ПОЛИМЕРНАЯ ГЕОПЛИТА Российский патент 2008 года по МПК F16L1/00 

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется для укрепления траншей трубопроводов, для укрепления откосов при строительстве магистральных трубопроводов, при устройстве дорожной одежды в качестве основания, например, на технологических подъездных дорогах при строительстве магистральных трубопроводов, а также для защиты изоляции трубопровода от воздействия на нее пригруза или балласта, применяемого при прокладке трубопроводов, например, на подводных или обводняемых участках.

Из уровня техники известны гибкие бетонные плиты «Геосоты» (ГБП), представляющие собой заполненную бетоном георешетку - ячеистую структуру из гибких полимерных лент, установленных на ребра и соединенных между собой с расположением точек прижима в шахматном порядке, при этом стенки ячеек выполнены перфорированными или неперфорированными и закреплены между собой с помощью соединительных элементов, пропущенных через отверстия.

Георешетка изготавливается из полиэтиленовых лент (полиэтилен высокой плотности низкого давления) посредством соединения лент между собой линейными швами, расположенными в шахматном порядке. Заполнителем различных типов ГБП «Геосоты» являются бетоны различных марок в зависимости от назначения, условий эксплуатации. Дополнительным армированием и связью ячеек с бетоном служит полипропиленовый или полиамидный трос (см. ТУ 5841004-2293902-2004, Москва, ЗАО «Престо-Русь», 2004).

Недостатком известного решения является выполнение ячеистой структуры из полимерного материала, что требует осторожного обращения при монтаже ГБП в полевых условиях. Например, запрещается ходить по уложенному полимерному каркасу при заполнении ячеек бетонной смесью, что представляется значительным неудобством, поскольку требует ведения работ с каждой плитой в отдельности или использования специальных мостков для перемещения рабочих в ходе заполнения ячеек бетонной смесью. Кроме того, используемый в качестве армирующего полимерный материал является горючим, температура воспламенения которого достаточно низка (ниже 290 град. С), выделяет токсичные вещества при горении.

Поскольку ячейка известной конструкции представляет собой «ромб» с криволинейно изогнутыми стенками, то известная ГБП не обладает анизотропными свойствами. Для придания ячеистой структуре равнопрочности и для предотвращения выпадения бетонных «блоков» из ячеек их армируют рядами перпендикулярно направленных полимерных тросов.

Уложенные на месте проведения укрепительных работ готовые ГБП не рассчитаны на проезд тяжелой техники, что значительно ограничивает область использования ГБП.

Таким образом, существует задача создания полимерных геоплит (далее по тесту «геоплит»), обладающих анизотропными свойствами, позволяющими упросить монтаж плит в полевых условиях, когда рабочие перемещаются по укладываемым плитам. Кроме того, геоплиты должны обладать необходимой прочностью, износостойкостью и ударопрочностью при перемещении по ним тяжелой техники и при воздействии природных факторов, например при воздействии ледохода на берегоукрепительное покрытие.

Достигаемым техническим результатом является повышение прочности и износоустойчивости геоплит, а также упрощение монтажных работ в полевых условиях и на стационарных базах.

Указанная задача решается тем, что полимерная геоплита, содержащая ячеистую структуру, заполняющую ее смесь, способную к отверждению при выдержке в течение заданного периода, грузовые петли, элементы крепления плиты к основанию и элементы скрепления соседних плит между собой, выполнена из набора слоев пористого гибкого материала, при этом для получения ячеистой структуры указанный набор, включая края плиты, прошивается продольными и поперечными строчными швами с заданным расстоянием между указанными швами, а заполнение ячеистой структуры осуществляют ее пропиткой смесью, содержащей, по меньшей мере, полимерную смолу и ее отвердитель.

В частных случаях выполнения геоплиты набор слоев указанного материала предварительно бандажируют набором гибких текстильных лент в местах расположения указанных строчных швов, последние выполнены по лентам с образованием петель на продольных и поперечных краях геоплиты, причем элементы крепления геоплиты к основанию и элементы скрепления соседних геоплит между собой совмещены и выполнены в виде размещенных по краям плиты с заданным шагом петель или проушин.

Кроме того, набор слоев указанного материала предварительно усилен односторонним наложением гибких текстильных лент в местах расположения указанных строчных швов, которые выполнены по лентам с образованием проушин на продольных и поперечных краях геоплиты или с образованием петель, для чего концы лент закрепляют на противоположной наложению стороне набора слоев указанного материала.

Указанная задача решается тем, что прошивкой продольными и поперечными строчными швами набора слоев материала формируют ячейки квадратной, прямоугольной или ромбовидной формы, а расстояние между формирующими ячейки параллельными швами превышает толщину плиты в 3-10 раз, наиболее предпочтительно в 4-5 раз.

