ПЛАСТИКОВЫЙ ТЮБИНГ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ФУТЛЯРА ДЛЯ РЕМОНТА ЛИНЕЙНОГО СООРУЖЕНИЯ, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФУТЛЯРА И ФУТЛЯР, ИЗГОТОВЛЕННЫЙ ТАКИМ СПОСОБОМ
PLASTIC TUBING FOR MAKING AN INNER CASE FOR REPAIRING A LINEAR STRUCTURE, A METHOD OF MAKING A CASE AND A CASE MADE BY SUCH A METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области строительства, а точнее, к способам сборки внутреннего футляра для ремонта линейного сооружения, в частности подземных и/или подводных линейных инженерных сооружений.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны способы восстановления инженерных сооружений различного сечения при их капитальном ремонте, таких как: подземные переходы, водопропускные трубы под автомобильными и железными дорогами, трубы ливневой и бытовой канализации, водоподводящие и отводящие тракты гидроэлектростанций, электрические кабельные галереи и другие.
Известные способы восстановления инженерных сооружений, как правило, предполагают создание внутри существующего пространства определенного сечения нового объекта в виде футляра, повторяющего это сечение, но меньше его по размерам, из заранее подготовленных элементов, которые можно собирать внутри восстанавливаемого сооружения.
Элемент футляра может быть выполнен из любого материала и использоваться как часть съемной опалубки, которая выставляется в проектное положение и после укладки, а также набора прочности бетонной смеси снимается и переставляется на новое место.
Элемент также может быть выполнен как часть несъемной опалубки, например, в виде железобетонных или пластмассовых тюбингов или в виде спирали из специальной ленты при использовании спирально-навивной технологии. Полость между футляром из тюбингов или из ленты заполняется полимеризующейся смесью и после набора прочности соединяет полученный футляр с внутренней поверхностью ремонтируемого сооружения, несъемная опалубка становится облицовкой отремонтированного сооружения.
При восстановлении линейных инженерных сооружений важно максимально сохранить сечение сооружения. Спирально-навивная технология для этих целей подходит лучше, чем, например, железобетонные тюбинги.
Наиболее близким решением к настоящему изобретению является способ восстановления существующей трубы для восстановления существующей трубы путем соединения сегментов в направлениях по окружности и по длине трубы, чтобы собрать восстанавливающую трубу внутри существующей трубы, причем каждый из сегментов включает в себя пластину внутренней поверхности, боковые пластины, которые проходят вертикально по обеим сторонам в направлении по окружности пластины внутренней поверхности, и множество внутренних пластин, установленных на верхней поверхности пластины внутренней поверхности, при этом сегменты соединяют в направлении длины трубы посредством этапов:
крепления множества гаек вдоль направления по окружности к внутренней пластине каждого сегмента, который находится в положении, ближайшем к боковой пластине;
подготовки крепежного элемента, который может быть ввинчен в гайку;
соединения встык первого и второго сегментов и завинчивания крепежного элемента в гайку для закрепления первого и второго сегментов для их соединения в направлении длины трубы; и
последовательного присоединения сегментов к присоединенным сегментам с помощью крепежного элемента (патент РФ на изобретение №2509253).
Недостаток известного способа состоит в чрезвычайно большой трудоемкости установки и закручивания множества резьбовых соединений по всему периметру монтируемых кольцевых сегментов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения состоит в разработке пластиковых тюбингов для ремонта линейных сооружений.
Технический результат состоит в снижении трудоемкости сборки футляра из пластиковых тюбингов.
Вышеуказанный технический результат достигнут благодаря тому, что пластиковый тюбинг для изготовления внутреннего футляра для ремонта линейного сооружения:
выполнен в виде сегмента кольца, имеющего передний край, задний край, левый край и правый край, снабженные полками, а именно, передней полкой и задней полкой, и торцевыми полками, а именно левой торцевой полкой и правой торцевой полкой, соответственно, расположенными на их наружной поверхности по периметру, его наружная поверхность снабжена ребрами жесткости в виде полок, расположенных в несколько рядов между упомянутыми передней и задней полками, упомянутые передняя и задняя полки, и упомянутые ребра жесткости снабжены отверстиями, расположенными соосно таким образом, чтобы обеспечить соединение смежных тюбингов в длину, при этом отверстия в упомянутых передней и задней полках выполнены с большим диаметром, нежели отверстия в упомянутых ребрах жесткости, упомянутые левая и правая торцевые полки снабжены отверстиями, расположенными таким образом, чтобы обеспечить возможность соединения тюбингов в кольцевые сегменты большего размера.
Вышеупомянутый тюбинг, - в одной из частных форм выполнения, - имеет гладкую внешнюю поверхность.
