Конструкция узла регулирования вертикальной отметки горизонтальной оси сооружения

Полезная модель относится к области общестроительных сооружений, к регулируемым опорам и к области электротехники, а в частности к опорным конструкциям инженерных сетей, связи, кабельных, технологических и сантехнических коммуникациям (трубопроводам).
Известна конструкция кабельной эстакады построечного типа [Типовые строительные конструкции, изделия и узлы. Серия 3.016.2-12. Металлические конструкции проходных и не проходных кабельных эстакад. Разработаны Харьковским ПРОМСТРОЙНИИПРОЕКТ. Введены в действие с 01.01.1992 ВНИИпроектэлектромонтаж, приказ от 05.09.91 №32], состоящей из колонн/опор(стоек), регалией, фермовой секции, пролетных строений. Заготовка и сборка элементов сооружения осуществляется на месте строительно-монтажных работ.
Недостатками данной конструкции являются: высоту колонны/опоры(стойки) изменяют только в период строительно-монтажных работ путем отрезания или приваривания дополнительной колонны/опоры(стойки). В период эксплуатации отсутствует возможность компенсации изменения горизонтального высотного положения ригеля, фермы, пролетного строения при неравномерной осадке или выпирании фундамента из грунта, что приводит к дополнительным нагрузкам на инженерные сети (коммуникации).
Наиболее близкий является конструкция регулируемой опоры трубопровода и узел для ее регулировки [RU 134275 U1, МПК F16L 3/18(2006.01)]. Узел для регулирования состоит из наружной трубы с выполненными фиксирующими отверстиями, расположенными с определенным шагом Р по высоте и, внутренней трубы с центрирующей ее относительно наружной трубы элементами, с выполненными в стенке фиксирующими отверстиями, расположенными с таким же шагом Р по высоте и соединенную с ригелем или с ложементом с помощью шарниров, гайку, установленную с возможностью вращения на наружной трубе, винт, установленный на внутренней трубе, верхний штифт, соединяющий винт и внутреннюю трубу, нижний штифт, вставленный в наружную трубу. При этом ход винта внутри гайки больше шага Р между фиксирующими отверстиями в наружной трубе и во внутренней трубе соответственно. Гайка выполнена со стопором, обеспечивающим фиксацию гайки относительно винта после окончания регулировки.
Недостатком данной конструкции является: шаг P отверстий в наружной трубе равен шагу P отверстий во внутренней трубе, что фиксирует шаг регулирования.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка простой конструкции узла регулирования вертикальной отметки горизонтальной оси (в широком диапазоне) опорной конструкции, сооружения и эстакады не только в период строительно-монтажных работ, но и в период эксплуатации, а также сокращение строительных длин инженерных сетей.
Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении безопасности эксплуатации инженерных коммуникации в период эксплуатации, сетей на этапе проектирования и в период строительно-монтажных работ, за счет простой регулировки высотной отметки горизонтальной оси в широком диапазоне.
Технический результат достигается тем, что в колонне, выполненной, например, из профильной трубы, неподвижная колонна выполнена с поперечными фиксирующими отверстия относительно оси колонны с заданным шагом, на неподвижную колонну с отверстиями, сверху надевается подвижная насадка с фиксирующими отверстиями профильная труба большего размера с шагом отверстий, который может отличаться от шага отверстий в неподвижной колонне. Регулирование вертикальной отметки горизонтальной оси осуществляется путем выставления подвижной насадки колонны/стойки и подбора ближайшей соосности фиксирующих отверстий в подвижной насадке и неподвижной колонне/опоре (стоке). На выставленной отметке соосные отверстия, фиксируется болтовым соединением с шайбами и гравер-шайбой.
Заявляемая конструкция регулирования колонны позволяет быстро выставить необходимую вертикальную отметку горизонтальной оси, опорной конструкции, сооружения и эстакады в период строительно-монтажных работ и в период эксплуатации, без существенного снижения механической прочности.
Изменение высоты колонны/опоры (стойки) известно. Для этого отрезается или наращивается нерегулируемая колонна (стойка) дополнительной стойки. Также известно изменение высоты колонны/опоры (стойки) путем соосности фиксирующих отверстий наружной и внутренней труб, при этом шаг, фиксирующих отверстий во внешней трубе и внутренней один. Однако не известно, что, для изменения вертикальной отметки горизонтальной оси можно использовать шкалу отверстий с разным шагом в неподвижной колонне (стойке) и в подвижной насадке. Изменение высотной отметки горизонтальной оси осуществляется путем подбора соосности отверстий. Конструкция узла регулирования вертикальной отметки горизонтальной оси колонны (в рамках данного решения это может быть опора, стойка) сооружения, эстакады состоит из неподвижной с отверстиями с заданным шагом, подвижной насадки с отверстиями с заданным шагом, который равен или больше шагу неподвижной колоны, болтовых соединений и оголовку.
