УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБЧАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РАСПОРНОЙ РАМКИ ПОЛИМЕРКОНТЕЙНЕРНОГО БАЛЛАСТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Техническое решение относится к области конструкции узлов соединения стержневых элементов распорных рамок полимерконтейнерного балластирующего устройства (ПКБУ), или ПКБУ-МКС (сдвоенных), являющихся каркасом, применяемым в качестве несущих сооружений для заполняемой сыпучим материалом, например грунтом, контейнерной части полимерконтейнерного балластирующего устройства.
Известен узел соединения трубчатых элементов распорной рамки балластирующего устройства подземного трубопровода, выполненной из металлопроката в виде плоского замкнутого многоугольного каркаса для емкости балластирующего устройства и содержащая соединенные замками в углах рамки несущие элементы - прогоны и распорные элементы, каждый из концов прогона или распорного элемента снабжен замком, который изогнут в плоскости рамки под углом к прогону или распорному элементу, снабжен узлом соединения с концом, соответственно, распорного элемента или прогона с возможностью фиксации указанного соединения, при этом узлы соединения прогона или распорного элемента располагаются по одну сторону от его продольной оси (RU №2289054 С1, 10.12.2006).
В известном решении из-за его конструктивных особенностей, в частности - того, что замок изогнут в плоскости рамки под углом к прогону или распорному элементу, технологически сложно и трудоемко обеспечить сборку трубчатых элементов распорной рамки непосредственно на объекте, также из-за сложности используемого для монтажа специального инструмента.
Из известных наиболее близким является узел соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства, образованный выполненными из труб поперечной стойкой со сплющенным концом и продольной балкой со сквозным внутрь нее пазом, расположенным по образующей трубы, в которую заведен сплющенный конец поперечной стойки, причем сплющенный конец имеет на участке между его торцом и внутренней поверхностью продольной балки вырезы, образованные по наиболее удаленным друг от друга боковым сторонам сплющенного конца для обеспечения возможности образующего замок отгиба, по крайней мере, одной стенки сплющенного конца до величины расстояния между крайними наружными поверхностями сплющенного конца в месте отгиба, превышающего соответствующую величину сквозного паза (RU №83579, 10.06.2009).
Известный узел соединения требует наличия при сборке дополнительного инвентарного инструмента, усложняющего работы и снижающего темпы производства работ.
Задачей предлагаемого решения является создание надежного, т.е. более жесткого при продольной подвижке трубопровода узла соединения трубчатых элементов распорной рамки, обеспечивающего за счет простоты конструкции высокую технологичность выполнения работ по соединению элементов рамки с использованием инвентарного инструмента.
Технический результат заключается в обеспечении жесткого соединения при простой сборке распорной рамки в полевых условиях без использования специального инвентарного инструмента за счет использования упругости металла соединения.
Достигается это тем, что узел соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства образован выполненными из труб поперечной стойкой со сплющенным концом и полой продольной балкой со сквозным внутрь нее пазом, расположенным по образующей трубы, в которую заведен сплющенный конец поперечной стойки, который на участке, располагаемом в полости продольной балки у ее продольной прорези, дополнительно имеет выступ на величину, превышающую расстояние между продольными параллельными поверхностями продольного паза, образованный пластической деформацией обеих его стенок с одной боковой стороны сплющенного конца в направлении, перпендикулярном плоскости сплющенного конца, что обеспечивает необходимую жесткость соединения, т.к. боковые поверхности сплющенного конца становятся изогнутыми (объемными) в двух направлениях, причем упомянутый выступ обладает в этом случае повышенными упругими свойствами в пределах его упругой деформации до величины расстояния между продольными параллельными поверхностями продольного паза. Сквозной паз может быть образован просечкой или вырубкой стенки трубы, имеет параллельные по его длине кромки, сопряженные между собой по дуге, причем выступ сплющенного конца стойки образован до размещения его в полости продольной балки. На одной из сторон сплющенный конец может иметь вырез. При этом вырез может быть выполнен по ломаной линии, например, имеющей обращенный вершиной к продольной оси поперечной стойки острый или тупой угол или часть периметра трапеции. А в месте образования выреза стенки сплющенного конца предварительно, до образования соединения, разведены, по крайней мере, с одной стороны на величину, превышающую соответствующую величину продольного паза.