Передние и задние полки, - в одной из частных форм выполнения вышеописанного тюбинга, - снабжены цилиндрическими выступами (и/или клипсами) и ответными отверстиями, расположенными таким образом, чтобы исключить несоосность отверстий при соединении тюбингов по длине.
Задние полки и правые торцевые полки, - в одной из частных форм выполнения вышеописанного тюбинга, - снабжены клипсами, расположенными таким образом, что при продевании клипсы в соосное отверстие противоположной полки присоединяемого тюбинга, ее пружинные элементы при помещении на вход отверстий прижимаются в направлении оси, при взаимодействии боковых выступов пружинных элементов с внутренней поверхностью отверстий, а при полном прохождении клипсы через отверстие, пружинные выступы разжимаются в направлении от оси, а их боковые выступы располагаются за выходом бокового отверстия, препятствуя осевому движению в обратном направлении.
Вышеуказанный технический результат также достигается благодаря тому, что в способе сборки внутреннего футляра для ремонта линейного сооружения используют:
(а) пластиковые тюбинги по любому из пп. 1-4;
(б) арматуру,
(в) втулки, выполненные с возможностью фиксации на упомянутой арматуре при обжатии, при этом наружный диаметр втулок меньше диаметра отверстий в упомянутых передних и задних полках и больше диаметра отверстий в упомянутых ребрах, что позволяет им проходить через отверстия в упомянутых полках и не позволяет проходить через отверстия в упомянутых ребрах;
при этом
(1) кольцевые сегменты собирают посредством соединения вышеупомянутых левых и правых торцевых полок тюбингов друг с другом,
(2) по меньшей мере, два кольцевых сегмента соединяют друг с другом в сборки продольном направлении относительно оси линейного сооружения посредством соединения передних и задних полок тюбингов из соседних кольцевых сегментов друг с другом таким образом, что отверстия в передних, задних полках и ребрах тюбингов в соседних кольцевых сегментах располагаются соосно,
(3) по меньшей мере, два кольцевых сегмента в упомянутой сборке, или, по меньшей мере, два кольцевых сегмента в соседних сборках скрепляют друг с другом в направлении продольном оси линейного сооружения посредством упомянутой арматуры
В соответствии с одной из частных форм осуществления вышеописанного способа на этапе (3) закрепляют первый конец упомянутой арматуры посредством обжатия упомянутой втулки, вытягивают второй конец упомянутой арматуры, таким образом, чтобы втулка на первом конце уперлась в упомянутое ребро, и фиксируют второй конец посредством обжатия упомянутой втулки на втором конце арматуры в положении, когда она также упирается в упомянутое ребро.
В соответствии с другой частной формой осуществления вышеописанного способа, на этапе (3) продевают упомянутую арматуру, через скрепляемые кольцевые сегменты, на продетый конец арматуры надевают и обжимают упомянутую втулку и вытягивают арматуру до упора обжатой втулки в упомянутое ребро жесткости сегмента, через второй конец арматуры также надевают и протягивают втулку до упора в упомянутое ребро, после чего обжимают втулку на упомянутой арматуре, закрепляя, таким образом, кольцевые сегменты между собой.
Вышеупомянутая арматура, - в одной из частных форм осуществления вышеописанного способа, - является гибкой и представляет собой, металлические или стеклопластиковые канаты.
Вышеупомянутые канаты, - в одной из частных форм осуществления вышеописанного способа, - разматывают из катушек, установленных вблизи первого кольца футляра.
Количество вышеупомянутых стержней арматуры, - в одной из частных форм осуществления вышеописанного способа, - выбрано, исходя из удвоенного количества вышеупомянутых тюбингов в одном кольце вышеупомянутого футляра.
По меньшей мере, часть вышеупомянутой арматуры, - в одной из частных форм осуществления вышеописанного способа, - состоит из, по меньшей мере, двух стержней, соединенных по длине посредством втулок.
Вышеупомянутая втулка, - в одной из частных форм осуществления вышеописанного способа, - имеет цилиндрическую форму.
Вышеупомянутые втулки, - в одной из частных форм осуществления вышеописанного способа, - выполнены из металла, при этом фиксацию втулки на арматуре осуществляют посредством обжатия.
Вышеупомянутые втулки, - в одной из частных форм осуществления вышеописанного способа, - выполнены из пластика, при этом фиксацию втулки на арматуре осуществляют посредством нагрева.
Вышеупомянутые втулки, - в одной из частных форм осуществления вышеописанного способа, - имеют длину от 40 до 170 мм.
Вышеупомянутые втулки, - в одной из частных форм осуществления вышеописанного способа, - на одном из концов вышеупомянутых арматурных элементов имеют длину меньше расстояния между отверстием в торцевой полке и соосным отверстием в упомянутом ребре тюбинга, предпочтительно, от 30 до 50 мм, в то время как длина остальных втулок на упомянутом арматурном элементе больше расстояния между отверстием в торцевой полке и соосным отверстием в упомянутом ребре тюбинга, и составляет, предпочтительно, по меньшей мере, 70 мм.