При этом прочность указанного набора лент на растяжение превышает соответствующую прочность прошитого и пропитанного полимерной смолой набора слоев пористого материала.

Кроме того, набор слоев пористого гибкого материала снабжен с одной или с обеих сторон износостойким покровным слоем из проницаемого или непроницаемого материала, способного к адгезии пропитанного полимерной смолой набора слоев пористого материала.

Выбор материала для изготовления обусловлен его доступностью, удобством раскроя заготовок, хорошей способностью к сшиванию строчными соединительными швами, а также хорошими физико-механическими свойствами, прежде всего прочностью, гибкостью, износостойкостью, термостойкостью и отсутствием склонности к гниению в сложных условиях. Пористость обеспечивает необходимую пропитку набора слоев материала полимерной смолой

Снабжение геоплиты с одной или с обеих сторон износостойким покровным слоем из проницаемого или непроницаемого материала, способного к адгезии пропитанного полимерной смолой набора слоев пористого материала, например, типа «армитекс», превышает стойкость геоплиты на истирание. Указанный материал обладает необходимой прочностью на истирание (внешний слой), а внутренний слой обладает способностью впитывать полимерную смолу и за счет адгезии с набором слоев пористого материала исключает образование «шатровых» пустот в указанном наборе. Это, в свою очередь, снижает водопоглощение геоплиты и увеличивает ее долговечность.

Если набор слоев пористого гибкого материала, пропитанного полимерной смолой, способен воспринимать растягивающие усилия, то используют ленты, образующие петли или проушины, только для соединения смежных геоплит между собой. В ином случае используют набор лент, усиливающих геоплиту и воспринимающих растягивающие нагрузки.

Каждая монтажная петля выполнена в виде выступающих за край геоплиты петель, обеспечивающих возможность приложения к геоплите внешнего усилия.

Шаг между строчными швами, размер ячеек геоплиты влияют на ее изностостойкость и ударную прочность.

Изобретение поясняется графическим материалом, где на фиг.1 изображен поперечный разрез геоплиты, на фиг.2, 3 - элементы усиления и крепления геоплит между собой.

На прилагаемых фигурах позициями обозначены следующие элементы геоплиты:

1 - слой гибкого пористого материала;

2 - соединительные швы;

3 - гибкие ленты;

4 - бандажирующая накладка;

5 - износостойкий наружный слой;

6 - петля;

7 - проушина.

Заявленное устройство изготавливают промышленным способом. Из рулона пористого материала нарезают заготовки расчетной длины, возможно использование изготовленных промышленным способом слоев в виде плит 1 из высокопрочной ткани.

Для создания ячеистой структуры формируют набор плоских гибких слоев 1 - заготовок, которые скрепляют соединительными швами 2 с формированием ячеек. Шаг между швами 2 и их направление относительно продольной оси геоплиты задают форму ячеек.

В качестве усиливающих элементов используются гибкие ленты 3 из рулонированного текстильного материала - высокопрочной ткани. Кроме того, при недостаточной прочности на растяжение слой 1 усиливают бандажирующими накладками 4 набором гибких лент. В зависимости от условий использования геоплит набор слоев пористого материала может быть усилен внешними изностостойкими слоями 5, например, типа «армитекс».

На продольных и/или поперечных сторонах указанного набора слоев 1 из лент 3, а также набора лент 4 сшиванием формируют монтажные петли (не показаны), элементы для закрепления плиты на ее основании и элементы для скрепления плит между собой. Указанные элементы могут быть совмещены и выполнены в виде петель 6 или проушин 7.

Изготовленные из указанных материалов и прошитые ячеистые структуры - геоплиты обладают высокой механической прочностью, долговечностью в условиях эксплуатации, поскольку не подвержены гниению, что важно, например, при защите трубопроводного перехода. При укладке геоплит, например, на откосах траншеи, оврагов, берегов водоемов следует ориентировать ленты, формирующие ячеистую структуру вдоль действующей нагрузки.

Соседние геоплиты соединяют между собой шнурами, полимерными тросами, пропуская их через петли или проушины смежных геоплит.

Геоплиты используются для укрепления траншей трубопроводов, для укрепления откосов при строительстве магистральных трубопроводов, при устройстве дорожной одежды в качестве основания, например на технологических подъездных дорогах при строительстве магистральных трубопроводов, а также в виде пригруза или балласта, применяемого при прокладке трубопроводов на подводных или обводняемых участках.

