Полимерно-контейнерное балластирующее устройство

 

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и ремонте подземных трубопроводов. Устройство содержит пару симметричных относительно продольной оси трубопровода заполняемых балластирующим грунтом емкостей, соединенных налагаемыми на трубопровод силовым поясом и парой гибких внешних силовых перемычек, прикрепленных к наружным углам жестких прямоугольных рамок, образующих каркас емкостей и контактирующих с трубопроводом внутренними продольными сторонами. Дно емкостей и силовой пояс выполнены из единого полотнища гибкого материала и снабжены дополнительной расположенной над полотнищем силового пояса и огибающей внутренние продольные стороны плоских рамок накладкой, продольные края которой повторно налагаются на трубопровод и соединяются с нахлестом над верхней образующей трубопровода. Внешние силовые перемычки выполнены в виде многослойных лент, концы которых снабжены проушинами, сдвоенное полотнище накладки, силовой пояс и внешние силовые перемычки скреплены в налагаемой на трубопровод их средней части. Торцовые стенки емкостей выполнены из вшитых в днища емкостей перегородок. Внешние силовые перемычки снабжены скрепленными с ними дополнительными торцовыми стенками с возможностью заведения их внутрь емкостей. Более полно вовлекает в работу грунт засыпки. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к строительству, используется при прокладке подземных магистральных трубопроводов, трубопроводов, плавающих в обводненной траншее, а также при прокладке трубопроводов на болотах.

Из уровня техники известен утяжелитель для прокладки подземного трубопровода, содержащий симметрично навешенную на трубопровод и заполненную грунтом пару емкостей, каждая из которых составлена из жесткой рамки и подвешенного к ней полуцилиндрического выполненного из гибкого материала контейнера (SU 769178 А, 1978, F 16 L 1/06). Известные утяжелители используют при групповой балластировке трубопроводов, при этом утяжелители в группе скрепляют за торцовые поперечины рамок. Недостатком известного решения является повышенный расход материала на торцовые стенки контейнеров, поскольку обе примыкающие стенки контейнеров выполняют одну функцию - являются разделителями для грунта засыпки.

Аналогом заявленного изобретения является утяжелитель трубопровода, известный из патента RU 2164636 С1, 27.03.2001, F 16 L 1/06.

Утяжелитель содержит пару емкостей, составленных из жесткой плоской рамки и подвешенного к ней полуцилиндрического выполненного из гибкого материала контейнера. Емкости выполнены многосекционными вдоль оси трубопровода, секции отделены от соседних промежуточными поперечными стенками и рамными распорками. Емкости утяжелителя соединены между собой налагаемой на трубопровод связью - силовыми поясами, изготовленными из гибкого материала и закрепленными концами на внешних прогонах рамок. Недостатком известного решения является повышенный расход грунта засыпки. При установке утяжелителей в группе (при непрерывной балластировке трубопровода) под действием грунта засыпки полотнища, образующие емкости, деформируются и между соседними в группе утяжелителями возникают клиновидные зазоры, в которые просыпается балластирующий грунт засыпки.

Наиболее близким к заявленному изобретению является утяжелитель трубопровода, известный из SU 1067284 A, 15.01.1984, F 16 L 1/06. Известный утяжелитель содержит размещенные симметрично относительно продольной оси трубопровода емкости с жесткими прямоугольными каркасами из прутка. Стенки емкостей подвешены к каркасам и выполнены из единой полосы гибкого материала. Утяжелитель снабжен парой гибких перемычек, прикрепленных концами к наружным углам каркасов. Гибкие перемычки и образующая стенки емкостей полоса гибкого материала соединены в средней части, налагаемой на верхнюю образующую трубопровода. Недостатком известного решения является недостаточная надежность днища емкостей, повышенная металлоемкость, возможность высыпания грунта засыпки через боковые стороны емкостей.

Задачей изобретения является повышение надежности балластировки трубопровода за счет полного вовлечения в работу грунта засыпки траншеи и повышение технологичности балластировки трубопровода.

Указанная задача решается тем, что полимерно-контейнерное балластирующее устройство для трубопроводов содержит пару симметричных относительно продольной оси трубопровода заполняемых балластирующим грунтом и выполненных из полотнищ гибкого материала емкостей, соединенных налагаемыми на трубопровод силовым поясом и парой гибких внешних силовых перемычек, прикрепленных к наружным углам жестких плоских прямоугольных рамок, образующих каркас емкостей и контактирующих с трубопроводом внутренними продольными сторонами. Дно емкостей и силовой пояс выполнены из единого налагаемого на трубопровод полотнища гибкого материала, проходящего под внутренними продольными сторонами плоских рамок, закрепленного на их внешних продольных сторонах продольными краями с проушинами, и снабжено дополнительной расположенной над полотнищем силового пояса и огибающей внутренние продольные стороны плоских рамок накладкой, продольные края которой повторно налагаются на трубопровод и соединены с нахлестом над верхней образующей трубопровода.

