устройство для установки и закрепления в грунте опоры и способ его монтажа и демонтажа

Формула изобретения

1. Устройство для установки и закрепления в грунте опор различного назначения, содержащее основание с центральным отверстием и крепежный элемент, отличающееся тем, что основание имеет форму усеченного конуса с соосным центральным отверстием в виде перевернутого усеченного конуса, а крепежный элемент изготовлен в виде усеченного конуса, имеющего соосное центральное отверстие, форма которого повторяет форму закрепляемой опоры, и N выполненных по образующим щелевых прорезей, где N 1 с образованием N сегментов крепежного элемента, причем конусности крепежного элемента и центрального отверстия основания одинаковы.

2. Способ монтажа и демонтажа устройства для установки и закрепления в грунте опоры, включающий установку основания в котлован и проверку горизонтальности поверхности основания в двух взаимно перпендикулярных направлениях, отличающийся тем, что после установки основания в котлован и проверки горизонтальности поверхности основания в двух взаимно перпендикулярных направлениях закрепляемую опору вывешивают вертикально над центральным отверстием основания, устанавливают на опору крепежный элемент, основанием вверх, фиксируют его и опускают опору в центральное отверстие основания, освобождают опору, которая своим весом воздействует на крепежный элемент, обеспечивая точную фиксацию опоры в основании, после чего котлован засыпают грунтом, а демонтаж осуществляют вытягиванием опоры вверх с извлечением сегментов крепежного элемента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и эксплуатации длинномерных конструкций таких, как осветительные опоры, опоры для линий электропередачи (ЛЭП) и связи на улицах, дорогах и при установке ограждений и заборов на загородных участках, в особенности в условиях вечной мерзлоты и промерзающих грунтов.

Известно устройство для установки опор ЛЭП, включающее фундамент в виде полой сваи с конусным наконечником и подушкой в ее полости, предназначенный для установки опор ЛЭП и связи в труднодоступных районах. Способ крепления опоры в таком устройстве предусматривает сбрасывание фундамента с вертолета с внедрением его в грунт с последующим окончательным погружением в грунт на необходимую глубину путем ударных воздействий. Закрепляемая опора размещается в полой свае и закрепляется с помощью винтов и других элементов. Для окончательного закрепления в фундаменте используют заполнитель, например «тощий» бетон или полиуретановую смесь (см. пат. РФ № 2049892, Е04Н 12/00. БИ № 34, 1995 г.).

Недостатки данного технического решения: сложность установки и крепления, крайне затрудненный демонтаж.

Известна осветительная опора, крепление которой осуществляется с помощью основания с центральным отверстием и отверстиями меньшего диаметра под болты крепления опоры. Крепежные элементы в виде опорных труб вставляют в отверстия, выполненные в нижней части основания.

Способ монтажа такого устройства предусматривает подготовку двух траншей в поперечном и продольном направлениях, установку основания и нижней опорной трубы в поперечную траншею с последующим цементированием нижней части трубы кабельного ввода и опорной трубы. Затем, используя продольную траншею, через соответствующие сквозные отверстия пропускают вторую опорную трубу.

Окончательное бетонирование устройства производят так, чтобы поверхность плиты крепления основания была на уровне земной поверхности, после чего производят проверку горизонтальности поверхности основания в двух взаимно перпендикулярных направлениях. После схватывания бетона производят установку осветительной опоры (см. пат. РФ № 2349724, Е04Н 12/00. БИ № 8, 2009 г.).

Для демонтажа устройства крепления необходимо применение разрушающих технологий.

Данное техническое решение принято за прототип.

Недостатки прототипа: монтаж и демонтаж требуют значительных трудозатрат.

Предлагаемое изобретение решает задачу снижения трудозатрат и продолжительности монтажных и особенно демонтажных работ.

Для решения этой задачи в предлагаемом устройстве для установки и закрепления в грунте опоры, содержащем основание с центральным отверстием и крепежный элемент, основание имеет форму усеченного конуса с центральным отверстием в виде перевернутого усеченного конуса, а крепежный элемент изготовлен в виде усеченного конуса, имеющего соосное центральное отверстие, форма которого повторяет форму закрепляемой опоры, и N выполненных по образующей прорезей, где N 1, с образованием N сегментов крепежного элемента, причем конусности крепежного элемента и центрального отверстия основания одинаковы.

