Складное крепление траншеи с навесом для сварочных работ
FOLDING TRENCH ATTACHMENT WITH CANOPY FOR WELDING

Изобретение относится к области строительства или ремонта трубопроводов и предназначено для укрепления стенок траншей, вырытых в грунте, при проведении ремонта или монтажа магистральных, технологических и промысловых трубопроводов, когда отсутствует возможность рытья траншей с выполнением откоса или когда выполнение откоса значительно увеличивает стоимость работ, а неблагоприятные погодные условия мешают проведению монтажных и сварочных работ в полевых условиях.
При производстве ремонта технологических трубопроводов работы производятся в траншее. Средством укрепления края траншеи для безопасного производства работ в большинстве случаев является откос - снятие грунта под углом, соответствующим параметрам данного грунта, при котором соскальзывание края грунта под действием собственной массы становится невозможным. Откос, однако, не всегда является средством, обеспечивающим возможность ремонта и прокладки коммуникаций. В условиях нефтепромысла зачастую расположение объектов и трубопроводов не позволяет выполнять траншею с откосом, кроме того выполнение откосов как минимум удваивает количество поднимаемого грунта, а значит, увеличивает одну из основных составляющих себестоимости работ. В таких случаях целесообразно укреплять стенку траншеи при помощи дополнительных материалов - дерева, металла.  Обычно крепь состоит из щитов и распорок между ними. Крепь восстанавливает равновесие давлений грунта между краем траншеи и рабочим пространством, откуда грунт удалён - таким образом обвал грунта становится невозможен.
Недостатком крепи являются распорки - необходимо располагать распорками различной длины по ширине траншеи или изготавливать непосредственно на месте работ по размерам траншеи. Конструкцией крепи также не предусмотрены лестница для спуска и подъема, настил на дно траншеи и защита от осадков во время работ. Для создания благоприятных условий труда лестницу, настил и укрытие от осадков необходимо доставлять и устанавливать отдельно, что требует дополнительных трудовых и временных ресурсов.
Известно устройство ограждения для укрепления стенок траншеи при проведении земляных работ (патент RU № 2366781, опубл. 10.09.2009). Конструкция состоит из двух алюминиево-пластиковых стенок и каркаса, состоящего из двух распорок, изготовленных из алюминиевых труб, соединенных четырьмя продольными и одной диагональной штангами. Стенки крепятся к каркасу при помощи клиновых захватов и фиксируются стопорными штырями.
Недостатком данной конструкции является сложность и низкая оперативность монтажа, наличие продольных и диагональной штанг не позволяет производить демонтаж и монтаж катушки грузоподъемным краном. Из-за отсутствия защиты от атмосферных осадков невозможно производить работы в непогоду.
Известно устройство для защиты откосов траншеи от осыпания грунта (патент RU № 2637250, опубл. 01.12.2017), выполненное в виде модулей с ребрами жесткости и наличием вертикальных пазов трапециевидной формы позволяющих соединять модули друг с другом с помощью соединительных вставок, что позволяет оперативно сооружать защиту откосов.
Недостатком данной конструкции является наличие дна модулей, что не позволит устанавливать конструкцию в траншею с трубопроводом.
Известны навесы (укрытие, палатка) для сварочных работ, которые служат для защиты сварщика и сварного соединения от атмосферных осадков. В основном навесы имеют рамную конструкцию из металлических трубок или профилей и тента, устанавливаемого на каркас. Недостатками данных конструкций являются низкая скорость монтажа.
Наиболее близким является устройство для крепления стен траншей, содержащее ограждающие щиты, перекрещивающиеся распорки, шарнирно соединенные по центру, верхние концы распорок выполнены с шарнирным креплением, а нижние концы распорок выполнены с возможностью крепления и разъема при помощи штырей, проходящих через соответствующие отверстия (авт. св. SU № 1296688, опубл. 15.03.1987). Устройство содержит раму опалубки, снабженную комбинированными распорками с возможностью регулировки ее внутренних габаритов, при этом верхняя и последующая за ней нижняя распорки выполнены телескопическими и установлены между опорными стойками в их верхней части, причем закреплены на них одним концом жестко, а другим шарнирно. На опорных стойках выполнены отверстия, опорные стойки соединены перекрещивающимися распорками, шарнирно соединенными по центру, верхними концами шарнирно скреплены с опорными стойками, а нижними концами прикреплены при помощи штырей, проходящих через соответствующие отверстия в опорных стойках с возможностью их разъема вертикального перемещения вдоль стоек при необходимости регулировки внутренних габаритов рам по различным диаметрам прокладываемого трубопровода. Устройство снабжено откидными ограждающими щитами, механизмами распора откидных ограждающих щитов, выполненными в виде шарнирно связанных плоских распорных рычажных систем, включающих штанги, дополнительные тяги и тяги, расположенными снаружи опорных стоек и имеющими натяжные замки и фиксаторы. Опорные стойки выполнены в виде полых направляющих с прорезями, в которых установлены концы дополнительных тяг, при этом механизм распора ограждающих щитов выполнен в виде штанг, установленных в полости опорных стоек, шарнирно соединенных с концами дополнительных тяг и выполненных с рядом отверстий и зубьев в их верхней части для взаимодействия с фиксаторами.