Существенными признаками являются признаки, обеспечивающие достижение указанного технического результата, а именно:
выполнение узла соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства из труб - из поперечной стойки со сплющенным концом и полой продольной балки со сквозным внутрь нее пазом, расположенным по образующей трубы - позволяет образовать соединение простым введением части одного элемента в полость другого элемента, а необходимая для соответствия понятию «соединение» связь этих элементов образуется другими признаками - заведением сплющенного конца поперечной стойки, который на участке, располагаемом в полости продольной балки у ее продольной прорези, дополнительно имеет выступ на величину, превышающую расстояние между продольными параллельными поверхностями продольного паза (чем и обеспечивается фиксация соединения). В этом случае необходимо, чтобы выступ был бы образован пластической деформацией обеих стенок с одной боковой стороны сплющенного конца в направлении, перпендикулярном плоскости сплющенного конца так, чтобы при выполнении трубы из стали упомянутый выступ обладал бы упругими свойствами в пределах его упругой деформации до величины расстояния между продольными параллельными поверхностями продольного паза. Этим обеспечивается возможность сборки-разборки соединения указанных элементов без использования инвентарного инструмента.
На фиг. 1 представлен схематично продольный разрез узла соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства;
на фиг. 2 - поперечный разрез по фиг. 1.
Узел соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства образован выполненными из труб поперечной стойкой 1 со сплющенным концом 2 и продольной балкой 3 со сквозным внутрь нее пазом 4, расположенным по образующей трубы, в которую заведен сплющенный конец поперечной стойки 1. Сплющенный конец 2 имеет на участке между его торцом и внутренней поверхностью продольной балки 3 выполненный на части его длины, приближенной к основанию сплющенного конца 2, вырез 5, образованный на боковой стороне сплющенного конца 2.
При отгибе, по крайней мере, одной стенки 6 сплющенного конца образуется замок, размер поперечного сечения которого превышает аналогичный размер паза 4, в который был введен сплющенный конец 2. Отгиб производят до величины расстояния между крайними наружными поверхностями сплющенного конца 2 в месте отгиба, превышающего соответствующую величину сквозного паза 4. При этом сквозной паз 4 образован просечкой или вырубкой стенки трубы, имеет параллельные по его длине кромки, сопряженные между собой по дуге для уменьшения концентрации напряжений при возможной осевой подвижке трубопровода. Сплющенный конец 2 заведен в сквозной паз 4 с образованием зазора между свободным торцом сплющенного конца 2 и внутренней стенкой продольной балки. Зазор имеет место между боковыми кромками сплющенного конца 2 и обращенными к ним соответствующими кромками сквозного паза, что обеспечивает возможность качательного смещения соединенных трубчатых элементов при указанной выше продольной осевой подвижке. Вырез 5 может быть выполнен по дугообразной кривой (пример на фиг. 1) с центром, расположенным вне сплющенного конца. При этом вырез 5 может быть выполнен по ломаной линии, например, имеющей обращенный вершиной к продольной оси поперечной стойки острый или тупой угол или часть периметра трапеции, что обеспечит различную форму замка за счет изгиба стенок 6 в месте максимально ослабленного сечения. В месте образования выреза стенки сплющенного конца могут быть предварительно - до образования соединения, разведены (как показано на фиг. 2), с одной стороны с образованием выступа 7, на необходимую величину. При этом одна из стенок 8 сплющенного конца остается без выреза и предварительно, до образования соединения, деформируется приложением силового воздействия, что приводит к появлению не плоской выпуклости (как в прототипе), а образованию трехмерного выступа с деформацией стенки 8 в двух направлениях (вогнутость к продольной оси стойки и выпуклость к боковой поверхности балки). Этим обеспечивается надежность соединения и упрощение его сборки, т.к. обеспечивается заданная жесткость и удержание в полости трубы. Введение таких стенок в продольный паз для образования замкового соединения должно быть осуществлено с усилием, вызывающим упругую деформацию стенок выступа с последующим возвратом его в полости трубы к первоначальной форме. Реакции от усилия, создаваемого деформированными стенками, введенными в полость трубы, достаточно для удержания распорной рамки при ее монтаже.