ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ ФУНДАМЕНТ ДЛЯ ОПОР ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2007 года по МПК E02D27/42 

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к конструкции железобетонных фундаментных опор стоек линий электропередач (ЛЭП).

Осмотры линий электропередач (ЛЭП), построенных 30-40 лет назад, показывают, что значительным разрушениям подвергаются железобетонные фундаменты опор ЛЭП. Например, наиболее часто встречающийся дефект фундамента опоры ВЛ 500 кВ - это разрушение верхней части фундамента. Анализ результатов визуальных осмотров, а также данных ультразвукового и вибрационного контроля механической прочности фундаментов показывает, что дефектные фундаменты имеют один или сочетание нескольких характерных признаков:

а) разрушение бетона фундамента имеет наиболее выраженный характер его надземной части, видимый невооруженным глазом. Осыпание щебня из бетонного монолита начинается с верха оголовка и со временем развивается вниз - в сторону подошвы фундамента;

б) толщина карбонизированного слоя бетона (КБ) имеет от 1 до 3 см от поверхности фундамента;

в) глубина распространения карбонизации от верха оголовка колеблется от 10 см до 70 см и не превышает 1 м;

Появление вышеперечисленных дефектов объясняется следующими причинами:

- на поверхности бетона имеются микротрещины, каверны, выбоины, которые в осенне-весенний сезон способствуют разрушению бетона из-за активного процесса ″замораживания-оттаивания″ воды в его микроструктуре;

- верхняя поверхность оголовка фундамента представляет собой горизонтальную плоскость, на которой скапливается вода и роса, которые, замерзая, разрушают бетон (именно поэтому дефекты начинаются именно с оголовка);

- даже, если оголовки некоторых фундаментов имеют металлические экраны, которые призваны защищать железобетонную конструкцию от влаги, расстояние (щель) от бетона до экрана достигает 1 см, а поскольку боковые грани отсутствуют, защита верхней поверхности оголовка от попадания влаги не эффективна;

- цементный камень имеет щелочную природу, поэтому он реагирует с угольной кислотой, которая образуется при соединении углекислого газа с водой на поверхности бетона. Процесс карбонизации происходит в приземной части фундамента, где наибольшее содержание CO₂.

Известен железобетонный фундамент для опор воздушных линий электропередачи, содержащий опорную плиту и вертикально расположенную на ней стойку с оголовком (SU №633989, Е02D 27/42, опубл. 25.11.1978).

Данное известное решение принято в качестве прототипа для обоих заявленных объектов.

Недостатки этого традиционно применяемого фундамента описаны были ранее.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по выполнению фундамента составным из двух разных по главным свойствам марок бетона, при этом в зоне оголовка используется бетон с повышенными свойствами по морозоустойчивости и влагонепроницаемости.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении долговечности железобетонных фундаментных опор стоек линий электропередач.

Указанный технический результат для первого варианта исполнения достигается тем, что в железобетонном фундаменте для опор воздушных линий электропередачи, содержащем опорную плиту и вертикально расположенную на ней стойку в виде параллелепипеда с оголовком, верхняя часть стойки на глубину до 1 м от оголовка выполнена из бетона, морозостойкость и водонепроницаемость которого выше морозостойкости и водонепроницаемости бетона, из которого выполнена остальная часть стойки, а верх оголовка выполнен в виде пирамиды для образования наклонных граней.

Указанный технический результат для второго варианта исполнения достигается тем, что в железобетонном фундаменте для опор воздушных линий электропередачи, содержащем вертикально располагаемую в грунте стойку в виде параллелепипеда с оголовком, верхняя часть стойки на глубину до 1 м от оголовка выполнена из бетона, морозостойкость и водонепроницаемость которого выше морозостойкости и водонепроницаемости бетона, из которого выполнена остальная часть стойки, верх оголовка выполнен в виде пирамиды для образования наклонных граней, а низ стойки выполнен заостренным в виде пирамиды, грани которой наклонены под углом 45°.

