Полимерно-панельное балластирующее устройство для трубопровода

 

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и ремонте подземных трубопроводов. Устройство содержит пару жестких рамок, прилегающих нижними продольными сторонами к трубопроводу, налагаемый на него и соединенный с нижними продольными сторонами рамок силовой пояс в виде гибкого полотнища, связанные с рамками и заполняемые балластирующим грунтом емкости из гибкого материала, а также удерживающие рамки наклонно поперечные трубопроводу гибкие перемычки, скрепленные своей серединой с силовым поясом. Устройство снабжено поперечными торцовыми стенками, а емкости для балластирующего грунта и силовой пояс выполнены в виде единого полотнища, огибающего снизу нижние продольные стороны рамок, продольные стороны единого полотнища соединены с верхними продольными сторонами наклонных рамок. Продольный размер полотнища превышает продольный размер рамок, которые выполнены сборно-разборными, снабжены поперечными распорными элементами. Соединение продольных сторон рамок с гибкими перемычками, а также с полотнищем силового пояса выполнено посредством проушин. Поперечные торцовые стенки скреплены с гибкими перемычками, огибают снаружи поперечные наклонные стороны рамок и скреплены с полотнищем силового пояса. Повышает надежность балластировки трубопровода. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

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 трубопровода 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 С, 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. Кроме того, монтаж утяжелителя на трубопровод в полевых условиях затруднен, особенно при балластировке трубопроводов больших диаметров, вследствие нетехнологичности сборки жестких рамок.

Задачей, решаемой изобретением, является устранение указанных недостатков - повышение эффективности использования грунта балластировки и повышение технологичности монтажных работ и надежности балластировки трубопровода.

Указанная задача решается тем, что в полимерно-панельном балластирующем устройстве для трубопровода, содержащем пару расположенных симметрично и прилегающих к трубопроводу нижними продольными несущими сторонами жестких рамок, налагаемый на трубопровод соединенный с нижними продольными несущими сторонами жестких рамок силовой пояс в виде гибкого полотнища, связанные с рамками заполняемые балластирующим грунтом емкости из гибкого материала, а также удерживающие жесткие рамки наклонно и соединенные в их углах с верхними продольными несущими сторонами поперечные трубопроводу гибкие перемычки, скрепленные своей серединой в зоне продольной оси симметрии с силовым поясом. Устройство снабжено поперечными торцевыми стенками, емкости для балластирующего грунта и силовой пояс выполнены в виде единого огибающего снизу нижние продольные несущие стороны рамок полотнища, продольные стороны которого соединены с верхними продольными несущими сторонами наклонных рамок, при этом продольный размер полотнища превышает продольный размер жестких рамок, причем последние выполнены сборно-разборными, снабжены поперечными распорными элементами, соединение продольных сторон рамок с гибкими перемычками, а также соединение верхних и нижних продольных сторон рамок с полотнищем силового пояса выполнено с помощью проушин, при этом поперечные торцовые стенки скреплены с гибкими перемычками, огибают снаружи поперечные наклонные стороны рамок и скреплены с полотнищем силового пояса.

В частном случае выполнения утяжелителя он снабжен дополнительными гибкими перемычками, расположенными между поперечными распорными элементами жестких рамок, что необходимо при больших продольных размерах утяжелителя для равномерного распределения на трубопроводе веса балластирующего грунта утяжелителя.

При этом каждая из проушин, соединяющих силовой пояс с верхними и нижними продольными сторонами рамок, образована пришитой к полотнищу свернутой вдвое продольной полосой из гибкого материала, аналогичного материалу полотнища силового пояса, а соединяющие силовой пояс и гибкие перемычки с верхними продольными несущими сторонами рамок проушины образованы отгибанием с прошивкой продольных краев соответственно гибкого полотнища силового пояса и концов гибких перемычек.

В частном случае выполнения утяжелителя соединяющие силовой пояс с нижними продольными несущими сторонами рамок проушины образованы отгибанием и прошивкой с силовым поясом продольных краев дополнительного налагаемого на трубопровод гибкого полотнища, которое скреплено своей серединой в зоне продольной оси симметрии с силовым поясом.