Недостатками известного устройства являются
- во-первых, низкая эффективность использования устройства из-за сложности конструкции при изготовлении, а также высокой продолжительности сборки устройства для крепления траншеи и демонтажа, так как включает много конструктивных элементов (раму, комбинированные распорки, выполненные телескопическими, механизмы распора откидных ограждающих щитов, выполненные в виде шарнирно связанных плоских распорных рычажных систем, включающих штанги, дополнительные тяги и тяги, расположенные снаружи опорных стоек и имеющие натяжные замки, фиксаторы и т.д.), и отсутствия крепления ограждающих щитов каркасом, приводящего к возможному перекосу щита;
- во-вторых, узкая область применения из-за отсутствия навеса, обеспечивающего работу сварщика при любых погодных условиях, и жестко установленной лестницы;
- в-третьих, дополнительные расходы, связанные с привлечением специализированной техники для перевозки устройства;
- в-четвертых, высокая металлоемкость;
- в-пятых, неблагоприятные условия труда и безопасности работников из-за отсутствия настила.
Техническими задачами изобретения являются повышение эффективности работы, повышение надежности и прочности конструкции ограждающих щитов, снижение металлоемкости, трудоемкости и продолжительности сборки и разборки устройства для крепления стен траншей для сварочных работ, расширение технологических возможностей устройства, обеспечивающих выполнение сварочных и монтажных работ при любых погодных условиях, экономия материальных расходов и повышение безопасности и культуры труда работников.
Технические задачи решаются складным креплением траншеи с навесом для сварочных работ, содержащим ограждающие щиты, перекрещивающиеся распорки, шарнирно соединенные по центру, верхние концы распорок выполнены с шарнирным креплением, а нижние концы распорок выполнены с возможностью крепления и разъема при помощи штырей, проходящих через соответствующие отверстия.
Новым является то, что поверхность ограждающих щитов по контуру жестко соединена с металлическими уголками, образующими каркас, на металлических уголках боковой поверхности ограждающих щитов по всей длине выполнены отверстия, обеспечивающие переустановку распорок в зависимости от конфигурации траншеи, металлические уголки нижней торцевой поверхности ограждающих щитов соединены шарнирно с настилами, обеспечивающими изоляцию работников от грунта и влаги дна траншеи, с внутренней стороны ограждающего щита жестко установлена металлическая лестница, на металлическом уголке верхнего торца одного ограждающего щита жестко установлен барабан с тканевым навесом, на металлическом уголке верхнего торца второго ограждающего щита жестко установлена перекладина, обеспечивающая натяжение и крепление тканевого навеса, на верхней части щитов расположены монтажные петли.
Также новым является то, что  стенки ограждающих щитов выполнены из стального листового материала или досок.
.
На фиг. 1 изображен общий вид складного крепления траншеи с навесом для сварочных работ
На фиг. 2 изображен вид сверху складного крепления траншеи с навесом для сварочных работ.
На фиг. 3 изображено складное крепление траншеи с навесом для сварочных работ в сложенном виде.
