ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС "СФС" ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ БОЛЬВЕРКА

Техническое решение относится к устройствам для производства работ в гидротехническом строительстве и может быть использовано для возведения причальных сооружений.
Возводимое гидротехническое сооружение традиционно включает [5-7] свайные опоры с установленным на них ростверком.
Типичными аналогами комплексов для возведения гидротехнических сооружений являются устройства [2, 3], модифицирующее традиционные конструктивные выполнения [4-7].
Устройство [2] содержит рабочую площадку с оснасткой для производства бетонных работ и совокупность средств для возведения причального сооружения, включающего свайные опоры с установленным на них ростверком. При этом в устройстве [2] рабочая площадка выполнена на плавучем основании плавсредства (понтона) с последующей транспортировкой изделий (свай, колонн, плит ростверка) этим плавсредством к месту установки, которая осуществляется с помощью подъемно-транспортных механизмов на этом плавсредстве.
Недостатком устройства [2] являются сложность, трудоемкость и большие капитальные затраты, обусловленные применением плавсредств. Зависимость от погодных условий (волнового режима) не может, в ряде случаев, обеспечить планируемых сроков строительства, а применение ряда
плавсредств на мелководье весьма затруднительно. Недостатки установки [2] затрудняют достижение оптимального критерия производства «сложность - стоимость - эффективность», т.е. достижение максимально возможной эффективности (сокращение сроков работ, снижение трудоемкости и материалоемкости) при приемлемых сложности и стоимости.
Комплекс [1] для возведения причального сооружения, принятый за прототип, позволяет отказаться от использования сложных, дорогостоящих и неприменимых в условиях значительного волнения плавсредств для производства работ и транспортировки строительных элементов и монтировать гидротехническое сооружение с посекционно наращиваемым ростверком путем поочередной последовательной надвижки плит.
Комплекс [1] содержит рабочую площадку с оснасткой для производства бетонных работ и совокупность средств для возведения причального сооружения (ПС), включающего свайные опоры с установленным на них ростверком. Рабочая площадка комплекса [1] выполнена в виде размещенного на суше у береговой линии продольного горизонтального стапеля, оснащенного оборудованием для производства плит ростверка ПС. Совокупность средств для возведения ПС включает подъемные устройства, установку для монтажа свайных опор основания ПС, домкратные устройства для последовательного горизонтального перемещения плит по опорным направляющим ограничителям с возможностью посекционного наращивания ростверка ПС и модуль завершающих монтажных работ. Стапель выполнен в виде железобетонной плиты с металлической верхней плоскостью и снабжен гнездами для закрепления упоров домкратов. Оборудование стапеля выполнено с возможностью производства железобетонных плит с металлическим нижним основанием и отверстиями для установки на свайные опоры. Совокупность средств для возведения ПС размещена на стапеле с возможностью перемещения на установленные плиты ростверка ПС, последовательно
надвинутые по опорным направляющим ограничителям на свайные опоры основания ПС с помощью домкратных устройств.
Однако, в ряде случаев, технология [1] последовательно надвигаемых плит по опорным направляющим ограничителям на свайные опоры, устанавливаемые в предварительно пробуренные для них скважины, не может удовлетворить комплексным требованиям по сокращению сроков монтажа при снижении его трудоемкости ввиду относительной сложности, необходимости вспомогательных операций (бурение скважин под сваи, установка домкратов, производство плит специальной конструкции) и зависимости от погодных условий и волнового режима.
Упрощение процесса возведения гидротехнического сооружения при снижении трудоемкости и сокращении сроков строительства может быть достигнуто за счет использования специальной конструкции - выставляемого кондуктора (заявка №2004117439/22 от 11.06.2004, решение о выдаче патента 09.07.2004 г.), который обеспечивает посекционное наращивание пролетов ростверка. Повышение точности и надежности установки свайных опор эстакады или шпунтовых свай больверка (причальных сооружений в виде стенки [5]) может быть реализовано при использовании кондуктора специальной конструкции.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании технологического комплекса для возведения гидротехнического сооружения с применением выносного (выставляемого) кондуктора специальной конструкции для установки шпунтовых свай больверкового ряда причала и последующего последовательного монтажа пролетов причала.
