АНКЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ГОНЧАРОВА
ANCHOR DEVICE BY GONCHAROV

Изобретение относится к анкерным устройствам, в частности, для укрепления подпорных стенок из сварного трубчатого шпунта, и может найти применение для укрепления подпорных стенок различного назначения в гидротехнике, в промышленном и гражданском строительстве, а также для анкеровки опор линий электропередач, мостов и др.
Изобретение относится также к применению анкерного устройства в качестве буксирного троса для буксировки, например, транспортных средств.
Известно анкерное устройство шпунтовой стенки, включающее анкерную тягу, выполненную из металлического троса или каната, узлы соединения анкерной тяги со стенкой и анкерной плитой и натяжное устройство (№2275456 RU). Недостатком указанного известного анкерного устройства является необходимость натяжения троса не только при монтаже, но и в процессе эксплуатации вследствие высокой деформируемости троса анкерной тяги.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является анкерное устройство для укрепления подпорной стенки из стальных трубчатых свай, включающее анкерную тягу, выполненную из стержня круглого сечения с закрепленной на одном его конце проушиной и с резьбой на другом конце, вилку, закрепляемую на анкеруемом объекте, т.е. на лицевой свае подпорной стенки, и натяжное приспособление, соединенное с резьбовым концом анкерной тяги и с анкерной сваей, т.е. с анкерующим объектом. Вилка совместно с проушиной и соединяющей их осью выполняет функцию плоского шарнира, позволяющего снизить внутренние напряжения в жестком стержне анкерной тяги и узле ее соединения с лицевой сваей. Стержневые анкерные тяги в этом известном устройстве не удлиняются в процессе эксплуатации, поэтому их натяжение осуществляется только при монтаже (ТУ 5264-001-41288602-2008).
Однако указанное известное анкерное устройство обладает высокой металлоемкостью, трудоемко и неудобно в монтаже, требует выполнения большого количества механической обработки и кузнечных работ.
Технической задачей настоящего изобретения является создание анкерного устройства, лишенного указанных недостатков.
Технический результат - снижение металлоемкости и трудоемкости изготовления, повышение удобства монтажа и натяжения анкерного устройства, упрощение его транспортировки.
Поставленная задача решается за счет того, что в анкерном устройстве, преимущественно для укрепления подпорных стенок из стальных трубчатых свай, содержащем анкерную тягу и шарнирный узел крепления к анкеруемому объекту, согласно изобретению шарнирный узел состоит из двух замковых элементов, выполненных из замковой части прокатного шпунта с возможностью соединения их между собой в замок и с возможностью частичного относительного поворота, при этом один из упомянутых замковых элементов закреплен на одном из концов анкерной тяги, а другой выполнен с возможностью закрепления на анкеруемом объекте.
Анкерное устройство может быть снабжено дополнительной парой замковых элементов, выполненных из замковой части прокатного шпунта с возможностью их взаимного соединения в замок, при этом один из упомянутых дополнительных замковых элементов закреплен на свободном конце анкерной тяги, а другой замковый элемент выполнен с возможностью закрепления на анкерной опоре.
Термин «анкерная опора» по тексту настоящей заявки означает анкерную сваю, анкерную плиту, анкерную стенку и т.п., выполняющими функцию анкерующего объекта, а термин «анкеруемый объект» означает объект, подлежащий укреплению, а именно - лицевая свая, опора линии электропередач и так далее.
В анкерном устройстве согласно предлагаемому изобретению анкерная тяга может быть выполнена из стержня круглого или прямоугольного сечения, полосы или трубы.
Анкерная тяга может быть выполнена составной из по меньшей мере двух частей, связанных между собой посредством двух замковых элементов, выполненных из замковой части прокатного шпунта и закрепленных на обращенных друг к другу сторонах упомянутых частей анкерной тяги с возможностью их взаимного соединения в замок.
Предлагаемое анкерное устройство может быть снабжено натяжным приспособлением, включающим стержень, на одном конце которого закреплен замковый элемент из замковой части прокатного шпунта, выполненный с возможностью соединения в замок с замковым элементом анкерной тяги, а другой конец стержня выполнен с резьбой и снабжен регулировочной гайкой.
В предлагаемом анкерном устройстве замковые элементы, выполненные с возможностью соединения соответственно с анкеруемым объектом и анкерной опорой, могут быть снабжены проушинами. В этом случае предлагаемое анкерное устройство может быть применено в качестве буксировочного троса, например, для транспортных средств, при этом упомянутые проушины замковых элементов могут служить для соединения с крюками транспортных средств.
