RU2732757C2

RU2732757C2 - Скользящая опора для поддерживания гражданских или строительных инженерных сооружений

Info

Publication number: RU2732757C2
Application number: RU2017144246A
Authority: RU
Inventors: Луиджи МАССА; Иван МАРЕНДА
Original assignee: Тенсачай С.Р.Л.
Priority date: 2015-07-20
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2020-09-22
Also published as: ITUB20152322A1; EP3325739B1; RU2017144246A; WO2017013600A1; MX392753B; PT3325739T; MX2017016531A; US20180195267A1; RU2017144246A3; US10273680B2; EP3325739A1; CL2017003381A1

Abstract

Изобретение относится к строительству, а именно предназначено для поддерживания гражданских или строительных инженерных сооружений, таких как, например, мосты или здания, в том числе сейсмически изолированные. Скользящая опора выполнена с возможностью использования в качестве, например, сейсмического изолятора и предназначена для поддерживания гражданских или строительных инженерных сооружений, таких как, например, мосты или здания, бункеры, хранилища или краны больших размеров, ядерные реакторы или их составные части. Опора содержит основание и верхнюю опору, элемент скольжения, который расположен между основанием и верхней опорой и к которому прижаты основание и верхняя опора. Элемент скольжения содержит по меньшей мере один слой из скользкого материала, который в свою очередь содержит один или несколько фторированных полимеров с массовой долей, равной 50% или более. Скользкий материал содержит нитрид бора в гексагональной форме с массовой долей в пределах 1-10%. Технический результат состоит в обеспечении сейсмоизоляции сооружений за счет применения скользкого материала, обладающего механическими свойствами, то есть менее чувствительного к температуре и влажности окружающей среды. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

[1] Приоритет настоящей международной заявки испрашивается по заявке IT 102015000036011 на патент Италии, которая включена в этот документ посредством ссылки.

Область изобретения

[2] Представленное изобретение относится к скользящим опорам для поддерживания гражданских или строительных инженерных сооружений, таких как, например, здания, в том числе с сейсмоизолированным основанием, мосты, бункеры, подъемные краны, ядерные реакторы или их составные части.

Уровень техники

[3] Для поддерживания конструкций, таких как мосты, здания, другие гражданские инженерные сооружения и т.п.с учетом термических деформаций конструкции, перемещения земли с размещенными на ней зданиями и относительным перемещением между частями самой конструкции вследствие эксплуатационных нагрузок (таких, например, как грузопоток на мосту) или ослабления воздействия подземных ударов на конструкцию и изолирования указанной конструкции от перемещения земли известны различные механические решения с использованием антисейсмических изоляторов и опор. Они делятся по принципу обеспечения, условиям разработки, возможности скольжения двух или более поверхностей, из которых по меньшей мере одна выполнена из подходящего скользкого материала, имеющего необходимый коэффициент трения и высокую устойчивость к износу и механическим нагрузкам, в частности, к давлению.

[4] Первым материалом, который использовали в качестве скользкого материала, был политетрафторэтилен (ПТФЭ).

[5] Среди основных ограничений для использования чистого ПТФЭ являются низкий предел прочности на сжатие и низкая износостойкость. Для увеличения предела прочности на сжатие известно добавление соответствующих наполнителей, которые, однако, обеспечивают существенное увеличение коэффициента трения и сильно снижают пластичность материала.

[6] Для того, чтобы вернуть требуемое значение коэффициента трения, также известно добавление в ПТФЭ твердых смазывающих веществ, которые, однако, также дополнительно снижают пластичность материала.

[7] Впоследствии были предложены различные типы сверхвысокомолекулярного полиэтилена, т.е. СВМПЭ. Использование СВМПЭ в качестве скользкого материала в строительных опорах описано, например, в патенте Великобритании 2359345 и в Европейском патентном документе ЕР 1523598 А1.

[8] Этот материал может обеспечить высокий больший предел прочности на сжатие, чем чистый ПТФЭ, и заметно влияет на технологию изготовления опор, так как то же самое устройство под эквивалентной нагрузкой при использовании соответствующего СВМПЭ может иметь значительно меньший размер и, следовательно, существенно более низкую стоимость по сравнению с устройством, выполненным из ПТФЭ.

