ПРИЧАЛЬНАЯ НАБЕРЕЖНАЯ Российский патент 2001 года по МПК E02B3/06 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к причальным набережным в районах Крайнего Севера.

Известна причальная набережная, включающая тонкую стенку с несущими термосваями, при этом верхняя часть корпуса каждой термосваи соприкасается непосредственно с атмосферой, его нижняя часть заглублена в замороженное грунтовое основание, а на средней части корпуса, на участке его длительного соприкосновения с водой выполнено теплоизоляционное покрытие (авторское свидетельство СССР N 1092234, Кл. E 02 B 3/06, 1984).

Известная набережная недостаточно надежна. Действительно, надежность известной набережной в существенной мере зависит от качества замораживания грунта основания термосваями, которые функционируют только зимой за счет вертикального перемещения в ее трубчатом корпусе хладагента, осуществляющего теплообмен между холодным атмосферным воздухом и более теплым грунтом основания. Для обеспечения интенсивности такого теплообмена обычно корпус термосваи выполняется в виде металлической трубы, диаметр и толщину стенки которой в целях экономии хладагента и металла ограничивают. Однако это входит в противоречие с тем, что корпус термосваи одновременно является несущей конструкцией, работающей на изгиб. К тому же в известной набережной теплоизоляционный слой не включен в работу несущей термосваи и не защищен от льда, а сама набережная обладает низкой ремонтопригодностью из-за того, что не представляется возможным осуществлять работы на корпусе термосваи с применением сварки и газорезки без удаления из полости хладагента (керосина).

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении надежности набережной за счет повышения несущей способности корпуса термосваи, защиты теплоизоляционного слоя от воздействия льда и повышения ремонтопригодности набережной.

Этот технический результат достигается тем, что в причальной набережной, включающей тонкую стенку с несущими термосваями, при этом верхняя часть корпуса каждой термосваи соприкасается непосредственно с атмосферой, средняя часть корпуса на участке его длительного соприкосновения с водой снабжена теплоизоляционным слоем, а его нижняя часть заглублена в замороженное грунтовое основание, согласно изобретению теплоизоляционный слой включен в тело корпуса термосваи, выполненного формованием бетонной смеси вокруг металлической трубы, образующей внутри термосваи полость, причем в состав бетонной смеси, взятой для формования корпуса в верхней и в нижней частях термосваи, включен металлосодержащий заполнитель. Кроме того, теплоизоляционный слой термосваи выполнен в виде теплоизоляционного покрытия ее металлической трубы, длина которой превышает бетонную часть корпуса термосваи и за пределами этой бетонной части металлическая труба своими концами образует консоли, длина каждой из которых определена расчетом на достаточность ее несущей способности. Целесообразно корпус термосваи снабдить наружной оболочкой из металла, а в состав бетонной смеси, взятой для формования корпуса в средней части термосваи, включить пористый заполнитель. Целесообразно также в качестве металлосодержащего заполнителя бетонной смеси применить металлическую стружку.

Сущность технического решения заключается в том, что выполнение корпуса термосваи из бетона повышает его несущую способность, а включение в бетон металлосодержащего заполнителя повышает теплообмен между хладагентом термосваи и окружающей ее средой и прежде всего с холодным атмосферным воздухом. Одновременно с этим в средней по высоте части термосваи бетон корпуса защищает теплоизоляционный слой от льда, при этом сам бетон частично или полностью выполняет функции теплоизоляционного слоя.

Изобретение поясняется чертежом, где: на фиг. 1 изображена одноанкерная причальная набережная, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - безанкерная причальная набережная, поперечный разрез; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Набережная состоит из анкерного устройства 1, соединенного с подпорной стенкой, в которую входят заглубленные в грунтовый массив основания 2 на расстоянии друг от друга термосваи 3 и железобетонные плиты 4, перекрывающее расстояния между термосваями 3 и установленные друг на друге с прислонением их со стороны грунтовой засыпки 5 к термосваям 3 с возможностью вертикального перемещения. Корпус 6 каждой термосваи 3 выполнен из образующих коаксиальную пару металлических труб оболочкообразующей наружной 7 (фиг. 2) и полостеобразующей внутренней 8 с заполнением бетонной смесью кольцевого зазора 9 между трубами 7 и 8. Длина внутренней трубы 8 превышает длину наружной трубы 7, а ее концы образуют консоли: надземную 10 и подземную 11, длина каждой из которых определена расчетом на достаточность ее несущей способности.

В состав бетонной смеси, заполняющей кольцевой зазор 9, на участках термосваи 3: надземном a и подземном b включен металлосодержащий заполнитель в виде металлической стружки или других металлоотходов, а на участке c, где термосвая 3 длительное время соприкасается с водой (средняя часть длины термосваи), включен пористый заполнитель, например керамзит.

