Устройство для подвески крупногабаритного элемента

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1)) F 16 M 11/00

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3512741/25-27 (22) 12.11.82 (46) 23.02.84. Бюл. 9 7 (72) А.В. Самоцветов и Б.С.-Г. Рябой (53) 621.219(088.8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 568780, кл. F 16 L 3/18, 1976.

2. Стрелецкий Н. С. Металлические конструкции, Стройиздат, М., 1961, 696-697, рис. XXI I. 2 и XXII. 3 (прототип), (54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВЕСКИ

КРУПНОГАБАРИТНОГО ЭЛЕМЕНТА, преимущественно платформы на вертикальное основание, содержащее смонтированные на основании неподвижную опору и систему подвижных опор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью устранения температурных деформаций при многоточечной подвеске крупногабаритной в двух измерениях платфорьи, неподвижная опора установлена в средней точке верхнего края платформ 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 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 платфор- Pg

ma, a каждая из них выполнена в виде горизонтального стержня, перпендикулярного к линии, соединяющей точки крепления к платформе данного С стержня и подвижной опоры первого

Ф типа, лежащих в одной горизонтальной плоскости, причем стержни всех подвижных опор шарнирно закреплены концами на платформе и на основании и выполнены с регулируемой длиной.

1075051

35

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 (11 .

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 платформы.

Наиболее близким к изобретению является устройство для подвески крупногабаритного элемента, содержащее смонтированные на основании неподвижную опору и систему подвижны 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 сечения трубопровода при его температурном расширении (21 .

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 платформы в поперечных сечениях и обеспечения развязки температурных расширений в этих поперечных (горизонтальных) сечениях.

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

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для годвески крупногабаритного элемента, преимущественно платформ на вертикальное основание, содержащем смонтированные на основании неподвижную опору и систему подвижных опор, 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 платформы, а каждая из них выполнена в виде горизонтальной двухстержневой треугольной рамки, подвижные опоры второго типа установлены вдоль верхнего края платформа, а каждая иэ 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 плат форме данного стержня и подвижной опоры первого типа, лежащих в одной горизонтальной плоско"ти, причем стержни всех опор шарнирно закреплены концами на платформе и на основании с регулируемой длиной, нanример, с помощью встроенных стяжек.

На фиr. 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-Б на фиг. 2, вертикальное сечение по средней линии платформы, на фи г. 6 — вертикальное сечение Г-Г на фиг. 3, по подвижным опорам второго и третьего типа, на фиг. 7 — схема температурного расширения платформы в горизонтальных сечениях, на фиг. 8 — то жег в вертикальных сечениях, на фиг. 9 пример констру кции регулируемого по длине стержня l на фи r. 10 — схема монтажа платформы.

Крупногабаритный элемент — платформа 1 представляет собой цельную алюминиевую конструкцию выпуклой в горизонтальном сечении формы. Плат. форма 1 выполне на 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, желе эо бетонного эда1075051

), 10 йия и т.п., но содержит узлы для подвески платформы 1. В качестве примера приводится конструкция подвески платформы 1 на плоскую верти. кальную поверхность стального основания 1 (основание может иметь фо му круглого цилиндра, эллипсного цилиндра и т.п. ) . Платформа 1 представлена квадратной в плане (фиг. 2 хотя форма в плане может быть иной, например, круглой, шестиугольной и т.п.

I устройство для подвески платформы 1 на основание 3 содержит систему опор: неподвижную опору 4, подвижные опоры 5 первого типа, подвижные опоры б второго типа и подвижные опоры 7 третьего типа. Неподвижная опора 4 (фиг. 2, 3) состоит из трех стержней, расположенных в виде трехгранной пирамиды, два стержня лежат в горизонтальной плоскости, а третий стержень — в вертикальной плоскости. Вершина стержневой пирамиды закреплена в неподвижной точке

8 платформы 1. Другие концы стержней закреплены шарнирно на основании 3. Неподвижная опора 4 фиксирует неподвижную точку 8 при температурных 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 платформы 1, поэтому перемещения точек алюминиевой платформы 1 относительно стального каркаса происходят, например, при повышении температуры, по направлению радиусов-векторов, проведенных из неподвижной точки 8. Так все точки платформы

1, лежащие на средней вертикальной линии 9, перемещаются вдоль этой линии, точки платформы, лежащие в верхней горизонтальной плоскости проходящей через неподвижную точку

8, будут смещаться в этой плоскос-( ти, а другие точки платформа смещаются по наклонным траекториям.

На фиг. 2 стрелками показано направление относительных йеремещений точек платформы 1. Укаэанные смещения точек платформы 1 происходят в.данном случае из-за разности коэффициентов температурного расширения алюминиевых сплавов (Кц

22х10 6 ) < стали (

На практике рассмотрейное смещение возникает также иэ-за разности тем-. пературы основания и температуры платформы при одностороннем солнечном нагреве, например, в утренние часы.

Подвижные опоры 5 первого типа (фиг. 2, 4, 5) расположены вдоль средней вертикальной линии 9. Каждая опора 5 выполнена иэ 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 гори эонтальной оси, проходящей через точки крепления стержней на основании.