[9] СВМПЭ также использовался в качестве скользкого материала в антисейсмических изоляторах, известных как маятниковые изоляторы (маятники с узлом трения), такие, как изолятор, описанный, например, в патенте США 4644714. Однако, СВМПЭ имеет низкую температуру размягчения - около 135°С - поэтому его предел прочности с увеличением температуры снижается намного быстрее по сравнению с ПТФЭ.

[10] Для преодоления низкой термостойкости СВМПЭ и для уменьшения содержания ПТФЭ был разработан новый скользкий материал, полиамид РА6, описанный, например, в международной публикации WO 2009/010487 А1.

[11] РА6 обладает более высоким пределом прочности на сжатие и устойчивостью к высоким температурам по сравнению с СВМПЭ.

В случае антисейсмических изоляторов скольжения, таких как маятниковые изоляторы, при рассеивании энергии в форме тепла, возникающей при трении между поверхностями скольжения, температура на поверхностях скольжения может достигнуть очень высоких значений, значительно превышающих температуру окружающей среды, достигая пиков вплоть до 200°С и выше, и в любом случае превышает температуру размягчения СВМПЭ, таким образом, оправдывая выбор РА6.

[12] С другой стороны, у РА6 есть некоторые недостатки, такие как низкая пластичность материала, что вызывает проблемы при формовании и производстве элемента скольжения, а также чрезмерная гигроскопичность, которая делает его механическое поведение труднопредсказуемым.

[13] Цель представленного изобретения заключается в устранении вышеуказанных недостатков и, в частности, в обеспечении скользкого материала, который при использовании в строительных опорах или в антисейсмическом изоляторе благодаря своим механическим свойствам является менее чувствительным к температуре и влажности окружающей среды по сравнению с известными скользкими материалами.

Сущность изобретения

[14] Указанная цель в представленном изобретении достигается благодаря созданию скользящей опоры, предназначенной для поддерживания гражданских или строительных инженерных сооружений, таких, например, как здания, мосты, бункеры, резервуары или подъемные краны больших размеров, ядерные реакторы или их составные части, при этом опора имеет признаки, указанные в п. 1 формулы изобретения. Другие признаки заявленного устройства указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

[15] Преимущества, которые могут быть достигнуты с помощью представленного изобретения, станут более понятны специалистам в данной области техники из следующего подробного описания некоторых конкретных вариантов выполнения, приведенных в качестве неограничительных примеров со ссылкой на прилагаемые схематичные чертежи.

Перечень чертежей

Фиг. 1 изображает вид сбоку и частично в разрезе скользящей опоры согласно первому варианту выполнения изобретения, выполненной в виде простого маятникового изолятора;

Фиг. 2 изображает вид сбоку и частично в разрезе скользящей опоры согласно второму варианту выполнения изобретения, выполненной в виде двойного маятникового изолятора без вращательного соединения;

Фиг. 3 изображает вид сбоку и частично в разрезе скользящей опоры согласно третьему варианту выполнения изобретения, выполненной в виде двойного маятникового изолятора с вращательным соединением;

Фиг. 4 изображает вид сбоку и частично в разрезе скользящей опоры согласно четвертому варианту выполнения изобретения, выполненной в виде сферической опоры.

Подробное описание

[16] Фиг. 1 изображает первый вариант выполнения скользящей опоры согласно данному изобретению, в целом обозначенной номером 1'.

[17] Опора 1' содержит элемент 7' скольжения, размещенный между основанием 3' и верхней опорой 5' и содержащий внутренний сердечник 10, изготовленный из существенно более устойчивого и жесткого материала, например, нержавеющей стали, других видов стали или других подходящих металлических сплавов, и два слоя скользкого материала 11', 11''.

[18] Первая опорная поверхность 30' выполнена на основании 3', и на ней размещен первый слой 11' скользкого материала 9.

[19] Верхняя поверхность слоя 11' и верхняя опора 5' образуют первую 32' и вторую 50' поверхности скольжения, которые имеют по существу вогнутую форму, например, представляют собой две части сферических поверхностей.

[20] Большая часть нижней поверхности элемента 7' скольжения образует третью поверхность 92 скольжения. Вторая опорная поверхность 91 проходит по большей части верхней поверхности элемента 7', на которой выполнен второй слой скользкого материала 9, например, присоединен или каким-либо образом прикреплен.

[21] Верхняя поверхность слоя 11'' образует четвертую поверхность 94 скольжения. Две большие части поверхности элемента 7' скольжения расположены на двух его противоположных сторонах, при этом указанный элемент может, например, иметь по существу двояковыпуклую форму с большей или меньшей выпуклостью.

