полимерно-панельное балластирующее устройство для трубопровода

Формула изобретения

Полимерно-панельное балластирующее устройство для трубопровода, содержащее налагаемый на трубопровод силовой пояс в виде гибкого полотнища, прикрепленную к его продольным кромкам одной своей прилегающей к трубопроводу продольной стороной пару жестких рамок, связанные с ними и заполняемые балластирующим грунтом емкости из гибкого материала, а также гибкие элементы, удерживающие жесткие рамки наклонно, отличающееся тем, что емкости для балластирующего грунта и указанные гибкие элементы выполнены в виде единого верхнего относительно силового пояса полотнища и соединенного с последним Х-образно в их серединах, а продольными кромками - со свободными продольными сторонами жестких рамок, в углах которых зафиксированы углы верхнего полотнища, при этом продольный размер верхнего полотнища превышает продольный размер жестких рамок, верхнее полотнище снабжено скрепленным с его поперечной кромкой откидным фартуком, причем поперечный размер верхнего полотнища превышает соответствующий размер силового пояса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и ремонте подземных трубопроводов для их закрепления на проектных отметках, балластировки и обвалования трубопровода при полузаглубленной прокладке, а также для погружения в обводненный грунт всплывшего участка газопровода с образованием над ним грунтовой насыпи.

Из уровня техники известен утяжелитель трубопровода, содержащий налагаемое на трубопровод полотнище, прикрепленную к его кромкам одной стороной пару наклонных жестких рамок, связанные с ними и заполненные грунтом емкости из гибкого материала в виде мембран, а также гибкие перемычки, соединенные концами со свободной стороной каждой из рамок (см. RU 2062938 С1, 27.06.1996, F 16 L 1/06). Данное решение принято в качестве наиболее близкого аналога заявленному изобретению.

Недостатком известного решения является возникновение клиновидных зазоров с обеих сторон трубопровода между соседними утяжелителями при их непрерывной (групповой) установке на трубопроводе. Поскольку в известном решении емкости утяжелителя образованы из полотнища, плоские габариты которого равны габаритам рамки, то под воздействием насыпного балластирующего грунта участки полотнища в пределах рамок вытягиваются, образуют емкости утяжелителя, а поперечные кромки полотнища, прижатого средней частью к трубопроводу, вследствие вытягивания полотнища деформируются, искривляются. Наибольшие деформации полотнища возникают в его углах. Это приводит к просыпанию балластирующего грунта в возникшие зазоры и уменьшению общего веса балласта группы утяжелителей. Кроме того, при отсутствии сплошного перекрытия полотнищами трубопровода возможно повреждение его изоляционного покрытия под влиянием атмосферных факторов - разрушение изоляции трубопровода от воздействия радиационного излучения солнца, а также переохлаждение трубопровода, что вызывает изменение температурного режима трубопровода и его температурные деформации или смещение трубопровода с проектных отметок.

Задачей, решаемой изобретением, является устранение указанных недостатков, повышение эффективности использования грунта балластировки и повышение надежности работы трубопровода.

Указанная задача решается тем, что в полимерно-панельном балластирующем устройстве, содержащем налагаемый на трубопровод силовой пояс в виде гибкого полотнища, прикрепленную к его продольным кромкам одной своей прилегающей к трубопроводу продольной стороной пару жестких рамок, связанные с ними и заполняемые балластирующим грунтом емкости из гибкого материала, а также гибкие элементы, удерживающие жесткие рамки наклонно, емкости для балластирующего грунта и указанные гибкие элементы выполнены в виде единого верхнего относительно силового пояса полотнища и соединенного с последним Х-образно в их серединах, а продольными кромками - со свободными продольными сторонами жестких рамок, в углах которых зафиксированы углы верхнего полотнища, при этом продольный размер верхнего полотнища превышает продольный размер жестких рамок, верхнее полотнище снабжено скрепленным с его поперечной кромкой откидным фартуком, причем поперечный размер верхнего полотнища превышает соответствующий размер силового пояса.

Единое верхнее полотнище является площадкой для размещения на нем балластирующего грунта и в то же время удерживает жесткие рамки в наклонном положении.

Фиксация углов верхнего полотнища в углах свободных сторон жестких рамок при превышении над их размерами продольного вдоль оси трубопровода размера сторон верхнего полотнища позволяет создать из верхнего полотнища емкости, поперечные стороны которых не деформируются при заполнении емкостей балластирующим грунтом.

