КОМПЛЕКТ КОЛЬЦЕВЫХ БЕТОННЫХ УТЯЖЕЛИТЕЛЕЙ

Предлагаемое техническое решение относится к области средств, используемых при строительстве или ремонте для балластировки расположенных в траншеях трубопроводов и обеспечивающих их проектное положение в процессе эксплуатации, в том числе и в обводненных грунтах на углах поворота трубопроводов.
Известен комплект из секционных бетонных утяжелителей, содержащий размещенные вдоль трубы ряды расположенных по ее периметру и соединенных между собой гибкими связями в виде арматурных стержней бетонных блоков (SU №1283485 A1, F16L 1/02, 1987 г.).
Принятый за прототип комплект бетонных утяжелителей не обеспечивает надлежащего функционирования при осевых эксплуатационных перемещениях (например, температурных), поскольку имеет достаточно большое сопротивление перемещению в грунте при установке его на криволинейных участках трубопровода. Вследствие этого, перемещение трубопровода в грунте осуществляется относительно бетонного утяжелителя, что неизбежно приводит к сбросу утяжелителей в местах поворота трубопровода, и как следствие - к всплытию его участков, а также к повреждению изоляции трубопровода, снижению срока его эксплуатации и к возможности создания аварийной ситуации на трубопроводе в месте повреждения.
Технической задачей является создание комплекта бетонных утяжелителей, обеспечивающего возможность эксплуатации трубопровода без повреждения его изоляции при осевых перемещениях трубопровода и без возможности сброса утяжелителей на криволинейных его участках.
Достигается это тем, что комплект кольцевых бетонных утяжелителей трубопровода содержит, по крайней мере два, кольцевых бетонных утяжелителя, каждый из которых выполнен из соединяемых между собой стяжными элементами секции по форме полуколец в их поперечном сечении, внешняя выпуклая поверхность каждой секции имеет в продольном сечении на участке от торцевой стороны секции утяжелителя, дугообразную кривую, а для размещения стяжных элементов выполнены открытые с внешней поверхности, по крайней мере одной секции, ниши, в которых размещены стяжные элементы, причем, по крайней мере один из утяжелителей выполнен длиной, менее другого утяжелителя из данного комплекта, предпочтительно, на половину длины последнего. При этом, обращенная к трубе внутренняя поверхность секций имеет диаметр, превышающий диаметр трубопровода, по крайней мере, на толщину располагаемого на трубопроводе средства для защиты его поверхности, выполненного, например, из полимерного материала. А величина зазора между секциями в месте их соединения стяжными элементами превышает величину зазора между трубой и внутренней поверхностью каждой секции. Кроме того, диаметр каждой из торцевых сторон не менее половины максимального диаметра секции утяжелителя по его внешней поверхности, а длина секции превышает максимальный диаметр секции утяжелителя.
Описанная форма утяжелителя с наличием на участке от торцевой стороны секции утяжелителя дугообразной кривой, обеспечивает наименьшее сопротивление смешению при подвижке трубопровода, что предотвращает повреждение изоляции, а наличие в комплекте утяжелителей меньшей в указанных пределах, длины позволяет гарантированно обеспечить целостность изоляции на криволинейных участках трубопровода, где радиус кривизны составляет около пяти диаметров трубопровода, на котором они размещены.
На фиг.1 представлен общий вид кольцевого бетонного утяжелителя длиной L в продольном разрезе по месту монтажа на трубе;
На фиг.2 - представлен общий вид кольцевого бетонного утяжелителя меньшей длины в продольном разрезе по месту монтажа на трубе.
На фиг.3 - поперечный разрез кольцевого бетонного утяжелителя в поперечном разрезе по месту монтажа на трубе
3
Комплект кольцевых бетонных утяжелителей содержит утяжелители длиной L и утяжелители (фиг.2) меньшей длины, предпочтительно, L/2. В зависимости от диаметра трубопровода и условий его прокладки, длина утяжелителей меньшей длины может быть выбрана от ¾ L до ¼ L. Каждый утяжелитель длиной L содержит две секции 1 и 2 по форме полуколец в их поперечном сечении, выполненные из бетона класса В12,5-22,5 с объемной плотностью не ниже 2300 кг/м. При этом масса такого утяжелителя будет составлять (в зависимости от диаметра трубы трубопровода, на который он устанавливается) - от 1,0 до 8,5 т. Секции 1 и 2 соединяют с зазором b между собой, регулируемыми по длине стяжными элементами 3, выполненными в виде болтов или шпилек с гайками или в виде проволочных скруток. Обращенная к трубе внутренняя поверхность секций 1 и 2 имеет форму цилиндрической поверхности 4, а внешняя выпуклая поверхность каждой секции имеет в продольном сечении дугообразную кривую 5, соединяющую торцевые стороны 6 и 7 утяжелителя. Для размещения стяжных элементов 3 выполнены открытые с внешней поверхности, по крайней мере одной, секции ниши 8 с соосными каналами, в которых стяжные элементы размещены, предпочтительно, заподлицо с внешней поверхностью секции (см. фиг.2). Обращенная к трубе внутренняя поверхность секций имеет диаметр, превышающий диаметр трубопровода, по крайней мере, на толщину располагаемого на трубопроводе средства для защиты его поверхности, выполненного, например, из полимерного материала. Это обусловлено обеспечением при таких параметрах максимально возможного эффекта использования балласта с минимально возможными сопротивлением различным типам грунтов при осевом смещении, например, вследствие изменения его длины под воздействием температуры. Величина зазора b между секциями 1 и 2 в месте их соединения стяжными элементами 3 превышает величину зазора е между трубой и внутренней поверхностью каждой секции. Этим обеспечивается гарантированное предотвращение смещения секций 1 и 2 в закрепленном их положении относительно трубы при ее осевом перемещении. Кроме того, диаметр каждой из торцевых сторон не менее половины максимального диаметра секции утяжелителя по его внешней поверхности, а длина секции превышает максимальный диаметр секции утяжелителя. Этим обеспечивается устойчивость бетонного утяжелителя при продольном осевом перемещении трубы с сохранением его основного назначения, как средства балластировки трубопровода. В целой схеме балластировки трубопровода утяжелители меньшей длины устанавливаются на трубопроводе в заданной последовательности в соответствии проектом в зависимости от длины и кривизны не прямолинейного участка трубопровода.
Такая конструкция комплекта кольцевых бетонных утяжелителей позволяет эффективно использовать их при прокладке и реконструкции трубопроводов в различных типах грунтов в траншеях криволинейного очертания, на обводненных пространствах, в том числе и в болотах.