БЛОК БЕТОННЫЙ, УТЯЖЕЛИТЕЛЬ ТРУБОПРОВОДА И ФОРМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННЫХ БЛОКОВ

Предлагаемые технические решения относятся к области производства и использования блоков бетонных в различных областях строительства, в частности, при производстве земляных работ, выполнении работ по сооружению трубопроводов в траншеях или в обводненной местности.
Известен бетонный блок, выполненный в верхней части в виде прямоугольного параллелепипеда и имеющий в нижней части скошенную под острым углом к боковой поверхности по всей его длине грань, за счет чего центр тяжести у него расположен достаточно высоко, причем на обращенной к трубопроводу его боковой поверхности расположены упорные накладки (SU №1106950, 1984 г.).
Наиболее близким из известных бетонных блоков является бетонный блок двухблокового утяжелителя, содержащий выполненные заодно и располагаемые выше и ниже оси трубопровода части, обращенная к трубопроводу поверхность нижней части блока выполнена с равной и обратной кривизной относительно кривизны верхней части, при этом дуги криволинейных поверхностей обеих частей сопряжены в точке касания с контуром трубы (SU №1714274, 1992 г.).
Известна форма для изготовления блоков двухблокового бетонного утяжелителя, принятая в качестве прототипа и представляющая собой ограничивающие формовочную полость борта и днище по форме параллелограмма с установленными в ней сегментами с центральным углом 90° из трубы, радиусом, равным радиусу балластируемого трубопровода.
Сегменты развернуты и сварены с образованием S-образной перегородки между противоположными бортами (SU №1714274, 1992 г.).
Известны утяжелители трубопровода, выполненные из бетонных блоков, объединенных гибкими поясами, при этом блоки выполнены сужающимися к нижнему основанию, в результате чего центр их тяжести расположен достаточно высоко и создает момент сил, действующих на трубопровод (SU №1106950, 1984).
Наиболее близким из известных является утяжелитель железобетонный блочный УББ, содержащий пару снабженных монтажными петлями и симметрично расположенных относительно трубопровода балластных грузов, к каждому из которых ниже его центра тяжести закладными элементами шарнирно на лобовой поверхности грузов присоединены наложенные сверху на трубопровод гибкие перемычки, а каждый балластный груз на нижней плоской и направленной к трубопроводу взаимодействующей с ним ниже его горизонтальной осевой плоскости стенке снабжен упорной накладкой, отличающийся тем, что гибкие перемычки выполнены в виде мягких поясов, расположены Х-образно относительно продольной оси трубопровода, с расчетным углом между мягкими поясами, скреплены в своей средней части налагаемой на трубопровод накладкой с образованием единого комбинированного пояса, при этом на лобовых поверхностях грузов выполнены наклонные глухие пазы, в которых размещены не выступающие за лобовые поверхности грузов шарниры узлов крепления концов комбинированного пояса, причем для исключения повреждения последнего заходная часть глухих пазов выполнена конической (RU №2226635, 2004 г.).
Известные конструкции не исключают возможности повреждения изоляции трубопровода при монтаже, поскольку имеющиеся упорные накладки из технической ткани обладают достаточно абразивной поверхностью и не обеспечивают сохранности изоляции при контакте в процессе монтажа. Кроме того, возможные осевые подвижки трубопровода
приводят в процессе его эксплуатации к такому же результату - повреждению изоляции накладками в результате увеличенного за счет «закусывания» давления, и как результат этого - повышенных сил трения в месте контакта накладок с изоляцией.
Задачей настоящих технических решений является создание бетонного блока утяжелителя, имеющего высокую надежность и долговечность, исключающую потерю его функционального назначения, например, вследствие размыва грунта, при обеспечении в процессе укладки и долговременной его эксплуатации предотвращения повреждения изоляции трубопровода за счет возможного взаимодействия бетонного блока по всей его обращенной к изоляции трубопровода поверхности только через антифрикционный материал, надежно закрепленный (а не используемый в виде «прокладки») в теле бетонного блока, что исключает возможность его смещения относительно блока в процессе эксплуатации и значительно снижает трудоемкость и повышает темпы производства монтажных работ по укладке трубопровода за счет исключения операций по выверке проектного положения существующих «прокладок».
