способ восстановления несущей способности опорного башмака стойки линии электропередач и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ восстановления несущей способности опорного башмака стойки линии электропередач путем перераспределения нагрузок на элементы башмака, отличающийся тем, что между сферическим подпятником башмака и хомутом, связанным со стойкой, с зазором от усиливаемого элемента устанавливают разрезанную вдоль оси оболочку вращения, один конец которой неподвижно присоединяют к подпятнику, а второй - к хомуту башмака, после чего соединяют между собой части оболочки по образующей, а ее внутреннюю полость заполняют отвердевающим составом.

2. Устройство для восстановления несущей способности опорного башмака стойки линии электропередач, содержащее сферический подпятник, хомут с грузовой опорной площадкой для присоединения стойки и установленный между ними несущий силовой элемент, отличающееся тем, что несущий силовой элемент выполнен в виде разрезанной вдоль оси оболочки, образованной двумя усеченными конусами, обращенными большим основанием друг к другу и неподвижно соединенными между собой, причем диаметр большего основания превышает высоту оболочки.

Описание изобретения к патенту

Заявляемое изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к ремонту железобетонных конструкций линий электропередач.

Известен способ восстановления несущей способности опорного железобетонного башмака стойки линии электропередач, заключающийся в снятии нагрузки с башмака путем захвата и вывешивания стойки (специальным гидравлическим подъемником), извлечения подвергнутого разрушению несущего силового элемента башмака, установка нового и возврат стойки в исходное положение (черт. НФ3.464.000ВО разработка "Сиборгэнергострой", 1994 г., Новосибирск).

Известен способ повышения жесткости и несущей способности железобетонных колонн с помощью шпренгельной системы (дополнительной стержневой системы треугольной или многоугольной формы с последующим стягиванием их в радиальном направлении до заданного напряженного состояния и соединении планками. ("Реконструкция промышленных предприятий", т. 1, М.: Стройиздат, 1990 г., стр. 592, табл. 10.1, п.10).

Известная шпренгельная система, выбранная в качестве прототипа заявляемого устройства содержит систему стержней четырехугольной формы с радиально расположенными в середине стержней стягивающими болтами и соединительными планками ("Реконструкция промышленных предприятий", т.1, М., Стройиздат, 1990 г., стр.592, табл. 10.1, п.10).

Недостаток известного способа и устройства заключается в том, что они не обеспечивают высокого качества ремонта опорных железобетонных башмаков стоек линий электропередач и высокую производительность ремонтных работ. Это объясняется тем, что нагрузки на сферический подпятник опорного башмака от полой железобетонной стойки линии электропередач передаются с кольцевой площадки (опорная часть стойки) на круговую площадку (подпятник башмака) диаметром в 1,5. ..2 раза меньше наружного диаметра кольца и для обеспечения направления вектора суммарных нагрузок вдоль оси башмака требуется длительная и точная выверка усилий затяжки многоугольной стержневой системы, что осложняется необходимостью проведения работ в полевых условиях. Кроме того, стержневая система не исключает дальнейшее воздействие внешних факторов на усиливаемый элемент, что приводит к его дальнейшему разрушению, а также не позволяет перераспределить нагрузки на силовой элемент между точками присоединения усиливающих элементов.

Цель изобретения состоит в повышении производительности и качества ремонтных работ за счет сокращения и упрощения монтажных операций.

Поставленная цель достигается тем, что в способе восстановления несущей способности опорного башмака стойки линии электропередач путем перераспределения нагрузок на элементы башмака, согласно изобретению, между сферическим подпятником башмака и хомутом, связанным со стойкой, с зазором от усиливаемого элемента, устанавливают разрезанную вдоль оси оболочку вращения, один конец которой неподвижно присоединяют к подпятнику, а второй - к хомуту башмака, после чего соединяют между собой части оболочки по образующей, а в образовавшуюся полость между оболочкой и усиливаемым элементом нагнетают отвердевающий состав.

Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для восстановления несущей способности опорного башмака стойки линии электропередач, содержащем сферический подпятник, хомут с грузовой опорной площадкой для присоединения стойки и установленный между ними несущий силовой элемент, согласно изобретению, последний выполнен в виде разрезанной вдоль оси оболочки, образованной двумя усеченными конусами, обращенными большим основанием друг к другу и неподвижно соединенными между собой, причем диаметр большего основания усеченного конуса превышает высоту оболочки.

Именно заявленная форма оболочки и соотношение ее размеров обеспечивают, согласно способу, необходимое перераспределение нагрузок в элементах башмака и тем самым достижение цели изобретения.

Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.

Проведенный анализ общедоступных источников информации об уровне техники не позволил выявить техническое решение, тождественное заявленному, на основании чего делается вывод о неизвестности последнего, т.е. соответствии представленного в настоящей заявке изобретения критерию "новизна".