Указанные признаки существенны и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящее изобретение поясняется конкретными примерами, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.

На фиг.1 представлен вид сбоку на фундамент, первый вариант исполнения;

фиг.2 - то же, что на фиг.1, вид сверху;

фиг.3 - представлен вид сбоку на фундамент, второй вариант исполнения.

Согласно настоящего изобретения железобетонный фундамент для опор ЛЭП по первому варианту исполнения содержит опорную плиту 1 и вертикально расположенную на ней стойку 2 в виде параллелепипеда с оголовком 3.

Верхняя часть 4 стойки на глубину до 1 м от оголовка выполнена из бетона, морозостойкость и водонепроницаемость которого выше морозостойкости и водонепроницаемости бетона, из которого выполнена остальная часть 5 стойки, а оголовник выполнен в виде четырехгранной пирамиды, которая может быть усеченной. Это возможно и целесообразно, поскольку разрушается только приземный (приповерхностный) участок фундамента (до 1 м).

Верх оголовка фундамента имеет вид пирамиды, по покатым (наклонным) граням которой вода скатывается. (Этим исключается или значительно замедляется процесс "замораживания-оттаивания" воды в микроструктуре бетона оголовка фундамента).

По второму варианту исполнения железобетонный фундамент для опор ЛЭП не имеет опорной плиты. Принципиально этот вариант повторяет исполнение стойки по первому варианту, но в этой стойке ее нижняя часть выполнена заостренной в виде пирамиды 6. Предпочтительно, чтобы наклон граней этой пирамиды был в пределах 45°.

Морозостойкость и водонепроницаемость являются техническими характеристиками бетона. Например, в статье "Сверхпрочный, морозоустойчивый", выставленной на сайте информационного портала, посвященного бетону и расположенного по адресу http://www.e-concrete.ru/?p=200182, говорится о продукции Комбината "Мосинжбетон", в частности описаны свойства бетонных смесей для строительства дорог и тоннелей, подземных коллекторов и водопроводных сетей, уникальных сооружений и обычных жилых домов, а так же инженерного бетона, к которому предъявляются повышенные требования, прежде всего - морозостойкость. Сравните: классические бетоны выдерживают около 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Смеси, изготовленные на комбинате, обеспечивают морозостойкость до тысячи циклов. Достигли таких результатов благодаря модификаторам, разработанным в НИИЖБе. Мосинжбетон первый в Москве опробовал новые технологии еще пять лет назад. В прошлом году запустили установку для выпуска добавок уже собственного изготовления. Модификаторы позволяют получить сверхпрочный материал, выдерживающий нагрузки до 1200 килограммов на квадратный сантиметр. Специалисты подтвердили, что порошкообразные компоненты оказывают благотворное влияние на качество бетона. Так, проектные марки материала, из которого сделана монолитная центральная плита строящегося ММДЦ (а она более чем на треть состоит из модифицированных бетонов, поставленных Мосинжбетоном), в результате оказались выше запланированных. Кроме того, модификаторы позволяют снизить потребление цемента на 10 процентов. Большим спросом у строителей пользуются и водонепроницаемые бетоны. Выпуск гидротехнических материалов с водонепроницаемостью от 18 до 22 атмосфер помогает градостроителям воплотить то, что прежде считалось технологически невыполнимым. Только на фундамент монумента Петру I ушло около полутора тысяч кубов модифицированного бетона.

Если обратиться к сайту ООО "Гала-Бетон", г.Тамбов, по адресу http://gala-beton.narod.ru/HTML/gala_prod.htm, то можно посмотреть данные испытаний бетонной плиты для мощения дорог, в перечень которых входит морозостойкость и влагопоглощение как технические параметры бетонного изделия:

Показатели в соответствии с ТУ.У20803793.001-95 и ГОСТ17608-91

Физические значения

Крепость бетона, брусчатки на сжатие по классу крепости В22.5, В30. Марка бетона по морозостойкости от -15 до -45 включительно F200 (без следов разрушения). Истираемость, г/см² (в соответствии с ГОСТ 13087-81) 0,8. Водопоглащение, % (ГОСТ 12730.3-78) (5 - для тяжелого бетона, 6 - для мелкозернистого бетона) 3,5; 4,7.

