18. Опорные части мостов

Опорные части — это устройства, служащие для передачи сосредоточенных опорных давлений пролетных строений на опоры моста. Они предназначены: для распределения опорных давлений от веса пролетных строений и подвижной нагрузки на необходимую площадь подферменной плиты; передавать на опоры горизонтальные усилия, возникающие от торможения и других факторов; обеспечивать свободу угловых деформаций от прогиба пролетных строений и, кроме того, давать свободу продольным перемещениям, возникающим под влиянием временной нагрузки и колебаний температуры.

Для того чтобы удовлетворить всем этим требованиям, применяют различные типы опорных частей: плоские, тангенциальные, одно- и многокатковые, валковые, секторные, качающиеся, скольжении, стаканообразные, с шаровым сегментом и др. По характеру работы они подразделяются па две основные категории: подвижные и неподвижные опорные части. Сами названия говорят о различии в их работе: первые должны давать свободу горизонтальным перемещениям, а вторые — исключать их полностью.

Опорные части мостов: а —неподвижная с шарниром, б —подвижна

Опорные части под пролетными строениями располагают в соответствии с расчетной схемой моста. В балочных мостах под разрезными пролетными строениями, как правило, употребляют наиболее простую схему размещения опорных частей: на одном конце устанавливают продольно-подвижные опорные части, а на другом — неподвижные. В автодорожных мостах подвижность одного конца пролетных строений приводит к необходимости устройства так называемых деформационных швов (разрывов проезжей части).

В неразрезных мостах возможно несколько вариантов размещения подвижных и неподвижных опорных частей. Чаще других встречается вариант расположения неподвижных опорных частей на одной из средних опор, а на остальных — подвижные. Однако в автодорожных мостах для уменьшения количества разрывов в проезжей части с целью устройства деформационных швов иногда применяют установку неподвижных опорных частей только на одном из устоев.

Простейшими опорными частями скольжения можно считать опорные части для мостов малых пролетов (до 10—15 м), для которых горизонтальные перемещения от изменения температуры и действия временной подвижной нагрузки невелики. Они представляют собой конструкцию из двух плоских металлических подушек, одна из которых присоединена к пролетному строению, а другая — к опоре. Такая конструкция, однако, не годится для пролетов большей длины, так как при значительных опорных давлениях в месте контакта (поверхность скольжения) возникают дополнительные усилия. Этот недостаток в известной степени исключен в ряде конструкций опорных частей, в частности тангенциальных, катковых, секторных и плоских, но с применением полимерных материалов с малым коэффициентом трения.

Тангенциальные скользящие опорные части

• Продольно подвижная опорная часть

Катковые опорные части

Н - высота опорной части; РМЦ - расстояние между осями

шарнира и катков; h - толщина подопорного листа; 1 - прокладка;

Н - высота опорной части; РМЦ - расстояние между осями

шарнира и катков; h - толщина подопорного листа; D - диаметр

катков; d - диаметр оси-шарнира; l - длина балансиров, катков,

опорного листа; l + ΔL - длина оси-шарнира; ΔL и ΔL - поперечное

и продольное перемещения пролетного строения; 1 - верхний

балансир; 2 - ось-шарнир; 3 - нижний балансир; 4 - каток; 5 -

противоугон; 6 - опорный лист; 7 - лист-закладная деталь; 8 -

подферменная площадка; 9 - цапфа; 10 - анкерный болт

Рисунок 1 - Конструкция двухкатковой опорной части для

мостостроения

Естественно, что простейшей конструкцией катковой опорной части является опорная часть с одним катком, которая, казалось бы, удовлетворяет всем требованиям — позволяет осуществлять угловые деформации и продольные перемещения. Однако она имеет недостатки. Во-первых, для больших пролетов диаметр катка должен быть очень большим; во-вторых, по площадке контакта с нижней плитой в ней возникают большие сосредоточенные усилия, и поэтому толщину плиты необходимо значительно увеличивать по сравнению даже с плоскими опорными частями. А все это приводит к большому перерасходу металла.

Некоторая экономия металла достигается в опорной части, где катки выполнены срезанными. Однако толщина плиты остается по-прежнему большой. Вот почему широкое распространение получили многокатковые опорные части со срезанными катками. В них давление веса пролетных строений и подвижной нагрузки распределяется на несколько катков (следовательно, их диаметр можно значительно уменьшить), а через них уже не по одной, а по нескольким площадкам касания передается на плиту {значит, и толщину плиты можно также уменьшить). Однако здесь заметно значительное усложнение конструкции по сравнению с рассматриваемыми ранее. Заметна эволюция от простейших к более сложным, что диктовалось увеличением пролетов мостов, особенно с началом бурного внедрения висячих и вантовых систем.