[22] Обе поверхности 92, 94 являются выпуклыми и дополняют соответственно первую поверхности 32' скольжения и вторую поверхность 50' скольжения.

[23] Третья поверхность 92 скольжения соединена с первой поверхностью 32' скольжения и прижимается к ней; четвертая поверхность 94 скольжения соединена со второй поверхностью 50' скольжения и прижимается к ней.

[24] Вогнутость поверхности 32' и выпуклость поверхности 92 могут быть значительно более выраженными по форме по сравнению с вогнутостью поверхности 50' и выпуклостью поверхности 94; например, радиус кривизны поверхностей 50', 94 приблизительно по меньшей мере вдвое, а предпочтительно по меньшей мере втрое превышает радиус кривизны поверхностей 32', 92, так что во время сейсмического явления обеспечена возможность поворота элемента 7' скольжения в углублении, образованном в поверхности 32', но без смещения относительно основания 3 при том, что обеспечена как возможность его поворота в углублении, образованном в поверхности 50', так и возможность перемещения относительно верхней опоры 5, то есть возможность функционирования в качестве антисейсмического изолятора, известного как маятниковая опора, описанная, например, в патенте США 4644714.

[25] Радиусы кривизны поверхностей 50', 94 могут, например, составлять около 2-4 метров.

[26] Согласно одному аспекту изобретения скользкий материал 9 содержит:

- один или нескольких фторированных полимеров с массовой долей, которая равна или превышает 50%;

- нитрид бора с массовой долей 1-20%.

[27] Скользкий материал 9 предпочтительно содержит политетрафторэтилен (ПТФЭ) с массовой долей 50% или более.

[28] В качестве других фторированных полимеров в составе скользкого материала могут быть использованы, например, перфтороалкоксил, поли(фторированный этилен-пропилен) или поли(этилентетрафторэтилен).

[29] Скользкий материал предпочтительно содержит нитрид бора в гексагональной форме с массовой долей 1-15% (символ % означает процент содержания в общей массе), более предпочтительно 1-10% и еще более предпочтительно 2-8%.

[30] В частности было обнаружено, что содержание нитрида бора в гексагональной форме с массовой долей менее 10% обеспечивает необходимую пластичность ПТФЭ с деформацией около 300% под действием растягивающего напряжения.

[31] При содержании нитрида бора в гексагональной форме с массовой долей 2-5% или 3-5% обеспечивается коэффициент трения от 3% до 5%, который необходимо обеспечить в антисейсмических изоляторах для достижения наилучшего соотношения между рассеиванием сейсмической энергии, что требует больших значений трения, и сопротивления скольжению при медленных несейсмических перемещениях, когда требуются низкие значения трения.

[32] С другой стороны, когда антисейсмический изолятор используется, например, для защиты строений и конструкций, расположенных в высокосейсмических зонах, где велика вероятность возникновения сейсмических явлений с высокой энергией, преимущественно увеличить возможность рассеивания, обеспечиваемую изолятором, за счет увеличенных коэффициентов трения, например, около 6-7%, что может быть получено при содержании нитрида бора в гексагональной форме, например, с массовой долей 6-10% и более предпочтительно 7-10%.

[33] Использование нитрида бора в гексагональной форме в качестве наполнителя фторполимеров, в частности, ПТФЭ, обеспечивает следующие преимущества:

а) увеличение коэффициента трения по сравнению с чистым ПТФЭ и, соответственно, увеличение способности рассеивания энергии;

б) увеличение предела прочности на сжатие по сравнению с чистым ПТФЭ;

в) увеличение теплопроводности, что эффективно при рассеивании тепла, производимого при трении во время сейсмического явления;

г) повышение износостойкости по сравнению с чистым ПТФЭ;

д) незначительное изменение диэлектрических свойств материала по сравнению с чистым ПТФЭ.

[34] Было отмечено, что использование нитрида бора в составе скользкого материала является преимущественным по сравнению с использованием других наполнителей, ранее предложенных для использования в скользких материалах с основой из ПТФЭ.

[35] По сравнению с использованием графита в качестве наполнителя в скользком материале, нитрид бора имеет более высокую термостойкость - он разлагается при температуре выше 850°С, имеет наивысшую химическую стабильность, является диэлектриком, поэтому его использование в качестве наполнителя не приводит к значительным изменениям диэлектрических свойств по сравнению с чистым ПТФЭ, в отличие от графита, который, напротив, является отличным электрическим проводником.

