балластировочное устройство

Формула изобретения

1. Балластировочное устройство, содержащее балластировочную плиту, отличающееся тем, что балластировочная плита приводится в рабочее положение путем горизонтального поворота и внедрения в ненарушенный грунт.

2. Балластировочное устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит поворотную ось, двуплечевой рычаг и тяговый механизм.

3. Балластировочное устройство по п.1, отличающееся тем, что нижний конец поворотной оси выполнен заостренным, а на верхнем расположен наконечник для двуплечевого рычага.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при закреплении трубопровода на проектных отметках.

Известно устройство для балластировки трубопровода в траншее, содержащее балластировочную плиту, силовой пояс, шарнир и тяги [1].

Недостатком известного устройства является сложная конструкция плиты, требующая наличия металлического шарнира, который в процессе эксплуатации подвергается коррозии, что приводит к его разрушению. Сложность и многодельность монтажа балластировочного устройства, пригрузка и сварка плит между собой повышает трудоемкость монтажа и увеличивает расход железобетона на одну тонну несущей способности.

Наиболее близким аналогом является устройство для закрепления трубопровода в траншее с приямками [2].

К недостаткам такого балластировочного устройства относится необходимость всплытия трубопровода для включения балластировочного устройства в работу. Попеременные подъем и осадка приводят к всплытию трубопровода. Вторым недостатком является необходимость устройства приямка и его обратная засыпка при установке балластировочного устройства.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение надежной эксплуатации трубопровода, снижение материалоемкости, уменьшение объема ручных и трудоемких работ.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в увеличении несущей способности балластировочного устройства, снижения трудоемкости и стоимости, которая в отличие от прототипа не ограничивается весом пригруза или силой, образованной при всплытии трубопровода, а может быть создана увеличением длины двуплечевого рычага, поскольку силовой момент, приводящий плиту в рабочее положение, равняется произведению силы на плечо.

Указанный технический результат достигается тем, что балластировочная плита в центре на пересечении диагоналей имеет отверстие для поворотного двуплечевого рычага. Кроме того, нижний конец поворотной оси выполнен заостренным, а на верхнем расположен наконечник для двуплечевого рычага. Благодаря выполнению в плите отверстия, позволяющего установить в нем поворотную ось, возможен горизонтальный поворот плиты.

В рабочее положение балластировочная плита приводится путем горизонтального поворота и внедрения в ненарушенный грунт, что необходимо для работы балластировочного устройства. Внедряясь в ненарушенный грунт, балластировочная плита создает по линии боковой поверхности пирамиды вырыва грунта касательные напряжения. В нагрузке также участвуют вес обратной засыпки, приходящийся на площадь балластировочной плиты, и вес ненарушенного грунта на участках балластировочной плиты, внедренных в ненарушенный грунт. Предлагаемое устройство увеличивает несущую способность балластировочного устройства, уменьшает объем земляных работ и повышает надежность эксплуатации.

После монтажа балластировочной плиты и приведения ее в рабочее положение производится монтаж трубопровода. К петлям, устанавливаемым при формировании балластировочной плиты, закрепляются тяги, а на трубопровод надевается силовой пояс. Тяги закрепляются к концам силового пояса сваркой или гайкой, в этом случае на концах тяг выполняется нарезка, обеспечивая соединение силового пояса с балластировочной плитой.

Сравнительный анализ предлагаемого балластировочного устройства показывает, что в сравнении с прототипом он отличается новыми признаками, указанными в отличительной части формулы.

Предлагаемое балластировочное устройство при работе позволяет учесть

- нагрузку от объема пирамиды вырыва ненарушенного грунта,

- нагрузку от обратной засыпки, приходящейся на плошадь балластировочной плиты,

- силы сцепления, возникающие на боковой поверхности призмы вырыва.

Эти особенности балластировочного устройства повышают его несущую способность, уменьшают расход бетона, упрощают процесс монтажа и сокращают трудоемкость и объем железобетона. Кроме того, такой метод позволяет увеличить нагрузку, необходимую для закрепления трубопровода не за счет увеличения веса пригрузки, а за счет увеличения длины балластировочной плиты. Основываясь на изложенном, мы считаем, что заявленная совокупность признаков позволяет балластировочному устройству достигнуть повышенной эффективности. Предложенное балластировочное устройство позволяет повысить область применения и надежность, снизить трудоемкость и объем тяжелых и трудоемких работ, что очень важно в районах с суровым климатом, а также уменьшить расход железобетона на одну тонну несущей способности.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен фасад баллаcтировочного устройства, на фиг.2 - вид сверху.

Балластировочное устройство представляет собой балластировочную плиту с заостренными торцами. В середине балластировочной плиты при формировании оставляется прямоугольное отверстие, обрамленное прямоугольной стальной гильзой.

Балластировочное устройство включает балластировочную плиту 1, подготовленную к монтажу (пунктиром обозначена балластировочная плита в рабочем положении), отверстие в балластировочной плите 2, стальную гильзу 3, поворотную ось 4, двуплечевой рычаг 5, трос 6, тяговые механизмы 7, силовой пояс 8, тяга 9, петли 10.

Установка балластировочной плиты в рабочее положение производится следующим образом. Балластировочная плита 1 укладывается на дно траншеи. В отверстие 2, обрамленное стальной гильзой 3, устанавливается поворотная ось 4, сверху на ось 4 надевается двуплечевой рычаг 5. Нижний конец поворотной оси 4 заострен для уменьшения усилий внедрения оси в грунт. На верхнем кoнце оси расположен наконечник для двуплечевого рычага. К концам рычага 5 закрепляется одним концом трос 6, второй конец троса 6 крепится к тяговому механизму 7 (трактор, бульдозер и т.п.). Тяговые механизмы 7 движутся одновременно в разные стороны и создают усилия, внедряющие балластировочное устройство в ненарушенный грунт.

Внедряясь в ненарушенный грунт, балластировочная плита создает касательные напряжения, обратная засыпка производит давление на всю площадь плиты, кроме того, ненарушенный грунт производит давление на балластировочную плиту, внедренную в него, что увеличивает несущую способность балластировочного устройства, а следовательно, и уменьшает количество балластировочных устройств на один километр трубопровода.

Используемые механизмы широко применяются при строительстве трубопроводов, и для монтажа балластировочных устройств специальных механизмов не требуется. Монтаж балластировочных устройств выполняется одновременно с укладкой плетей трубопровода, что дает возможность ускорить процесс прокладки трубопроводов. Благодаря высокой несущей способности балластировочного устройства шаг их установки увеличивается, что ведет к уменьшению материалоемкости.

Источники информации

1. А.с. 1783217, МПК 5 F 16 L 1/06, опуб. 1992.

2. А.с. 1672078, МПК 5 F 16 L 1/028, опуб. 1991 (прототип).