Выполнение шарнирного узла соединения анкерной тяги с анкеруемым объектом в виде двух соединяемых между собой замковых элементов из замковой части прокатного шпунта позволяет существенно снизить металлоемкость этого узла. Замок горячекатаного шпунта имеет высокую прочность на растяжение, достаточную, чтобы выдержать значительные эксплуатационные нагрузки. Как показали исследования, например, замок плоского прокатного шпунта выдерживает усилие на растяжение порядка 5000 кН на погонный метр замка (500 тонн на погонный метр), что значительно превышает реально существующие нагрузки в анкерных устройствах подпорных стенок. Это позволяет существенно сократить размеры шарнирного узла соединения анкерной тяги с анкерумым объектом и получить другие указанные выше преимущества.
При этом шпунтовый замок различных типов прокатного шпунта допускает возможность взаимного поворота соединенных в замок элементов на угол плюс-минус от 3 до 10 градусов от среднего положения, что позволяет компенсировать внутренние напряжения, которые могут возникнуть в анкерной тяге и узлах соединения при монтаже вследствие возможных перекосов, а также от действия грунтовых нагрузок.
Замковые элементы, будучи изготовленными из замковой части горячекатаного шпунта в заводских условиях, не имеют острых кромок и заусениц в зоне шпунтового замка, что обеспечивает удобное, без больших усилий и без применения кузнечных работ, соединение этих элементов в замок при монтаже анкерного устройства. Монтаж анкерного устройства упрощается.
Изготовление самих же замковых элементов может осуществляться предварительно в заводских или приближенных к заводским условиях на опорно-тыловой базе, эти элементы могут быть унифицированы и могут подбираться по типоразмерам в зависимости от воспринимаемой нагрузки. Кроме того, замковые элементы, изготовленные из готового прокатного шпунта, имеют защитное антикоррозионное покрытие, что увеличивает срок их службы.
В силу своих относительно небольших размеров замковые элементы могут быть изготовлены из обрезков прокатного шпунта, остающихся при строительстве шпунтовых стенок, или из некондиционных шпунтин, что позволяет утилизировать отходы и повышает экономичность строительства.
Дополнительные преимущества с точки зрения достижения заявленного технического результата имеет вариант осуществления предлагаемого изобретения, при котором анкерное устройство снабжено дополнительным шарнирным узлом, служащим для соединения анкерной тяги с анкерной опорой. Этот шарнир позволяет еще более снизить внутренние напряжения как в анкерной тяге, так и в указанном узле соединения, а также повышает удобство монтажа.
Выполнение анкерной тяги составной из двух, а при больших длинах - и более частей, соединяемых между собой с помощью таких же замковых элементов, выполненных из замковой части прокатного шпунта, повышает компенсационные возможности анкерного устройство, делает его более гибким, менее напряженным и, следовательно, повышает надежность и срок его службы. Такое составное анкерное устройство удобно транспортировать в разобранном виде, легче монтировать.
Благодаря тому, что предлагаемое анкерное устройство снабжено натяжным приспособлением, предназначенным для исключения люфтов и провисания анкерной тяги в процессе монтажа, которое в свою очередь также снабжено замковым элементом из замковой части прокатного шпунта, соединение анкерной тяги с натяжным приспособлением также является шарнирным, что также способствует упрощению монтажа устройства и снижению внутренних напряжений в этом узле.
Изобретение поясняется далее на примере конкретного выполнения анкерного устройства по предлагаемому изобретению, предназначенного для укрепления подпорной стенки из стальных трубчатых свай, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображены:
на фиг.1 - анкерное устройство по предлагаемому изобретению с шарнирным узлом соединения одного из концов анкерной тяги с анкеруемым объектом - лицевой сваей подпорной стенки;
на фиг.2а и фиг.2б - варианты жесткого соединения с анкерной сваей замкового элемента, предназначенного для шарнирного соединения с замковым элементом, закрепленным на втором конце анкерной тяги;
на фиг.3 - составная анкерная тяга, шарнирный узел соединения ее частей и вариант закрепления натяжного устройства на анкерной свае;
на фиг.4 - узел закрепления натяжного приспособления на анкерной свае, другой вариант;
на фиг.5 - натяжное приспособление;
на фиг.6 и 7 - замковый элемент из плоского прокатного шпунта;
на фиг.8 - монтаж анкерного устройства согласно ТУ 5264-001-41288602-2008 (прототип).
На фиг.1 показано анкерное устройство для укрепления подпорной стенки из стальных трубчатых свай, содержащее анкерную тягу 1, шарнирный узел 2, состоящий из замкового элемента 3, приваренного к одному из концов анкерной тяги 1, и замкового элемента 4, закрепленного на анкеруемой лицевой свае подпорной стенки по первому варианту осуществления предлагаемого изобретения.