[36] Диэлектрические свойства скользкого материала являются важным требованием для применения такого материала в используемых опорах, например, в опорах для железнодорожных линий, которые должны быть электрически изолированы от земли.

[37] По сравнению с бронзой, использование которой в качестве наполнителя для скользких материалов было предложено, например, в международной публикации 2012/114246 А1, использование нитрида бора дает возможность получения коэффициента трения, величина которого значительно ниже и не слишком высока, а также позволяет сохранить пластичность материала.

[38] Гексагональный нитрид бора, содержащийся в скользком материале 9, предпочтительно имеет частицы среднего размера 3-14 микрон, при этом размер частиц может быть измерен лазерным дифракционным способом, который описан в стандарте ISO 13320.

[39] Для обеспечения дополнительного увеличения предела прочности на сжатие скользкий материал преимущественно содержит волокна углерода и/или волокна волластонита с массовой долей 1-20%.

[40] Скользкий материал предпочтительно содержит углеродные волокна и/или волокна волластонита с массовой долей 2-7%.

[41] Углеродные волокна имеют длину предпочтительно 0,01-2 мм. Волокна волластонита имеют длину предпочтительно 0,01-1 мм.

[42] Состав скользкого материала 9, включающий ПТФЭ или другие фторированые полимеры, может быть дополнен до 100% нитридом бора и углеродными волокнами, волокнами волластонита и другими наполнителями, имеющимися в наличии. Углеродные волокна обеспечивают увеличение предела прочности на сжатие примерно на 10% по сравнению с волокнами волластонита.

[43] Для уменьшения коэффициента трения, как показано в проиллюстрированных вариантах выполнения, в поверхностях 32, 32' и 94 скольжения выполнены углубления 95 в форме, например, маленьких чаш, наполненных кремниевой пластичной смазкой или другой жидкой смазкой.

[44] В других, непроиллюстрированных вариантах выполнения на поверхности скольжения, выполненные в скользком материале 9, можно не наносить жидкую смазку и обеспечить работу при сухом трении.

[45] В целом, скользкий материал согласно данному изобретению может содержать жидкую смазку, например, (поли)диметилсилоксан или, в общем, силан для снижения высокого разрывного коэффициента трения, свойственного ПТФЭ.

[46] В целом, преимущества вышеописанного скользкого материала по сравнению с известными материалами могут быть сформулированы следующим образом.

Преимущества, обеспечиваемые благодаря ПТФЭ:

- повышенный предел прочности на сжатие благодаря наличию нитрида бора и волокон и, следовательно, увеличенная грузоподъемность поверхности с заданными размерами;

повышенная износостойкость и, следовательно, сопротивление усталости;

- повышенный коэффициент трения и, следовательно, увеличенная способность рассеивания энергии при сейсмических явлениях;

- превосходная способность рассеивания тепловой энергии, образуемой при трении, благодаря содержанию нитрида бора.

[47] Преимущества, обеспечиваемые благодаря СВМПЭ:

- превосходная устойчивость к высоким температурам (температура размягчения выше 320°С по сравнению с 135°С для СВМПЭ) и, следовательно, возможность обеспечения более высоких коэффициентов трения; поскольку энергия, рассеиваемая в форме тепла, примерно сопоставима с обеспечиваемыми за счет коэффициента трения давлением и скоростью, при использовании СВМПЭ при увеличении трения должно быть снижено давление (и увеличен размер поверхности) для избежания перегрева и потери прочности.

[48] Преимущества, обеспечиваемые благодаря полиамиду (ПА):

- отсутствие гигроскопичности и, следовательно, улучшенная стабильность размеров;

- сниженная величина модуля упругости и, следовательно, возможность равномерного распределения давления на поверхности, предотвращение износа в зонах повышенного давления.

[49] Фиг. 2 изображает скользящую опору, обозначенную в целом номером 1'', согласно второму варианту выполнения данного изобретения.

[50] Так же, как опора 1' на Фиг. 1, опора 1'' на Фиг. 2 выполнена в виде простого маятниковый изолятора; однако, в отличие от опоры 1', опора 1'' предназначена только для обеспечения перемещения и взаимного поворота между двумя частями, соединенными с помощью указанной опоры, размещенной, в частности, между основанием 3^IV и верхней опорой 5^IV.

