устройство для возведения шпунтовой стенки

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ШПУНТОВОЙ СТЕНКИ, состоящее из П-образного понтона, механизма погружения шпунта, горизонтальных направляющих, обеспечивающих сохранение проектного профиля стенки, размещенных ниже уровня установки распределительного пояса стенки узлов фиксации понтона на месте производства работ, выполненных в виде опорно-фиксирующих свай, свободно пропущенных через клюзы понтонов, отличающееся тем, что механизм погружения шпунта выполнен в виде раздвижного силового цилиндра, снабженного элементами сцепления с шпунтом и размещенного на траверсе, установленной на П-образном понтоне с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль прорези понтона, причем один конец траверсы снабжен поворотной платформой, на которой установлена подъемная стрела, при этом понтон дополнительно снабжен рольгангом, размещенным вдоль прорези понтона со стороны подъемной стрелы, на палубе понтона между рольгангом и бортом смонтирован накопитель шпунтов, выполненный в виде цепных транспортеров, по меньшей мере двух, продольная ось которых перпендикулярна продольной оси рольганга, причем опорно-фиксирующие сваи снабжены механизмами самоподъема понтона, выполненными в виде раздвижных силовых цилиндров, установленных на понтоне с возможностью взаимодействия со сваями, при этом понтон дополнительно снабжен стреловым краном, установленным с возможностью продольного перемещения вдоль понтона.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что одна из горизонтальных направляющих жестко закреплена на стенке прорези понтона со стороны рольганга, а вторая - параллельно ей с возможностью изменения зазора между ними.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подъемная стрела снабжена захватами шпунтов, размещенными на ней с возможностью продольного перемещения вдоль стрелы.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что длина стрелового крана составляет не менее 0,3 - 0,4 ширины понтона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может применяться при возведении причальных сооружений типа заанкеренного больверка.

Известно устройство для возведения шпунтовой стенки, состоящее из П-образного понтона, якорно-швартового устройства, фиксирующих свай, направляющих [1]

Недостатком этого устройства является то, что оно не дает возможности осуществить монтаж распределительного пояса до перемещения устройства.

Известно также устройство для возведения шпунтовой стенки, состоящее из П-образного понтона, механизма погружения шпунта, горизонтальных направляющих, обеспечивающих сохранение проектного профиля стенки, размещенных ниже уровня установки распределительного пояса стенки, узлы фиксации понтона на месте производства работ выполнены в виде опорно-фиксирующих свай, свободно пропущенных через клюзы понтона [2]

Недостатком этого технического решения является высокая трудоемкость работ, определенная низким уровнем их механизации, при необходимости использования дополнительных механизмов и агрегатов, смонтированных на соответствующих плавсредствах, что также способствует повышению сроков строительства и трудоемкости работ из-за их усложнения при волнении на акватории.

Задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является снижение уровня трудоемкости работ по возведению шпунтовой стенки.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в повышении уровня механизации работ по возведению шпунтовой стенки при снижении их зависимости от погодных условий.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для возведения шпунтовой стенки, содержащем П-образный понтон с продольной прорезью, механизм погружения шпунта, горизонтальные направляющие, обеспечивающие сохранение проектного профиля стенки, размещенные ниже уровня установки распределительного пояса стенки, узлы фиксации понтона на месте производства работ, выполненные в виде опорно-фиксирующих свай, свободно пропущенных через клюзы понтона, механизм погружения шпунта выполнен в виде раздвижного силового цилиндра, снабженного элементами сцепления со шпунтом и размещенного вертикально на траверсе, установленной над прорезью понтона с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль нее, при этом один конец траверсы снабжен поворотной платформой, на которой установлена подъемная стрела, причем, вдоль прорези понтона, со стороны подъемной стрелы размещен рольганг, а между рольгангом и бортом понтона размещен накопитель шпунтовых свай, выполненный в виде цепных транспортеров, по меньшей мере двух, размещенных продольной осью перпендикулярно продольной оси рольганга, кроме того, опорно-фиксирующие сваи снабжены механизмами самоподъема понтона, выполненными в виде раздвижных силовых цилиндров, установленных на понтоне с возможностью взаимодействия со сваями, при этом понтон дополнительно снабжен стреловым краном, установленным с возможностью продольного перемещения вдоль понтона, его свободного борта.

Кроме того, в устройстве для возведения шпунтовых стенок одна из горизонтальных направляющих жестко закреплена на стенке прорези понтона, со стороны рольганга, а вторая горизонтальная направляющая размещена параллельно ей с возможностью изменения зазора между ними.