Возможно выполнение утяжелителя, когда края дополнительного налагаемого на трубопровод гибкого полотнища скреплены с силовым поясом в зоне продольной оси симметрии с образованием замка, а образующие проушины сгибы дополнительного гибкого полотнища пришиты к силовому поясу.

Для повышения технологичности сборки в полевых условиях в утяжелителе соединение поперечных распорных элементов с продольными несущими сторонами жестких рамок осуществлено посредством сдвижных муфт с возможностью их перемещения по распорным элементам и с фиксацией штырями в отверстиях, выполненных соответственно в распорных элементах и бобышках, приваренных к продольным несущим сторонам жестких рамок.

В частном случае выполнения утяжелителя верхние продольные несущие стороны жестких рамок и бобышки выполнены из труб квадратного сечения, что упрощает процесс изготовления элементов жестких рамок.

Продольные несущие стороны жестких рамок выполнены разборными из трубчатых элементов, а их соединение осуществляется посредством наружных сдвижных муфт или внутренних цилиндрических вкладышей с возможностью их перемещения по продольным несущим сторонам рамок и фиксацией штырями в отверстиях, выполненных соответственно в соединяемых элементах продольных сторон жестких рамок.

Наличие поперечных торцовых стенок утяжелителя гарантированно обеспечивает устранение перетекания грунта балластировки утяжелителей при их групповой установке даже при наличии монтажных зазоров между утяжелителями, что предотвращает просыпание балластирующего грунта под утяжелители 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 после заполнения его балластирующим грунтом; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - соединение элементов жестких рамок; на фиг.4 - выполнение проушин.

Устройство содержит налагаемый на трубопровод 1 силовой пояс - гибкое полотнище 2. Поперечные гибкие перемычки 3 и полотнище 2 соединены своими серединами 4 с образованием единой тканевой части утяжелителя. Полотнище 2 соединено с нижними несущими продольными сторонами 5 жестких рамок 6 проушинами 7, а продольные кромки полотнища 2 соединены с соответствующими верхними несущими продольными сторонами 8 жестких рамок 6. Продольные несущие стороны 5, 8 жестких рамок 6 выполнены разборными из трубчатых элементов, а их соединение осуществляется посредством наружных сдвижных муфт 9 или внутренних цилиндрических вкладышей 10 с возможностью их перемещения по продольным несущим сторонам и фиксацией штырями 11 в отверстиях, выполненных соответственно в соединяемых элементах продольных сторон жестких рамок. Соединение поперечных распорных элементов 12 с продольными несущими сторонами 5, 8 жестких рамок 6 осуществляется посредством сдвижных муфт 9 с возможностью их перемещения по распорным элементам и фиксацией штырями 11 в отверстиях, выполненных соответственно в распорных элементах и бобышках 13, приваренных к продольным несущим сторонам жестких рамок. Жесткие рамки 6 являются силовыми несущими элементами емкостей 14 утяжелителя. Емкости 14 образуются при размещении минерального балластирующего грунта 15 на полотнище 2 благодаря тому, что продольный размер последнего превышает на 0,4-0,6 м соответствующий размер продольных сторон 5, 8 жестких рамок 6, а также вследствие упругой деформации полотнища 2. Поперечный относительно продольной оси трубопровода размер полотнища обеспечивает устойчивое положение утяжелителя на трубопроводе, при котором жесткие рамки 6 контактируют нижними сторонами 5 с поверхностью трубопровода ниже его горизонтального диаметра. Желательно размещение сторон 5 рамок 6 как можно ближе к дну траншеи, но без соприкосновения с ним, для того чтобы обеспечить полностью передачу веса грунта засыпки утяжелителя на трубопровод. Соотношение длин поперечных сторон полотнищ 2 и гибких перемычек 3 обеспечивает размещение рамок 6, при котором их продольные стороны 5, 8 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 гибких перемычек 3 не превышает удвоенного поперечного размера полотнища 2 силового пояса. К кромкам гибких перемычек 3 прикреплен верхний край торцовых перегородок 16. Полотнища, гибкие перемычки и торцовые перегородки изготовлены из технической ткани.