Регулирование вертикальной отметки горизонтальной оси осуществляется путем перемещения подвижной насадки с отверстиями вдоль вертикальной оси неподвижной колонне/опоры (стойки) до совпадения отверстий между колонной и насадкой и затем жесткой фиксацией узла болтовыми соединениями.
Для этого в неподвижной колонне выполнены отверстия с определенным шагом, в насадке просверливаются отверстия с шагом, которые отличаются от шага отверстий колонны.
При такой конструкции узла высота отметки горизонтальной оси колонны/опоры (стойки) регулируется с минимальной дискретность, с сохранением механической прочности всей опоры, сооружения и эстакады, и, следовательно, сооружение или эстакаду можно выполнить на одной вертикальной отметке горизонтальной оси, при этом перепад отметок высот колонн(стоек) сводится к минимуму, а следовательно, сокращается длина коммуникаций в целом. Наличие болтовых соединений обеспечивает возможность регулировки высотной отметки горизонтальной оси в период эксплуатации при выполнение ремонтах работ.
На фиг. 1 изображен профиль эстакады, ригель повторяют уровень земли.
На фиг. 2 изображен профиль кабельной эстакады, ригель проложен на одной отметке, по одной горизонтальной линии.
На фиг. 3 изображена конструкция, регулирующие вертикальную отметку горизонтально оси опоры, эстакады сооружения.
На фиг. 4 изображены элементы конструкции, регулирующие вертикальную отметку горизонтально оси опоры, эстакады сооружения.
На фиг. 1 показано: 1 - уровень земли; 2 - нерегулируемая колонна(стойка) эстакады; 3 - ригель эстакады; 4 - фундамент; 5 - перепад высоты горизонтального ригеля; 6 - отметки уровня земли.
На фиг. 2 показано: 1 - уровень земли; 2 - нерегулируемая колонна(стойка) эстакады; 3 - ригель эстакады; 4 - фундамент; 6 - отметки уровня земли.
На фиг. 3 показано: 7 - неподвижная колонна (стойка), с размером в основании - Y1; 8 - подвижная насадка, с размером в основании - Y2; 9 - оголовок; 10 - фиксирующие отверстия в неподвижной колонне (стойки); 11 - фиксирующие отверстия в подвижной насадке; 12 - разница в шаге фиксирующих отверстий ΔX между шагом фиксирующих отверстий неподвижной колонне X1 и шагом фиксирующих отверстий в подвижной насадке Х2; 13 - шаг фиксирующих отверстий неподвижной колонне X1; 14 - шаг фиксирующих отверстий в подвижной насадке X2; 15 - порядковый номер фиксирующего отверстия в неподвижной колонне (стойке), n1; 16 - порядковый номер фиксирующего отверстия в неподвижной колоне (стойке), n2;
На фиг. 4 показано: 7 - неподвижная колонна (стойка), размер в основании - Y1; 8 - подвижная насадка, размер в основании - Y2; 9 - оголовок; 10 - фиксирующие отверстия в неподвижной колонне (стойки); 11 - фиксирующие отверстия в подвижной насадке; 15 - порядковый номер фиксирующего отверстия в неподвижной колонне (стойке), n1; 16 - порядковый номер фиксирующего отверстия в неподвижной колонне (стойке), n2.
Основные положения физической сущности регулирующей конструкции вертикальной оси эстакады, следующие:
1. Уровень земли - переменная величина;
2. При огибании эстакады уровня земли происходит увеличение инженерных сетей (например, кабельных линий, линий связи, технологических коммуникации);
3. При разном шаге отверстий на неподвижной колонне (стойка) и подвижной насадке можно добиться регулирование высоты эстакады с сохранением механической прочности;
Покажем возможность регулирования колонны, состоящего из неподвижной колонны (стойка) с шагом отверстий - X1 и подвижной насадке с шагом отверстий - Х2.
Обоснование конструкции
1. Уровень земли.
На неорганизованной поверхности участка земли отметки уровня земли сильно отличаются.
Высотные перепады отметок поверхности земли изменяются в широком диапазоне и могут достигать до несколько метров и выше.