Вышеупомянутая арматура, - в одной из частных форм осуществления вышеописанного способа, - расположена таким образом, чтобы одна часть арматуры скрепляла, по меньшей мере, два кольцевых сегмента между собой в сборку кольцевых сегментов, а другая часть арматуры скрепляла сборки кольцевых сегментов между собой.
Соединение тюбингов друг с другом в кольцевые сегменты и соединение кольцевых сегментов друг с другом, - в одной из частных форм осуществления вышеописанного способа, - осуществляют посредством вышеописанных клипс.
Соединение тюбингов друг с другом в кольцевые сегменты и соединение кольцевых сегментов друг с другом в кольцо, - в одной из частных форм осуществления вышеописанного способа, - осуществляют посредством резьбовых элементов, продеваемых через соосные отверстия в упомянутых левых и правых торцевых полках
Соединение тюбингов друг с другом в кольцевые сегменты и соединение кольцевых сегментов друг с другом в кольцо, - в одной из частных форм осуществления вышеописанного способа, - осуществляют посредством клипс и резьбовых элементов.
В нем пространство между вышеупомянутым футляром и внутренней поверхностью вышеупомянутого линейного сооружения, - в одной из частных форм осуществления вышеописанного способа, - заполняют полимерной смесью.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕНЙ
На фиг. 1А схематически изображен тюбинг без клипс в правой торцевой полке; на фиг. 1Б вариант с клипсами.
На фиг. 2 и 3 кольцевой сегмент (заготовка) и кольцо (деталь поперечного сечения) из тюбингов, соответственно.
На фиг. 4 схематически изображен разрез отремонтированного участка коллектора.
На фиг. 5А и 5Б схематически изображено соединение деталей поперечного сечения арматурными стержнями (стержни с обратной стороны условно не показаны).
На фиг. 6А и 6Б схематически изображены два тюбинга соединенных между собой клипсами, дополнительно стянутых и обжатых с помощью арматурных стержней и втулок.
Позициями 1-27 на фиг. 1-6 обозначены следующие элементы:
1 - участок восстанавливаемого линейного сооружения;
2 - футляр;
3 - пространство между футляром и внутренней поверхностью линейного сооружения;
4 - тюбинг;
5 - внутренняя поверхность тюбинга;
6 - внешняя поверхность тюбинга;
7 - передняя полка тюбинга;
8 - задняя полка тюбинга;
9 - левая полка тюбинга;
10 - правая полка тюбинга;
11 отверстия в передней и задней полках для соединения в длину;
12 отверстия в боковых полках для укрупнения кольцевых сегментов;
13 - кольцевой сегмент из тюбингов;
14 - кольцо из тюбингов;
15 - клипса для соединения тюбингов;
16 - втулка для стяжки деталей футляра;
17 - втулка для упора;
18 - втулка для соединения двух арматурных стержней;
19 - ребра;
20 - арматура;
21 - кольцо, выполняющее функцию шаблона;
22 - присоединяемая деталь;
23 - первая, закрепляемая в проектное положение деталь;
24 - втулка сжатая;
25 - упор сжат;
26 - клипса в зафиксированном положении;
27 - клипса для соединения тюбингов в кольцо.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способу восстановления подлежащего ремонту линейного инженерного сооружения необходимого сечения. До начала восстановительных работ разрабатывается проект, выбирается способ ремонта.
Проектом определяется минимальное количество универсальных элементов, например, для цилиндрического сечения достаточно одного элемента (фиг. 1), а для коллектора яйцевидной формы таких элементов не может быть меньше трех, отличающихся друг от друга радиусами.
Элементы для выбранного объекта, изготавливаются в достаточном количестве на заводе, а их соединение между собой в поперечном и продольном направлении на месте подлежащего восстановлению объекта позволит получить необходимое сечение по всей протяженности.
