Фундамент опоры моста Советский патент 1992 года по МПК E01D19/02 E02D27/34 

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при возведении опор мостов в сейсмических районах/

Известен фундамент опоры моста, содержащий имеющую углубление нижнюю опорную плиту, верхнюю опорную плиту, подвижно установленную в углубление нижней плиты, ограничители горизонталь- ных перемещений с буферными упругими элементами и ограничители вертикальных перемещений верхней плиты.

Недостатками данного фундамента являются низкая надежность к сейсмическим воздействиям. Верхняя опорная плита опирается на горизонтальную площадку нижней опорной плиты, при этом упругие буферные элементы не могут преодолеть трения, возникающие в нижней плите и скользящей прокладке после прекращения землетрясения.

Следовательно фундамент не принимает первоначальное положение, а это приводит к понижению надежности фундамента к повторным сейсмическим воздействиям.

Наиболее близким к предлагаемому является фундамент опоры моста, имеющий углубления, нижнюю опорную плиту, верхнюю опорную плиту, подвижно установленную в углубление нижней плиты, ограничители горизонтальных перемещений с буферными упругими элементами и ограничители вертикальных перемещении верхней плиты, верхняя опорная плита выполнена в нижней части с рядом параллельных замкнутых каналов прямоугольного сечения и расположенным на нижних поверхностях каналов скользящими прокладками, причем ограничители вертикальных перемещений выполнены в виде брусьев,

кэ о о

CJ

жестко закрепленных концами в противоположных стенках углубления в нижней опорной плите и заведенных в соответствующие каналы с зазором относительно их боковых стенок и с опиранием на скользящие прокладки, при этом фундамент снабжен эластичным ленточным гидроизолятором, уложенным над буферными и упругими элементами по периметру углубления между боковыми его стенками и верхней опорной плитой.

Недостатком указанного фундамента является низкая надежность работы фундамента к повторным сейсмическим воздействиям.

Данный фундамент также опирается на горизонтальную скользящую площадку и упругие ограничители не могут преодолеть силы трения, возникающие в скользящей площадке. После прекращения землетрясения фундамент не принимает первоначальное положение, в случае наклонной площадки, приводящей фундамент к перво-, начальному положению, во время землетрясения происходит приподнимание по наклонной площадке верхней плиты, а это приводит к разрушению брусьев.

Цель изобретения - повышение надежности фундамента опоры моста при сейсмическом воздействии.

Поставленная цель достигается тем, что фундамент опоры моста, содержащий име ющую углубление нижнюю опорную плиту, верхнюю опорную плиту, подвижно установленную посредством опорных элементов в углубление нижней плиты, ограничители горизонтальных перемещений с буферными упругими элементами и ограничители вертикальных перемещений верхней плиты, выполненные в виде брусьев, заведенных в образованные в нижней части верхней опорной плиты каналы с зазором относительно их боковых стенок с опиранием на скользящие прокладки, и жестко закрепленных концами в противоположных стенках углубления в нижней опорной плите, и эластичный ленточный гидроизолятор, уложенный над буферными упругими элементами по периметру углубления между боковыми его стенками и верхней опорной плитой, нижняя опорная плита снабжена размещенной на дне углубления имеющей уклоны от поперечной оси плиты опорной платформой и жестко закрепленными к ней направляющими горизонтальных перемещений, каждая из которых выполнена составной из двух секций, размещенных с зазором относительно друг друга, и имеющих заднюю и расположенные со сближением к продольной оси

опорной площадки боковые стенки, выполненные в продольном сечении треугольными с верхними наклонными к поперечной оси опорной платформы поверхностями; а

опорные элементы выполнены в виде цилиндрических в середине и конических по краям тел качения, закрепленных на нижней поверхности верхней опорной плиты с возможностью горизонтального перемеще0 ния по направляющим. Такое выполнение направляющих горизонтальных перемещений позволяет повысить надежность фундамента опоры моста при сейсмическом воздействии за счет гашения сейсмического

5 воздействия, путем изоляции верхней части сооружения от нижней.

