Мостовые опоры – это структурное оборудование или устройства, установленные между основанием моста и надстройкой для передачи приложенной нагрузки, включая сейсмические нагрузки, ветровые нагрузки, транспортные нагрузки и собственный вес надстройки.
Мостовые опоры также создают условия для относительных перемещений между надстройкой и подконструкцией, например, вращательных и поступательных движений в горизонтальном и поперечном направлении.
Подшипники, используемые при строительстве мостовых конструкций, делятся на две основные категории, а именно: разжимные и неподвижные. Первые допускают как поступательные, так и вращательные движения, в то время как вторые допускают вращательные и ограниченные поступательные движения.
Существует несколько типов мостовых подшипников, которые используются в строительстве мостов и которые рассмотрены ниже.
Типы мостовых подшипников и их детали
Различные типы подшипников для мостов включают:
- Подшипники скольжения
- Роликовые и штифтовые подшипники
- Роликовые подшипники
- Эластомерные подшипники
- Изогнутые подшипники
- Горшковые подшипники
- Дисковые подшипники
Подшипники скольжения для мостов
Подшипник скольжения состоит из двух металлических пластин, обычно из нержавеющей стали, которые скользят относительно друг друга и, следовательно, создают пространство для поступательного движения и смазочного материала между ними, как показано на рисунке 1.
Подшипник моста скольжения
В подшипнике скольжения возникает сила трения, которая воздействует на основание, надстройку и сам подшипник скольжения. Поэтому может потребоваться смазка, например, политетрафторэтилен (PTFE), чтобы уменьшить возникающее трение.
Согласно требованиям ASSHTO, подшипники скольжения не могут использоваться, если пролет моста не менее 15 м. Это связано с тем, что подшипники скольжения не могут быть использованы в чистом виде, если мост испытывает вращательное движение.
Однако ограничение пролета при использовании подшипников скольжения можно не учитывать, если они используются в сочетании с другими типами подшипников.
Рокерные и штыревые подшипники для мостовых конструкций
Рокер – это разжимная опора, состоящая из изогнутой поверхности в нижней части, которая обеспечивает поступательное движение, а штифт в верхней части создает пространство для вращательного движения, как показано на рис. 2 и рис. 3.
Подшипник рокерного моста
Штифтовой подшипник – это неподвижный подшипник, который обеспечивает вращательное движение за счет применения стального штифта. Она имеет такую же структуру и компоненты, как и рокерная опора, за исключением нижней части, которая является плоской и крепится к бетонной опоре, как показано на рисунке 4.
Штыревой подшипник для мостов
Как рокерные, так и штифтовые подшипники в основном используются в стальных мостовых конструкциях. Рокерные и штифтовые подшипники следует рассматривать, когда движение моста достаточно известно и описано, поскольку такие подшипники могут создавать условия как для поступательного, так и для вращательного движения только в одном направлении.
Эти подшипники могут подвергаться износу и коррозии, поэтому необходимо проводить регулярный осмотр и техническое обслуживание.
Роликовые подшипники для мостов
Роликовые подшипники могут использоваться при строительстве железобетонных и стальных мостовых конструкций. Существуют две основные конфигурации, включая одинарный роликовый подшипник, состоящий из одного ролика, установленного между двумя пластинами, и многороликовый подшипник, состоящий из нескольких роликов, установленных между двумя пластинами.
Первый вариант, как показано на рисунке 5, может принимать как вращательное, так и поступательное движение в продольном направлении, он дешев в производстве, но его вертикальная грузоподъемность ограничена.
Напротив, последний вариант, как показано на рисунке 6, может обеспечить только движение перевода, а вращательное движение может быть обеспечено, если ролики сочетаются со штифтовыми подшипниками. Многорядные роликовые подшипники дороги и воспринимают значительно большие вертикальные нагрузки.
Необходимо регулярно проводить осмотр и восстановление, так как роликовые подшипники подвержены коррозии и повреждениям.