Внешние силовые перемычки выполнены в виде многослойных лент, концы которых снабжены проушинами. Сдвоенные полотнища дополнительной накладки, силовой пояс и внешние силовые перемычки скреплены в налагаемой на трубопровод их средней части. Торцовые стенки емкостей выполнены из вшитых в днища емкостей перегородок и подвешены на проушинах к поперечным торцовым сторонам плоских рамок. Для лучшего использования грунта засыпки внешние силовые перемычки снабжены скрепленными с ними дополнительными торцовыми стенками с возможностью заведения их внутрь емкостей. В частном случае выполнения устройства жесткие плоские прямоугольные рамки выполнены разборными из трубчатых элементов с возможностью продольного соединения рамок устройств при групповом использовании утяжелителей для балластировки трубопровода.

В частном случае для продольного соединения рамок при групповой балластировке трубопровода продольные стороны плоских рамок снабжены жесткими вставками с возможностью их фиксации.

При балластировке трубопровода плоские жесткие рамки располагаются наклонно и контактируют с ним нижними продольными сторонами на уровне, не превышающем горизонтальный диаметр трубопровода, при этом верхние продольные стороны рамок располагаются на уровне, не превышающем верхней образующей трубопровода, что обеспечивается соотношением длин силового пояса и внешних силовых перемычек.

При балластировке трубопровода в траншее увеличенной глубины поперечные элементы рамок выполнены удлиненными, а продольные стороны рамок располагаются выше верхней образующей трубопровода за счет соотношения длин силового пояса и внешних силовых перемычек, при этом последние снабжены верхними дополнительными скрепленными с ними торцовыми стенками.

Выполнение дополнительной накладки из сдвоенного полотнища, закрепление ее концов на внутренних (нижних) продольных сторонах плоских рамок и выполнение внешних силовых перемычек в виде многослойной ленты с проушинами, закрепленными на наружных (верхних) продольных сторонах плоских рамок, повышает надежность закрепления устройства на трубопроводе. Наличие торцовых стенок емкостей и скрепленных с внешними силовыми перемычками дополнительных торцовых стенок повышает надежность балластировки за счет более полного заполнения объема устройства грунтом и устраняет высыпание грунта засыпки через торцы утяжелителя.

Трубчатые элементы каркаса плоских рамок обеспечивают удобство сборки, особенно при групповой балластировке трубопровода, для чего в полости продольных элементов смежных рамок вводят жесткие элементы и фиксируют их.

Изобретение иллюстрируется графическим материалом, где на фиг.1 изображено устройство в плане; на фиг.2 - вид А на фиг.1, на фиг.3 - частный случай выполнения утяжелителя для траншеи увеличенной глубины; на фиг.4 - выносной элемент I на фиг.2; на фиг.5 - выносной элемент II на фиг.3.

Полимерно-контейнерное балластирующее устройство для трубопроводов содержит налагаемый на трубопровод 1 силовой пояс 2 и прикрепленные к его продольным относительно оси трубопровода кромкам пары плоских жестких рамок 3. С рамками связаны заполняемые балластирующим грунтом 4 емкости 5 из гибкого материала. Продольные кромки гибких полотнищ 6 емкостей 5 скреплены с верхними относительно трубопровода продольными сторонами 7 и 8 (прогонами) плоских жестких рамок 3. В верхних углах рамок 3 зафиксированы углы полотнищ 6, образующих дно емкостей 5, а также проушины верхних силовых перемычек 9. Дно емкостей 6 и силовой пояс 2 выполнены из единого налагаемого на трубопровод полотнища гибкого материала, проходящего под внутренними продольными сторонами 7 плоских рамок 3, закрепленного на их внешних продольных сторонах 8 продольными краями с проушинами и снабжено дополнительной, расположенной над силовым поясом 2 и огибающей внутренние продольные стороны 7 плоских рамок 3 накладкой 10. Силовой пояс, днища емкостей и внешние силовые перемычки изготовлены из технической ткани.

Внешние силовые перемычки 9 изготовлены в виде многослойных поясов с проушинами на концах, в которые вставлены продольные элементы 8 плоских рамок 3. Силовой пояс 2, сдвоенное полотнище дополнительной накладки 10 и внешние силовые перемычки 9 соединены в своих средних налагаемых на трубопровод 1 частях. К образующему дно емкостей 5 полотнищу пришиты торцовые стенки 11 емкостей 5, соединенные с поперечными элементами 12 плоских рамок 3. С внешними силовыми перемычками 9 соединены выполненные в виде косынок из технической ткани дополнительные торцевые стенки 13, которые при балластировке заводятся внутрь емкостей 5 с прилеганием к торцевым стенкам 11.