На фиг. 1 схематично изображен фундамент опоры по фасаду моста; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б

0 на фиг. 2: на фиг. 4 - фундамент опоры, разрез; на фиг. 5 - опора моста, вид в аксонометрии.

Фундамент опоры моста содержит верхнюю плиту 1, размещенную в углублении

5 нижней опорной плиты 2 с возможностью скольжения по полимерной прокладке 3 малого сопротивления скольжению и возможностью перемещения через опорные элементы, выполненные в виде конусооб0 разных тел 4 качения. Ограничители горизонтальных перемещений с буферными упругими элементами 5 закреплены на боковых стенках 6 углубления нижней опорной плиты 2. Эластичный ленточный

5 гидроизолятор 7 уложен над буферными упругими элементами 5 по периметру углубления между боковыми его стенками 6 и верхней опорной плитой 1. Ограничители вертикальных перемещений верхней плиты

0 выполнены в виде брусьев 8, заведенных в образованные в нижней части верхней опорной плиты 1 каналы 9 с зазором относительно их боковых стенок с опиранием на скользящие полимерные прокладки 3 и же5 стко закрепленных концами в противоположных стенках 6 углубления в нижней опорной плите 2. Опорные элементы 4 через металлические элементы 10 с подшипниками 11 качения закреплены на нижней повер0 хности опорной плиты 2 и расположены на направляющих 12 горизонтальных перемещений, жестко закрепленных на опорных платформах 13. Опорные платформы 13 размещены на дне углубления нижней опорной

5 плиты 2 и имеют уклоны от поперечной оси плиты. Направляющие 12 горизонтальных перемещений выполнены составными из двух секций, размещенных с зазором относительно друг друга, имеющих заднюю стенку и расположенных со сближением бор

ковых стенок 12 продольной оси опорной площадки. Боковые стенки направляющей 12 выполнены в продольном сечении треугольными с верхними наклонными к поперечной оси опорной платформы 13 поверхностями, а опорные элементы 4 выполнены в виде цилиндрических в середине и конических по краям тел качения. Чтобы опорные элементы 4 переместились по направляющей горизонтальных перемещений 12 строго горизонтально необходимо следующее условие:

sin a -tg у,

где а- угол наклона направляющей к горизонтальной плоскости; - у- угол наклона конусообразного тела качения;

/9- угол наклона направляющей к вертикальной плоскости.

Из прямоугольного треугольника АОАВ (фиг. 3)

А В /ОВ1.- tg а . А В - OB tg « . (1)

Из прямоугольного треугольника (фиг. 5)

АБ /АА - ctg у, «д у ДАА В

BBctg у.

(2),

Из прямоугольного треугольника ДОВВ (фиг. 4)

ВВ /ОВ - tg ft, ВВ OB tg ft. (3) С учетом (1). (2) и (3) получим

OB tg а ВВ ctg y OB tg ftctg у, tg ft-tg a tg у.(4)

Из прямоугольного треугольника ЛОАВ (фиг. 6)

AB/OB tg a,AB A;B; OB -tga .(5) Из прямоугольного треугольника ДОВ в (фиг. 6)

ОВ7ОВ cos ft . OB OB cos ft. (6) Подставляя выражение (5) на (1), получим

tga °| ОЙ

tgac учетом (6) имеем

...

где а - проекция угла а на вертикальную

плоскость.

Подставляя выражение (7) на (4). получим

tgЈ

tga

tg у. sin ft tg a tg у. (В)

Фундамент опоры работает следующим образом.

При продольном сейсмическом воздействии нижняя опорная плита 2 перемещается в продольном направлении. В этот момент верхняя опорная плита 1 в силу инерции остается на месте, изолируя тем самым в значительной степени себя и надфундаментное строение от сейсмических воздействий.