Кроме того, в устройстве для возведения шпунтовой стенки подъемная стрела снабжена захватами шпунтов, размещенными на ней с возможностью продольного перемещения.

Кроме того, длина стрелы стрелового крана составляет не менее 0,3-0,4 ширины понтона.

Сопоставительный анализ предложенного решения и аналогов показывает, что оно соответствует критерию "Новизна".

Признаки, приведенные в отличительной части формулы изобретения, решают следующие функциональные задачи.

Признак ". механизм погружения шпунта выполнен в виде раздвижного силового цилиндра, снабженного элементами сцепления со шпунтом." описывает тип используемого механизма погружения шпунта как задавливающий, что позволяет снизить динамические нагрузки на элементы устройства в процессе погружения шпунтов, снижение его массогабаритных характеристик, что обеспечивает, в свою очередь, наиболее благоприятные условия для работы подъемного стрелового крана (в процессе установки распределительного пояса) и подъемной стрелы (в процессе операции по заведению шпунта в механизм погружения).

Признаки, конкретизирующие место установки механизма погружения шпунта и подъемной стрелы, обеспечивают возможность погружения с одной установки понтона нескольких свай (число которых определяется длиной прорези понтона), поскольку обеспечивают возможность нахождения указанных механизмов у места погружения очередного шпунта, без перемещения всего понтона.

Накопитель шпунтов предложенной конструкции обеспечивает механизированную приемку шпунтов с баржи и механизированную подачу шпунтов на рольганг. Рольганг обеспечивает возможность вывода шпунтов к подъемной стреле в позицию, при которой конец шпунта размещается в оптимальном положении по отношению к началу стрелы.

Наличие механизма самоподъема понтона обеспечивает возможность выведения понтона из соприкосновения с водной поверхностью, что позволяет исключать влияние волн на работу механизмов и агрегатов, смонтированных на понтоне, кроме того, это обстоятельство способствует повышению надежности (стабильности) фиксации понтона на грунте (исключается возможность возникновения кренящих усилий при неравномерном погружении понтона в воду).

Наличие стрелового крана позволяет механизировать работы по приемке элементов распределительного пояса с транспортных средств, механизировать процесс установки распредпояса в проектном положении и другие подъемно-транспортные операции.

Предложенное конструктивное решение горизонтальных направляющих позволяет обеспечить фиксацию шпунтовой стенки в проектном положении до момента установки на последней распредпояса без помех для работы рольганга и накопителя шпунтов.

На фиг. 1 схематично показано устройство для возведения шпунтовой стенки, вид в плане; на фиг. 2 продольный разрез устройства; на фиг. 3 поперечный разрез устройства.

На чертежах показаны: П-образный понтон 1, горизонтальные направляющие 2, размещенные в продольной прорези понтона, рольганг 3, механизмы погружения 4, рельсы 5, подъемная стрела 6, накопитель 7, опорно-фиксирующие сваи 8, механизмы самоподъема понтона 9, стреловой кран 10, рамы жесткости 11, продольная прорезь 12 понтона, захваты 13 шпунта, траверса 14, шпунтовая стенка 15.

Металлический корпус П-образного понтона 1 разделен на водонепроницаемые отсеки продольными и поперечными переборками и имеет продольную прорезь. По длине прорези установлены горизонтальные направляющие 2. Одна из горизонтальных направляющих 2 жестко закреплена на стенке прорези понтона со стороны рольганга 3, ниже положения распределительного пояса стенки, а вторая направляющая размещена параллельно ей на противоположной стенке прорези понтона с возможностью изменения расстояния между ними, для чего она закреплена на концах выдвижных элементов, пропущенных через соответствующую стенку прорези понтона 1.

На понтоне 1 установлен механизм 4 погружения шпунта задавливающего типа, выполненный в виде силового цилиндра, снабженного элементами сцепления со шпунтом. Механизм 4 погружения шпунта размещен на траверсе 14, установленной на П-образном понтоне 1 над продольной прорезью понтона, с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль нее (для чего направляющие рельсы 15 установлены по обе стороны прорези П-образного понтона 1). Один конец траверсы 14 снабжен поворотной платформой, на которой установлена подъемная стрела 6 с механизмом подъема, обеспечивающим ее вывод в вертикальное положение. Захваты 13 шпунта установлены на подъемной стреле 6 с возможностью перемещения вдоль нее, при этом длина стрелы соответствует по меньшей мере 0,7-0,8 длины прорези 12 понтона, что обеспечивает устойчивое положение шпунта, поднимаемого в вертикальное положение.