Достигается это тем, что:
- Блок бетонный для утяжелителя трубопровода содержит монолитное тело с закрепленными в нем строповочными петлями, и имеет расширяющуюся в направлении к его основанию форму, а на, по крайней мере, одной из боковых поверхностей которого, обращенной к трубопроводу и имеющей участки поверхности, параллельные продольной оси блока, закреплено в процессе формования монолитного тела за счет адгезии к нему защитное покрытие из материала с антифрикционными свойствами со стороны лицевой его поверхности, причем покрытие расположено по всей высоте боковой поверхности на упомянутых участках с образованием сплошного защитного покрытия или расположенных дискретно по длине блока его зон. При этом в качестве материала покрытия может быть
использован материал на основе полиолефинов, например, полиэтилен или нолипропилсн - однослойный или с основой из нетканого синтетического материала, скрепленной с ним, предпочтительно термически. Покрытие может быть выполнено из, по крайней мере, двух слоев, внутренний из которых обладает адгезией к бетону, а наружный - антифрикционными, гидроизоляционными или демпфирующими. Защитное покрытие может быть выполнено из битума или битумсодержащего материала - битумной мастики, предпочтительно с армирующим слоем, например из нетканого синтетического материала или технической ткани. Покрытие может быть нанесено в процессе формования блока из бетонной смеси путем размещения ею вдоль соответствующей стенки формы или ее разделителя. Покрытие может быть нанесено на боковую поверхность дискретно, например, в виде чередующихся полос или геометрических фигур - кругов, прямоугольников, треугольников и т.п. Поверхность, на которую нанесено защитное покрытие, может иметь вогнутую граненую или цилиндрическую форму с радиусом ее дуги, превышающим радиус трубы трубопровода. Поверхность, на которую нанесено защитное покрытие, может быть выполнена с образованным путем усечения плоскостью скосом в ее нижней части на высоте блока от его основания, меньшем расстояния от поверхности трубы до основания блока в плоскости выполнения упомянутого скоса.
- Форма для изготовления бетонных блоков для утяжелителя трубопровода содержит борта, поддон или днище и делящий формовочную полость формы на секции разделитель, продольная ось которого расположена с параллельным смещением относительно диагонали, связывающей пару противолежащих углов между бортами формы, при этом разделитель выполнен в виде плоской перегородки, связывающей противолежащие борта формы непосредственно или через формообразующие вкладыши, или выполнен в виде одинаковых по форме участков цилиндрической поверхности, хорда каждого из которых менее
длины диагонали формы, обращенных вогнутостью друг к другу и смещенных вдоль продольной оси разделителя до касания одними противоположно расположенными кромками противоположных бортов формы, а другими кромками - вогнутой поверхности противолежащего участки цилиндрической поверхности. В формовочной полости формы для изготовления бетонных блоков, по крайней мере, на внешней стороне разделителя съемно расположен листовой материал для образования защитною покрытия с антифрикционными свойствами.
- Утяжелитель трубопровода содержит пару блоков из числа описанных выше или пару блоков, изготовленных в одной из описанной выше форм, при этом блоки соединены между собой за их строповочные петли гибкими связями, уложенными на трубопровод и обращены к нему боковой поверхностью с нанесенным на нее защитным покрытием. При этом, большая часть вогнутой поверхности каждого блока расположена ниже продольной оси трубопровода, предпочтительно, без касания его поверхности.
На фиг.1 представлен общий вид утяжелителя трубопровода с различными (как варианты I и II) формами бетонных блоков, имеющих антифрикционное покрытие со стороны трубопровода;
На фиг.2 представлена форма с разделителем в виде двух участков цилиндрической поверхности (перемещение образующей по ломанной линии траектории):
На фиг.3 - то же, с разделителем в виде участков цилиндрической поверхности (дугообразные линии траектории радиусом R);
На фиг.4 представлена форма с плоским разделителем, в которой размещены два отформованных блока с заформованным в них с внешней стороны антифрикционным покрытием.
Известно, что полиолефины, материал из которых предлагается использовать в качестве антифрикционного (для рассматриваемого случая)
3
2
5
3
3
3
покрытия, представляют собой высокомолекулярные соединения, образующиеся при полимеризации или сополимеризации ненасыщенных углеводородов - олефинов (R, R'=H, СН, СН и т.п.). Из них наиболее широко известны полиэтилен (R=R'=H) и полипропилен (R=H, R'=СН). Полиолефины характеризуются высокой степенью кристалличности, обусловливающей достаточную механическую прочность, что также используется в предлагаемом покрытии, устойчивостью к действию агрессивных веществ (кроме сильных окислителей, например HNO). Полиолефины обладают низкой адгезией к металлическим и другим поверхностям. По масштабу промышленного производства и широте областей применения (пленки и волокна, электроизоляционные покрытия, литьевые изделия и др.) не имеют себе равных среди термопластичных материалов. Из производимых промышленностью полиолефинов наряду с полиэтиленом и полипропиленом большое значение имеют также их сополимеры - этилен-пропиленовые каучуки. Это обусловлено как их ценными техническими свойствами указанных, так и наличием для их производства дешевого и доступного нефтехимического сырья - этилена и пропилена. Промышленное значение имеют полиизобутилен (R=R'=СН), а также сополимеры изобутилена, например, бутилкаучук.
