УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБЧАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РАСПОРНОЙ РАМКИ ПОЛИМЕРКОНТЕЙНЕРНОГО БАЛЛАСТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Техническое решение относится к области конструкции соединений трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства, в частности ПКБУ или ПКБУ-МКС, являющихся частью каркасов, применяемых в качестве несущих сооружений для заполняемой сыпучим материалом, например грунтом, контейнерной части полимерконтейнерного балластирующего устройства (ПКБУ или ПКБУ-МКС).
Известен узел соединения распорной рамки утяжелителя трубопровода, содержащий образующие его продольный и поперечные трубчатые стержневые элементы, последний из которых выполнен с плоским по форме уширением на концах, полученным, предпочтительно, путем сплющивания концов труб, а продольный имеет паз для размещения указанных уширений, причем в уширении выполнен паз с отгибаемым элементом - фиксатором, которым поперечный стержневой элемент одет на стенку продольного трубчатого стержневого элемента, паз в уширении выполнен посередине в форме П-образного выруба с отгибаемым элементом, причем отгибаемый элемент выполнен с возможностью отгиба во внутрь продольного стержневого элемента так, что в рабочем положении образует замок, препятствующий извлечению поперечного элемента из продольного (патент РФ №85600 U1, 10.08.2009).
Наиболее близким из известных является узел соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующиего устройства, образованный выполненными из труб поперечной стойкой со сплющенным концом и продольной балкой со сквозным внутрь нее пазом, расположенным по образующей трубы, в которую заведен сплющенный конец поперечной стойки, причем на сплющенном конце, по крайней мере, с одного его бокового торца имеется образованная сквозной прорезью замковая часть, отгибаемая в направлении из плоскости сплющенного конца трубы после его заведения в паз, причем отгиб выполнен на измеренную по обращенной к сквозному пазу величину, составляющую не менее разности между шириной сквозного паза и толщиной сплющенного конца трубы (патент РФ №89882 U1, 13.04.2009).
Известные узлы соединения не обеспечивают требуемой надежности вследствие возможности деформации фиксатора при перемещении конструкции, содержащей такой узел. Такая деформация может произойти в узле соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующиего устройства вследствие потери устойчивости фиксатора при кратковременном приложении направленной продольно нагрузки, т.к. в известных конструкциях узла соединения не соблюдается конструктивное условие, препятствующее этому и заключающееся в отсутствии ослабляющего фиксатор сварного шва на сплющенном участке его выполнения, а также заданное значение диапазона угла отгиба фиксатора (с соблюдением плоскостности его формы), при котором он не теряет устойчивость в случае приложения таких нагрузок.
Задачей настоящего технического решения является создание узла соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующиего устройства, обладающего надежностью при приложении к фиксатору крактовременных сжимающих продольно направленных нагрузок.
Технический результат заключается в надежности узла соединения в условиях сборки и эксплуатации содержащего их полимерконтейнерного балластирующего устройства.
Достигается это тем, что узел соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства содержит распорную стойку в виде трубы со сплющенным концом, размещенным в замкнутой продольной прорези перпендикулярно расположенной к ней полой балки и имеющим замковую часть в виде размещенного в полости балки фиксатора, отгибаемого от продольной прорези балки в направлении из плоскости сплющенного конца трубы после его заведения в прорезь, при этом фиксатор образован на участке сплющенного конца трубы, не имеющем сварного шва, а отгиб выполнен на измеренную по обращенной к продольной прорези величину, не превышающую 15° и составляющую не менее ширины продольной прорези, с сохранением плоскостности по всей длине. Кроме того, для усиления технического результата фиксатор может быть расположен параллельно оси шва на сплющенном конце трубы на расстоянии от него, не менее толщины стенки трубы. А сопряжения фиксатора со сплющенным участком трубы могут быть выполнены по радиусу R, не меньшем толщины металла стенки трубы.
