ГАБИОННЫЙ УТЯЖЕЛИТЕЛЬ ОХВАТЫВАЮЩИЙ

Техническое решение относится к области производства строительных работ в траншеях, а также к области строительства, ремонта трубопроводов, а именно к утяжелителям для балластировки трубопроводов, транспортирующих жидкие и газообразные среды, прокладываемых и эксплуатируемых в условиях обводненной местности, поймах рек и на болотах.
Известен грунтогабион, включающий сетчатый каркас из металлической проволоки в форме блока с заполнителем, в пределах сетчатого каркаса уложен внутренний чехол из синтетического геотекстильного материала или стеклоткани, а в качестве заполнителя используется дисперсный материал, в том числе теплоизолирующий, преимущественно уплотненный прессованием (RU 2131493 С1, 10.06.1999).
Известен габион для укрепления берега рек в период разлива и наводнения, содержащий секции из сетчатых полотнищ, геотекстильные мешки для наполнения сыпучим материалом, сетчатые полотна состоят из металлической оцинкованной проволоки, где вертикальные и горизонтальные элементы соединены сваркой, при этом полотна сетки примыкают своими торцевыми ребрами одно к другому и соединены между собой с помощью гибкой витой проволоки, образуя жесткий короб для сыпучих материалов (RU 142708 U1, 27.06.2014). Несмотря на конструктивную близость изделий, использование их в качестве утяжелителя без доработки не представляется возможным.
Наиболее близким из известных является габионный сетчатый утяжелитель охватывающий, который имеет пару соединенных полотном, предпочтительно из металлической сетки, или собранных на нем и имеющих загрузочные крышки равноудаленных от продольной оси трубопровода контейнеров прямоугольного сечения из металлической сетки двойного кручения с шестиугольными ячейками, образующими шарниры с тремя степенями свободы, обеспечивающими податливость и гибкость конструкции утяжелителя при продольных и поперечных перемещениях трубопровода, причем каждый контейнер заполнен каменным материалом фракции 80-200 мм с расположением его центра масс ниже продольной оси трубопровода для достижения охватывающего трубопровод эффекта. При этом каждый контейнер может иметь разделительные диафрагмы, плоскости которых параллельны продольной оси трубопровода, а крышка каждого контейнера расположена со стороны, противоположной полотну и закреплена в углах и по периметру контейнера увязочной проволокой, прикрепленной к верху боковин контейнера и к его диафрагмам (RU 89881 U1, 20.12. 2009).
К недостаткам известной конструкции относятся:
- возможность потери балластирующего заполнителя, поскольку утяжелитель после монтажа занимает положение, при котором крышки емкостей занимают положение, близкое к вертикальному, и через зазор, который образуется между крышкой и гранью емкости, может выпадать балластирующий заполнитель;
- невозможность применения балластирующего заполнителя по размеру в поперечнике меньше размера ячейки сетки, то есть меньше, чем 80-100 мм, что сильно ограничивает выбор материала для балластирующего заполнителя;
- также попадание более мелких, чем по проекту, фракций, в частности песка, особенно при выполнении работ с нарушением технологии заполнения, будет приводить к их вымыванию при наличии движения воды под землей, при применении утяжелителя в условиях обводненной местности, поймах рек и на болотах, что значительно снижает балластирующие характеристики (пригружающую способность) утяжелителя и приводит к нарушению проектного положения трубопровода, и, соответственно, возникновению аварийной ситуации;
- применение монтажных петель из арматурной стали, непосредственно закрепляемых в сетке утяжелителя приводит к сильным локальным концентрациям напряжений в сетке, деформациям и риску разрыва сетки;
- необходимость обязательного использования располагаемых под габионным утяжелителем футеровочных матов, которые предотвращают повреждение изоляции трубопровода через ячейки сетки острыми гранями заполнителя.
Задачей настоящего технического решения является создание габионного утяжелителя, не имеющего указанных выше недостатков.
Технический результат заключается в повышении надежности утяжелителя габионного охватывающего.
