Винтовой якорь
Владельцы патента RU 2470116:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) (RU)
Изобретение относится к строительству, а именно к возведению якорей для вантовых оттяжек при строительстве линий электропередач, мачт ретрансляторов и радиорелейных вышек, а также к обустройству якорных стоянок для плавучих средств. Винтовой якорь содержит ствол с конусным наконечником, оснащенный конической винтовой лопастью с углом подъема меньше угла трения поверхности лопасти о грунт с несущим витком постоянного диаметра. К стволу якоря на расстоянии не менее трех с половиной диаметров несущего витка конической лопасти закреплен дополнительный виток лопасти такого же шага и направления, что и витки конической лопасти. Технический результат состоит в повышении несущей способности винтового якоря, снижении материалоемкости и трудоемкости. 2 ил.
Изобретение относится к строительству, а именно к возведению якорей для вантовых оттяжек при строительстве линий электропередач, мачт ретрансляторов и радиорелейных вышек, а также к обустройству якорных стоянок для плавучих средств.
Известна винтовая свая, включающая заостренный ствол, на котором закреплены витки винтовой лопасти [1, с.20]. Недостатком этого устройства является большой крутящий момент, необходимый для погружения сваи в грунт.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому винтовому якорю является конический винтовой якорь, содержащий ствол с конусным наконечником, оснащенный конической винтовой лопастью с углом подъема меньше угла трения поверхности лопасти о грунт [1, с.17]. Несущая способность такого якоря на выдергивание определяется диаметром последнего (несущего) витка. Поэтому увеличение выдергивающей нагрузки ведет к увеличению диаметра несущего витка лопасти якоря, а это связано с необходимостью увеличения прочности витков, а следовательно, увеличивается масса якоря. Кроме этого, увеличение диаметра лопасти увеличивает крутящий момент, необходимый для завинчивания, что усложняет монтаж якорей.
Цель изобретения - повышение несущей способности винтового якоря.
Для достижения поставленной цели к стволу якоря на расстоянии не менее трех с половиной диаметров несущего витка конической лопасти закреплен дополнительный виток лопасти такого же шага и направления, что и витки конической лопасти.
На рис.1 представлен общий вид винтового якоря, на рис.2 - схема его работы.
Винтовой якорь (рис.1) содержит цилиндрический ствол 1 с конусным наконечником 2, оснащенный конической винтовой лопастью 3 с углом подъема меньше угла трения поверхности лопасти о грунт, которая оканчивается несущим витком 4 постоянного диаметра. На расстоянии не менее трех с половиной диаметров от несущего витка на стволе закреплен дополнительный виток 5 лопасти такого же шага и направления, что и витки конической лопасти. В верхней части ствола имеется присоединительный элемент 6.
Для завинчивания якоря приводную штангу через присоединительный элемент 6 соединяют со стволом 1 якоря и устанавливают конусный наконечник 2 в нужную точку под нужным углом к вертикали. Штангу приводят во вращение, в результате чего лопасти 3 и 5, угол подъема которых меньше угла трения поверхности лопасти о грунт, завинчивается в грунт на расчетную глубину. После этого штангу отсоединяют, а к стволу через присоединительный элемент закрепляют оттяжку.
Усилие натяжения оттяжки стремится выдернуть якорь из грунта, в результате чего перед несущими витками 4 и 5 лопастей образуется уплотненная зона с жестким ядром в виде конуса с углом при вершине, близким к 90° [2] (рис.2). Полагая, что предельная несущая способность якоря определяется сопротивлением перемещению несущих витков жестких ядер в грунте, можно сделать вывод, что предлагаемая конструкция винтового якоря обладает большей несущей способностью по сравнению с прототипом.
На основании [3, с.122], расстояние между несущими витками принимается не менее трех с половиной диаметров несущего витка конической лопасти, т.к. в противном случае может произойти подпор уплотненного грунта под дополнительный виток, что приведет к уменьшению несущей способности якоря.
Применение предлагаемой конструкции винтового якоря позволяет не только увеличить несущую способность, но и при той же несущей способности, что и у прототипа, уменьшить диаметр лопасти, что позволяет завинчивать якорь с меньшим крутящим моментом, а также уменьшить массу якоря.
Источники информации
1. Пенчук В.А. Винтовые сваи и анкеры для опор. - К.: Будiвельник, 1985. - 96 с.
2. Лапшин Ф.К. Расчет свай по предельным состояниям. - Саратов: Изд-во СГУ, 1979. - 152 с.
3. Мариупольский Л.Г. Исследования грунтов для проектирования и строительства свайных фундаментов. - М.: Стройиздат, 1989. - 199 с.
Винтовой якорь, содержащий ствол с конусным наконечником, оснащенный конической винтовой лопастью с углом подъема меньше угла трения поверхности лопасти о грунт с несущим витком постоянного диаметра, отличающийся тем, что к стволу якоря на расстоянии не менее 3,5 диаметров несущего витка конической лопасти закреплен дополнительный виток лопасти таких же шага и направления, что и витки конической лопасти.