Складное крепление траншеи с навесом для сварочных работ содержит ограждающие щиты 1, перекрещивающиеся распорки 2, шарнирно соединенные по центру, верхние концы распорок выполнены с шарнирным креплением, нижние концы распорок выполнены с возможностью крепления и разъема при помощи штырей 3, проходящих через соответствующие отверстия 4. Распорки выполнены из профильной трубы 40х20х3 мм или 40х25х3 мм. Поверхность ограждающих щитов по контуру жестко закреплена с металлическими уголками 5 шириной полки от 45 до 70 мм, образующими каркас ограждающих щитов. Каркас ограждающих щитов исключает возможность перегиба или перекоса поверхности щита, обеспечивает плотное прижатие ограждающих щитов к откосу траншеи. На металлических уголках боковой поверхности ограждающих щитов по всей длине выполнены отверстия 4, диаметром от 20 до 40 мм с расстоянием между отверстиями от 300 до 500 мм, обеспечивающие переустановку распорок 2 в зависимости от конфигурации траншеи. Металлические уголки нижней торцевой поверхности ограждающих щитов соединены шарнирно с настилами 6, обеспечивающими изоляцию работников от грунта и влаги дна траншеи. Настил выполнен из угловой стали шириной полки от 35 до 63 мм, выполняющей роль каркаса настила и досок, закрепленных к каркасу настила болтовым соединением. С внутренней стороны ограждающего щита жестко установлена лестница 7, сваренная из круглой стали диаметром от 16 до 20 мм. Крепление лестницы к каркасу щита в верхней части выполнено сваркой, в середине щита выполнено резьбовым соединением. На металлическом уголке верхнего торца одного ограждающего щита жестко установлен барабан с тканевым навесом 8. Корпус барабана установлен на роликовых подшипниках к валу барабана, вал барабана жестко закреплен к каркасу щита при помощи сварки или болтового соединения. Ширина навеса обеспечивает перекрытие рабочей зоны сварщика. На металлическом уголке верхнего торца второго ограждающего щита жестко установлена перекладина 9 из круглой стали диаметром от 16 до 20 мм, обеспечивающая натяжение тканевого навеса. Для натяжения полотно навеса пропускают через пространство между перекладиной и щитом и крепят к щиту. Для крепления выполнен сгиб полотна навеса в начале полотна, выполненный швом полиэстеровыми нитями, в полость сгиба установлена петля из круглой стали диаметром 3-5 мм. Крепление навеса к щиту осуществляют фиксацией петли к крючкам на щите, причем крючки установлены по высоте щита в три горизонтальных ряда для подбора оптимального натяжения в зависимости от размера траншеи. Крючки крепят к щиту резьбовым соединением. На верхней части щитов расположены монтажные стальные петли 10, диаметром стержня от 16 до 20 мм и жестко закреплены к уголку каркаса при помощи сварки.
Также новым является то, что стенки ограждающих щитов выполнены из листовой стали толщиной 2-3 мм или досок толщиной 30-40 мм. Крепление листовой стали к металлическим уголкам каркаса щита осуществляют при помощи сварки, доски крепят болтовым соединением.
Складное крепление траншеи с навесом для сварочных работ повышает эффективность проведения сварочных работ в полевых условиях за счет повышения качества крепления траншеи и устойчивости ограждающих щитов, упрощения сборки устройства при снижении металлоемкости, трудоемкости и продолжительности сборки и разборки устройства для крепления стен траншей для сварочных работ, при упрощении изготовления устройства, а также расширяет технологические возможности устройства, обеспечивающие выполнение сварочных и монтажных работ при любых погодных условиях за счет навеса, обеспечивающие безопасный спуск в траншею и подъем по жестко установленной лестнице, повышающие благоприятные условия труда и безопасность работников за счет установки настила,  экономит материальные расходы и повышает безопасность и культуру труда работников.
Устройство работает следующим образом.
Складное крепление траншеи с навесом для сварочных работ изготавливают в цеховых условиях. Отрезают заготовки для каркасов ограждающих щитов и настилов из угловой стали и сваривают два каркаса. На четырех уголках просверливают отверстия для шарниров и штырей. К каркасу щита приваривают листовую сталь или крепят доски болтовым соединением. На каркас жестко устанавливают лестницу, приваривают монтажные стальные петли. На один из щитов устанавливают барабан с навесом, на другой приваривают перекладину и устанавливают крючки для натяжения полотна навеса. К каркасу настилов жестко крепят доски, далее настилы с помощью шарниров соединяют с корпусом ограждающих щитов. К торцам ограждающих щитов в верхней части с помощью шарниров крепят распорки. Ограждающие щиты при помощи кран-балки и траверсы подвешивают на монтажных петлях, в таком положении устанавливают шарнир на распорки в месте перекрещивания. В таком положении производят погрузку устройства в кузов автомобиля.
Выгружают устройство с помощью четырехветвьевого стропа и крана-манипулятора сварочного агрегата и опускают в траншею, выставляют требуемое расстояние между настилами, раздвигают ограждающие щиты по размеру траншеи и производят фиксацию распорок к ограждающим щитам штырями. При необходимости защиты от осадков натягивают и закрепляют полотно навеса. Разборку устройства осуществляют в обратной последовательности.
Предлагаемое складное крепление стен траншей для сварочных работ повышает эффективность использования устройства из-за простоты конструкции при изготовлении, снижения продолжительности сборки и разборки устройства для крепления траншеи и демонтажа, повышения надежности и прочности конструкции ограждающих щитов, расширяет технологические возможности применения за счет установки навеса, лестницы и настила, снижает расходы, связанные с привлечением специализированной техники для перевозки устройства, снижает металлоемкость.