Опорные элементы 4 катятся по направляющей 12, не соприкасаясь с поверхностью опорных платформ 13 за счет наклонной поверхности от поперечной оси плиты. При

этом угол а стремится приподнять опорные

элементы 4 вверх на какую-то величину, а углы

у и ft совместно стремятся опустить опорные

элементы 4 в виде тел качения вниз на ту же

величину при условии sin tg a tg у. В

результате опорные элементы 4 переместятся строго горизонтально не приподнимаясь и не опускаясь. После прекращения землетрясения наклонные поверхности боковых стенок направляющей 12 под действием силы тяжести надфундаментного строения создают горизонтальную силу Т. Под действием этой силы и силы упругости F упругих ограничителей надфундаментное строение возвращается в первоначальное

положение. В обычных условиях опорные элементы 4 опираются на опорные платформы 13 цилиндрической поверхности 10, а при перемещениях опираются на боковые стенки направляющей 12 конической поверхностью. На исходе колебания, когда окончательно выберется зазор между вертикальными стенками 6 углубления нижней опорной плиты 2 и вертикальными стенками верхней опорной плиты 1, может

произойти толчок, который будет амортизирован упругими элементами 5, размещенными между вертикальными стенками 6 нижней опорной плиты 2 и вертикальными стенками верхней опорной плиты 1. При этом устойчивость от опрокидывания опоры обеспечивают брусья 8. От попадания влаги рабочие поверхности защищены гидроизолятором 7.

Такое выполнение направляющих горизонтальных перемещений позволяет повысить надежность фундамента опоры моста при сейсмическом воздействии путем изоляции верхней части сооружения от нижней. Преимущество предлагаемого фундамента состоит в том, что при продольном сейсмическом воздействии надфундаментное строение переместится только в горизонтальном направлении и не произойдет вертикальный отрыв от нижней. При прекращении сейсмического воздействия опорные элементы по направляющей под действием силы тяжести надфундаментного строения и силы упругости ограничителей горизонтальных перемещений возвращаются строго горизонтально в первоначальное положение.

... . .

Формула изобретения Фундамент опоры моста, содержащий имеющую углубление нижнюю опорную плиту, верхнюю опорную плиту, подвижно

установленную посредством опорных элементов в углубление нижней плиты, ограничители горизонтальных перемещений с буферными упругими элементами и ограничители вертикальных перемещений верхней плиты, выполненные в виде брусьев, заведенных в образованные в нижней части верхней опорной плиты каналы с зазором относительно из боковых стенок с опирани- ем на скользящие прокладки и жестко закрепленных концами в противоположных стенках углубления нижней опорной плиты, и эластичный ленточный гидроизолятор, уложенный над буферными упругими элементами по периметру углубления между боковыми его стенками и верхней опорной плитой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности фундамента при сейсмических воздействиях, нижняя

опорная плита снабжена размещенной на дне углубления имеющей уклоны от поперечной оси плиты опорной платформой и жестко прикрепленными к ней направля ющимк горизонтальных перемещений, каждая из которых выполнена составной из двух секций, размещенных с зазором относительно друг друга и имеющих заднюю и расположенные со сближением к продол ьной оси опорной платформы боковые стенки, выполненные в продольном сечении треугольными с верхними наклонными к поперечной оси опорной платформы поверхностями, а опорные элементы выполнены в

виде цилиндрических в середине и конических по краям тел качения, закрепленных на нижней поверхности верхней опорной плиты с возможностью горизонтального перемещения по направляющим.

Использование: возведение опор мостов в сейсмических районах. Сущность изобретения: фундамент опоры моста содержит нижнюю опорную плиту с углублением и.верхнюю опорную плиту, подвижно установленную посредством опорных элементов в углублении нижней плиты. Нижняя опорная плита снабжена опорной платформой, размещенной на дне углубления. К платформе жестко закреплены направляющие горизонтальных перемещений, каждая из которых выполнена составной из двух секций, размещенных с зазором относительно друг друга и имеющих заднюю и расположенные со сближением к продольной оси опорной платформы боковые стенки. Боковые стенки выполнены в продольном сечении треугольными, а опорные элементы - в виде тел качения, имеющих цилиндрическую форму в середине и коническую по краям, при этом тела качения закреплены на нижней поверхности верхней опорной плиты с возможностью горизонтального перемещения по направляющим. 5 ил.

Л/г/