Достигается это тем, что габионный утяжелитель охватывающий содержит образованную из непрерывного отрезка плетеной металлической сетки, боковых стенок и крышек пару соединенных между собой сетчатой перемычкой сетчатых емкостей, каждая из которых разделена поперечной диафрагмой, при этом в каждой из сетчатых емкостей размещена вложенная в нее и заполняемая балластом емкость из фильтрующего материала, имеющая в незагруженном балластом состоянии объем, превышающий объем сетчатой емкости, в которую она вложена, контактирующая со стенками упомянутой емкости из плетеной сетки и дискретно соединенная с ней, причем емкости из фильтрующего материала разделены по месту размещения поперечной диафрагмы на секции охватывающими сверху поперечную диафрагму ее смежными внутренними боковыми сторонами и соединены между собой выполненными при их пошиве перемычками в виде поясов, пришитых к этим емкостям, а по другим боковым сторонам емкости выполнены высотой, превышающей глубину соответствующей сетчатой емкости не менее, чем на величину образования их отбортовки, имеющей возможность наложения на верхнюю кромку сетчатой емкости и закрепления, причем габионный утяжелитель снабжен соединенными с емкостями из синтетического материала грузовыми стропами, выполненными из синтетической ткани и пропущенными через ячейки сетки в верхних частях образованных из непрерывного отрезка плетенной металлической сетки емкостей с обеспечением возможности их совместного перемещения при установке габионного утяжелителя в проектное положение. В качестве фильтрующего материала для емкостей может быть использована синтетическая техническая ткань, а перемычки в виде поясов пришиты к этим емкостям с внешних боковых сторон, а также над поперечной диафрагмой в верхней части смежных внутренних боковых сторон. Грузовые стропы охватывают соответствующую емкость снизу и соединены с ней или грузовые стропы пришиты к стенкам соответствующих емкостей. Между емкостями длина перемычки в виде поясов из фильтрующего материала превышает в 1,1-1,5 раза длину сетчатой перемычки. В качестве плетеной металлической сетки использована сетка двойного кручения с шестиугольной ячейкой.
Существенность признаков определена их причинно-следственной связью с техническим результатом. А именно: выполнение сетчатых емкостей из непрерывного отрезка плетеной металлической сетки, боковых стенок, дна и пары крышек, соединенных между собой сетчатой перемычкой, позволяет исключить образование щелей, через которые возможна утечка, вымывание, высыпание балластного заполнителя. Размещение в каждой из сетчатых емкостей заполняемой балластным заполнителем емкости из фильтрующего материала, контактирующей со стенками емкости из плетеной сетки и дискретное соединение с ними - также позволяет исключить утечку, высыпание сыпучего балластного заполнителя, причем постоянный контакт фильтрующего материала с сеткой снижает, распределяет действующие на него нагрузки от балластного заполнителя, которые воспринимает сетка, что позволяет повысить надежность, а также увеличить, при необходимости, сечение ячейки сетки, снижая металлоемкость без опасения нарушения целостности фильтрующего материала емкости и возможной утечки, высыпания сыпучего балластного заполнителя, что связано с обеспечением надежности. Соединение сетчатых емкостей сетчатой перемычкой, прижатие при засыпке емкостей из фильтрующего материала к сетке, соединение емкостей из фильтрующего материала перемычками в виде поясов, позволяет стабилизировать их взаимное расположение в рабочем положении на балластируемой конструкции, что исключает возможность перекоса при монтаже и в процессе эксплуатации, обеспечивая сохранность в них сыпучего балластного заполнителя, и тем самым повышая надежность. Соединение емкостей из фильтрующего материала с емкостями из сетки, прижатие при засыпке емкостей из фильтрующего материала к сетке, позволяет обеспечить их стабильное положение как во время загрузки балластного заполнителя, так и в процессе эксплуатации, предотвращая сползание края одной емкости относительно другой и, тем самым, исключая возможную утечку, высыпание балластного заполнителя, обеспечивая надежность работы утяжелителя. Указанное размещение и соединение грузовых строп с сеткой емкостей позволяет обеспечить стабилизацию формы, приданной в процессе загрузки емкостей до момента укладки их в проектное положение, исключая при этом возможные утечки, высыпания балластного заполнителя, которые в процессе эксплуатации могли бы привести к недостаточной массе габионного утяжелителя и к всплытию участка пригружаемой конструкции, что снижает надежность его работы и является недопустимым. А выполнение емкости из фильтрующего материала, имеющей в незагруженном балластом состоянии объем, превышающий объем сетчатой емкости, в которую она вложена, обеспечивает повышение надежности за счет разгрузки материала ее стенок от напряжений, воспринимаемых в этом случае емкостью из плетеной сетки, с которой она контактирует при загрузке балластного заполнителя. При этом длина перемычки между емкостями из фильтрующего материала оптимально превышает длину перемычки между емкостями из сетчатого материала в 1,1-1,5 раза, что позволяет в указанном диапазоне гарантированно обеспечить надежность за счет предотвращения возникновения критических напряжений в указанной перемычке из фильтрующего материала в процессе работы.
Техническое решение проиллюстрировано ниже, где:
- на фиг. 1 представлена схема размещения уложенного в проектное положение габионного утяжелителя охватывающего;
- на фиг. 2 - схема сетчатых емкостей;
- на фиг. 3 - фото испытаний опытной конструкции габионного утяжелителя охватывающего на стенде.
Габионный утяжелитель охватывающий содержит образованную из непрерывного отрезка плетеной металлической сетки, боковых стенок и крышек пару соединенных между собой сетчатой перемычкой 1, которая также является частью непрерывного отрезка, сетчатых емкостей 2 (фиг. 2).