Основной технический результат предлагаемого технологического комплекса - повышение точности и надежности установки шпунтовых свай больверка за счет применения телескопических фиксаторов, размещенных в двух уровнях кондуктора, а также за счет монтажа дополнительных труб уплотнения между шпунтовыми сваями. При этом использование телескопических фиксаторов позволяет применить кондуктор для
сооружения больверка из шпунтовых свай разных диаметров. Кроме того, за счет использования выставляемого кондуктора достигается сокращение сроков строительства и снижение трудоемкости погружения больверкового ряда свай причала.
Технический результат достигается следующим образом. Технологический комплекс для сооружения больверка содержит рабочую площадку, совокупность средств для монтажа больверкового ряда причала (БРП) из шпунтовых свай, причем рабочая площадка на грунтовом массиве причала оснащена оборудованием и сборными элементами для монтажа БРП, а совокупность средств для монтажа БРП включает подъемное устройство в виде подъемного крана и установку для монтажа шпунтовых свай БРП с посекционным наращиванием пролетов причала.
Основное отличие комплекса заключается в том, что установка для монтажа шпунтовых свай включает выставленную подъемным краном по горизонту на проектное положение по ширине пролета причала кондукторную раму со смонтированным на ней двухуровневым кондуктором, один конец которой установлен на грунтовом массиве причала, а второй выносной конец опирается на последнюю погруженную сваю выполненного БРП и закреплен на ней эксцентрично размещенным стопором. Кондуктор снабжен, по крайней мере, одним выполненным в виде стакана проемом для размещения на заданном расстоянии от последней погруженной сваи выполненного БРП очередной шпунтовой сваи на проектное положение посредством подъемного крана с последующей установкой этой сваи телескопическими фиксаторами в проеме кондуктора и погружением ее в грунт забивным снарядом на требуемую глубину. Причем телескопические фиксаторы установлены в каждом из двух уровней кондуктора, а между шпунтовыми сваями БРП дополнительно смонтированы трубы уплотнения.
Комплекс также отличается тем, что в каждом из двух уровней кондуктора установлены по три телескопических фиксатора под углом 120° друг к другу.
При этом каждый телескопический фиксатор включает закрепленный в основании на стенке проема кондуктора стакан с размещенной в нем консолью, которая выдвигается на заданное расстояние для регулировки положения свай различных диаметров посредством вращаемого рычагом винта, а консоль на прижимаемом к свае конце снабжена упругим элементом, выполненным, например, в виде пластины из фторопласта.
Кроме того, комплекс отличается тем, что на рабочей площадке размещены подъемный кран и сборные элементы БРП, включая шпунтовые сваи, выполненные в виде металлических труб большого диаметра, трубы уплотнения малого диаметра и плиты для перекрытия пролетов причала, а также другое оборудование, включая забивной снаряд для забивки шпунтовых свай.
Отличием комплекса также является то, что в качестве забивного снаряда для забивки шпунтовых свай БРП использован гидромолот, или вибропогружатель, или другое забивное устройство, перемещаемое от одной сваи к другой посредством подъемного крана.
Кондукторная рама оборудована настилом и ограждением и снабжена технологической площадкой для производства монтажных работ.
В конкретном случае выполнения комплекса подъемный кран и установка для монтажа шпунтовых свай БРП выполнены с возможностью последовательного посекционного наращивания пролетов причала посредством перемещения подъемного крана на установленные плиты очередного пролета для выставления кондукторной рамы с кондуктором на проектное положение последующего пролета причала.
На фиг.1 представлена общая схема конструкции комплекса для сооружения больверка, на фиг.2 показан вид сверху, на фиг.3 приведена общая конструктивная схема телескопического фиксатора.
Технологический комплекс «СФС» (специальное название фирмы «СПЕЦФУНДАМЕТСТРОЙ») включает (фиг.1, 2) рабочую площадку 1, шпунтовые сваи 2, пролеты (плиты) 3 причала, подъемный кран 4, кондукторную раму 5, кондуктор 6, нижний уровень 7 кондуктора, верхний уровень 8 кондуктора, последнюю погруженную сваю 9, стопор 10 кондуктора, проем 11 кондуктора, устанавливаемую шпунтовую сваю 12, телескопические фиксаторы 13 нижнего уровня кондуктора, телескопические фиксаторы 14 верхнего уровня кондуктора, забивной снаряд 15, трубы 16 уплотнения, настил 17 кондукторной рамы, ограждение 18, технологическую площадку 19 кондуктора. Телескопический фиксатор (фиг.3) включает стакан 20, консоль 21, винт 22, упругий элемент 23 и рычаг 24.