Опора 5 воспринимает горизонтальные нагрузки, боковые и фронтальные, но не может воспринимать вертикальные нагрузки от веса панелей платформы 1 и оборудования на ней. Вер- тикальные нагрузки воспринимаются вышерасположенными панелями и верхним рядом подвижных опор б второго типа. Каждая опора б выполнена из двух стержней (фиг. 3, б), 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 б воспринимает вертикальные нагрузки от веса платформы 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 б обеспечивакт восприятие всех нагрузок и свободу температурного расширения платформы 1. Для уменьшения нагрузок на .панели, уменьшения ее веса и повышения точности платформы равномерно по площади платформи 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 основанне 3 всех нагрузок от платформы

1, ее надежное многоточечное крепление и развязку температурных перемещений точек алюминиевой платформы относительно стальной опоры.

Bc@ стержни опор 4-7 выполнены с регулируемой длиной для упрощения монтажных и юстировочных работ при сборке платформы, для компенсации

1075051

60 неточностей изготовления стальной опоры, для компенсации релексации материалов в период эксплуатации.

На фиг. 9 представлен вариант конструкции стержня с регулируемой длиной. Стержень состоит иэ двух кронштейнов 10, двух сухарей 11 с перекрещивающимися осями 12, двух хвостовиков 13 и 14 с разными направле-. ниями 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 (5 хвостовиках. Все опоры выполнены стальнь.чи.

Монтаж платформ 1, состоящей иэ панелей 2 (фиг. 10), осуществляется в следующем порядке: на основа- 2() нии 3 закрепляют опоры 4-7; подвешивают средние панели (T) верхнего ряда, подвешивают прилегающие панели (II) верхнего ряда, соединяя их с панелями (?); Подвешивают кРайние 25 панели (III) верхнего ряда, соединяя их с панелями (II), подвешивают последовательно панели второго ряда (IV) соединяя их с верхним рядом панелей и между собой, подвешивают аналогично панели третьего (V), че=вертого (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 помощью изменения длины стержней, 40 входящих в состав опор 4-7.

На фиг. 7 представлена схема температурного расширения алюминиевой выпуклой платформы 1 относительно стального основания 3 в го- 45 риэонтальном сечении. При закреплении точки 8 тела точки 16, 17, 18 при температурном расшире ни и перемещаются по радиусам-векторам в соответствующие точки 19, 20 и 21, 5() проведенным из неподвижной точки.

Новая форма сечения панели 1 обоэначена на фиг. 1 пунктиром. Величина перемещений B(, P, 63 точек 16, 17, 18 пропорциональна их расстоянию до неподвижной точки 8, величине перепада температуры Ьt и разности коэффициентов температурного -расширения алюминиевых сплавов и стали так как рассматриваются 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 зти опоры 6(7) не будут препятствовать свободе температурных расширений платформы 1.

При нагреве конструкции опора 6(7) повернется на небольшой угол, и опорная точка 16, 17, 18 займет новое положение 19, 20, 21 беэ создания дополнительных напряжений в конструкции платформы 1, опор б, 7 и основания 3. Одновременно сохраняется силовая схема работы опор.

В вертикальных сечениях (фиг. 5, б) при изменении 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 pü L = L АС (M o!c) > где L — расстояние от точки 22 до неподвижной точки 8, то угол наклона Р стержня 23 определится из прямоугольного треугольника sin P

h L/R. Очевидно, что осадка точки

22, которая сместится в точку 24, равна Ь ) = R(1-cos f3 ), В качестве конкретного примера определены значения температурных смещений для точек платформ с размерами 50х50 м в плане. Стержневая опора 25 на фиг. 5 — нижняя из опор первого типа. Задано L = 50000 мм, высота опоры R = 170,0 мм,йс

22к10 6; o(, = 11х10, t,o= 50 C

Величина вертикального смещения точки 22 (фиг. 8): о, 1 ° ht (

Угол наклона (h

510 (5= — = - - - = 0,01624; д 27-6 (R Г700

P = 0 55 48"

Величина проседания точки 22 при . повороте стержня 23 на угол f3 будет равна

R(1-cos P ) = 1700

y(3 - 0,999881) = 0,20 мм

Величина проседания 0,20 мм вполне допустима по техническим требованиям к подвеске крупногабаритной плат. формы размерами 50Х50 м. Можно оценить наибольшее проседание платформы 1 в нижней угловой точке 26 (фиг. 2), так как расстояние здесь наибольшее (L = 56 м). Аналогичный подсчет дает следующие результаты:

g L := 30,9 мм, P = 1 2 40", g h

0,22 мм. Искривление платформы в горизонтальном нижнем сечении — 0,2 мм

10 75051 л в 3 на 50 м ширины. Искривление платформы 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, релаксации материалов, осадка фундаментов и т..д., то теоретически определенная просадка точек пренебрежимо мала по сравнению с другими видами деформаций.

Аналогично могут быть определе- 15 ны 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 платформы из любого материала 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 и платформы.

1075051

Фиг,7

10 75051 фиад фиаЮ

Составитель Г. Беэзубцева

Редактор А. Шандор ТехредМ.Тенер Корректор .0. Макаренко

Заказ 477/32 Тираж 613 Подписное

ВНИИПП Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4