Устройство для регулирования усилия в кабеле висячего моста
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 501 3840/ЗЗ (22) 22.10.92 (46) 15,12.93 Бюл. Ив 45-46 (76) Киянов Иван Михайлович (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ
УСИЛИЯ В КАБЕЛЕ ВИСЯЧЕГО МОСТА (57) Изобретение относится к мостовым и строительным конструкциям. Устройство для регулирования усилия в кабеле висячего моста включает груз, прикрепленный к оттяжке кабеля, и колодец, в (19) RU (11) 2004665 С1 (5I) 5 Е01Р11 00 котором размещается груз. На противоположных гранях груза расположены вь:ступы, а на вертикальных стенках колодца выполнены под выступы направляющие в виде плоских поверхностей скольжения. Направляющие наклонены к вертикальным стенкам колодца под углом, величина которого определена зависимостью tga» f, где f — коэффициент трения скольжения между выступами и направляющими. Вершины углов а обращены в сторону дна колодца. 2 ип
2004665
Изобретение относится к мостовым и строительным конструкциям и может быть использовано в конструкциях висячих мостов и в висячих покрытиях зданий.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату при использовании является устройство для регулирования усилия в кабеле висячего моста, включающее груз, прикрепленный к оттяжке и размещенный в колодце, Груз снабжен расположенными на его противоположных гранях выступами, а колодец выполнен с направляющими под выступы, при этом направляющие размещены на вертикальных стенках колодца и выполнены в виде плоских поверхностей скольжения.
При увеличении временной нагрузки наступает момент, когда вертикальная составляющая усилия в оттяжке, возникающего от постоянной и временной нагрузок, становится равной сумме веса груза и сил трения скольжения между выступами на грузе и поверхностями скольжения на стенках колодца. Это предельное равновесие, соответствующее максимальному усилию в оттяжке. Температурное сокращение кабеля вызовет поднятие груза и максимальное усилие в оттяжке не увеличится, Уменьшение временной нагрузки и температурное удлинение кабеля вызывает опускание груза, при котором в оттяжке возникает минимальное усилие, Максимальное и минимальное усилия в оттяжке известного устройства определяется по формуле
$ щах 2с 2Ы
sinÐ +(1 + — — ) fcosô
h h (1) где Q — - вес груза;
j3 — угол наклона оттяжки к горизонтали; с — расстояние между горизонтальными плоскостями, одна из которых проходит через точку, s которой оттяжка прикреплена к грузу, а другая — через линию прикасания верхнего выступа к поверхности скольжения, h — расстояние между горизонтальными плоскостями, проходящими через линии прикасания выступов к поверхностям скольжения;
Ь вЂ” плечо сил трения;
f — коэффициент трения скольжения.
Недостатком известного устройства является то, что в нем возникает сравнительно небольшое минимальное усилие в оттяжке.
Повышение этого усилия эа счет увеличения веса груза нерационально. Анализ формулы (1) показывает, что увеличение отношения
2с — приводит к увеличению максимального
5 усилия в оттяжке. Это повышает эффективность известного устройства, но одновременно происходит и снижение его эффективности, так как увеличение ас
10 — уменьшает минимальное усилие в отh тяжке, Целью изобретения является повышение максимального и минимального усилий в оттяжке беэ увеличения веса груза.
На фиг, 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг, 2 — силы, действующие на груз, Устройство для регулирования усилия в кабеле висячего моста (не показан) включа20 ет груз 1, прикрепленный к оттяжке 2 и размещенный в колодце 3, На противоположных гранях груза 1 выполнены выступы
4 и 5, причем выступ 4 размещен выше выступа 5, На вертикальных стенках 6 колодца
25 3 выполнены под выступы направляющие 7 в виде плоских поверхностей скольжения.
Направляющие 7 наклонены к вертикальным стенкам 6 колодца с образованием двугранных углов, вершины линейных углов а
30 которых обращены в сторону дна колодца.
Величина линейных углов а определяется из условия
tg а
35 где f — коэффициент трения скольжения между выступами на грузе и направляющими.
Максимальное усилие в оттяжке пред40 лагаемого устройства находится иэ трех уравнений равновесия
Smax cos P- F + F - О
1 l
S ax Sin ф 11 R1 12 г -0-0;
1 1 F
F1c+T1Ь+ й1"Ь- Fz(h+c)- Tz b-Rz Ь-О;
45 (2) где F1 и Fz — проекции на горизонтальную
I I ось сил F1 и F2 — реакций со стороны поверхностей скольжения (см. фиг. 2);
Т1 и Тг — проекция на вертикальную ось
50 Сил трения Т1и Тг:
R1 и Rz — вертикальные составляющие реакций F1u Fz.
Силы, входящие в систему уравнений (2), имеют следующие значения:
F1 Fz cosa; Fz - Fz соз а;
Т! -Т1 cos а -Flfcos а;
Tz =Tzcos a -F2fcos а
R1 -F1sln а; Йг -Fz sin a
Решая систему уравнений (2). находим
2004665 а
$тах - -;Ь7 А
cos f coâà+ в па cosa h+2c+2b f+ 2Üstï a где Аи. п.cos а
Smin =— з! лр (4) При а- 0 формула (3) превращается в формулу (1) для Smax.
Сравнение формулы (3) с формулой (1) показывает, что расположение поверхностей скольжения под углом а к вертикальным граням противолежащих стен колодца при прочих равных условиях приводит к значительному увеличению $аш.
Минимальное усилие в оттяжке возникает при опускании груза. В этом случае силы трения имеют направление, противоположное направлению сил Rq u Rz . Если
F F угол а принять по условию tg а- f, то абсолютныевеличинысил R> иТ1 иабсолютные
F величины сил И2 и Tz будут равны. При
1 опускании груза эти силы взаимно уничтожаются и уравнение, выражающее равенство нулю суммы проекций всех сил на вертикальную ось, имеет вид
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ
УСИЛИЯ В КАБЕЛЕ ВИСЯЧЕГО МОСТА, включающее имеющий на противоположных гранях выступы груз, прикрепленный к оттяжке кабеля и размещенный в колодце, на вертикальных стенках которого pacnоложены под выступы направляющие в виде плоских поверхностей скольжения, отличаSml sin P- Q = 0
Минимальное усилие в оттяжке равно
Сравнение формулы (4) с формулой (1) для Smi> показывает, что и минимальное уси10 лие в оттяжке предлагаемого устройства, имеющего наклонные к вертикали поверхности скольжения, при прочих равных условиях имеет значительно большую величину, чем минимальное усилие в оттяжке в изве15 стных устройствах.
Использование изобретения приведет к повышению экономичности и надежности висячих мостов и висячих покрытий зданий; (56) Авторское свидетельство СССР
20 t4 1451201, кл, Е 01 О 11/00, 1989. ющееся тем, что направляющие выполнены наклонными к вертикальным стенкам колодца с образованием двухгранных уг25 лов, вершины .линейных углов а которых обращены в сторону дна колодца, а величина линейных углов определена зависимостью tga М, где f - коэффициент трения скольжения между выступами и направля30 ющими
2004665
Составитель Л. Худорожков
Редактор В, Трубченко Техред М.Моргентал Корректор А. Козориз
Тираж Подписное
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Заказ 3383
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101
