КОЛОННА КАБЕЛЬНОЙ ЭСТАКАДЫ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области мостов специального назначения или предназначена для особых функций, в частности к элементам кабельной эстакады.
Уровень техники
Известна разборная комбинированная эстакада (RU 2412301C1, опубл. 2011.02.20), содержащая вертикальные опоры и горизонтальные прогоны, кабельные конструкции, траверсы со сменными площадками под скользящие опоры трубопроводов, внутреннюю площадку обслуживания, устанавливаемую при необходимости. Вертикальные опоры и горизонтальные прогоны, представляющие собой треугольные пространственные фермы с распорными трубчатыми диагоналями, образованы из набора секций различной длины от 1,5 и до 6,0 м, соединяющихся между собой болтовыми соединениями. Вертикальные опоры соединены с одной стороны с фундаментом, а с другой стороны - с верхними установочными рамами, к верхним установочным рамам прикреплены горизонтальные прогоны, к нижним трубам горизонтальных прогонов скобами прикреплены поперечные монтажные профили, к монтажным профилям Т-болтами прикреплены стойки высотой до 3,0 м, к стойкам Т-болтами прикреплены консоли для кабельных лестниц, к нижним трубам горизонтальных прогонов прикреплены поперечные траверсы со съемными площадками для скользящих опор трубопроводов. В связи с отсутствием фиксированных мест крепления горизонтальных прогонов к верхним установочным рамам опор нет необходимости в жесткой привязке координат фундаментов к длине горизонтальных прогонов, что дает большую гибкость при проектировании. В связи с креплением горизонтальных прогонов к верхним переходным рамам хомутами и поперечных траверс к горизонтальным прогонам, а также использования безвинтовых соединителей кабельных лестниц, монтируемых на горизонтальных прогонах, а также профильных прижимов кабельных лестниц к консолям и овальных отверстий для болтового крепления в основаниях стоек отсутствуют места концентрации напряжений в конструкции из-за температурных деформаций. Применение скользящих Т-образных болтов для монтажа поперечных траверс, стоек и консолей позволяет выравнивать местоположение и горизонтальный уровень кабельных конструкций во время монтажа и эксплуатации и повторно использовать Т-болты при необходимости разборки комбинированной эстакады для переноса в другое место установки.
Однако в данном решении не раскрыто детально, как именно обеспечена высокая прочность при уменьшении массы.
Известная выбранная в качестве прототипа универсальная опорная конструкция (эстакада) (RU 2606730 C2, опубл. 2017.01.10) для прокладки кабелей и/или трубопроводов с расстоянием между опорами до 9 м содержит вертикальные опоры и горизонтальные прогоны (ригели). Вертикальные опоры и горизонтальные прогоны, представляющие собой пространственные фермы, образованы из набора сварных секций различной длины от 1 до 4 м, соединяющихся между собой диафрагмами при помощи болтовых соединений. Сварные секции и диафрагмы изготовлены из перфорированного тонкостенного профиля. Вертикальные опоры соединены с одной стороны с фундаментом через сварную опору, а с другой стороны - с верхними установочными сварными опорами. К верхним сварным опорам прикреплены горизонтальные прогоны. Нижние профили горизонтальных прогонов соединены скобами через поперечные монтажные профили и прикреплены к верхним установочным сварным опорам.
Однако в данном решении не раскрыто детально, как именно обеспечена высокая прочность при уменьшении массы.
Раскрытие полезной модели
В одном аспекте полезной модели раскрыта колонна кабельной эстакады, содержащая:
- четыре стальные стойки, соединенные друг с другом с помощью стальных раскосов и поперечин с образованием конструкции по существу в виде параллелепипеда;
- четыре стальные пятки, каждая из которых приварена к своей стойке снизу;
- стальной оголовок, приваренный к стойкам сверху,
характеризующаяся тем, что
стойки, раскосы и поперечины выполнены в виде труб с прямоугольным сечением;
в верхней и нижней частях колонны поперечины образуют по существу прямоугольник, углами закрепленный на стойках,
оголовок содержит овальные отверстия,
раскосы образуют зигзагообразную линию между стойками на двух противоположных сторонах параллелепипеда и упираются в поперечины.
