РЕГУЛИРУЕМАЯ ОПОРА НАДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА В СЛОЖНЫХ ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЯХ

Полезная модель относится к области строительства трубопроводов и касается конструкций опор надземных трубопроводов, прокладываемых в районах вечномерзлых, пучинистых, просадочных грунтов и в сейсмических зонах.
Известна опора надземного трубопровода, состоящая из заглубленных в грунт свайных стоек с анкерными наконечниками и соединяющего стойки ригеля для размещения трубопровода (см. а.с. №1457529, F 16 L 3/00).
Недостатком известной опоры являются ее большие энерго и трудозатраты при монтаже свайных стоек за счет того, что для обеспечения ее устойчивости заглубление стоек в грунт следует производить на глубину ниже зоны его сезонного оттаивания. Кроме того, конструкция опоры не обеспечивает регулировку положения трубопровода относительно поверхности грунта, что также усложняет монтаж трубопровода.
Известна неподвижная опора для трубопровода (см. а.с. №339773, м.кл. F 16 L 3/18, опубл. 24.5.72 г.), включающая основание, шарнирно связанное с трубопроводом, неподвижную опору, выполненную с шарнирно-перекрестовым коромыслом, одни концы которых шарнирно закреплены соответственно на трубопроводе и основании, а другие концы могут перемещаться в ползунном соединении.
Недостатком данной опоры является большое заглубление основания опоры в грунт, невозможность регулирования положения трубопровода под различными углами к поверхности, менее устойчивое за счет того, что большая площадь опирания гасит опрокидывающий момент при размещении трубопровода под углом.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является наземная опора под трубопроводы в районах распространения вечномерзлых грунтов в сочетании с высокой сейсмичностью (см. справочник по строительству на вечномерзлых грунтах под ред. Ю.Я.Велли, В.И.Докучаева, Н.Ф. Федорова, Л., Стройиздат, Лениградское отделение, 1977 г., с.449, рис.15.38). Опора содержит стержневые элементы, установленные под углом и соединенные в верхней части опорным столиком, а в нижней части с фундаментом.
Недостатком известной опоры является малоэффективность за счет ненадежности ее использования на различных грунтах, подверженных неравномерному вспучиванию из-за недостаточной устойчивости и недолговечности в связи неодинаковой жесткостью конструкции в
продольном и поперечном направлениях, что является причиной перекосов и поломок в условиях вспучивания и просадки грунтов, затратами по их эксплуатации и замене, и помимо этого, данное устройство не обладает индустриальностью и требует значительных затрат при монтаже. Вместе,с тем, диапазон регулировки положения трубопровода ограничен.
Задачей полезно модели является повышение эффективности за счет повышения индустриальной надежности конструкции, обеспечения долговечности при работе на слабых, пучинистых, вечномерзлых грунтах и в сейсмических зонах, снижения затрат при монтаже и обслуживании, возможности регулирования высоты и установки трубопровода для местности с различным рельефом и уклоном (подъемом, спуском).
Задача достигается тем, что регулируемая опора надземного трубопровода в сложных грунтовых условиях, включающая стержневые элементы, установленные под углом и соединенные в верхней части, а в нижней части с фундаментом, у которой регулируемая опора надземного трубопровода выполнена в виде единого цельного блока, включающего фундаментную и надфундаментную часть, фундаментная часть выполнена в виде ребристой железобетонной фундаментной плиты ребрами вверх, установленной без заглубления на выровненное основание с установкой скользящего слоя, надфундаментная часть выполнена в виде конструкции козлового типа из четырех наклонных стержневых несущих металлических элементов с набором отверстий под болты для выбора и регулирования необходимой высоты и наклона трубопровода в соответствии с местными
условиями, наклонные стержневые несущие металлические элементы попарно соединенных между собой в верхней части с помощью болтов и образуют устройство для укладки трубопровода, а в нижней части стержневые несущие металлические элементы присоединены к ребристой железобетонной фундаментной плите через закладные детали железобетонной плиты посредством болтовых соединений. Стержневые несущие металлические элементы попарно в средней части соединены перекрестными связями с помощью отверстий в связях болтовыми соединениями.