На фиг.2а и 2б показан шарнирный узел 5, состоящий из замкового элемента 6, закрепленного на втором конце анкерной тяги 1, и замкового элемента 7, закрепляемого на анкерной свае и предназначенного для заведения в замок с замковым элементом 6 по второму варианту осуществления предлагаемого изобретения.
Составная анкерная тяга (фиг.3) включает часть 8 анкерной тяги 1, часть 9 анкерной тяги 1 и закрепленные на частях 8 и 9 замковые элементы 10 и 11 соответственно, соединенные между собой в замок с образованием шарнирного узла 12.
Натяжное приспособление 13 предлагаемого анкерного устройства содержит стержень 14 с резьбой, натяжную гайку 15, замковый элемент 16, закрепленный на конце стержня 14 и предназначенный для соединения в замок с замковым элементом 6, закрепленным на втором конце анкерной тяги 1, с образованием шарнирного узла 17 (фиг.3). На фиг.4 показан вариант закрепления натяжного приспособления 13, при котором стержень 14 установлен в гильзе, пропущенной сквозь анкерную сваю.
Для обеспечения соединения с анкеруемым объектом, в данном конкретном примере - со стальной трубчатой сваей лицевой стенки, в полость указанной трубчатой лицевой сваи вваривают арматуру, например, в виде уголковых профилей (фиг.1), к которой приваривают замковый элемент 4, после чего бетонируют полость трубы с образованием бетонной пробки, что обеспечивает неразъемное соединение замкового элемента 4 со сваей. К первому концу анкерной тяги 1 приваривают замковый элемент 3. Другой конец анкерной тяги 1, согласно первому варианту осуществления предлагаемого изобретения, изображенному на фиг.1, жестко закрепляют в полости анкерной сваи путем приваривания к арматуре, вваренной в полость трубчатой анкерной сваи, и также закрепляют бетонированием. Для монтажа анкерного устройства осуществляют заведение в замок замковых элементов 3 и 4.
Согласно второму варианту осуществления предлагаемого изобретения (фиг.2а и 2б) на анкерной свае жестко закрепляют стальную полосу с приваренным к ней замковым элементом 7. Ко второму концу анкерной тяги 1, обращенному к анкерной свае, приваривают замковый элемент 6. Для монтажа анкерного устройства достаточно завести в замок элементы 6 и 7, образующие шарнир 5.
На фиг.3 показано соединение в замок частей 8 и 9 составной анкерной тяги 1 с помощью замковых элементов 10 и 11, приваренных соответственно на обращенных друг к другу сторонах частей 8 и 9 анкерной тяги 1.
Для обеспечения натяжения анкерной тяги 1 натяжное приспособление 13 устанавливают на анкерной свае (фиг.3), заводят в замок замковые элементы 6 и 16 и с помощью гайки 15 обеспечивают натяжение анкерной тяги 1, устраняя ее провисание и возможные люфты. После этого может быть осуществлено бетонирование полости анкерной сваи, причем согласно данному варианту осуществления изобретения шарнирный узел 17 соединения замковых элементов 6 и 16 остается в бетонной пробке.
Возможен также вариант выполнения соединения анкерной тяги 1 с натяжным приспособлением 13, когда шарнирный узел 17 остается снаружи анкерной сваи (фиг.4), что обеспечивает возможность дополнительного натяжения анкерной тяги 1 или возможность разъема замковых элементов 6 и 16 при необходимости.
Поскольку замковые элементы, выполненные из замковой части плоского прокатного шпунта, допускают возможность разъема, то после их попарного соединения в замок принимают меры для исключения нежелательного выхода их из взаимного соединения любым известным способом.
Несмотря на то, что выше описано применение анкерного устройства по предлагаемому изобретению для укрепления подпорной стенки из стальных трубчатых свай, для специалиста очевидно, что использование изобретения этим не ограничивается.
Предложенное анкерное устройство может быть использовано, например, для укрепления любых отдельно стоящих опор, в том числе опор мостов, опор линий электропередач и т.д.
Другим аспектом предлагаемого изобретения является применение предложенного анкерного устройства в качестве буксировочного троса, например, для транспортных средств. Для удобства при таком применении прокатные замковые элементы 4 и 6, предназначенные соответственно для соединения с анкеруемым объектом и анкерной опорой, на стороне, противоположной замку, могут быть выполнены с соответствующим отверстием 18, которое служит в качестве петли или проушины для соединения с крюком транспортного средства (фиг.7).