Траверса 14 снабжена утяжелителем, выполненным, например, в виде бетонных блоков (или же может быть снабжена специальными фиксаторами, обеспечивающими ее сцепление с понтоном или его элементами во время подъемных операций и тем самым исключающими опрокидывание траверсы при подъеме шпунтов).

Со стороны подъемной стрелы 6 вдоль прорези размещен рольганг 3, выполненный в виде катков (оси вращения которых перпендикулярны продольной оси понтона), установленных по всей длине П-образного понтона 1 через каждые 2 м.

На палубе понтона между рольгангом 3 и бортом смонтирован накопитель шпунтов 7, выполненный в виде трех цепных транспортеров, продольные оси которых перпендикулярны продольной оси понтона.

На цепях транспортеров закреплены (на расстояниях друг от друга, не меньших ширины шпунта) упоры-толкатели, выполненные, например, по типу скребков скребковых конвейеров.

Центральные оси опорно-фиксирующих свай 8 и механизмов самоподъема 9 расположены по обоим краям П-образного понтона 1. Каждый механизм самоподъема выполнен в виде раздвижного силового цилиндра, закрепленного на понтоне у соответствующей опорно-фиксирующей сваи 8, при этом его выдвижной шток снабжен узлом фиксации со сваей.

Стреловой кран 10 расположен на противоположном борту П-образного понтона 1 относительно рольганга 3. Стреловой кран 10 грузоподъемностью не менее 3 т и с вылетом стрелы, соответствующим 0,3-0,4 от ширины понтона, может перемещаться вдоль П-образного понтона по рельсам 5.

Рама жесткости 11 установлена для повышения жесткости понтона, расположена в носовой части П-образного понтона 1 над прорезью.

Предложенное устройство работает следующим образом.

В рабочем положении понтон 1 располагают таким образом, чтобы продольная ось формируемой шпунтовой стенки 15 располагалась в продольной прорези 12 понтона 1. После позиционирования понтона 1 его фиксируют в этом положении опорно-фиксирующими сваями 8. Подача шпунтов (шпунтовых свай) на понтон 1 осуществляется с транспортных барж (не показаны), швартуемых к борту понтона, оборудованному накопителем 7 (перегрузку шпунтов с транспортного плавсредства осуществляют с использованием подъемной стрелы 6). Шпунты подают в накопитель 7 до полного его заполнения, после чего посредством механизмов самоподъема 9 понтона выводят его из зоны воздействия волнения (если волнение создает помехи для производства работ). Соответственно включая тpанспоpтеpы накопителя 7, подают шпунт на рольганг 3, по которому шпунт перемещают вдоль продольной оси понтона 1 до тех пор, пока его конец (который будет нижним при погружении шпунта) не окажется на некотором расстоянии (порядка 0,1-0,2 м) от начала подъемной стрелы 6. Далее фиксируют захваты 13 подъемной стрелы 6 на шпунте, после чего поднимают стрелу 6 в вертикальное положение, а затем (разворачивая на вертикальной оси платформу, на которой смонтирована подъемная стрела 6) добиваются того, чтобы нижний конец шпунта оказался над прорезью 12 понтона (над местом возведения шпунтовой стенки). Затем заводят шпунтовую сваю в замок последней погруженной шпунтовой сваи стенки и опускают ее таким образом, чтобы нижний конец шпунтовой сваи прошел через зазор между направляющими. После этого захваты 13 подъемной стрелы ослабляют и свая опускается под собственным весом. Далее фиксируют на шпунтовой свае элементы сцепления механизма погружения 4 и, включив последний в работу, погружают шпунтовую сваю в грунт на проектную глубину. Горизонтальные направляющие при этом фиксируют шпунты, ранее установленные в стенку 15, и обеспечивают погружение шпунта в потребном положении (исключающем разворот шпунта из продольной оси стенки). После установки нескольких шпунтов, когда длина возведенного участка шпунтовой стенки будет кратной длине звена распределительного пояса, осуществляют установку распределительного пояса (детали которого складируют у борта понтона 1, свободного от шпунтов), звенья которого подают стреловым краном 10 и фиксируют болтовыми соединениями. Далее все повторяется, пока не исчерпается вся длина прорези 12, после чего понтон 1 перемещают вдоль стенки 15, и весь вышеописанный цикл работы повторяется.