Превышение поперечного размера верхнего полотнища над соответствующим размером силового пояса обеспечивает положение утяжелителя на трубопроводе, при котором элементы утяжелителя не возвышаются над верхней образующей трубопровода (не считая суммарной толщины полотнищ), что не приводит к увеличению объема земляных работ, так как заглубление трубопровода согласно СНиП 2.05.06-85 отсчитывается от верха трубопровода или балластирующего его устройства.

Соединение верхнего полотнища и нижнего полотнища - силового пояса в их середине обеспечивает равномерную и симметричную нагрузку на полотнища, удобство транспортирования утяжелителя и удобство его монтажа на трубопровод.

Наличие поперечного фартука на задней по ходу балластировки стороне утяжелителя гарантированно обеспечивает перекрытие стыков утяжелителей при их групповой установке даже при наличии монтажных зазоров между утяжелителями, что предотвращает просыпание балластирующего грунта и обеспечивает полное использование его веса для балластировки трубопровода, соответствующую защиту его изоляционного покрытия и соблюдение температурного режима трубопровода.

Изобретение иллюстрируется графическим материалом, где на фиг.1 изображено устройство до заполнения его балластирующим грунтом; на фиг.2 - то же после заполнения его балластирующим грунтом; на фиг.3 - балластировка трубопровода при полузаглубленной прокладке; на фиг.4 - использование утяжелителя для погружения в обводненный грунт участка всплывшего трубопровода; на фиг.5 - устройство, вид сверху.

Устройство содержит налагаемое на трубопровод 1 гибкое нижнее полотнище - силовой пояс 2. Верхнее гибкое полотнище 3 и нижнее полотнище 2 соединены своими серединами 4 с образованием единой Х-образной тканевой части утяжелителя.

Продольные, относительно продольной оси трубопровода, кромки нижнего полотнища соединены со сторонами 5 жестких рамок 6, а их продольные стороны 7 соединены с соответствующими сторонами верхнего полотнища 3.

Жесткие рамки 6 являются силовыми несущими элементами емкостей 8 утяжелителя. Емкости 8 образуются при размещении балластирующего грунта 9 (минерального) на верхнем полотнище 3 благодаря тому, что продольный размер последнего превышает на 0,4-0,5 м соответствующий размер сторон 5 жестких рамок 6, а также вследствие упругой деформации верхнего полотнища 3.

Поперечный, относительно продольной оси трубопровода, размер нижнего полотнища обеспечивает устойчивое положение утяжелителя на трубопроводе, когда жесткие рамки 6 контактируют сторонами 5 с поверхностью трубопровода ниже его горизонтального диаметра.

Соотношение длин поперечных сторон полотнищ 2 и 3 обеспечивает размещение рамок 6, при котором их продольные стороны 7 не выступают над верхней образующей трубопровода 1. Такое размещение утяжелителя не вызывает увеличения объема земляных работ (см. СНиП 2.05.06-85). При этом поперечный размер верхнего полотнища 3 не превышает удвоенного поперечного размера нижнего полотнища 2.

К поперечным кромкам верхнего полотнища 3 прикреплен откидной фартук 10. Оба полотнища и фартук изготовлены из технической ткани. Возможно изготовление фартука, состоящего из двух частей (на фиг.5 изображено пунктиром). Форма выполнения частей фартука может быть различной: прямоугольной, трапециевидной, со скругленными углами и т.д. Размер фартука вдоль оси трубопровода зависит от защемляющей способности грунта балластировки и составляет от 0,5 до 1,0 м.

Работу устройства можно показать на примере погружения в грунт всплывшего участка трубопровода, например газопровода (см. фиг.4).

На всплывший участок газопровода навешивают группу незаполненных утяжелителей, при этом возможно скрепление их между собой смежными сторонами жестких рамок. Перекрывают зоны стыков утяжелителей откидными фартуками и производят отсыпку минерального балластирующего грунта на верхние полотнища утяжелителей. Под действием веса балластирующего грунта верхние полотнища упруго деформируются вниз и благодаря превышению их продольного размера над соответствующим размером жестких рамок образуются емкости. Объем грунта, вмещаемый в отдельный утяжелитель в зависимости от диаметра трубопровода, составляет от 1,0 до 2,0 куб. м/пог. м трубопровода. Общая нагрузка от балластирующего грунта передается через нижнее полотнище - силовой пояс утяжелителя на трубопровод и он погружается в обводненную траншею.

Таким образом, изобретение технологично при изготовлении, из-за незначительного собственного веса и простой сборки удобно в эксплуатации и эффективно при различной прокладке и эксплуатации трубопроводов разного назначения.