Сопоставительный анализ заявленного решения с известными техническими решениями позволил выявить, что представленная совокупность отличительных признаков неизвестна для специалиста в данной области и не следует явным образом из известного уровня техники, на основании чего делается вывод о соответствии представленного в настоящей заявке изобретения критерию "изобретательский уровень".

Пример осуществления способа. На подвергнутом разрушению опорном железобетонном башмаке типа Б1 стойки ЛЭП-500 кВ проводят ремонт согласно заявленному способу следующим образом. К сферическому подпятнику диаметром 300 мм, толщиной 30 мм ремонтируемого башмака приваривают два полукольца, на которые смонтированы на болтах конические полуоболочки с зазором от 20 до 60 мм в зоне дефектного участка (конической части башмака с осыпавшимся бетоном и оголенной арматурной сеткой). Полуоболочки приваривают к существующему хомуту, удерживающему опорную стойку кольцевым швом, после чего полуоболочки сваривают между собой по образующей и под давлением внутрь оболочки нагнетают полимер - бетон.

При наружном диаметре стойки ЛЭП-500 кВ, равным 560 мм, диаметр большего основания усеченных конусов, образующих оболочку, составляет 600 мм, а диаметр усиливающего фланца, установленного между ними, 680 мм при толщине 20 мм. Высота оболочки составляет 300 мм.

Толщину стенки конических обечаек принимают равной 6 мм. Давление нагнетаемого раствора 0,4 МПа. После суточной выдержки проводились испытания отремонтированного башмака по предложенному изобретению на осевую нагрузку. Усилие создавалось на прессе через кольцевую оболочку с размерами поперечного сечения, соответствующими размерам стойки ЛЭП-500 кВ. При этом башмак был оперт на сферический подпятник с радиусом сферы, равным 300 мм, наружным диаметром 300 мм, что соответствовало оголовку фундамента опорной стойки ЛЭП-500 кВ. В результате испытаний было установлено, что отремонтированный опорный башмак выдерживает нагрузку в пределах упругих деформаций оболочек, составляющую 25-30 т, в то время как неотремонтированный образец разрушается при 10-16 т, на что указывает на наличие трещин в бетоне и остаточные деформации арматурной сетки.

Реализация способа восстановления несущей способности опорного башмака стойки линии электропередач осуществляется с помощью следующего устройства.

Заявляемое устройство схематически показано на фиг. 1-3.

На фиг. 1 представлен способ восстановления несущей способности опорного башмака стойки линии электропередач и устройство для его осуществления;

на фиг. 2 - разрез по усиливающему кольцу;

на фиг. 3 - разрез по кольцу подпятника.

Устройство состоит из сферического подпятника 1, присоединенных к нему полуколец 2, 3, конических полуоболочек 4, 5 с усиливающим кольцом 6, хомута 7 для присоединения стойки 8 с грузовой площадкой 9.

Несущий силовой элемент 10 состоит из арматурной сетки 11 подвергнутого разрушению бетонного конуса 12 и цилиндра 13. Между оболочками 4, 5 и поверхностями башмака 10, 12 находится полость 14.

Устройство работает следующим образом.

При нагнетании раствора в полость 14, образованную оболочками 4, 5 происходит следующее перераспределение нагрузок на элементы башмака. На поверхность 12 башмака действует нагрузка, максимальная величина которой определяется произведением площади нормального сечения стойки на рабочее давление подаваемого раствора. Эта нагрузка воздействует непосредственно на тело железобетонного башмака и создает часть подъемной силы, компенсирующей нагрузку от стойки 8.

Другая часть нагрузки от стойки 8 через грузовую площадку 9 воспринимается непосредственно оболочками 4, 5 и сферическим подпятником 1 с полукольцами 2.

Ее величина определяется соотношением радиальной и осевой жесткости оболочки.

Именно наличие конических оболочек при диаметре большего основания усеченных конусов 4, 5 оболочки больше ее высоты более чем в 1,5 раза обеспечивает меньшую жесткость оболочки в осевом направлении и большую в радиальном, благодаря чему при наличии внутреннего давления в оболочке за счет осевого перемещения подпятника 1 возникает перераспределение нагрузки от стойки 8 на оболочки 4, 5. Величины нагрузок могут быть определены расчетным путем и выбором необходимых соотношений диаметра усеченных конусов, рабочего давления, жесткостей оболочек 4, 5.

Использование предлагаемого способа восстановления несущей способности опорного башмака стойки линии электропередач и устройство для его осуществления позволяют повысить качество ремонтных работ за счет исключения динамических воздействий на фундамент, упрощения ремонтных работ, позволяющего их выполнение без снятия напряжения с ремонтируемого участка.

Одновременно снижается трудоемкость при выполнении ремонтных работ за счет сокращения операций вывешивания стойки, контрольных операций величины создаваемых усилий, при этом создается защита опорной части ремонтируемого башмака от внешних воздействий.