ЗАМОК ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ СВАЙ В ШПУНТОВЫХ СТЕНКАХ

Замок для соединения свай в шпунтовых стенках
Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при строительстве причалов в морских и речных портах, а также при возведении подпорных стенок различного назначения при выполнении берегоукрепительных работ.
Известна шпунтовая стенка из свай с закрепленными на них элементами шпунтового замка, образованного уголками (см., например, книгу Речные портовые гидротехнические сооружения, автор В.Б. Гуревич, изд. Транспорт, М.,1969г., стр. 69, рис. 57,6).
Иедостаток известной конструкции шпунтового замка состоит в больших металлоемкости, трудозатратах и расходе электроэнергии. Указанный недостаток объясняется тем, что заказанный выше замок, разработанный Гипроречтранс (г. Москва), состоит из 4-х уголков, которые попарно надо по всей высоте замка проварить. Во время сварки уголков для замка по паре на каждую сторону сваи имеет место их деформация, необходима их правка до крепления с закладной арматурой сваи. Правка сваренных по паре толстостенных уголков становится операцией очень затруднительной и трудоемкой, т.е. конструкция замка получается и нетехнологичной. Это приводит к заклиниванию в замке при возведении шпунтовой стенки, приходится сваркой вырезать участки уголков, а затем снова их сваривать.
МПК Е02В 3/06
Кроме того, так как для замка используются редко применяемые уголки с размерами полок 160 мм х 100 мм х 140 мм х 90 мм, то они поставляются по спецзаказу, обусловленного рядом технических и временных условий, и дороже.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому техническому решению является шпунтовая стенка по патенту №2081238, ют. Е02В 3/06, 1997г., состояш;ая из свай с закрепленными на них охватываюш;ими и охватываемыми элементами с выступами, образующими шпунтовой замок. Охватывающий элемент образован двумя неравнополочными уголковыми профилями, короткие полки которых обращены навстречу друг к другу с образованием между ними зазора и которые являются одной парой шпунтовых выступов замка. Вторую пару шпунтовых выступов замка образуют плечи Т-образного охватываемого элемента, устанавливаемого в коробчатой полости, образованной зтловыми профилями с возможностью взаимодействия с короткими полками уголковых профилей при последовательной забивке свай.
Недостаток данного замка состоит в ограниченности его использования, в основном в шпунтовых стенках из трубчатых металлических свай.
Например, при применении данного замка в тавровых или кольцевых железобетонных шпунтах потребуются дополнительные конструктивные элементы для крепления и механического усиления охватывающего элемента из уголковых профилей и Т-образных охватываемых элементов. И получаем
ранее отмеченные в аналоге недостатки: большие металлоемкость, трудозатраты и затраты электроэнергии на сварку. Также будет присутствовать нетехнологичность изготовления замка, так как уголковые профили, образующие охватываюш;ий элемент, не представляют единую конструкцию, требуют много установочных и сварочных работ, а при сварке будет иметь место значительная деформация их. Править же приваренные к свае уголковые профили очень тяжело и поэтому возникают трудности при возведении шпунтовой стенки из-за заклинивания в замках. Также необходимо отметить, что промышленность выпускает сталь прокатную уголковую неравнополочную с отношением длинной полки к короткой равным 1,5-7-1,6; с большим отношением это будет уже уголковый профиль, приобретенный по спецзаказу. И несмотря на приварку пластин жесткости конструкция замка получается слабой из-за значительного размера длинной полки профиля.