Блок бетонный для утяжелителя трубопровода содержит монолитное тело 1 с закрепленными в нем вверху и внизу строповочными петлями 2 и 3, и имеет расширяющуюся в направлении к его основанию форму (которая показана на фиг.1 - узлы I и II, а также форма, соответствующая конфигурации в плане блока в полуформах на фиг.2, 3 и 4). На одной из боковых поверхностен блока, обращенной к трубопроводу и имеющей участки поверхности, параллельные продольной оси блока, закреплено в процессе формования монолитного тела за счет адгезии к нему защитное покрытие 4 из материала с антифрикционными свойствами со стороны лицевой его поверхности. Покрытие 4 расположено по всей высоте боковой
поверхности с закреплением на упомянутых участках с образованием сплошного защитного покрытия или расположенных дискретно по длине блока его зон 5 (фиг.1). При этом в качестве материала покрытия может быть использован материал на основе полиолефинов, например, полиэтилен или полипропилен однослойный или с основой из нетканого синтетического материала, скрепленной с ним, предпочтительно термически. Покрытие 4 выполнено, например, из двух термически соединенных слоев, внутренний из которых (например, нетканый синтетический материал) обладает адгезией к бетону, а наружный - антифрикционными, гидроизоляционными или демпфирующими (при значительно толщине слоя или большом количестве слоев, набранных в «пакет»). Защитное покрытие 4 может быть выполнено из битума или битумсодержащего материала - битумной мастики, предпочтительно с армирующим слоем, например из нетканого синтетического материала или технической ткани. Такое покрытие также обладает антифрикционными свойствами в различных диапазонат температур, однако его использование может быть ограничено низкими температурами и для предотвращения разрушения такого используется упомянутый армирующий слой. Покрытие 4 может быть нанесено в процессе формования блока из бетонной смеси путем его размещения и временного закрепления известными средствами вдоль соответствующей стенки формы 6 или ее разделителя 7. Покрытие 4 может быть нанесено на боковую поверхность дискретно, например, в виде чередующихся полос (фиг.1) или геометрических фигур - кругов, прямоугольников, треугольников и т.п. Поверхность, на которую нанесено защитное покрытие, может иметь вогнутую граненую или цилиндрическую форму с радиусом ее дуги, превышающим радиус трубы трубопровода, что исключает защемление попавшего между покрытием и изоляцией трубы грунта и твердых его включений, способных нанести повреждения изоляции. Поверхность, на которую нанесено защитное покрытие, может быть выполнена с
образованным путем усечения плоскостью скосом в ее нижней части на высоте блока от его основания, меньшем расстояния от поверхности трубы до основания блока в плоскости выполнения упомянутого скоса. Примеры такого выполнения блока представлены на фиг.2-4. За счет этого предотвращается касание изоляции трубопровода выступающими в его сторону частями блока, не имеющими значительной массы и в связи с этим, существенно не влияющими на процесс балластировки, в связи с чем усечение их указанной плоскостью положительно влияет на технологический процесс укладки блоков.
Изготовление бетонных блоков производится в форме 6, которая содержит борта, поддон или днище и делящий формовочную полость формы 6 на секции разделитель 7, продольная ось которого расположена с параллельным смещением относительно диагонали, связывающей пару противолежащих углов между бортами формы 6. Разделитель 7 выполнен в виде плоской перегородки (фиг.4), связывающей противолежащие борта формы непосредственно или через формообразующие вкладыши 8 (фиг.4). Как вариант, разделитель 7 может быть выполнен в виде одинаковых по форме участков цилиндрической поверхности (фиг.2, 3), хорда, стягивающая дуги каждого из которых менее длины диагонали формы. Упомянутые участки цилиндрической поверхности обращены вогнутостью друг к другу и смещены вдоль продольной оси разделителя 7 до касания одними противоположно расположенными кромками противоположных бортов формы, а другими кромками - вогнутой поверхности противолежащего участка цилиндрической поверхности. В формовочной полости формы 6 для изготовления бетонных блоков, по крайней мере, на внешней стороне разделителя съемно расположен листовой материал для образования защитного покрытия 4 с антифрикционными свойствами.
Из отформованных блоков собирают утяжелитель трубопровода (фиг.1). Утяжелитель содержит пару блоков из числа описанных выше и/или,
изготовленных в одной из описанной выше форм. Блоки соединены между собой за их строповочные петли 2, 3 гибкими связями 9 и 10, которые уложены на трубопровод. Блоки при этом обращены к трубопроводу боковой поверхностью с нанесенным на нее защитным покрытием 4. При этом, большая часть вогнутой поверхности каждого блока расположена ниже продольной оси трубопровода, предпочтительно, без касания его поверхности (центр масс блока в этом случае размещен ниже горизонтальной плоскости, проходящей через продольную ось трубопровода).
Такое выполнение блока в описанной выше форме позволяет изготовить и использовать при строительстве или ремонте трубопровода утяжелитель, обеспечивающий надежную балластировку в течении длительного времени без повреждения изоляции трубопровода, а при необходимости ремонта трубопровода - извлечение блоков утяжелителя за счет незначительной величины их сцепления с грунтом засыпки траншеи в любое время года.