В дополнительных аспектах полезной модели раскрыто, что содержатся раскосы на двух параллельных сторонах, содержатся поперечины на двух других сторонах, дополнительно содержится по четыре поперечины, соединяющие стойки, в нижней и верхней частях колонны; толщина стенок труб стоек составляет от 3 до 6 мм, толщина стенок труб раскосов и поперечин составляет от 3 до 6 мм, толщина пяток составляет от 8 до 12 мм, толщина оголовка составляет от 15 до 25 мм; материал стоек, поперечин, раскосов, пяток, оголовка представляет собой сталь одной марки из Ст3, 09Г2С, AISI 304, AISI 316, AISI 321; колонна содержит горячеоцинкованное покрытие; колонна содержит дополнительный оголовок; стойки выполнены из профильных труб одного размера из 80×40×4, 60×60×4, 100×60×4, 100×100×5, 120×120×6, раскосы и поперечины выполнены из профильных труб одного размера из 60×30×4, 80×40×4, 80×80×4; раскосы покрыты органопластиками; толщина стенок труб раскосов на 50% больше ширины стенок труб поперечин; в трубы раскосов помещены бруски из по меньшей мере одного материала из титана или алюминия, причем длина брусков составляет половину длины раскоса и они установлены по центру раскоса.
Основной задачей, решаемой заявленным устройством, является обеспечение легкой, прочной, надежной колонны кабельной эстакады.
Сущность полезной модели заключается в том, что благодаря конструктивным особенностям, таким как геометрия колонны, материалы элементов колонны, монтажные отверстия, колонна имеет небольшой вес при высокой прочности, что упрощает ее монтаж.
Технический результат, достигаемый решением, заключается в расширении арсенала технических средств, повышении удобства эксплуатации, уменьшении веса конструкции при обеспечении высокой надежности.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 показывает колонну кабельной эстакады.
Фиг. 2 показывает варианты высоты колонны.
Осуществление полезной модели
Кабельная эстакада - надземное кабельное сооружение. В настоящее время кабельные эстакады имеют широкое применение на различных крупных промышленных, металлургических и химических предприятиях, где территория крайне насыщена различными коммуникациями и подземный вид прокладки кабеля затруднен, а так же на территориях с неблагоприятными грунтовыми условиями.
Кабельная эстакада состоит из колонн и балок, опирающихся на колонны и закрепленных на них. Заявленная колонна показана на фиг. 1, на которой представлены следующие элементы:
101 - оголовок
102 - овальные отверстия для крепления балки
103 - стойка
104 - раскос
105 - поперечина
106 - пятка
По фиг. 1 понятно, что колонна представляет собой, по существу, параллелепипед, образованный четырьмя стойками 103, закрепленными по его ребрам с помощью поперечин 105 и раскосов 104. Длина поперечин 105 определяет ширину колонны, длина и количество раскосов 104, приваренных в виде зигзагообразной линии от низа до верха колонны, определяют длину колонны. Высота колонны задается, исходя из требований к кабельной эстакаде, и определяется в основном длиной стоек 103.
Как понятно из фиг. 2, заявленная колонна может иметь разные высоты, на практике высота находится в диапазоне 1-6 м. Предложенная конструкция обеспечивает достаточную прочность для всего вышеуказанного диапазона высот.
Сверху ко всем четырем стойкам 103 приварен оголовок 101, к которому через овальные отверстия 102 присоединяется балка. Овальные отверстия 102 позволяют упростить монтаж конструкции, а также уменьшают общий вес колонны по сравнению с круглыми отверстиями.
Снизу к каждой стойке 103 приварена пятка 106, которая содержит отверстия для присоединения к основанию, содержащему анкеры.
Количество отверстий не существенно в рамках данной заявки, предпочтительно используются пятки 106 с четырьмя отверстиями. В оголовке 101 предпочтительно выполняют 24 овальных отверстия 102 для крепления двух балок.