[51] Опора 1'' содержит элемент 7^IV скольжения, расположенный между основанием 3^IV и верхней опорой 5^IV, при этом элемент 7^IV скольжения в свою очередь содержит внутренний сердечник 10^IV и два слоя 11', 1'' скользкого материала 9, описанного в представленной заявке и прикрепленного к внутреннему сердечнику 10^IV.

[52] Два слоя скользкого материала 11', 1'' выполнены с возможностью скольжения на первой поверхности 32^IV и на второй поверхности 50^IV скольжения соответственно, при этом первая поверхность выполнена на основании 3^IV, а вторая - на верхней опоре 5^IV.

Большая часть нижней поверхности слоя 11' в представленном описании обозначена как третья поверхность 92^IV скольжения и выполнена с возможностью скольжения по первой поверхности 32^IV скольжения.

[53] Большая часть верхней поверхности слоя 11'' обозначена в представленном описании как четвертая поверхность 94^IV скольжения и выполнена с возможностью скольжения по второй поверхности 50^IV скольжения.

[54] На Фиг. 1 и 2 изображены простой маятниковый изолятор и двойной маятниковый изолятор, а Фиг. 3 изображает третий вариант выполнения скользящей опоры, обозначенной номером 1''' и содержащей элемент 7'' скольжения, расположенный между основанием 3'' и верхней опорой 5'' и содержащий внутренний сердечник 10, изготовленный из существенно более прочного и жесткого материала, например, из нержавеющей стали, других видов стали или других подходящих металлических материалов, и два слоя скользкого материала 11', 11''.

[55] Первая опорная поверхность 30'' выполнена на основании 3'', на котором выполнен первый слой 11' скользкого материала 9.

[56] Верхняя поверхность слоя 11' и верхняя опора 5'' образуют, соответственно, первую поверхность 32'' скольжения и вторую поверхность 50'' скольжения, которые имеют по существу вогнутую форму и, например, выполнены в виде двух частей сферической поверхности.

[57] Большая часть нижней поверхности элемента 7'' скольжения образует третью поверхность 92 скольжения. Вторая опорная поверхность 91 выполнена на большей части верхней поверхности элемента 7', на которой выполнен второй слой 11'' скользкого материала 9, например, прикреплен или каким-либо образом неотделимо присоединен.

[58] Верхняя поверхность слоя 11'' образует четвертую поверхность 94 скольжения.

Две большие части поверхности элемента 7' скольжения расположены на двух его противоположных сторонах, при этом элемент 7' может иметь, к примеру, по существу двояковыпуклую форму с большей или меньшей выпуклостью.

[59] Обе поверхности 92, 94 являются выпуклыми и дополняют, соответственно, первую 32'' поверхность скольжения и вторую 50'' поверхность скольжения.

[60] Третья поверхность 92 скольжения соединена с первой поверхностью 32'' скольжения и прижата к ней. Четвертая поверхность 94 скольжения соединена со второй поверхностью 50'' скольжения и прижата к ней.

[61] Опора 1''' выполнена в виде так называемого двойного маятникового изолятора с вращательным соединением, в котором элемент 7'' скольжения содержит не только внутренний сердечник 10, но также и блок 12 скольжения.

Сердечник 10 опирается на блок 12 скольжения, который, в свою очередь, опирается на пятую поверхность 33'' скольжения, выполненную на основании 3''.

[62] Поверхность 33'' скольжения, которая является по существу вогнутой, имеет увеличенный средний или минимальный радиус кривизны, как и у второй поверхности 50'' скольжения, и является достаточно большой для обеспечения возможности скольжения по ней блока 12 скольжения и, соответственно, сердечника 10 (Стрелка F).

[63] Опорная поверхность 30'', имеющая большую вогнутость, выполнена в верхней части блока 12 скольжения и ней прочно уложен и закреплен первый слой 11' скользкого материала 9.

[64] На слое 11', подобно поверхности 32' изолятора 1', расположен сердечник 10, обеспечивающий возможность изменения наклона относительно блока 12 скольжения, непрерывно следуя его горизонтальным перемещениям относительно основания 3' (Стрелка F).

[65] Таким образом, изолятор 1'' действует в качестве шарнира, который может иметь сферическую форму и установлен на каретке.

[66] Второй слой 11'' скользкого материала 9 может быть, например, выполнен и плотно прикреплен к большей части верхней поверхности сердечника 10, например, вставлен и/или встроен в опорную поверхность 91, выполненную на указанной большей части поверхности.