Мостовой подшипник с одним роликом
Многороликовый мостовой подшипник
Эластомерные подшипники для мостовых конструкций
Он состоит из эластомера, изготовленного из синтетического или натурального каучука, и может принимать как переводные, так и вращательные движения за счет деформации эластомера. Способность эластомера выдерживать большие вертикальные нагрузки обусловлена наличием армирования, которое предотвращает боковое выпучивание эластомера.
Существует ряд эластомерных опорных подушек, классифицируемых по типам используемых армирующих элементов. Например, стальные армированные, простые, армированные стекловолокном и армированные хлопковой уткой эластомерные вкладыши.
Прочность и реакция каждого типа различна, эластомерный подшипник, усиленный сталью, является самым прочным, а простой эластомерный вкладыш – самым слабым.
Эластомерный подшипник не дорогой и не требует значительного технического обслуживания, поэтому он является наиболее востребованным типом подшипника. На рисунке 7 показаны детали эластомерного подшипника и его применение в мостовой конструкции.
Эластомерный подшипник для моста
Изогнутые подшипники для мостов
Он состоит из двух изогнутых пластин, которые подходят друг к другу, как показано на рисунке 8. Если изогнутый подшипник имеет цилиндрическую форму, то он воспринимает только вращательные движения. Однако, если изогнутый подшипник сферический, то он может принимать как вращательные, так и поступательные движения.
В связи с тем, что гравитационные нагрузки и изогнутая геометрия создают боковое сопротивление и, следовательно, боковое движение будет ограничено, поэтому на подшипники наклеивается политетрафторэтилен (PTFE), чтобы создать пространство для боковых движений. Детали криволинейных подшипников можно увидеть на рисунке 8.
Сферические подшипники для мостов
Горшковые подшипники для мостовых конструкций
Как показано на рисунке 9, горшковый подшипник состоит из эластомерного диска, заключенного в горшок, стального поршня, который правильно подогнан к стенкам горшка, и плоских уплотнительных колец, которые удерживают эластомер внутри горшка.
Горшковый подшипник может выдерживать значительные вертикальные нагрузки, которые обычно передаются через стальной поршень на эластомерный диск, который практически несжимаем. Что касается боковой нагрузки, то она передается при движении стального поршня к стенке горшка.
В чисто горшковом подшипнике поступательное движение ограничено, поэтому на поверхности скольжения вводится PTFE, чтобы создать пространство для поступательного движения.
Мостовой подшипник с горшком
Дисковые подшипники для мостов
Различные компоненты дискового подшипника подробно показаны на рисунке 10. Вращательное движение обеспечивается за счет деформации эластомера, а переводное движение учитывается за счет применения тефлона PTFE.
Дисковый подшипник
Используемый эластомер должен быть достаточно твердым, чтобы выдерживать вертикальные нагрузки без больших деформаций, и достаточно гибким, чтобы обеспечить вращательное движение.
Как вертикальные, так и боковые нагрузки воспринимаются эластомерным диском и металлическим кольцом в центре подшипника соответственно.
Читать далее:
Компоненты мостов – Бетонные и стальные мосты – детали и подробности
Типы мостов по пролетам, материалам, конструкциям, функциям, назначению и т.д.
Планирование строительства мостов, включая последовательность и этапы планирования
Методы обсадки колонн мостов – свойства, детали и применение
- Типы опор и реакций и их применение в конструкциях.
- Типы мостов по пролетам, материалам, конструкциям, функциям, полезности и т.д..
- Различные типы изоляторов основания, используемых в зданиях.
- Компоненты и части моста – детали и подробности бетонных и стальных мостов.
- Мост Хаурах: Строительство самого длинного консольного моста в Индии.
- Концептуальный сейсмический проект моста с вантовой опорой и его компоненты.
- Обрушение моста Такома-Нарроуз: конкретный пример.