Оболочка большого диаметра

Полезная модель относится к области портового гидротехнического и гражданского строительства, а именно к заполненным грунтом оболочкам большого диаметра (ОБД), и может быть применена при строительстве морских и речных причальных и оградительных сооружений, в том числе возводимых при устройстве на акваториях ограждений котлованов и искусственных островов.
Известна оболочка большого диаметра, снабженная опорным кольцевым элементом, жестко закрепленным на поверхности оболочки, железобетонными плитами прямоугольной формы, размещенными по периметру в радиальном направлении, опорным кольцевым элементом, расположенным по центру поверхности железобетонных плит, металлическими жесткими подкосами, соединяющими опорные кольцевые элементы под углом 45° к поверхности грунта и горизонтальными элементами, соединяющими нижний опорный элемент с окрайкой днища ОБД (см. RU № 94030616, МПК Е04Н 7/06, Е02D 27/38, 1996 г.).
Данное техническое решение обладает следующими недостатками:
необходимость проведения дорогостоящих водолазных работ (установка железобетонных плит в проектное положение, подводная сварка, подготовка основания и т.д.);
большая вероятность появления локальных зон выпора грунта под подошвой железобетонных плит (локальная потеря устойчивости грунта);
отсутствие возможности заглубления конструкции в грунт основания.
Известна также оболочка большого диаметра, включающая цилиндрическую обечайку с опорным элементом, выполненным в виде кольца, жестко скрепленным с наружной поверхностью цилиндрической обечайки, выше ее нижней кромки, посредством ребер жесткости, перпендикулярные кромки которых жестко скреплены с поверхностью цилиндрической обечайки и стороной опорного элемента (см. RU № 2463408, МПК E02B 3/06, E02B3/24, E02B 17/00, 2011 г.).
Недостатком такой конструкции ОБД является необходимость увеличения расстояния между соседними оболочками, как минимум, на удвоенную ширину опорного элемента.
Основной задачей, на решение которой направлена предполагаемая полезная модель, является обеспечение возможности установки оболочек большого диаметра на грунтовом основании с минимальным расстоянием между соседними оболочками.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в повышении устойчивости сооружений из оболочек большого диаметра, за счет уменьшения расстояния установки соседних оболочек большого диаметра, и получение экономического эффекта, посредством рационального использования материала опорного элемента.
Поставленная задача решается тем, что оболочка большого диаметра, включающая цилиндрическую обечайку из тонкой стали, выполненную с возможностью размещения на грунтовом основании с минимальным расстоянием с соседней оболочкой большого диаметра, снабжена опорным элементом, выполненным в виде сектора кольца, размер которого определяется углом α между радиусами, ограничивающими сектор, жестко скрепленным с наружной поверхностью цилиндрической обечайки, выше ее нижней кромки, посредством ребер жесткости, перпендикулярные кромки которых жестко скреплены с поверхностью цилиндрической обечайки и стороной кольцеобразного опорного элемента, отличается тем, что на обращенных друг к другу сторонах соседних оболочек большого диаметра кольцеобразный опорный элемент срезан, так, что на линии, проходящей через вертикальные оси соседних оболочек большого диаметра, ширина кольцеобразного опорного элемента равна 0.
Кроме того, ребра жесткости могут располагаться по обе стороны от плоскости кольцеобразного опорного элемента.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».
При этом совокупность отличительных признаков формулы полезной модели позволяет повысить устойчивость сооружений из заполненных оболочек большого диаметра, за счет уменьшения расстояния установки соседних оболочек большого диаметра, и обеспечивает получение экономического эффекта, посредством рационального использования материала опорного элемента.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид ОБД в процессе строительства гидротехнического сооружения; на фиг. 2 изображен горизонтальный разрез оболочки большого диаметра.
На чертежах показаны цилиндрическая обечайка 1, кольцеобразный опорный элемент 2, ребра жесткости 3, вертикальная ось 4 ОБД, основание 5, уровень воды 6, грунт засыпки 7, угол α между радиусами, ограничивающими сектор кольцеобразного опорного элемента 2.
Оболочка большого диаметра включает цилиндрическую обечайку 1, (например, из листовой стали), и снабжена опорным элементом 2, жестко скрепленным с наружной поверхностью цилиндрической обечайки 1, расположенным выше нижней кромки цилиндрической обечайки 1. Опорный элемент 2 выполнен в виде сектора кольца, размер которого определяется углом α между радиусами, ограничивающими сектор, и соединен с цилиндрической обечайкой 1 посредством сварки. Для придания большей жесткости опорный элемент 2 укреплен ребрами жесткости 3, в качестве которых используют металлические косынки. Перпендикулярные кромки ребер жесткости 3 скреплены с поверхностью цилиндрической обечайки 1 и стороной кольцеобразного опорного элемента 2. При этом ребра жесткости 3 могут быть расположены по обе стороны от плоскости кольцеобразного опорного элемента 2. На обращенных друг к другу сторонах соседних оболочек большого диаметра кольцеобразный опорный элемент 2 срезан так, что на линии, проходящей через вертикальные оси 4 соседних оболочек большого диаметра, ширина кольцеобразного опорного элемента 2 равна 0.
Устройство работает следующим образом.
Заранее подготовленную к монтажу ОБД устанавливают в проектное положение нижним торцом в грунт основания 5. Верхний торец ОБД возвышается над уровнем воды 6 на проектную отметку. Полость ОБД заполняют грунтом засыпки 7. Кольцеобразный опорный элемент 2 при этом является упором, препятствующим последующему углублению нижнего торца ОБД в грунт основания 5.
К достоинствам предлагаемой полезной модели в сравнении с аналогами можно отнести:
возможность размещения ОБД на грунтовом основании, без подготовки искусственного основания в виде постели;
возможность размещения соседних ОБД на минимальном расстоянии друг другу;
уменьшение расхода материала, затрачиваемого на изготовление опорного элемента;
отсутствие необходимости проведения дорогостоящих водолазных работ для монтажа дополнительных опорных элементов;
возможность варьировать диаметр оболочки в зависимости от ширины опорного элемента и наоборот, из условий устойчивости конструкции.