Футляр собирают из тюбингов (4), изготовленных в заводских условиях, из полимерного материала одним из известных способов с гладкой лицевой внешней поверхностью (6). С внутренней стороны, обратной лицевой, выполняют ребра жесткости (19) с отверстиями, соосными по отношению друг к другу в каждом ребре и полках. Крайние ребра жесткости являются полками с отверстиями (11, 12) для соединения элементов между собой в продольном и поперечном по отношению к ремонтируемому сооружению направлении, причем отверстия на передней и задней полках должны быть больше, чем отверстия на ребрах жесткости, для свободного прохода элементов крепления (втулок) сквозь отверстия полок до упора в ребро жесткости, где отверстия меньше. С обоих торцов элемента формуются торцевые полки (9, 10), объединяющие ребра жесткости с полками, в левой полке имеются отверстия, а в правой полке, по краям, могут формоваться клипсы (27) для простоты соединения элементов при монтаже, окончательная стяжка элементов между собой в целую деталь поперечного сечения сооружения производят через отверстия в средних полках болтом с гайкой, (см. фиг. 3). Клипсы могут поставляться отдельно для соединения с их помощью сегментов между собой при укрупнительной сборке и при монтаже непосредственно в ремонтируемом коллекторе через отверстия в торцевых полках, в таком случае на левой и правой торцевых полках при изготовлении тюбингов на заводе формуются только отверстия. Для упрощения сборки деталей между собой, в продольном по отношению к ремонтируемому сооружению направлении, с одной стороны на задней полке (8) тюбинга могут быть выполнены или поставляться отдельно детали в виде таких же, как и на торцевых полках, клипс в форме цилиндрического выступа (фрагмент фиг. 1) (15), которые вдевают до срабатывания захватов каждой клипсы в ответные отверстия (11) на передней полке тюбинга (7) следующей детали при сборке.
Частичную укрупнительную сборку заготовок предварительно производят на подготовленной площадке или в помещении, куда с завода поступают тюбинги.
Полученные заготовки (см. фиг. 2) доставляют к месту восстановительных работ, через люк смотрового колодца подают к месту сборки и собирают из них детали поперечного сечения (см. фиг. 3), повторяющие, например, цилиндрическое сечение ремонтируемого инженерного сооружения.
Собранную первую деталь устанавливают и закрепляют в проектное положение. Последующие от первой детали монтируют друг к другу в направлении против течения воды для водопропускных сооружений.
Подают к месту сборки футляра арматурные стержни (20) и одним концом продевают их сквозь отверстия закрепленной в проектное положение детали с шагом, указанным в проекте.
Арматурные стержни по длине должны быть не менее двух типоразмеров, отличающихся друг от друга не менее чем на 60d (для того, чтобы избежать стыковки стержней в одной плоскости). Продевать арматурные стержни в отверстия собранных деталей с указанным в проекте шагом необходимо через один, например, сначала длинный стержень, а затем короткий.
На продетые сквозь первую деталь концы арматурных стержней надевают металлические или полимерные втулки (24) длинной 40 миллиметров, например, из алюминия, меди или полимерные и обжимают их при помощи обжимного инструмента (полимерные втулки при обжатии нагревают) после чего арматурные стержни вытягивают до упора втулок в ребро жесткости детали.
В продольном направлении собранные детали поперечного сечения нанизывают на противоположные концы арматурных стержней по отношению к первой, установленной и закрепленной в проектное положение детали, и соединяют между собой до срабатывания захватов клипс (15) соединяемого элемента за отверстиями задней полки закрепленного элемента.
На арматурные стержни за каждой деталью нанизывают втулки длиной не менее 70 миллиметров. Втулки прижимают к соединяемому элементу, перемещая их вдоль арматурного стержня усилием не менее 10 бар, и обжимают при помощи обжимного инструмента, фиксирую, таким образом, втулку на арматурном стержне (полимерную втулку закрепляют при помощи инструмента методом нагрева).
Арматурные стержни, при необходимости и в зависимости от длины ремонтируемого инженерного сооружения, наращивают при помощи втулок длиной не менее 140 миллиметров, один конец которых обжимают на завершающемся арматурном стержне, а другой на присоединяемом.
Противоположные концы арматурных стержней длиной не менее 400 миллиметров, для облегчения дальнейших работ, должны быть продеты в очередную, подготовленную для сборки футляра деталь, которая будет служить в качестве шаблона (21) и может быть перемещена к месту сборки после ее замещения следующей деталью. Перемещают шаблонную деталь к месту закрепления после того, как следом за ней будут надеты втулки и еще одна деталь, сдвинутая на расстояние 400 миллиметров от края, которую оставляют в качестве шаблона.
Согласно настоящему изобретению, с целью сокращения трудозатрат, вместо множества крепежных элементов в виде гаек и стержней с резьбой, крепление деталей между собой производят в два этапа: монтажный, когда элементы соединяются между собой клипсами и окончательный, когда в поперечном направлении элементы стягиваются болтом и гайкой, а в продольном направлении арматурой и втулками.
Через каждую деталь сквозь отверстия в продольном направлении протягивают арматурные стержни (20) для окончательного закрепления деталей между собой и их фиксации при помощи втулок, на всем протяжении подготовленного к заполнению полимеризующейся смесью участка футляра. Арматурные стержни дополнительно будут служить армокаркасом заполняемому цементно-песчаной смесью пространству между футляром и ремонтируемым сооружением.