Технической задачей изобретения является создание простой и надежной конструкции шпунтового замка с большим диапазоном использования, технологичного при изготовлении, с меньшими затратами металла, труда и энергии, и ориентированной в максимальной степени на использовании при изготовлении такого профиля прокатной стали, чтобы замок был практически готов без проведения значительных сварочных работ, а шпунтовая стенка с ним выглядела опрятной и была бы надежной в работе, т.е. соответствовала основному девизу строителей - польза, прочность, красота. Технический результат, ожидаемый от использования иредложенного технического решения - снижение себестоимости изготовления замка для соединения свай в шпунтовых стенках за счет снижения металлоемкости их, затрат труда и электроэнергии при изготовлении и повышение технологичности изготовления шпунтовых свай и возведения из них шпзштовых стенок. Указанный технический результат достигается тем, что в известном замке для соединения свай в шпунтовых стенках, образованном закрепленными на сваях охватываюп ;ими и охватываемыми элементами с выступами охватываюп1;ий элемент выполнен из профиля швеллерного типа с обрашенными наружу полками, охватываемый элемент также выполнен из профиля швеллерного типа с обрашенными к свае полками, а выступы жестко укреплены на внутренних поверхностях полок швеллера охватываюш;его элемента и на наружных боковых поверхностях швеллера охватываемого элемента, причем суммарный размер швеллера охватываемого элемента и его выступов выбран менее размера между внутренними поверхностями полок швеллера охватываюшего элемента и более размера между кромками обраш;енных друг к другу выступов охватываемого элемента. Выступы могут быть выполнены из прутков круглого и квадратного сечений, уголков и других известных профилей. Они могут быть выполнены непрерывными по всей высоте замка, отрезками и укрепленными с одним и тем же шагом как на внутренних поверхностях полок, так и на наружных
боковых поверхностях швеллера охватываемого элемента, отрезками на внутренних поверхностях полок и непрерывными на наружных боковых поверхностях швеллера охватываемого элемента и наоборот.
Выполнение охватываюш;его и охватываемого элементов шпунтового замка из швеллеров позволяет добиться высокой технологичности изготовления его. Теперь в изготовлении шпзштового замка присутствует минимум сварки, даже если прутки выбраны непрерывными по высоте замка нет необходимости их проваривать по всей высоте, привариваются они участками, основу же замка составляют два профиля прокатной стали швеллеры, это промышленно изготовляемые и конструктивно цельные изделия, поставляемые по ГОСТу и каждый из них составляюш,ий половину замка. Это позволяет снизить металлоемкость замка и сваи в целом при одновременном сохранении и даже увеличении несущей способности ее, так как используемые в замке профили швеллерного типа в наибольшей степени отвечают требованию придания деталям рациональных сечений и форм (см., например, книгу Основы конструирования, автор Орлов П.И., Москва, Машиностроение, 1977 г., стр. 101). Значительное уменьшение деформаций основных элементов замка позволяет повысить точность выдержки конструктивных размеров при изготовлении сваи и тем самым обеспечить при возведении стенки вхождение охватываемых элементов замка в охватываюш;ие без заклиниваний, что упрошает технологию и ведет к сокращению сроков строительства объектов. Предложенный замок может
свай, используемых при возведении берегоукрепительных сооружений (металлических, железобетонных различного сечения и др.).
На фиг. 1 изображен общий вид причального сооружения с шпунтовой стенкой, поперечное сечение; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вид В на фиг. 2, конструкция шпунтового замка.
Замок для соединения свай 1 состоит из закрепленных на них охватываюших элементов в виде швеллеров 2 с обращенными наружу полками 3 и охватываемых элементов в виде швеллеров 4 с обращенными к свае 1 полками 5. На внутренних поверхностях полок 3 швеллеров 2 укреплены выступы 6, а на наружных боковых поверхностях швеллеров 4 укреплены выступы 7. Швеллер 2 с полками 3 и выстзшами 6 и швеллер4 с полками 5 и выступами 7 образуют шпунтовый замок. Конструктивные размеры замка должны предусматривать, что суммарный размер швеллера 4 и его выступов 7 должен быть менее размера между внутренними поверхностями полок 3 швеллера 2 и более размера между кромками выступов 6. Выступы 6 и 7 целесообразно укреплять по краю полок 3 и швеллера 4, что упрощает их ориентацию при сварке.
Швеллеры 2 и 4 на специальном стенде скрепляют с закладной арматзфой сваи 1, затем весь металлический остов сваи заливают бетоном и просушивают. Возведение шпунтовой стенки осуществляют путем последовательной забивки свай 1 с помощью сваебойного оборудования. Шпунтовый замок обеспечивает соединение свай между собой. Замок и свая
выполнены относительно друг дополнительных работ по приданию друга заподлицо, что не требует стенке товарного вида.