СТЕРЖНЕВАЯ РАСПОРНАЯ РАМКА БАЛЛАСТНОГО УСТРОЙСТВА

Техническое решение относится к области строительства и может быть использовано при укладке и балластировке в траншеи подземных трубопроводов в обводненной и заболоченной местности.
Известны сборные распорные рамки жесткости для полимер контейнерных балластирующих устройств, у которых продольный и поперечный металлические стержни скрепляются с помощью соединительного элемента, выполненного в виде стержня с ограничителем, пропущенного через образованные в указанных продольном и поперечном стержнях соосные отверстия, а в качестве соединительного элемента используется болт с гайкой (RU 38034 U1, 2004 г.).
Известны конструкции, у которых соединение стержней осуществляется с помощью наружных сдвижных муфт и штырей (RU 38879 U1, 2004 г.).
Наиболее близкой из известных является распорная рамка, узел крепления которой состоит из втулки, приваренной к поперечному стержню и двух язычков на продольном элементе, отгибаемых по обе стороны от втулки при сборке рамки и таким образом обеспечивающих фиксацию стержней в узле крепления (RU 55075 U1, 2006 г.).
Все известные конструкции достаточно металлоемки, и в случае нарушения антикоррозионного покрытия, подвержены активной коррозии, поскольку находятся в агрессивной среде. Кроме того, сопротивление стержней изгибу таких конструкций по их длине из-за постоянной толщины сечения является величиной постоянной, что не находится в соответствии с воспринимаемыми ими эксплуатационными нагрузками, что заведомо приводит к повышенной металлоемкости, учитывая также и коэффициент запаса прочности стержней на возможную коррозию.
Технической задачей предлагаемого решения является исключение коррозии стержней рамки и снижение материалоемкости и массы рамки при снижении расхода материала на стержни за счет исключения его коррозии.
Достигается это тем, что стержневая распорная рамка балластного устройства выполнена в виде стержневой конструкции, образованной соединенными между собой поперечными и продольными стержнями одинакового или разного поперечного сечения, а, по меньшей мере, пара из указанных поперечных стержней и/или один из пары продольных стержней, образующих противоположные стороны рамки, выполнен из полимерного материала, предпочтительно композиционного, например армированного волокнами и/или ориентированными в нем продольно и/или навитыми по винтовой линии нитями. При этом, стержни могут быть выполнены полыми, а полость стержней может быть заполнена твердеющим материалом, предпочтительно на основе минерального вяжущего или полимерного связующего. При этом, в качестве наполнителя для твердеющего материала заполнения полости стержней использован сыпучий материал, предпочтительно песок мелкозернистый с размером частиц до 2 мм или среднезернистый с размером частиц от 2 мм до 2,8 мм или крупнозернистый песок с размером частиц 2,8-5 мм или смесь любых из них. Полость стержней может быть заполнена частично, предпочтительно в средней по длине их части, с образованием пробки, по обеим сторонам которой могут быть размещены заглушки.
На фиг.1 схематично представлена распорная рамка балластного устройства (соединительные приспособления стержней условно не показаны).
Стержневая распорная рамка балластного устройства выполнена в виде стержневой конструкции, образованной соединенными между собой поперечными 1 и продольными 2 стержнями одинакового или разного поперечного сечения. Стержни 1 и/или 2, по меньшей мере, пара из указанных стержней, образующих противоположные стороны рамки, выполнена из полимерного материала (например, стеклопластика), предпочтительно армированного волокнами и/или ориентированными в нем продольно и/или навитыми по винтовой линии нитями. Стержни могут быть выполнены полыми в виде труб. Для производства стеклопластиковых стержней в виде труб могут быть применены различные типы связующего и армирующего материала: эпоксидные (GRE), полиэфирные (GRP), винилэфирные и пр. Изготовлены стержни могут быть периодической или непрерывной намотка. Основными преимуществами стеклопластиковых труб являются высокие удельные показатели прочности и жесткости, химическая стойкость, сравнительно малый вес и долговечность. Полость стержней может быть заполнена полностью или частично, предпочтительно с его уплотнением, твердеющим материалом 3, например, на основе минерального вяжущего или полимерного связующего (например, эпоксидного (GRE), полиэфирного (GRP), винилэфирного и пр.), или любого другого, обеспечивающего консолидацию частиц наполнителя. При этом, в качестве наполнителя для твердеющего материала заполнения полости стержней использован сыпучий материал, предпочтительно песок мелкозернистый с размером частиц до 2 мм или среднезернистый с размером частиц от 2 мм до 2,8 мм или крупнозернистый песок с размером частиц 2,8-5 мм или смесь любых из них. Полость стержней может быть заполнена частично, предпочтительно в средней по длине их части, с образованием пробки, по обеим сторонам которой могут быть размещены заглушки 4 из материала, ограничивающего (удерживающего) описанное выше заполнение материалом 3.
Стержни 1 и/или 2 изготавливаются из композитного полимерного материала и соединяются любым известным способом (например, втулками, насадками и т.п.) с образованием замкнутого контура прямоугольной рамки. Стеклопластиковые трубы из термореактивного полимера, усиленные стекловолокном, а также фитинги, муфты из этого же материала и накладные (клеевые) соединения могут иметь жесткость SN=1250-10000 Па. Выбор композитного полимерного материала для стержней обеспечивает необходимую стойкость к коррозии в агрессивной водонасыщенной среде. Размещение полимерного материала в грунте предохраняет его от воздействия пагубного для него ультрафиолетового излучения (УФ). Эксплуатационные нагрузки на рамку создаются контейнером, заполненным сыпучим материалом, например, песком, и воспринимаются продольными стержнями 2, как изгибающие, а поперечными 1 - как сжимающие их по продольной оси. В первом случае заполнение, по крайней мере средней части верхнего полого стержня приводит к увеличению его сопротивления изгибающему моменту, что позволит уменьшить расчетное поперечное сечение стержня, снизив материалоемкость. Во втором случае заполнение, по крайней мере средней части поперечных стержней приведет к повышению их устойчивости под действием расчетных нагрузок, что позволит уменьшить сечение и снизить материалоемкость рамки.