[67] Опорная поверхность 93 выполнена на нижней части блока 12 скольжения и на нее нанесен и плотно прикреплен третий слой 11^III, выполненный, например, из скользкого материала 9.

[68] Нижняя поверхность слоя 11^III образует шестую поверхность 96 скольжения, которая опирается с возможностью скольжения на поверхность 33'' основания.

[69] Шестая поверхность 96 скольжения, так же, как третья 92 и четвертая 94 поверхности скольжения, изготовлена из скользкого материала 9, как указано выше.

[70] Фиг. 4 изображает четвертый вариант выполнения скользящей опоры согласно настоящему изобретению, обозначенной общим номером 1.

[71] Опора 1 может использоваться как строительная опора для гражданских или инженерных сооружений, таких, например, как мосты, здания, хранилища или бункеры с сейсмической изоляцией основания, и предназначена для обеспечения шарнирной подвески, при этом не имея в качестве основного назначения обеспечение рассеивания сейсмической энергии.

[72] Опора 1 содержит:

- основание 3 и верхнюю опору 5;

- элемент 7 скольжения, который расположен между основанием 3 и верхней опорой 5 и к которому прижаты основание 3 и верхняя опора 5;

[73] Основание 3 и верхняя опора 5 могут быть выполнены, например, в виде твердых пластин или твердых блоков из стали или других подходящих металлических сплавов.

Элемент 7 скольжения может быть выполнен в виде простого листа или оболочки из скользкого материала 9, как описано выше, при этом выполнен отдельно и впоследствии расположен между основанием 3 и опорой 5.

[74] Первая опорная поверхность 30, имеющая по существу вогнутую форму, может быть выполнена на основании 3, и на ней может быть выполнен слой скользкого материала 9 (Фиг. 4).

[75] Скользкий материал предпочтительно неотделимо нанесен на одну из двух поверхностей 30, 50, например, на опорную поверхность 30 и соединен с ней. Верхняя поверхность элемента 7 из скользкого материала 9 образует первую поверхность 32 скольжения.

[76] Соответственно, вторая поверхность 50 скольжения может быть выполнена на верхней опоре 5, иметь по существу выпуклую форму и может быть расположена с возможностью соединения с первой поверхностью 32 скольжения и скольжения по ней (Фиг. 4).

[77] Если поверхности 32 и 50 являются сферическими, опора 1 может быть использована в качестве так называемой сферической опоры для сферического шарнирного соединения.

[78] Мост, резервуар, бункер или другая конструкция 15, поддерживание которой необходимо обеспечить, опираются на верхнюю опору 5, при этом основание 3 может опираться на землю, дорожное покрытие, столб, колонну или другой фундамент 13.

[79] Поверхности 32, 50 скольжения могут иметь нормированные или средние радиусы кривизны, например, 1,5 метра или менее.

[80] Во варианте выполнения (не изображен) две поверхности 32, 50 скольжения могут быть по существу плоскими, при этом опора обеспечивает ограничение скольжения при перемещении в горизонтальном направлении или в целом в плоскости с одной или несколькими степенями свободы.

[81] Скользкий материал 9 может иметь форму пластины или листа, вырезанного и затем вставленного с применением охлаждения между соединяемыми поверхностями:

- между основанием 3, 3', 3'', 3^IV и верхней опорой 5, 5', 5'', 5^IV и/или

- между элементом 7, 7', 7'', 7^IV скольжения и основанием 3', 3'', 3^IV, верхней опорой 5' или блоком 12 скольжения и/или

- между блоком 12 скольжения и основанием 3''.

[82] Как правило, скользкий материал 9 может иметь, к примеру, форму пластины или листа, изготовленного из твердого материала, например, литьем под давлением или спеканием.

[83] Скользкий материал 9 может иметь, например, форму пластины или листа толщиной, например, в пределах 1-30 мм или в пределах 2-15 мм.

[84] Скользкий материал может иметь, например, форму пластины или листа из твердого и по существу непористого материала, а именно:

- внутри скользкого материала 9 нет сообщающихся пустот, которые образуются, например, при обжиге гранулированного или порошкообразного материала; и/или

- скользкий материал 9 имеет высокую пористость, т.е. отношение между объемом внутренних сообщающихся пор и общим объемом участка скользкого материала 9 составляет 10% или менее, более предпочтительно 5% или менее и даже более предпочтительно 1% или менее от общего объема участка скользкого материала 9.