При высоте набережной H до 7-8 метров, особенно в случае вечномерзлого основания (фиг. 3), набережная выполняется безанкерной, а корпус 6 термосваи выполняется из армированного бетона и не содержит наружной трубы 7, при этот его полостеобразующая внутренняя труба 8 на среднем участке c термосваи 3 покрыта теплоизоляционным слоем, например, в виде асбестоцементной трубы 12 (фиг. 4), включенной в тело корпуса 6 термосваи 3, а расстояние между термосваями 3 перекрыто стенкой 13 из деревянного бруса.

На фиг. 3 обозначены дополнительными позициями: 14 - акватория; 15, 16 и 17 - уровни воды в акватории соответственно зимний, летний, максимальный; 18 и 19 - положение нулевой изотермы в эксплуатационный период на момент окончания теплого периода года в случае основания соответственно талого и вечномерзлого.

Набережная работает следующим образом.

От действия бокового давления грунта на подпорную стенку в корпусе 6 термосваи 3 возникает изгибающий момент, величина которого изменяется по высоте термосваи и достигает своего наибольшего значения в пролете и месте крепления анкера 1 у анкерной набережной (фиг. 1) и в нижней (заглубленной) части термосваи у безанкерной набережной (фиг. 3). Такое силовое воздействие воспринимается несущей термосваей 3, корпус 6 которой в поперечном сечении существенно увеличен за счет бетона и наружной металлической трубы 7 у анкерной набережной (фиг. 1) и за счет армированного бетона и асбестовой трубы 12 у безанкерной набережной (фиг. 3).

Надземный металлонасыщенный участок a корпуса 6 термосваи 3 соприкасается кратковременно с весенней водой, имеющей околонулевую температуру, а на участке c хладагент термосваи теплоизолирован от летней воды, поэтому растепление основания 2 в летнее время не происходит. В зимнее же время консольные части 10 и 11 внутренней трубы 8 и металлонасыщенный бетонный корпус 6 на участках a и b термосваи 3 обеспечивают эффективную работу термосваи 3 по замораживанию грунтового основания 2. В результате последнего высокопрочный корпус 6 термосваи 3 качественно заделывается в мерзлый грунт основания 2, что увеличивает несущую способность термосваи 3, а следовательно, и повышает надежность набережной. Дополнительно хладагент термосваи 3 отделен от среды слоем бетона, что позволяет при ремонте набережной осуществлять работы на корпусе термосваи с применением сварки и газорезки без удаления из полости хладагента.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к причальным набережным в районах Крайнего Севера. Набережная состоит из анкерного устройства, соединенного с подпорной стенкой, в которую входят заглубленные в грунтовое основание термосваи и железобетонные плиты, перекрывающие расстояния между термосваями и установленные друг на друге с прислонением со стороны грунтовой засыпки к термосваям. Корпус каждой термосваи выполнен из металлических труб: наружной и внутренней, с заполнением бетонной смесью кольцевого зазора между этими трубами. Длина внутренней трубы превышает длину наружной трубы, а ее концы образуют консоли: надземную и подземную. В состав бетонной смеси на надземном и подземном участках термосваи включена металлическая стружка, а на участке, где термосвая длительное время соприкасается с водой, включен керамзит. Изобретение обеспечивает повышение несущей способности и надежности причальной набережной. 4 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Причальная набережная, включающая тонкую стенку с несущими термосваями, при этом верхняя часть корпуса каждой термосваи соприкасается непосредственно с атмосферой, средняя часть корпуса на участке его длительного соприкосновения с водой снабжена теплоизоляционным слоем, а его нижняя часть заглублена в замороженное грунтовое основание, отличающаяся тем, что теплоизоляционный слой включен в тело корпуса термосваи, выполненного формованием бетонной смеси вокруг металлической трубы, образующей внутри термосваи продольную полость, причем в состав бетонной смеси, взятой для формирования корпуса в верхней и в нижней частях термосваи, включен металлосодержащий заполнитель. 2. Причальная набережная по п.1, отличающаяся тем, что теплоизоляционный слой выполнен в виде теплоизоляционного покрытия полостеобразующей металлической трубы термосваи. 3. Причальная набережная по п.1, отличающаяся тем, что длина полостеобразующей металлической трубы термосваи превышает длину бетонной части корпуса термосваи и за пределами этой бетонной части своими концами образует консоли, длина каждой из которых определена расчетом на достаточность ее несущей способности. 4. Причальная набережная по п.1, отличающаяся тем, что корпус термосваи снабжен наружной оболочкой из металла, а в состав бетонной смеси, взятой для формования корпуса в средней части термосваи, включен пористый заполнитель. 5. Причальная набережная по п.1, отличающаяся тем, что в качестве металлосодержащего заполнителя бетонной смеси применена металлическая стружка.