2. Влияние высотных перепадов отметок земли на длину инженерных коммуникаций
Длина инженерных сетей определяется как сумма длины горизонтальной трассы и вертикальных перепадов эстакады.
При сохранении горизонтального уровня эстакады относительно первой колонны позволяет к минимуму свести горизонтальные перепады высотных отметок и тем самым сократить инженерные сети.
На примере кабельной эстакады рассмотрим длины кабельных линий при варианте эстакады, выполненной с огибанием уровня земли, и при варианте эстакады с отсутствием этих перепадов.
Длину кабельной линии на эстакаде можно определить выражением:
кл
где L - горизонтальная длина трассы эстакады, м;
кл
h - сумма вертикальных перепадов кабельной эстакады, м;
кл
кл
кл
l = (L + h ) × 2 % - длина кабельной линии на змейку, 2 % от суммы горизонтальной и вертикальных длины, м;
В таблице 1 приведен пример расчета длины кабельной линии в двух вариантах.
Первый вариант - горизонтальные ригеля эстакада огибают уровень земли на высотной отметке горизонтальной оси 2,5 м.
Второй вариант - горизонтальные ригеля эстакады не привязаны к уровню земли высотная отметка горизонтальной оси привязана к первой колонне, опоре (стойке).
Таблица 1. Расчет длины коммуникаций при варианте 1 и варианте 2 выполнения эстакады
Параметр
Вариант 1
Вариант 2
Горизонтальная длина трассы эстакады, м
120
120
Количество колонн, шт
60
60
Средний перепад высот, м
0,1…1
-
Вертикальные перепады эстакады, м
6…60
-
Длина кабельной линии на змейку, м
2,52…6,48
2,4
Общая длина кабельной эстакады
128,52…186,48
122,4
Уменьшение длинны кабельной линии относительно 1 варианта, %
5…52,3
Анализ вариантов в рассмотренном примере показывает, что, регулирование высотной отметки горизонтальной оси колонны/опоры (стойки), эстакады, с целью сохранения одного горизонтального уровня, приводит к экономии инженерных систем, согласно примера - длина кабельной линии сокращается в диапазоне от 5 до 52,3 %.
2. Диапазон регулирования заявленной конструкции
Диапазон регулировании вертикальной отметки горизонтальной оси определяется выражением:
где N1 - количество отверстий в неподвижной колонне (стойке), шт;
n1 - порядковый номер отверстия в неподвижной колонне (стойке), порядковый номер начинается c 0;
X1 - шаг отверстий подвижной колонне (стойке), см;
N2 - количество отверстий в подвижной насадке, шт;
n2 - порядковый номер отверстия в подвижной насадке, порядковый номер начинается c 0;
X2 - шаг отверстий подвижной насадке, см;
L - расстояние между крайними отверстиями n1 и n2, при стыковке неподвижной колонны (стойки) с подвижной насадкой в отверстиях - 0 и n2 соответственно (расстояние между крайними отверстиями n1 и n2, без удлинения узла), см
В таблице приведен пример диапазона регулирования вертикальной оси.
Исходные данные для примера приведены в таблице 2.
Таблица 2. Исходные данные для примера
№ п/п
Параметр
Значение
Примечание
Неподвижная колонна (стойка)
1
N1, шт
6
2
n1
от 0 до 5
3
X1, см
10
Подвижная насадка
4
N2, шт
8
5
n2
от 0 до 7
6
X2, см
8
Конструкция узла регулирования вертикально оси сооружения, эстакады
7
L, см
56
Покажем в таблице 3 работу конструкции узла регулирования вертикальной отметки горизонтальной оси опоры, сооружения, эстакады при нескольких соотношений соосности отверстий n1, n2.
В таблице 3 показаны лишь несколько вариантов соосности отверстий из возможных.
Таблица 3. Удлинение конструкции регулируемого узла
№ п/п
Соотношениеотверстий
Значение
Удлинение на, см
21
n1
4
2
n2
1
2
n1
2
4
n2
3
3
n1
3
6
n2
2
4
n1
1
8
n2
4
5
n1
0
34
n2
2
6
n1
0
50
n2
0
Таким образом, из рассмотренных в таблице 3 сочетаний соосности отверстий неподвижной колонны (стойки) и подвижной насадки в рассмотренном примере диапазон регулирования составляет от 2 см до 50 см.
Заявленная конструкция позволяет быстро и легкой регулировать отметку вертикальной оси при сохранении механической прочности в период строительно-монтажных работ и в период эксплуатации.