Емкости 5 симметрично навешены на трубопровод 1. Прогоны плоских жестких рамок 3, их торцовые элементы - поперечины и распорки - выполнены из трубчатых элементов. Такое выполнение плоских жестких рамок упрощает их транспортирование и монтаж. Плоские жесткие рамки являются силовыми несущими элементами емкостей утяжелителя. Устойчивость утяжелителя на трубопроводе обеспечивается размером нижнего полотнища - силового пояса, налагаемого на трубопровод, когда плоские жесткие рамки контактируют своими нижними прогонами с поверхностью трубопровода ниже его горизонтального диаметра. Соотношение длин силового пояса, дополнительной накладки и внешних силовых перемычек обеспечивает размещение рамок, при котором их верхние продольные стороны - прогоны - не выступают над верхней образующей трубопровода. Такое размещение утяжелителя не вызывает увеличения объема земляных работ. Емкости утяжелителя заполняют грунтом последовательно, желательно симметрично, что препятствует перекосу емкостей. Изгибная в плоскости плоских жестких рамок нагрузка воспринимается распорками. Объем грунта, вмещаемый одним устройством, в зависимости от диаметра трубопровода составляет от 1,0 до 8 куб. м. При групповом использовании утяжелителей для балластировки трубопровода в группе используют до четырех утяжелителей, при этом количество групп на один километр трубопровода составляет от 40 до 50.

Частным случаем прокладки трубопровода является выполнение траншеи увеличенной глубины, что характерно для льдистых грунтов в условиях севера. Поскольку траншея имеет увеличенную относительно рекомендованной СНиП глубину, то выступающие над верхней образующей трубопровода части балластирующего устройства не влияют на увеличение объема земляных работ. В этом случае целесообразно использовать полимерно-контейнерное устройство с увеличенным размером емкостей под балластирующий грунт, для чего поперечные элементы 12 плоских рамок 3 выполняют увеличенной длины. При балластировке верхние продольные элементы 8 рамок 3 располагаются выше верхней образующей трубопровода 1. Для более полного использования объема утяжелителя внешние силовые перемычки 9 снабжают верхними дополнительными торцовыми стенками 14, которые препятствуют высыпанию грунта из утяжелителя.

Изобретение технологично при изготовлении, из-за незначительного собственного веса и простой сборки удобно при транспортировании и монтаже на трубопроводе, а также эффективно при различной прокладке и эксплуатации трубопроводов. Повышает надежность балластировки трубопровода и устраняет возможность повреждения его изоляции в процессе строительства и эксплуатации.

Формула изобретения

1. Полимерно-контейнерное балластирующее устройство (ПКБУ) для трубопроводов, содержащее пару симметричных относительно продольной оси трубопровода заполняемых балластирующим грунтом и выполненных из полотнищ гибкого материала емкостей, соединенных налагаемыми на трубопровод силовым поясом и парой гибких внешних силовых перемычек, прикрепленных к наружным углам жестких плоских прямоугольных рамок, образующих каркас емкостей и контактирующих с трубопроводом внутренними продольными сторонами, отличающееся тем, что дно емкостей и силовой пояс выполнены из единого, налагаемого на трубопровод, полотнища гибкого материала, проходящего под внутренними продольными сторонами плоских рамок, закрепленного на их внешних продольных сторонах продольными краями с проушинами, и снабжено дополнительной расположенной над полотнищем силового пояса и огибающей внутренние продольные стороны плоских рамок накладкой, продольные края которой повторно налагаются на трубопровод и соединены с нахлестом над верхней образующей трубопровода, а внешние силовые перемычки выполнены в виде многослойных лент, концы которых снабжены проушинами, сдвоенное полотнище накладки, силовой пояс и внешние силовые перемычки скреплены в налагаемой на трубопровод их средней части, а торцовые стенки емкостей выполнены из вшитых в днища емкостей перегородок и подвешены своими проушинами на торцовых поперечных сторонах рамок, причем для лучшего использования грунта засыпки внешние силовые перемычки снабжены скрепленными с ними дополнительными торцовыми стенками с возможностью заведения их внутрь емкостей.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что жесткие плоские прямоугольные рамки выполнены разборными из трубчатых элементов с возможностью продольного соединения рамок устройств при групповом применении ПКБУ.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что для продольного соединения рамок их продольные стороны снабжены жесткими вставками с возможностью их фиксации.

4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что при балластировке трубопровода плоские жесткие рамки располагаются наклонно и контактируют с ним нижними продольными сторонами на уровне, не превышающем горизонтальный диаметр трубопровода, при этом верхние продольные стороны рамок располагаются на уровне, не превышающем верхней образующей трубопровода, что обеспечивается соотношением длин силового пояса и внешних силовых перемычек.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что при балластировке трубопровода в траншее увеличенной глубины поперечные элементы рамок удлинены, продольные стороны рамок располагаются выше верхней образующей трубопровода за счет соотношения длин силового пояса и внешних силовых перемычек, при этом последние снабжены верхними дополнительными, скрепленными с ними торцовыми стенками.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5