Для решения указанной задачи в способе монтажа и демонтажа устройства для установки и закрепления в грунте опоры, включающем установку основания в котлован и проверку горизонтальности поверхности основания в двух взаимно перпендикулярных направлениях, после установки основания в котлован и проверки горизонтальности его поверхности вывешивают закрепляемую опору вертикально над центральным отверстием основания, устанавливают на опору крепежный элемент, фиксируют его и опускают опору в центральное отверстие основания, освобождают опору, которая своим весом воздействует на крепежный элемент, обеспечивая точную фиксацию опоры в основании, после чего котлован засыпают грунтом, а демонтаж осуществляют вытягиванием опоры вверх с извлечением сегментов крепежного элемента.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез предлагаемого устройства с закрепленной в нем опорой цилиндрической формы, на фиг.2 - вид сверху предлагаемого устройства с двухсегментным крепежным элементом, на фиг.3 - вид сверху предлагаемого устройства с односегментным крепежным элементом, на фиг.4 - вид сверху предлагаемого устройства с закрепленной в нем опорой квадратной формы, на фиг.5 - двухсегментный крепежный элемент.

Предлагаемое устройство содержит основание 1 в форме усеченного конуса с соосным центральным отверстием 2 в виде перевернутого усеченного конуса, крепежный элемент 3, выполненный в виде усеченного конуса с центральным отверстием 4, размеры и форма которого повторяют размеры и форму закрепляемой опоры 5, и имеющий N прорезей 6 с образованием N сегментов 3 ₁ 3_N (см. фиг.2-4).

Для удобства монтажа и демонтажа сегменты 3₁ 3_N крепежного элемента снабжены специальными кольцами (на чертеже не показаны).

Количество сегментов крепежного элемента 3 определяется исходя из формы и размера закрепляемой опоры 5 и согласно требованиям условий эксплуатации. Как правило, с увеличением диаметра опоры увеличивается количество сегментов.

Монтаж устройства осуществляется следующим образом: в подготовленный котлован устанавливают основание 1, проверяют горизонтальность его установки в двух взаимно перпендикулярных направлениях, затем с помощью подъемного механизма (на чертеже не показан) вывешивают вертикально опору 5 над центральным отверстием 2 основания 1, устанавливают на опору 5 и фиксируют на ней крепежный элемент 3 (основанием конуса вверх) и опору 5 с установленным крепежным элементом 3 опускают в центральное отверстие 2 основания 1. После освобождения опоры 5 от подъемного механизма она своим весом воздействует на сегменты крепежного элемента 3, обеспечивая за счет равенства конусностей крепежного элемента и центрального отверстия основания прочную фиксацию опоры 5 в основании 1. Затем котлован засыпают грунтом 7.

При демонтаже опору 5 подсоединяют к подъемному механизму, вытягивают ее, освобождая сегменты крепежного элемента 3, и удаляют их. При этом ни устройство в целом, ни его элементы не подвергаются разрушению.

Наличие щелевых прорезей N при равенстве конусностей крепежного элемента 3 и центрального отверстия 2 основания 1 позволяет обеспечить плотную и надежную посадку крепежного элемента 3 в основание 1 без применения какого-либо дополнительного механического крепежа или сварки. Количество сегментов 3N крепежного элемента 3 определяют исходя из диаметра закрепляемой опоры и конкретных условий эксплуатации. При небольшом диаметре закрепляемой опоры 5 обычно достаточно одной прорези (см. фиг.3). При увеличении диаметра опоры плотная посадка достигается увеличением числа прорезей N и соответственно сегментов 5N. Необходимое количество прорезей определяется на практике, исходя из габаритов закрепляемой опоры и конкретных условий эксплуатации.

Выполнение основания 1 в форме усеченного конуса обеспечивает стабильность и устойчивость опоры в грунте и позволяет отказаться от бетонирования.

Конструкция предлагаемого устройства позволяет реализовать простой способ монтажа и демонтажа опоры, обеспечивающий снижение продолжительности и трудозатрат как при монтаже, так и, особенно, при демонтаже, который впервые осуществляется без применения разрушающих технологий.

Предлагаемые устройство и способ были опробованы при установке осветительных опор в условиях промерзающих грунтов. При этом не было зафиксировано выдавливания опоры при температуре t=-30°С в промерзающих грунтах. Контроль проводился методом лазерной локации.

Основание 1, крепежный элемент 3 изготавливались путем литья бетона в опалубку с объемным армированием. Трудозатраты сократились в 2-3 раза. Продолжительность работ при монтаже и демонтаже опоры составляет 3-5 минут.