Внизу и наверху стоек 103 приварены по четыре поперечины 105, чтобы обеспечить колонне точную прямоугольную форму в сечении. По двум параллельным сторонам колонны между стойками 103 приварены раскосы 104, которые обеспечивают сопротивление при наклоне стоек 103 колонны. Раскосы 104 предпочтительно упираются в поперечины 105 сверху и снизу, а также привариваются к стойкам 102 в тех же местах, в которых привариваются промежуточные (находящиеся между нижней и верхней) поперечины.
Вся колонна изготавливается из стальных труб прямоугольного сечения, предпочтительно материал труб один из следующих: сталь марки Ст3 или 09Г2С, AISI 304, AISI 316, AISI 321. Эти марки используются для производства нагруженных элементов сварных конструкций.
Для изготовления колонны используются стойки 103 в виде трубок с толщиной стенок от 3 до 6 мм, предпочтительно 5 мм; при этом толщина стенок труб раскосов 104 и поперечин 105 составляет от 3 до 6 мм, предпочтительно 4 мм; толщина пяток 106 составляет от 10 до 12 мм, предпочтительно 10 мм; толщина оголовка 101 составляет от 20 до 25 мм, предпочтительно 20 мм.
Стойки 103 предпочтительно изготавливаются из труб с размерами 80×40×4 (длина-ширина-толщина материала трубы), или 60×60×4, или 100×60×4, или 100×100×5, или 120×120×6, высота стойки 103 определяется требованиями к кабельной эстакаде. Раскосы 104 и поперечины 105 предпочтительно изготавливаются из труб с размерами 60×30×4, 80×40×4, 80×80×4.
Такие параметры обеспечивают легкость конструкции при достаточной жесткости и прочности при применении в кабельных эстакадах.
Изготовление устройства
Для изготовления колонны, как на фиг.1, подготавливают стальные трубы с заданными параметрами, например, 80×40×4 и 60×30×4.
Нарезают следующие элементы:
- один оголовок 101 с заданными размерами, например, 70×35 см;
- четыре стойки 103 заданной длины, например, 1,5 м;
- шесть раскосов заданной длины, например, 70 см;
- восемь поперечин 105 заданной длины, например, 22 см
- четыре поперечины 105 заданной длины, например, 49 см.
- четыре пятки 106 заданных размеров, например, 15×15 см.
Далее сверлят отверстия 102 в пятках 106 и оголовке 101.
Далее сваривают все элементы согласно изображению на фиг.1.
Далее покрывают всю конструкцию горячеоцинкованным покрытием.
Вариант 1 осуществления
В данном варианте раскосы колоны покрыты органопластиками, такое решение, во-первых, обеспечивает высокую защиту самых нагруженных элементов от неблагоприятных условий окружающей среды, во-вторых, обеспечивает повышенную прочность растягивающим усилиям при сохранении небольшого веса. Толщина покрытия может составлять от 0,1 до 2 мм.
Вариант 2 осуществления
В данном варианте толщина стенок труб раскосов на 50% больше ширины стенок труб поперечин. Такое решение объясняется большей загруженностью раскосов, которые воспринимают более значительные усилия. Как вариант, трубы поперечин могут иметь толщину 4 мм, а трубы раскосов 6 мм, что, при прочих равных, обеспечивает высокую надежность конструкции при уменьшении ее веса в сравнении с решением, в котором и раскосы, и поперечины имеют толщину трубы в 6 мм.
Вариант 3 осуществления
В данном варианте в трубы раскосов помещены бруски из по меньшей мере одного материала из титана или алюминия, причем длина брусков составляет половину длины раскоса и они установлены по центру раскоса, высота и ширина брусков выбраны такими, чтобы обеспечить на сколько возможно полное заполнение внутреннего пространства, а закрепление осуществляется либо благодаря силам трения, либо посредством сварки, либо посредством саморезов, проходящих через трубу и брусок.
Благодаря меньшей плотности алюминия и титана и использованию относительно коротких брусков в местах, в которых раскос испытывает наибольшую нагрузку, удается повысить надежность изделия, обеспечивая относительно небольшой вес.
Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления, специалисту в области техники на основе информации, изложенной в описании, и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления полезной модели, не выходящие за пределы сущности и объема данной полезной модели.
Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.
Несмотря на то, что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать более широкую полезная модель и что данная полезная модель не должна ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалистам в соответствующей области.