ПОЛИМЕРКОНТЕЙНЕРНОЕ БАЛЛАСТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО УДЛИНЕННОЕ

Техническое решение относится к области конструкции полимерконтейнерного балластирующего устройства удлиненного (т.е. большей длины по сравнению с используемым ПКБУ), применяемого в качестве пригруза от возможного всплытия трубопроводов или других размещаемых в траншее протяженных сооружений, при заполнении сыпучим минеральным грунтом, например песком, размещаемой по обе стороны от трубопровода его контейнерной части. При этом обеспечивается стойкость к размыву стенок траншеи.
Известно полимерконтейнерное балластирующее устройство, включающее размещаемые по обе стороны от трубопровода емкости из полотнищ полимерной технической ткани, каждая из которых снабжена рамками жесткости, а также верхние и нижний силовые пояса, в проушинах которых размещены продольные прогоны рамок жесткости, нижний силовой пояс и емкости выполнены в виде единого налагаемого на трубопровод полотнища, снабженного проушинами для размещения в них продольных прогонов рамок жесткости, содержащее дополнительный верхний силовой пояс, соединенный с нижним силовым поясом в средней его части, каждая из рамок жесткости включает расположенный в средней ее части и скрепленный с продольными прогонами поперечный усиливающий элемент, при этом проушины выполнены с наружной стороны полотнища, дополнительный верхний силовой пояс выполнен короче верхних силовых поясов, соединяющих концы соответствующих продольных прогонов рамок жесткости, а длина каждой из силовых лент, расположенных по краям и в средней части нижнего силового пояса и соединенных с проушинами для установки нижних продольных прогонов рамок жесткости, меньше расстояния на соответствующем участке нижнего силового пояса между указанными проушинами (RU 157978 U1, 20.12.2015).
Наиболее близким из известных является полимерконтейнерное балластирующее устройство сдвоенное (ПКБУ-МКС), содержащее выполненные из труб распорные рамки, образованные боковыми и средней поперечными стойками, верхними и нижними продольными балками, в каждой из которых по ее образующей у концов и в средней части выполнены прорези для размещения в полости продольной балки сплющенных участков соответствующих поперечных стоек, а охватывающее продольные балки полотнище закреплено к верхним из продольных балок каждой распорной рамки и образует совместно с имеющими прорези для прохода поперечных стоек боковыми стенками две симметрично располагаемые емкости для заполнения сыпучим минеральным грунтом, верхние и нижние грузовые пояса которых соединены, соответственно, с верхними и с нижними продольными балками, а каждая боковая поперечная стойка выполнена из отрезка продольно сварной трубы, на каждом сплющенном концевом участке которой выполнен отгибаемый, с сохранением плоскостности по всей длине его отогнутой части, фиксатор, образованный сквозной, не пересекающей сварного шва, Г-образной открытой наружу прорезью сплющенного конца трубы боковой поперечной стойки, причем полотнище сшито по длине из двух частей и усилено накладками из материала полотнища, прошитыми в верхних периферийных зонах соединения сшитых его частей и в верхних периферийных зонах соединения с боковинами емкости, которые в местах выхода из них через прорези боковых поперечных стоек имеют перекрывающие прорези косынки (RU 189138 U1, 14.05.2019).
Известные конструкции при их надежности имеют значительную металлоемкость, затрудняющую проведение с ними монтажных работ на объекте.
Задача настоящего технического решения, являющегося дальнейшим совершенствованием ПКБУ-МКС, заключается в создании менее металлоемкого полимерконтейнерного балластирующего устройства при сохранении его надежности в удлиненной конструкции.
Технический результат заключается в снижении металлоемкости конструкции при сохранении ее надежности и простоты конструкции для обеспечения ее сборки и монтажа в полевых условиях.
2
Достигается это тем, что полимерконтейнерное балластирующее устройство удлиненное, содержит распорные рамки из стальных труб с пределом текучести 200-250 МПа, образованные боковыми стойками, соединенными с верхними и нижними продольными трубчатыми балками, а охватывающее продольные балки полотнище закреплено к верхним из продольных балок каждой распорной рамки и образует совместно с боковыми стенками две симметрично располагаемые емкости для заполнения сыпучим материалом, удерживаемые верхними и нижними грузовыми поясами, соединенными, соответственно, с верхними и с нижними продольными балками, при этом, при расстоянии между контактирующими с боковыми стенками боковыми стойками, превышающем 2,2 м, оно снабжено элементами усиления рамок для снижения максимальной величины прогиба каждой верхней продольной трубчатой балки при заполненной сыпучим материалом емкости составляющем 0,00218-0,00856 м при временном их сопротивлении 320-375 МН/м. При этом элементы усиления рамок могут быть выполнены в виде установленных между верхними и нижними продольными балками распорных стоек из той же стали, поперечное сечение которых не менее поперечного сечения боковых стоек, и/или элемент усиления рамок выполнен в виде, по крайней мере, одного пояса из технической ткани, симметрично расположенного поверху емкостей и охватывающего верхние продольные балки в их средних частях.
