расширения в вертикальном направлении и силовая схема работы всей подвески. На фиг. 8 представлена схема перемещения опорной точки 22 платформы 1 при повышении температуры.

Если длина стержня 23 равна R, а точка 22 платформы 1 перемещается на величину дь L-u.t°- () , где L - расстояние от точки 22 до неподвижной точки 8, то угол наклона R стержня 23 определ} тся из прямоугольного треугольника sinjb ДЬ/К. Очевидно, что осадка точки 22, которая сместится в точку 24, равна лЬ R(l-cosA ).

В качестве конкретного примера определены значения температурных смещений для точек платформа с размерами 50Ж50 м в плане. Стержневая опора 25 на фиг. 5 - нижняя из опор первого типа. Задано L 50000 г/м, высота опоры R 1700 мм, 22X10-6 (ji 11X10- ; . t 50С

Величина вертикального смещения точки 22 (фиг. 8):

ЛЬ L . ut° ( ) 50000/50; Х(22х10 - 11Х10 Ь) 27,6 мм. Угол наклона /J :

П 0,01624;

Р 0°55 48

Величина проседания точки 22 при , повороте стержня 23 на угол/3 будет равна

uh R(l-cos /} ) 1700Л A(I - 0,999681) 0,20. мм Величина проседания 0,20 мм вполне

5 допустима по техническим требованиям к подвеске крупногабаритной платформы размерами 50X50 м. Можно оценить наибольшее проседание платформы 1 в нижней угловой точке 26.

0 (фиг. 2), так как расстояние здесь наибольшее (L 56 м). Аналогичный подсчет дает следующие результаты: Д L 30,9 мм, (9 12 40 , ah 0,22 мм. Искривление платформы в го5 ризонтальном нижнем сечении - 0,2 мм

на 50 м ширины. Искривление платфорлы в вертикальных сечениях равно 0,2 мм на 50 м высоты. Эти искривления настолько малы, что они лежат в поле ошибок геодезических измерений при монтаже платформы. Если учесть такие практически действующие факторы как деформация конструкций под действием ветровых нагрузок и неодинакового нагрева разных частей конструкции, релаксацииматериалов, осадка фундаментов и т.д., то теоретически определенная просадка точек пренебрежимо мала по сравнению с другими видами деформаций.

Аналогично могут быть определены проседания точек алюминиевой платформы при повороте всех подвижных

опор б и 7, (Фиг.7) в горизонтальных плоскостях.

эффективность изобретения по сравнению с прототипом заключается в обеспечении возможности подвески крупногабаритных выпуклых платформ, выполненных из алюминиевых сплавов. На вертикальное или наклонное стальное основание. Предложенное устройство может быть использовано для подвески плат,формы из любого aтepиaлa на основание из материала с иным или тем же коэффициентом температурного расширения, что актуально в случаях одностороннего солнечного нагрева конструкций или неодинакового температурного состояния основания Иплатформы.

// ////// ///// //// /Y/// / / // / ///y///

Фи&г

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВЕСКИ КРУПНОГАБАРИТНОГО ЭЛЕМЕНТА, преимущественно платформы на вертикальное основание, содержащее смонтированные на основании неподвижную опору и систему подвижных опор, отличающееся тем, что, с целью устранения температурных деформаций при многоточечной подвеске крупногабаритной в двух измерениях платформл, неподвижная опора установлена в средней точке верхнего края платформы и выполнена в виде трехстержневой пирамиды, система подвижных опор выполнена из подвижных опор трех типов: подвижные опоры первого типа установлены по вертикальной средней линии платфорьвл, а каждая из них выполнена в виде горизонтальной двухстержневой треугольной рамки, подвижные опоры второго типа установлены вдоль верхнего края платформы, а каждая из них выполнена в виде вертикальной двухстержневой треугольной рамки, плоскость которой перпендикулярна линии, соединяющей точки крепления к платформе данной рамки и неподвижной опоры, подвижные опоры третьего типа установлены равномерно по площади платфорNw, а каждая из них выполнена в ви(Л де горизонтального стержня, перпендикулярного к линии, соединяющей точки крепления к платформе данного стержня и подвижной опоры первого типа, лежащих в одной горизонтальной плоскости, причем стержни всех подвижных опор шарнирно закреплены концами на платформе и на основании и выполнены с регулируемой длиной. ч сд о ел

ч //7//7////////

.5 /7/7///////// Фиг. 6