ГОЛОВНАЯ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКАЯ ВИНТОВАЯ СВАЯ ИЗ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ ТРУБ ДЛЯ КУСТОВОГО ИНВЕНТАРНОГО ЛЕДОРЕЗА

Полезная модель (далее ПМ) относится к области строительства временных свайных фундаментов. Она, в частности, может быть применена для устройства кустовых инвентарных ледорезов, предназначенных для защиты опор автодорожных разборных мостов (АРМ), сооружаемых через реки со слабыми и средними ледоходами при толщине льда до 1,0 м. и различными глубинами воды при горизонте высокого ледохода.
Известны конструкции инвентарных кустовых ледорезов, в том числе металлических, для защиты опор АРМ, схемы которых размещены в «Альбоме фундаментов опор для автодорожных разборных мостов (АРМ)» М. ВИ. 2003 [1].
В данном альбоме помещены схемы конструкций кустовых ледорезов с фундаментами только из забивных свай, в том числе и трубчатых (листы 24-26, стр. 137-139) [1]. Конструкции самих трубчатых свай разных диаметров показаны на листе 32, стр. 145 [1].
Основными недостатками указанных в альбоме свай являются следующие.
Во-первых, при необходимости удлинения свай приходится стыковать дополнительное звено из трубы с существующим. Альбом рекомендует делать это жестко накладками, которые привариваются к концам стыкуемых труб сплошными швами (лист. 32, стр. 145) [1].
Во-вторых, недостатком всех указанных свай является также их погружение забивкой. При необходимости повторного использования потребуется производить их извлечение, что, как правило, вызывает значительные затраты труда и времени, а также требует дополнительное специальное оборудование (например, домкраты). Поэтому нередко сваи по этой причине обрезают выше отметки дна, оставляя в грунте часть (порой значительную) труб. Получается, что в каждом случае приходится проектировать и изготавливать, как правило, сваи разового использования, что приводит к неэффективному использованию материала труб, к лишним затратам труда, времени и финансов.
Известна конструкция инвентарной металлической винтовой сваи из комплекта САРМ-М («Средний автодорожный разборный мост модернизированный» (САРМ-М). М. ВИ. 2002.) [2]. Аналогичные конструкции свай входят в состав универсальных свайно-винтовых фундаментов комплектов большого автодорожного разборного моста (БАРМ) [3], моста автодорожного вантово-балочного (МВБ) [4] и универсальных мостовых конструкций УМК [5].
Недостатком всех свай, описанных выше, является также их высокая коррозийность, т.к. они изготовлены из стальных труб и постоянно находятся в воде русел рек. А коррозия, как известно, сокращает сроки службы стальных изделий, в том числе стальных трубчатых свай.
Известна также конструкция «винтовой телескопической сваи из стеклопластиковых труб с опорным наголовником» (патент на ПМ №187577 опубликовано 12.03.2019. Бюл.№8) [6].
Особенность конструкции указанной сваи заключается в том, что состоит она по высоте из двух частей. При этом верхняя часть (вставка) свободно размещена внутри ствола (трубы) нижней части, имеющей винтовые лопасти, а на оголовок вставки уложен опорный наголовник для расположения на нем наклонного режущего ребра клиновидного ледореза (патент на ПМ №187393, опубликовано 04.03.2019. Бюл. №7) [7].
Такую телескопическую сваю целесообразно применять для возведения клиновидных (шатровых) ледорезов, в которых оголовки свай не должны возвышаться над ребрами и обшивкой шатра ледореза. Иначе, льдины будут ударять в оголовки свай, что может привести к повреждению и даже разрушению ледорезов и опор АРМ, а, следовательно, и к повреждению участков моста, расположенных в руслах рек.
Технической задачей ПМ является разработка такой конструкции трубчатой сваи для кустовых инвентарных ледорезов для защиты опор АРМ, которая будет пригодна для многоразового применения в руслах рек с различными глубинами воды при слабых и средних ледоходах, а также будет обладать высокой стойкостью против коррозии.
Данная техническая задача решена за счет того, что головная телескопическая винтовая свая из стеклопластиковых труб для кустового инвентарного ледореза состоит по высоте из двух - нижней и верхней - частей, отличается тем, что гладкий ствол нижней части имеет винтовые лопасти, а ствол верхней части, внутренний диаметр которого несколько больше наружного диаметра нижней части, свободно насажен на ствол нижней части сваи; на наружной поверхности ствола верхней части жестко закреплены вертикальные уголки для прикрепления к свае щитов боковой обшивки ледореза и режущий уголок; в стволах обеих частей сваи устроены сквозные отверстия одинакового диаметра для размещения в них несущего штыря, который вставляют в совпавшие отверстия обеих частей для объединения их в жесткую конструкцию сваи необходимой длины при горизонте высокого ледохода.