2
Существенность признаков формулы определяется их влиянием на технический результат, образующим причинно-следственную связь. Так, выполнение распорных рамок, образованных боковыми стойками, соединенными с верхними и нижними продольными трубчатыми балками из стальных труб с пределом текучести 200-250 Мпа, обеспечивает оптимальные условия их нагружения, учитывая указанный предел текучести стали, исключающий в этом интервале их деформацию и потерю устойчивости при незначительных перекосах, что в конечном итоге приводит к снижению массы рамок при той же нагрузке и при расстоянии между боковыми стойками, превышающем 2,2 м, для чего, в этом случае, устройство снабжено элементами усиления рамок для снижения максимальной величины прогиба каждой верхней продольной трубчатой балки при заполненной сыпучим материалом емкости, составляющем 0,00218-0,00856 м при временном их сопротивлении 320-375 МН/м. Допустимая максимальная величина прогиба определена для указанных параметров стали с учетом изменения типоразмера пригружаемого объекта в пределах до 1,66 м. Для такой конструкции устройства используется емкость, образованная полотнищем с боковыми стенками, связанными со стойками, что разгружает их от бокового давления материала и, тем самым, позволяет принять меньшее их сечение, снижая металлоемкость устройства. Для еще большего снижения металлоемкости составляющих рамки продольных балок введены упомянутые элементы усиления рамок, оказывающие активное либо реактивное воздействие на верхнюю продольную балку, что при ее длине, превышающей 2,2 м, позволило снизить металлоемкость за счет изменения ее сечения. Выбор параметров устройства и сделанные выводы подтверждены моделированием, результаты которого отражены в расчетных схемах. Под указанные диапазоны параметров могут быть подобраны выпускаемые промышленностью отечественные или импортные стали, а имеющий место интервал указанных параметров обусловлен тем, что параметры выпускаемых сталей так же, как правило, указываются в интервале значений в зависимости от допустимого диапазона содержания компонентов стали.
Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично представлен вид спереди удлиненного полимерконтейнерного балластирующего устройства; на фиг. 2 представлено то же, вид сверху.
Раскрытие полезной модели.
2
Полимерконтейнерное балластирующее устройство удлиненное содержит распорные рамки из стальных труб с пределом текучести 200-250 МПа, образованные боковыми стойками 1, соединенными с верхними 2 и нижними 3 продольными трубчатыми балками. Охватывающее продольные балки 2 и 3 полотнище 4 закреплено к верхним из продольных балок каждой распорной рамки и образует совместно с боковыми стенками две симметрично располагаемые емкости для заполнения сыпучим материалом. Удержание емкостей в проектном положении осуществляется верхними 5 и нижними 6 грузовыми поясами, соединенными, соответственно, с верхними 2 и с нижними 3 продольными балками. При расстоянии между боковыми стойками 1, превышающем 2,2 м, устройство снабжено элементами 7 усиления рамок для снижения максимальной величины прогиба каждой верхней продольной трубчатой балки при заполненной сыпучим материалом емкости, составляющего 0,00218-0,00856 м при временном их сопротивлении 320-375 МН/м. При этом элементы усиления рамок могут быть выполнены в виде установленных между верхними и нижними продольными балками распорных стоек из той же стали, поперечное сечение которых не менее поперечного сечения боковых стоек, и/или элемент усиления рамок выполнен в виде, по крайней мере, одного пояса из технической ткани, симметрично расположенного поверху емкостей и охватывающего верхние продольные балки в их средних частях. Для емкости может быть использована техническая ткань, например, ткань ТБГ-360, суровая техническая из полиэфирных нитей, полученная переплетением двух взаимно перпендикулярных систем нитей. Для частей рамок может быть использована, например, сталь по ГОСТ 3262-75 или ГОСТ 10704-91 или аналогичная по упомянутым свойствам.
При загрузке сыпучим материалом емкостей продольные балки испытывают значительную изгибающую нагрузку, а стойка - не менее значительное сжатие, которые при соблюдении использования указанных параметров их исходных материалов обеспечивают надежную работу всего устройства без потери устойчивости стоек и без превышения допустимых изгибов верхней балки (см. результаты в табл. 1). Снижение металлоемкости наблюдается от 8% у устройств длиной 2,2 м и до 10% у устройств, длина которых превышает 2,2 м.