Установка регулируемой опоры надземного трубопровода, совмещенной с фундаментом, осуществляется на выровненное основание со скользящим слоем из материалов с низким коэффициентом трения, не требует дополнительной подсыпки и уплотнения основания.
Выполнение фундаментной части в виде ребристой железобетоной фундаментной платформы имеет большую площадь опирания, оказывает малое давление на грунт, поэтому предложенная регулируемая опора надземного трубопровода для строительства в сложных грунтовых условиях может применяться на слабых просадочных, водонасыщенных, пучинистых и вечномерзлых грунтах. В сейсмических зонах воздействие горизонтальных сил на регулируемую опору значительно уменьшается благодаря тому, что фундаментная плита не заглублена в грунт, т.е. сейсмическая волна может как-бы просальзывать под фундаментной плитой, особенно в тех случаях, когда между плитой и основанием устанавливается скользящий слой из
материала с низким коэффициентом трения (сухой песок, синтетический материал).
Выполнение регулируемой опоры надземного трубопровода для строительства в сложных грунтовых условиях в виде совмещенной фундаментной части и надфундаментного регулируемого устройства позволяет создать конструкцию в виде цельного блока, обладающего возможностью обеспечивать требуемую высоту и наклон оси трубопровода для устройства опоры на поверхности со сложным рельефом, что обеспечивает простоту и надежность установки трубопровода без изломов и провисаний.
Кроме того, регулируемая опора надземного трубопровода обладает удобством в изготовлении и монтажа: отдельно привозится фундаментная железобетонная ребристая плита, выполненная по поточной технологии, отдельно стержневые металлические элементы с болтовыми соединениями. Устройство удобно в транспортирове, может транспортироваться на обычном транспорте, вплоть до вертолетов, по частям или цельными блоками.
Данная конструкция обладает повышенной надежностью в эксплуатации, снижает трудозатраты в эксплуатационный период при монтаже и эксплуатации.
Благодаря возможности поворота в горизонтальной плоскости и крепления трубопровода на болтах в вертикальной плоскости возникает возможность наилучшим образом сориентировать и зафиксировать положение трубопровода.
Изобретение представлено чертежами, где на фигуре 1 - общий вид регулируемой опоры надземного трубопровода, на фигуре 2 - вид сверху.
Регулируемая опора надземного трубопровода для строительства в сложных грунтовых условиях представляет собой единый цельный блок: фундаментную и надфундаментную часть.
Фундаментная часть выполнена в виде ребристой железобетонной фундаментной плиты 1 ребрами вверх, установленной без заглубления на выровненное основание 2 с установкой скользящего слоя и имеющей ребра по контуру с выступающими элементами закладных деталей в углах 3.
Надфундаментная часть выполнена в виде конструкции козлового типа из четырех наклонных стержневых несущих металлических элементов 4 с набором отверстий 5 под болты 6. Наклонные стержневые несущие металлические элементы 4 попарно соединенных между собой в верхней части через набор отверстий 5 с помощью болтов 6 и образуют устройство козлового типа для укладки трубопровода 10. На устройство козлового типа укладывается траверса 7, имеющая выступы с отверстиями под болт 8. На траверсу 7 на тефлоновую подкладку 9 укладывается трубопровод 10, который сверху закрывается металлической скорлупой 11 с выступами 12 под болт и соединяется болтовыми соединениями 13 с траверсой 7.
В нижней части наклонные стержневые несущие металлические элементы 4 присоединены к ребристой железобетонной фундаментной плите через ее закладные детали посредством болтовых соединений 14.
Отверстия 5 под болты 6 на стержневых несущих металлических элементах 4 служат для для выбора и регулирования необходимой высоты и наклона трубопровода 10 в соответствии с местными условиями.
Стержневые несущие металлические элементы 4 попарно в средней части соединены перекрестными связями 15 с помощью отверстий в связях 16 болтовыми соединениями 17.