Работа комплекса «СФС» для сооружения больверка иллюстрируется следующим примером.
На рабочей площадке 1 размещены используемые при возведении БРП подъемный кран 4 и сборные элементы; шпунтовые сваи 2, выполненные в виде металлических труб большого диаметра, плиты 3, трубы 16 уплотнения, а также другое оборудование (на чертеже не показано), включая забивной снаряд 15 для забивки свай 2 на требуемую глубину. Подъемный кран 4 выставляет кондукторную раму 5 со смонтированным на ней двухуровневым кондуктором 6. Выставление кондукторной рамы 5 и кондуктора 6 осуществляется по горизонту на проектное положение по ширине пролета причала, при этом один конец кондукторной рамы 5 устанавливается на грунтовом массиве причала, а второй выносной конец рамы 5 опирается на последнюю погруженную сваю 9 выполненного БРП и закреплен на ней эксцентрично размещенным стопором 10.
В проем 11 двухуровнего кондуктора 6 краном 4 осуществляется подача шпунтовой сваи 12, которая устанавливается на проектное положение посредством телескопических фиксаторов 13 и 14, размещенных в проеме 11 на нижнем уровне 7 и верхнем уровне 8 кондуктора 6. Телескопические
фиксаторы 13 и 14, расположенные под углом 120° друг к другу в двух уровнях 7 и 8 кондуктора 6, надежно и точно фиксируют устанавливаемую шпунтовую сваю 12 по вертикали в проектном положении относительно ранее погруженной сваи 9. Работа фиксаторов 13 и 14 (фиг.3) заключается в выдвижении консоли 21 из стакана 20 посредством вращения рычагом 24 винта 22. Упругие элементы 23 на конце консолей 21 фиксаторов, прижимаясь к свае 12 под углом 120°, позволяют регулировать положение свай различных диаметров. В частном случае упругий элемент 23 может быть выполнен, например, в виде пластины из фторопласта.
На требуемую глубину свая 12 погружается забивным снарядом 15, в качестве которого может быть использован гидромолот, или вибропогружатель, или другое забивное устройство, перемещаемое от одной сваи к другой посредством крана 4. Все монтажные работы осуществляются с настила 17 технологической площадки 19, имеющей защитное ограждение 18.
Затем устанавливаются и закрепляются трубы 16 уплотнения, позволяющие выполнить сплошную стенку больверка.. После завершения монтажа очередной секции (пролета) причала кран 4 перемещается на установленные плиты 3 для переставления рамы 5 с кондуктором 6 на новое проектное положение, осуществляя тем самым последовательное посекционное наращивание пролетов причала.
Таким образом, за счет применения телескопических фиксаторов, размещенных в двух уровнях кондуктора и за счет монтажа дополнительных труб уплотнения между шпунтовыми сваями повышается точность и надежность установки больверка. При этом использование телескопических фиксаторов позволяет применять один кондуктор для сооружения больверков из шпунтовых свай разных диаметров. Посредством выносного кондуктора специальной конструкции для установки свай и последовательного монтажа пролетов причала достигается снижение трудоемкости работ при упрощении процесса погружения БРП, повышается
надежность монтажа БРП, реализуется возможность бесперебойной работы независимо от погодных условий и волнения на акватории. При этом, как показывает опыт работ ПСФ «Спецфундаментстрой» (г.Геленджик) по монтажу БРП в акватории Черного моря, срок монтажа каждого из пролетов причала сокращается в 3-4 раза за счет использования предложенной конструкции кондуктора, что позволяет судить о реализации технического результата по оптимизации критерия «сложность - стоимость - эффективность».
ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ
I. Прототип и аналоги:
1. RU 18405 U 1, 20.06.2001 (прототип).
2. RU 2098558 С 1, 10.12.1997 (аналог).
3. RU 2107128 С 1, 20.03.1998 (аналог).
4. RU 1629370 А 1, 10.04.1991 (аналог).
II. Дополнительные источники по уровню техники:
5. Причальные сооружения. - В кн. «Морской энциклопедический справочник: В 2-х томах. Том 2 / Под ред. Н.Н.Исанина. - Л.: Судостроение, 1987, 520 с. (с.134-136).
6. Никеров П.С., Яковлев П.И. Морские порты. - М: Транспорт, 1987, 416 с. (с.118-274).
7. Амбарян О.А., Горюнов Б.Ф., Белинская Л.Н. Устройство морских портов. - М.: Транспорт, 1987, 272 с. (с.122-199).