[85] По существу компактная и непористая структура скользкого материала 9 обеспечивает возможность его использования без пропитки жидкими смазывающими веществами, при этом с обеспечением высоких и эффективных значений коэффициента трения, например, для рассеивания энергии землетрясения, и при этом не слишком низких.

[86] Материал 9 обладает высокой пластичностью, что при обработке холодным способом обеспечивает возможность соответствия формам основания 3, 3', 3'', 3^IV, верхней опоры 5, 5', 5'', 5^IV, внутреннего сердечника 10 или блока 12 скольжения, а также возможность более равномерного распределения внутреннего давления.

[87] Однако, в другом случае скользкий материал 9 может быть наложен на соответствующие поверхности опоры с помощью других способов, например, прессованием или впрыскиванием с отливкой.

[88] Поверхности 50, 50', 92, 33'', 50'', 32^IV, 50^IV, на которые скользкий материал 9 может быть нанесен и на которых обеспечена возможность скольжения элементов из скользкого материала 9, предпочтительно выполнены из металла, такого, как, например, нержавеющая сталь, другие виды стали или другие сплавы на основе железа или нежелезистых металлов, такие как, например, алюминий и его сплавы.

[89] Поверхности 50, 50', 92, 33'', 50'', 32^IV, 50^IV могут быть изготовлены, к примеру, из того же материала, что и основание 3, 3', 3'', 3^IV, верхняя опора 5, 5', 5'', 5^IV или сердечник 10, 10', 10^IV, и могут быть выполнены в виде единого целого с указанными опорами или основаниями; в этом случае поверхности 50, 50', 92, 33'', 50'', 32^IV, 50^IV могут быть изготовлены, например, путем жесткой металлизации хромом, анодированием или осаждением никеля на поверхность.

[90] Поверхности 50, 50', 92, 33'', 50'', 32^IV, 50^IV также могут быть выполнены в виде пластин 300', 300'', 300^IV, 500, 500', 500'', 500^IV, листов или других вставок, прикрепленных к основанию 3, 3', 3'', 3^IV и/или сердечнику 10, 10', 10^IV, например, путем сварки, с помощью болтов, гвоздей, заклепок или с помощью простого механического соединения.

[91] Предположительно, опора согласно данному изобретению, в частности, строительная опора 1 или маятниковые изоляторы 1', 1'', 1''' могут быть использованы для поддерживания статических вертикальных нагрузок от нескольких килоньютонов и, например, до 100000 kN.

[92] Вышеописанный скользкий материал 9 не является гигроскопическим и при использовании в маятниковом изолятор может обеспечивать не слишком высокий коэффициент трения примерно в пределах 0,03-0,1 е, при этом отмечено меньшее снижение его предела прочности на сжатие в зависимости от температуры по сравнению с использованием СВМПЭ; фактически, в конкретном варианте выполнения изобретения обеспечивается возможность получения скользкого материала 9 с пределом прочности на сжатие по меньшей мере около 120 МПа при 70°С при том, что предел прочности у СВМПЭ при той же температуре составляет 90 МПа, при этом указанные температуры соответствуют температурам самих материалов во время теста на предел прочности.

[93] Использование сочетания гексагонального нитрида бора и наполнителя, такого как углеродные волокна или волокна волластонита, позволяет дополнительно повысить износостойкость и пластичность материала 9, к примеру, по сравнению с чистыми фторированными полимерами.

[94] Вышеописанные варианты выполнения могут быть различным образом модифицированы и изменены в пределах объема охраны настоящего изобретения.

[95] Например, углубления или выпуклости в поверхностях 32, 50, 32', 50', 92, 94, 96, 33'' скольжения могут быть выполнены наоборот по сравнению с тем, что указано в описании и показано на чертежах. Скользкий материал 9 в случае использования, например, для опор мостов может содержать в качестве наполнителя твердую смазку, такую как, например, дисульфид молибдена (MoS2) или тальк.

[96] Вышеописанные поверхности скольжения могут иметь вогнутую или выпуклую форму и могут быть выполнены, к примеру, в виде частей сферических или цилиндрических поверхностей, а также могут быть плоскими в зависимости от требований и расположения в опоре. Более того, все детали могут быть замещены другими технически эквивалентными элементами. Например, используемые материалы, а также размеры могут быть любыми в соответствии с техническими требованиями. Следует понимать, что выражение «А содержит Б, В, Г» или «А образовано Б, В, Г» также включает и описывает конкретный вариант, в котором «А состоит из Б, В, Г». Следует понимать, что примеры и перечни возможных вариантов настоящего изобретения следует рассматривать в качестве неограничительных.