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. Производят отсыпку минерального балластирующего грунта на полотнища 2 утяжелителей. Под действием веса балластирующего грунта полотнища упруго деформируются и благодаря превышению их продольного размера над соответствующим размером жестких рамок в последних формируются 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 полотнище - силовой пояс утяжелителя на трубопровод и он погружается в обводненную траншею. Изобретение устраняет возможное повреждение у всплывшего трубопровода изоляционного покрытия под влиянием атмосферных факторов - разрушение изоляции трубопровода от воздействия радиационного излучения солнца, а также устраняет переохлаждение трубопровода, которое вызывает изменение температурного режима трубопровода и его температурные деформации. 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.

Формула изобретения

1. Полимерно-панельное балластирующее устройство для трубопровода, содержащее пару жестких рамок, расположенных симметрично и прилегающих нижними продольными несущими сторонами к трубопроводу, налагаемый на него и соединенный с нижними продольными несущими сторонами жестких рамок силовой пояс в виде гибкого полотнища, связанные с рамками, заполняемые балластирующим грунтом емкости из гибкого материала, а также удерживающие жесткие рамки наклонно и соединенные в их углах с верхними продольными несущими сторонами поперечные трубопроводу гибкие перемычки, скрепленные своей серединой в зоне продольной оси симметрии с силовым поясом, отличающееся тем, что оно снабжено поперечными торцовыми стенками, емкости для балластирующего грунта и силовой пояс выполнены в виде единого огибающего снизу нижние продольные несущие стороны рамок полотнища, продольные стороны которого соединены с верхними продольными несущими сторонами наклонных рамок, при этом продольный размер полотнища превышает продольный размер жестких рамок, причем последние выполнены сборно-разборными, снабжены поперечными распорными элементами, соединение верхних продольных сторон рамок с гибкими перемычками, а также соединение верхних и нижних продольных сторон рамок с полотнищем силового пояса выполнено с помощью проушин, при этом поперечные торцовые стенки скреплены с гибкими перемычками, огибают снаружи поперечные наклонные стороны рамок и скреплены с полотнищем силового пояса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено дополнительными гибкими перемычками, расположенными между поперечными распорными элементами жестких рамок.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая из соединяющих силовой пояс с верхними и нижними продольными сторонами рамок проушин образована пришитой к полотнищу свернутой вдвое продольной полосой из гибкого материала, аналогичного материалу полотнища силового пояса.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединяющие силовой пояс и гибкие перемычки с верхними продольными несущими сторонами рамок проушины образованы отгибанием с прошивкой продольных краев соответственно гибкого полотнища силового пояса и концов гибких перемычек.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединяющие силовой пояс с нижними продольными несущими сторонами рамок проушины образованы отгибанием и сшивкой с силовым поясом продольных краев дополнительного налагаемого на трубопровод гибкого полотнища, которое скреплено своей серединой в зоне продольной оси симметрии с силовым поясом.

6. Устройство по п.1 или 5, отличающееся тем, что края дополнительного налагаемого на трубопровод гибкого полотнища скреплены с силовым поясом в зоне продольной оси симметрии с образованием замка, а образующие проушины сгибы дополнительного гибкого полотнища пришиты к силовому поясу.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединение поперечных распорных элементов с продольными несущими сторонами жестких рамок осуществляется посредством сдвижных муфт с возможностью их перемещения по распорным элементам и фиксацией штырями в отверстиях, выполненных соответственно в распорных элементах и бобышках, приваренных к продольным несущим сторонам жестких рамок.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что верхние продольные несущие стороны жестких рамок и бобышки выполнены из труб квадратного сечения.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что продольные несущие стороны жестких рамок выполнены разборными из трубчатых элементов, а их соединение осуществляется посредством наружных сдвижных муфт или внутренних цилиндрических вкладышей с возможностью их перемещения по продольным несущим сторонам и фиксацией штырями в отверстиях, выполненных соответственно в соединяемых элементах продольных сторон жестких рамок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4