Трещины на поверхности плит

Допускаются трещины шириной не более 0,1 мм".

Требуемая степень высокой водонепроницаемости может быть достигнута применением гидрофобной обмазки, которую в жидком состоянии под давлением наносят на поверхность опоры. В качестве такой гидрофобной обмазки может использоваться выпускаемый российской компанией ООО "Герметик и Ко" герметизирующий состав "КСАЙПЕКС-КОНЦЕНТРАТ" (порошок на основе цемента, кварцевого песка и ряда специальных добавок), со свойствами которого можно ознакомиться в Интернете по адресу http://www.germostroy.ru/catalog. php?r=45 (проверено 18.12.2005). Гидрофобная обмазка жидкостной структуры наносится на внешнюю поверхность ремонтной рубашки под давлением с помощью компрессорного распылителя, что позволяет пластификаторам за счет более высокого осмотического давления диффундировать из нанесенного слоя обмазки в бетон, закупоривая все микротрещины, в которых может скапливаться вода и в цикле "замораживания-оттаивания" воды разрушать структуру бетона.

Преимущества предлагаемого фундамента:

1. Использование морозостойкого и водонепроницаемого бетона при изготовлении верхней части фундамента значительно повышает срок службы всего изделия.

2. Разрушения бетона фундамента имеют наибольший объем в его приземной части (то есть 20-70 см от верха оголовка) и сводятся к нулю на глубине 1 м от поверхности почвы. Поэтому использование морозостойкого и водонепроницаемого бетона для изготовления только верхнего сегмента фундамента длиной 1 м, эксплуатирующегося в приповерхностной зоне, приводит к увеличению долговечности всей конструкции.

3. Повышенная долговечность предлагаемого фундамента обеспечивается также покатыми склонами верхней поверхности оголовка, по которым вода скатывается на почву.

Изобретение относится к области электроэнергетики. Железобетонный фундамент для опор воздушных линий электропередачи по первому варианту содержит опорную плиту и вертикально расположенную на ней стойку в виде параллелепипеда с оголовком в виде пирамиды. Верхняя часть стойки на глубину до 1 м от оголовка выполнена из бетона с повышенными свойствами по морозостойкости и влагопроницаемости по отношению к бетону, из которого выполнена остальная часть стойки. По второму варианту стойка выполнена без плиты с наконечником в виде пирамиды. Технический результат - повышение долговечности железобетонных фундаментных опор стоек линий электропередач. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Железобетонный фундамент для опор воздушных линий электропередачи, содержащий опорную плиту и вертикально расположенную на ней стойку с оголовком, отличающийся тем, что стойка выполнена в виде параллелепипеда, ее верхняя часть на глубину до 1 м от оголовка выполнена из бетона, морозостойкость и водонепроницаемость которого выше морозостойкости и водонепроницаемости бетона, из которого выполнена остальная часть стойки, а оголовок выполнен в виде пирамиды.2. Железобетонный фундамент для опор воздушных линий электропередачи, содержащий вертикально располагаемую в грунте стойку с оголовком, отличающийся тем, что стойка выполнена в виде параллелепипеда, верхняя часть стойки на глубину до 1 м от оголовка выполнена из бетона, морозостойкость и водонепроницаемость которого выше морозостойкости и водонепроницаемости бетона, из которого выполнена остальная часть стойки, а оголовок выполнен в виде пирамиды, нижняя часть стойки - заостренной в виде пирамиды.3. Фундамент по п.2, отличающийся тем, что грани пирамиды нижней части стойки наклонены под углом 45°.