Claims

1. Скользящая опора (1, 1', 1'', 1^IV), выполненная с возможностью использования в качестве, например, сейсмического изолятора и предназначенная для поддерживания гражданских или строительных инженерных сооружений, таких как, например, мосты или здания, бункеры, хранилища или краны больших размеров, ядерные реакторы или их составные части, причем опора (1, 1', 1'', 1^IV) содержит:

основание (3) и верхнюю опору (5),

элемент (7, 7') скольжения, который расположен между основанием (3) и верхней опорой (5) и к которому прижаты основание (3) и верхняя опора (5), причем элемент (7, 7') скольжения содержит по меньшей мере один слой (11, 11', 11'', 11^III) из скользкого материала (9), который в свою очередь содержит один или несколько фторированных полимеров с массовой долей, равной 50% или более,

отличающаяся тем, что скользкий материал (9) содержит нитрид бора в гексагональной форме с массовой долей в пределах 1-10%.

2. Опора по п.1, в которой скользкий материал (9) содержит политетрафторэтилен с массовой долей, равной 50% или более.

3. Опора по п.1, в которой скользкий материал (9) содержит волокна углерода с массовой долей в пределах 1-20%.

4. Опора по п.1, в которой скользкий материал (9) содержит волокна волластонина с массовой долей в пределах 1-20%.

5. Опора по п.1, в которой скользкий материал (9) содержит нитрид бора в гексагональной форме с массовой долей в пределах 2-5% или в пределах 6-10%.

6. Опора по п.1, в которой скользкий материал (9) содержит волокна углерода и/или волокна волластонина с массовой долей в пределах 2-7%.

7. Опора (1', 1'', 1^IV) по п.1, в которой:

основание (33, 3'', 3^IV) образует первую поверхность (32', 32'', 32^IV) скольжения, верхняя опора (5', 5'', 5^IV) образует вторую поверхность (50', 50'', 50^IV) скольжения,

элемент (7', 7'', 7^IV) скольжения расположен между первой поверхностью (32', 32'', 32^IV) скольжения и второй поверхностью (50', 50'', 50^IV) скольжения и прижат к ним, и

по меньшей мере одна из указанных первой и второй поверхностей скольжения является по существу плоской.

8. Опора (1', 1'', 1^IV) по п.1, в которой:

основание (3, 3'', 3^IV) образует первую поверхность (32', 32'', 32^IV) скольжения,

верхняя опора (5', 5'', 5^IV) образует вторую поверхность (50', 50'', 50^IV) скольжения;

по меньшей мере одна из первой поверхности (32', 32'', 32^IV) скольжения и второй поверхности (50', 50'', 50^IV) скольжения имеет по существу вогнутую форму.

9. Опора (1', 1'', 1^IV) по п.1, в которой:

элемент (7', 7'', 7^IV) скольжения образует две большие поверхности, образующие соответственно третью поверхность (92) скольжения и четвертую поверхность (94) скольжения, при этом

первая поверхность (32', 32'', 32^IV) скольжения прижата к третьей поверхности (92) скольжения,

вторая поверхность (50', 50'', 50^IV) скольжения прижата к четвертой поверхности (94) скольжения, и

по меньшей мере одна из третьей поверхности (92) скольжения и четвертой поверхности (94) скольжения имеет по существу выпуклую форму.

10. Опора (1', 1'', 1^IV) по п.9, в которой по меньшей мере одна из третьей поверхности (92) скольжения и четвертой поверхности (94) скольжения выполнена из слоя скользкого материала (9).

11. Опора (1) по п.1, в которой:

основание (3) или верхняя опора (5) образует первую поверхность (32) скольжения,

элемент (7) скольжения расположен между основанием (3) и верхней опорой (5) и образует вторую поверхность (50) скольжения, и

по меньшей мере одна из первой поверхности (32) скольжения и второй поверхности (50) скольжения является по существу плоской.

12. Опора (1) по п.1, в которой:

по меньшей мере одна из первой поверхности (32) скольжения и второй поверхности (50) скольжения имеет по существу вогнутую или выпуклую форму и образует, например, часть сферической поверхности.