В каждой из сетчатых емкостей 2 размещена вложенная в нее заполняемая балластным заполнителем емкость 3 из фильтрующего материала, контактирующая со стенками емкости из плетеной сетки и дискретно соединенная с ними, например, путем связывания. Емкости 3 соединены между собой образованной при их пошиве перемычкой 4 в виде поясов. В качестве такого материала может быть использована техническая полиэфирная ткань, например, ТБГ-360 или подобная. Для небольших по объему емкостей, используемых для трубопроводов менее 500 мм, возможно использование нетканого материала. При таком выполнении емкостей 3 по другим их боковым сторонам они выполнены высотой, превышающей глубину (высоту) соответствующей емкости 2 на величину образования отбортовки емкостей 3 с возможностью наложения и закрепления на верхней кромке сетчатой емкости 2. Грузовые стропы 5 выполнены из синтетической ткани, например ТБГ-360, охватывают снизу соответствующую емкость 3 из синтетического материала, соединены с ней, например прошивкой снизу и/или по боковым ее сторонам, и пропущены через ячейки сетки в верхних частях, образованных из непрерывного отрезка плетеной металлической сетки емкостей 2. Это обеспечивает гарантированную возможность их совместного перемещения при монтаже габионного утяжелителя в проектное положение. При этом длина перемычки между емкостями в виде поясов превышает в 1,1-1,5 раза длину перемычки между емкостями из сетчатого материала, что является условием придания им проектного положения. В качестве плетеной металлической сетки может быть использована сетка двойного кручения с шестиугольной ячейкой, имеющей полимерное, цинковое или другое антикоррозионное покрытие, что также дополнительно повышает надежность утяжелителя, исключая повреждение фильтрующего материала и изоляции, предотвращает коррозию сетки. Для емкостей из фильтрующего материала может быть использована ткань техническая полиэфирная ТБГ-360 ГХВ ТУ 8288-111-53578992-2015 (или другая с аналогичными характеристиками), для грузовых строп (лент), перемычек в виде поясов может быть использована лента тканая синтетическая ЛТТП 3500-50 ТУ 8151-108-53578992-2014 (или аналогичная по характеристикам) и лента тканая ЛТТП 300-25 ГХВ по ТУ 8151-108-53578992-2014.
Загрузка габионного утяжелителя осуществляется следующим образом.
1. Емкости из сетки двойного кручения, доставляются в сложенном состоянии, расправляются складки, затем производится сборка: сгибание части единого полотна под прямыми углами для образования боковых стенок, дна и крышек емкостей, а также перемычки (в случае, если единое плотно содержит боковые (торцевые) стенки, они также формируются отгибанием на прямой угол соответствующих частей единого полотна).
2. Прикрепление боковых (торцевых) стенок, если они не являются частью единого полотна, а также сетчатой перемычки методом привязывания поставляемой в комплекте увязочной проволокой или специальными скобами.
3. В сформированные по пп. 1-2 сетчатые емкости вставляются емкости из фильтрующего материала (технической ткани). Содержащиеся на емкостях подвязки привязывают к верхней кромке сетчатых емкостей, а также формируют отбортовку - верх емкостей из технической ткани отгибают. Текстильные стропы, за которые после проводится подъем заполненного утяжелителя, продевают через сетчатую конструкцию в местах, где при подъеме и натяжении строп будет фиксироваться минимальное локальное растяжение сетки.
4. Производят загрузку емкостей утяжелителя балластным материалом (щебнем, песком, местным грунтом, раздробленным бетоном и пр.) преимущественно с использованием экскаватора или погрузчика, оборудованного ковшом или иным приспособлением, позволяющим производить загрузку в емкости.
5. По окончании заполнения отбортовка заворачивается в емкость (укладывается на верх балластного материала), закрываются крышки емкостей, и производится увязка крышек и/или закрепление их скобами к стенкам сетчатых емкостей.
6. Проверяется правильность продевания строп через сетку, в случае выявления, что выбранное ранее место продевания ошибочно, корректируют место продевания.
7. Концы строп, содержащие петли, навешивают на крюки грузоподъемного устройства.
8. Производится плавный, без рывков, подъем емкостей, при этом контролируется отсутствие перекосов, наклонов емкостей, целостность составляющих утяжелителя, отсутствие высыпания балластного материала.
9. Утяжелитель позиционируется над трубопроводом таким образом, чтобы его геометрический центр был приблизительно над верхом трубопровода, а емкости располагались вдоль него.
10. Производится плавное опускание утяжелителя на трубопровод. При этом, после касания утяжелителя трубы, контролируется отсутствие перекосов, наклонов емкостей, целостность составляющих утяжелителя, отсутствие высыпания балластного материала, а также постепенное увеличение расстояния между емкостями. Опускание продолжают до ослабления строп, совместного натяжения поясов, соединяющих емкости, и сетчатой перемычки, при этом сетчатая перемычка и получает указанное удлинение на величину 1.1-1.5, обеспечивая совместно с поясами проектное положение утяжелителя. Затем стропы снимают с крюков грузоподъемного устройства и увязывают между собой над утяжелителем для предотвращения возможности их непреднамеренного зацепления, и, соответственно, нарушения положения или целостности утяжелителя.