Конструкция ПМ изображена на рисунке, где обозначено: фиг. 1 - общий вид сваи; фиг. 2 - вид нижней (винтовой) части сваи; фиг. 3 - вид верхней (несущей) части сваи; фиг. 4 - сечение сваи; фиг. 5 - соединительная втулка; фиг. 6 - сечение верхней части сваи; поз. 1 - верхняя часть сваи; поз. 2 - нижняя часть сваи; поз. 3 - отверстия под штырь; поз. 4 - винтовая лопасть; поз. 5 - несущий уголок; поз. 6 - отверстия под болты; поз. 7 - болты - фиксаторы положения кольца упорной рамы ледореза (на рис. не показано); поз. 8 - несущий штырь; поз. 9 - стопорная булавка; поз. 10 - режущий уголок; поз. 11 - накладки; поз. 12 - линия сварного шва; поз.13 -соединительная втулка.
Осуществление ПМ производится в следующей последовательности, изложенной в проекте производства работ (ПНР). Все элементы сваи, как правило, изготавливаются на заводе, на котором производится изготовление элементов того АРМ, в комплект которого будет включен сборно-разборный кустовой ледорез (например, САРМ-М, БАРМ и др.).
Готовые элементы сваи после контрольной сборки на заводе или со склада транспортируют к месту возведения ледореза. Целесообразно ледорезы устраивать одновременно с устройством опор моста с использованием той же техники.
Нижнюю (винтовую) часть свай 2 завинчивают установками УЗС. Летом УЗС размещают на плашкоуте. Сваи к УЗС доставляют на пароме. Погружение свай в грунт должно быть на расчетную глубину. Зимой при достаточной толщине льда работы следует выполнять со льда.
Затем верхнюю (несущую) часть сваи 1 опускают на нижнюю 2 краном и удерживают до тех пор, пока водолаз не вставит штырь 8 с булавкой 9 в совмещенные отверстия 3 обеих частей сваи. Наращивание при необходимости длины сваи осуществляется удлинением только стволов верхней части 1, с использованием дополнительных звеньев и соединительных втулок (фиг. 5), изготовленных на заводе из труб того же диаметра, что и нижняя часть 2 сваи. На поверхность соединительной втулки приварены четыре накладки 11 толщиной 5-6 мм. Их назначение - уменьшить размеры внутреннего зазора между стволом части 1 и поверхностью соединительной втулки 13 (фиг. 4). На наружной выступающей из части 1 половине соединительной втулки 13 имеется сквозное отверстие 3 для монтажного соединения двух верхних частей 1 сваи штырем8 (фиг. 5). Количество дополнительных звеньев верхних частей 1 сваи, соединенных между собой втулками 13 и штырями 8, определяется необходимой длиной наружной части сваи в зависимости от глубины воды при горизонте высокого ледохода (ГВЛ).
Возможна и другая технология работ по завинчиванию, сборке и наращиванию длины сваи.
Таким образом, предлагаемая ПМ обеспечивает изготовление головных телескопических винтовых свай из стеклопластиковых труб для кустовых инвентарных ледорезов, сооружаемых в руслах рек со слабыми и средними ледоходами и различными глубинами воды при горизонте высокого ледохода (ГВЛ). Полезная модель может также использоваться при устройстве карчеотбойников, в том числе и на реках, где, как правило, отсутствуют ледоходы. Она обеспечивает также повышенную коррозионную стойкость сваи.
Список использованных источников
1. Альбом фундаментов опор для автодорожных разборных мостов (АРМ). М. ВИ. 2003.
2. Средний автодорожный разборный мост модернизированный (САРМ-М). Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М. ВИ. 2002.
3. Руководство по материальной части и эксплуатации большого автодорожного разборного моста БАРМ. М. ВИ. 1975.
4. Автодорожный мост вантово-балочный (МВБ). Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М. ВИ. 2001.
5. Универсальные мостовые конструкции (УМК). Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М. ВИ. 2003.
6. Винтовая телескопическая свая из стеклопластиковых труб с опорным наголовником. Патент на полезную модель №187577, опубликовано 12.03.2019. Бюл. №8.
7. Телескопический сборно-разборный клиновидный ледорез. Патент на полезную модель №187393, опубликовано 04.03.2019. Бюл. №7.