Связь указанных признаков с техническим результатом (существенность признаков) состоит в следующем. Выполнение узла соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства, содержащего распорную стойку в виде трубы со сплющенным концом, размещенным в замкнутой продольной прорези перпендикулярно расположенной к ней полой балки и имеющим замковую часть в виде размещенного в полости балки фиксатора определяет действующие в таком соединении нагрузки, одна из которых - осевая, действующая по продольной оси рассматривается в данном случае. При такой нагрузке, возникающей в именно в таком соединении узла, будет кратковременно задействован фиксатор, удерживающий весь узел в собранном состоянии. Деформация (потеря устойчивости) фиксатора под действием сжимающей нагрузки возможна в пределах угла его отгиба, лежащих за значениями 15°. Отгиб от значения не менее ширины продольной прорези до указанного значения (включительно) при соблюдении требований прямолинейности и плоскостности фиксатора и выполнении его вне зоны сварного продольного шва трубы (шов ослабляет несущую способность отгиба фиксатора и приводит к неравномерности его деформации, т.е. к отклонению от плоскостности) позволяет повысить устойчивость фиксатора, т.е. обеспечить надежность соединения узла. При превышении указанного значения величины угла происходит потеря устойчивости фиксатора. Дополнительно, расположение оси фиксатора параллельно шву на сплющенном конце трубы на расстоянии от него, не меньшем толщины стенки трубы, определяет квазипрямоугольную форму сечения фиксатора, а сопряжения фиксатора со сплющенным участком трубы по радиусу R, не меньшем толщины металла стенки трубы - исключают места концентрации напряжения, что также направлено на повышение надежности узла в целом.
На фиг. 1 представлен вид спереди узла соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующиего устройства;
На фиг. 2 - вид сверху распорной стойки узла соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующиего устройства;
На фиг. 3 - вид сбоку распорной стойки узла соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующиего устройства;
На фиг. 4 - вид «А» на фиг. 3 (в масштабе);
На фиг. 5 - узел в сборе (повернуто по стрелке «А»);
На фиг. 6 - узел в сборе, вид по стрелке В на фиг. 5;
Фото 7 представлено для понимания общей конструкции узла.
Узел соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства содержит распорную стойку 1 в виде трубы со сплющенным концом 2. Сплющенный конец 2 размещен в замкнутой продольной прорези 3 перпендикулярно расположенной к ней полой балки 4. Замковая часть выполнена в виде размещенного в полости балки 4 фиксатора 5, отгибаемого в процессе сборки узла от продольной прорези 3 балки 4 в направлении из плоскости сплющенного конца трубы после его заведения в прорезь 3. Фиксатор 5 образован на участке сплющенного конца трубы, не имеющем сварного шва (см. фиг. 4). Отгиб фиксатора выполнен на измеренную по обращенной к продольной прорези величину, не превышающую 15° и составляющую не менее ширины продольной прорези 3 при условии сохранения его плоскостности по всей (не считая места отгиба) длине. Кроме того, для усиления технического результата фиксатор может быть расположен параллельно оси шва на сплющенном конце трубы на расстоянии от него, не менее толщины стенки трубы. Сопряжения фиксатора 5 со сплющенным участком трубы выполнены по радиусу R, не меньшем толщины металла стенки трубы.
При соединении трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства в прорезь 3 полой балки 4 вставляют сплющенный конец 2 с фиксатором 5. После размещения фиксатора в полости балки 4 специальным инвентарным ключом производят поворот фиксатора 5 на угол до 15°. При сборке ряда таких узлов образуется распорная рамка полимерконтейнерного балластирующего устройства (ПКБУ или его модификации ПКБУ-МКС). В рабочем положении стойка 1 испытывает только сжимающие нагрузки, однако в процессе монтажа (в траншее) на фиксатор, при подъеме рамки действуют сжимающие нагрузки с изгибающей составляющей. При таком исполнении узла соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства влияние изгибающей составляющей сводится к минимуму, оставляя фиксатор 5 в проектном положении, что обеспечивает дальнейшую надежную работу узла и полимерконтейнерного балластирующего устройства в целом.