Устройство монтируется следующим образом:
На выровненную поверхность с песчанно-гравиной подсыпкой, с установкой скользящего слоя 2 устанавливается ребристая железобетонная фундаментная плита 1 ребрами вверх. (см. фиг.1). Это фундаментная часть.
Установка ребристой железобетонной фундаментной плиты 1 ориентируется вначале в горизонтальной плоскости по оси трассы трубопровода 10, а затем подбирается высота и угол наклона оси с помощью выбора отверстий 5 в наклонных стержневых несущих металлических элементах 4 под болтовые соединения 6. Этому также способствует устройство подсыпки.
На ребристую железобетонную фундаментную плиту 1 ребрами вверх монтируются попарно стержневые несущие металлические элементы 4 с набором отверстий 5 болтами 6, которые входят в смежные отверстия 5 на стержневых несущих металлических элементах 4 и образуют конструкцию козлового типа для укладки трубопровода 10.
На устройство козлового типа укладывается траверса 7, имеющая выступы с отверстиями под болт 8. На траверсу 7 на тефлоновую подкладку
укладывается трубопровод 10, который сверху закрывается металлической скорлупой 11 с выступами 12 под болт и соединяется болтовыми соединениями 13 с траверсой 7.
Наклон оси трубопровода 10 осуществляется путем выбора соответствующего уровня для болтовых соединений 6 для каждой пары наклонных стержневых несущих металлических элементов 4. Этим осуществляется грубое ориентирование положения трубопровода 10, а уточнение положения трубопровода 10 осуществляется с помощью подборок тонких металлических подкладок (на рисунке не показаны), подкладываемых под траверсу 7.
Таким образом, осуществляется регулировка опоры в соответствии с положением трубопровода 10.
Стержневые несущие металлические элементы 4 попарно в средней части соединены перекрестными связями 15 с помощью отверстий в связях 16 болтовыми соединениями 17.
Сплошная ребристая фундаментная плита благодаря своей большой площади опирания оказывает малое давление на грунт, поэтому предложенная опора может применяться на слабых, просадочных, водонасыщенных, пучинистых и вечномерзлых грунтах. Возможно применение в сейсмических зонах, т.к. опора устанавливается без заглубления в грунт и сейсмическое смещение грунта будет в значительной мере проскальзывать под ребристой железобетонной фундаментной плитой 1.
Опора надземного трубопровода по сравнению с прототипом и аналогами является эффективной за счет повышения индустриальной надежности, обладает жесткостью, достаточной устойчивостью, долговечностью при работе в районах вечномерзлых, пучинистых, просадочных грунтах и с сейсмических зонах, не требует больших энерго и трудозатрат, не требует больших затрат при монтаже и обслуживании, увеличивает диапазон регулировки трубопровода в зависимости от различной местности, позволяет устанавливать опору на грунт в соответствии с уклоном местности.
Данная конструкция собирается в виде унифицированного единого целого блока при монтаже и только устанавливается на месте, при установки данных опор сокращено время на монтаж, уменьшаются трудозатраты. Установка опоры надземного трубопровода, совмещенной с фундаментом не требует дополнительной подсыпки и уплотнения основания.
Созданная регулируемая опора надземного трубопровода является эффективной конструкцией по сравнению с прототипом за счет того, что:
- может применяться на различного вида грунтах: вечномерзлых, пучинистых, просадочных и в сейсмических зонах;
- обладает сборностью: отдельно представляется фундаментная и надфундаментная части;
- меньшими трудозатратами по их эксплуатации и замене, и помимо этого, данное устройство обладает индустриальностью;
- удобством при транспортировке (на обычном транспорте вплоть до вертолетов),
- простотой и надежностью монтажа с простейшими подъемными механизмами, в любых погодных условиях с минимальными затратами, не требуется производство земляных работ практически применяется для любых грунтов,
- надежностью в эксплуатации, ремонте и демонтаже;
- возможностью регулировки положения трубопровода в различных условиях местности.