» » Общие сведения об опорных частях скольжения

Общие сведения об опорных частях скольжения

23.04.2016

Опорные части скольжения обеспечивают надежное и достаточно свободное опирание сооружений. До создания применяемых в настоящее время опорных частей скольжения были решены многие проблемы на пути их конструирования. Однако опорные части скольжения, как и другие, имеют свои границы применения.
Проблемы этих опорных частей связаны с поверхностями скольжения и их смазыванием. Далее рассмотрены испытания и оценка опорных частей скольжения, применяемых в мостах и других надземных сооружениях. Показано, что эффективность смазки зависит, в частности, от суммарной величины перемещений скольжения.
В некоторых сооружениях основное значение могут иметь перемещения от подвижной нагрузки. Хотя при этом наблюдаются малые возвратно-поступательные перемещения, суммарный путь скольжения может достигать нескольких километров. Идеальным решением были бы повторно смазываемые опорные части, конструкции которых разрабатываются. Однако и применяемые в настоящее время опорные части скольжения могут обеспечить долговечное опирание. Вопросы долговечности смазки следует увязывать с сооружением, опорными частями и опорами.
Особое внимание следует уделять деформируемости сооружения при воздействии подвижной нагрузки. Если сооружение настолько жесткое, что деформации от подвижной нагрузки не появляются, надежное решение дает смазка опорных частей. Если статичеокие исследования показывают, что сооружение податливое, то необходимо тщательно изучить общую систему, включая опорные части и опоры. Учет опор в общем анализе может дать практически приемлемое решение.
Так, при опирании на гибкие опоры относительно небольшие перемещения от воздействия подвижной нагрузки могут быть восприняты благодаря упругим деформациям опор без передачи перемещений по поверхностям скольжения.
Реакцию опоры можно определить по следующей формуле:
Н = 3ЕIe/L3,

где е — перемещение; L, Е, I — параметры опоры.
Соответственно для деформирующихся опорных частей скольжения
Н = GFe/Т,

где G, F, T — параметры эластомерной опорной части. Деформации сдвига обычно очень малы, поэтому модуль сдвига G при этих деформациях в большинстве случаев больше расчетного значения по техническим условиям.
При очень малых перемещениях е от подвижной нагрузки эта горизонтальная сила может быть меньше, чем величина, определяемая вертикальной нагрузкой и коэффициентом трения скольжения. В таких случаях опасность износа очень мала, так как происходят лишь значительно более медленные и меньшие в суммарном отношении перемещения от изменения температуры, усадки и ползучести. При этом величину коэффициента трения принимают для нормальной температуры (~ 1/4 допускаемой). Типичным примером является опирание бездиафрагменного пролетного строения на односторонне подвижные опорные части скольжения и одиночные опоры или на односторонне подвижные деформирующиеся опорные части скольжения.
В этом случае необходимо особенно тщательное устройство направляющих поверхностей, так как на них действуют постоянные горизонтальные силы. Здесь можно применять политетрафторэтиленовые направляющие поверхности с долговечной смазкой (смазочными гнездами).
Необходимо тщательно обрабатывать на заводе поверхности скольжения опорных частей и надежно защищать их от повреждений, в том числе при транспортировании и монтаже. Следует обеспечить возможность контроля за опорными частями после их монтажа. В современных искусственных сооружениях доступ к опорным частям и контроль за ними часто затруднительны. Это учтено в изложенных ниже рекомендациях по проектированию опорных частей.
Общие сведения об опорных частях скольжения

Прежде всего необходимо обеспечить достаточную высоту в свету Bh между пролетным строением и опорой (рис. 4.3), которую рекомендуется принимать равной минимум 30 см. При высоких опорных давлениях (>1000 тс) в больших сооружениях эта величина может быть увеличена примерно до 50 см и более.
Крепление и демонтаж защитных элементов для поверхностей скольжения должны быть простыми. Предпосылкой для надежности сооружения является достаточное уплотнение поверхностей скольжения.
Поверхности скольжения рекомендуется осматривать при крайних положениях опорной части. Если следов износа не обнаружено, то на свободных поверхностях скольжения предусматривают новую смазочную пленку. Износ поверхности показывает, что надежная смазка не обеспечивается, а фактический коэффициент трения превышает допустимую величину, что требует расчетной проверки. Для контроля за опорными частями важное значение имеет величина зазора h (см. рис. 4.3). Причиной уменьшения этого зазора до величины ниже допустимой, несмотря на правильный монтаж, могут быть износ и деформации (ползучесть). При зазоре меньше допустимого на 50% и более необходима замена политетрафторэтиленовой плиты скольжения.
Общие сведения об опорных частях скольжения

Функции опорной части скольжения обычно состоят в обеспечении вращения и скольжения. В соответствии с этими функциями в опорной части различают элементы вращения 1 и элементы скольжения 2—6 (рис. 4.4). На этом рисунке показаны наиболее употребительные типы опорных частей скольжения.
В качестве элементов вращения в опорных частях скольжения применяют опорные части с шаровым шарниром, тангенциальные, стаканообразные, деформирующиеся опорные части, опорные части с шаровым сегментом, неподвижные эластомерные опорные части.
Основные положения расчета опорных частей скольжения рассмотрены ниже на примере опорной части скольжения с шаровым шарниром. Для других типов опорных частей скольжения приведены только особенности расчета.