В зависимости от функции, отводимой конструктивному слою, выполненному на основе геоплит, определяются требования к ее ячеистой трехмерной структуре в отношении геометрических размеров, материала, конструктивных элементов, усилия натяжения лент, образующих «георешетку». Кроме того, в зависимости от назначения геоплит предъявляются определенные требования к заполнителю ячеек - полимерной смоле.

Высота ячеек георешетки, применяемой в нежестких дорожных одеждах, должна выбираться исходя из расчета на прочность конструкции дорожной одежды, но не менее 152 мм. В основании сборного покрытия, например, укрепляющего берега водоема следует применять ячеистую структуру с высотой стенки не менее 76 мм.

При заполнении ячеек полимерной смолой роль «георешетки» из набора гибких лент сводится к обеспечению создания блочной структуры, способствующей повышению прочности, износостойкости температурной трещиностойкости конструкции, например, в случае применения ее в основании асфальтобетонного покрытия.

Возможно использование геоплит для защиты изоляции трубопроводов подводных переходов как защитных средств для изоляции трубопровода при использовании балластирующих устройств различных типов.

Конструкция и материалы геоплит обеспечивают надежное и фиксированное положение трубопровода при его сооружении и в течение периода эксплуатации позволяют защитить от повреждений изоляцию трубопровода.

Элементы фиксации геоплит на основании устраняют смещение ячеистой структуры, предотвращают смещение из ее ячеек заполняющего материала, что особенно важно при сооружении покрытия на суглинистых и глинистых грунтах.

Выполнение армирующей «георешетки» из набора гибких лент в виде пространственной трехмерной ячеистой конструкции, ячейки которой заполнены полимерной смолой, обеспечивает необходимую упругость и способность к восстановлению формы без разрушения в случае приложения к геоплите динамических нагрузок.

Размеры геоплиты выбираются из соображений удобства их транспортировки и монтажа и предпочтительно равны: в транспортном положении длина геоплиты составляет 2-2,5 м, а ширина 1,0-1,5 м.

Высота объемной ячеистой структуры выбирается из условия обеспечения необходимой толщины упругого слоя, качественной пропитки слоев в указанных ячейках и оптимального соотношения прочностных свойств и веса геоплиты.

Заявленное изобретение позволяет повысить несущую способность покрытия, например, откосов траншеи, берега водоема, выполненного на базе геоплит, в том числе при многократном приложении локальной ударной подвижной нагрузки. Одним из преимуществ указанной конструкции является то, что упрощается процесс монтажа покрытия на основании.

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется для укрепления траншей трубопроводов, для укрепления откосов при строительстве магистральных трубопроводов, при устройстве дорожной одежды в качестве основания, например, на технологических подъездных дорогах при строительстве магистральных трубопроводов, а также для защиты изоляции трубопровода от воздействия на нее пригруза или балласта, применяемого при прокладке трубопроводов, например, на подводных или обводняемых участках. Ячеистая структура заполнена смесью, способной к отверждению, и снабжена грузовыми петлями, элементами крепления плиты к основанию и элементами скрепления соседних плит между собой и выполнена из набора слоев пористого гибкого материала. Заполнение ячеистой структуры осуществляют ее пропиткой смесью, содержащей, по меньшей мере, полимерную смолу и ее отвердитель. Обеспечивает повышение гибкости, прочности и износоустойчивости геоплиты, упрощение монтажных работ в полевых условиях и на стационарных базах. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Полимерная геоплита, содержащая ячеистую структуру, заполняющую ее смесь, способную к отверждению при выдержке в течение заданного периода, грузовые петли, элементы крепления плиты к основанию и элементы скрепления соседних плит между собой, отличающаяся тем, что плита выполнена из набора слоев пористого гибкого материала, при этом для получения ячеистой структуры указанный набор, включая края плиты, прошивается продольными и поперечными строчными швами с заданным расстоянием между указанными швами, а заполнение ячеистой структуры осуществляют ее пропиткой смесью, содержащей, по меньшей мере, полимерную смолу и ее отвердитель.2. Геоплита по п.1, отличающаяся тем, что набор слоев указанного материала предварительно продольно и поперечно бандажируют набором гибких текстильных лент в местах расположения указанных строчных швов, последние выполнены по лентам с образованием петель на продольных и поперечных краях геоплиты.3. Геоплита по п.2, отличающаяся тем, что элементы крепления геоплиты к основанию и элементы скрепления соседних геоплит между собой совмещены и выполнены в виде размещенных по краям плиты с заданным шагом петель или проушин.4. Геоплита по п.1, отличающаяся тем, что набор слоев указанного материала предварительно усилен односторонним наложением гибких текстильных лент в местах расположения указанных строчных швов, которые выполнены по лентам с образованием проушин на продольных и поперечных краях геоплиты или с образованием петель, для чего концы лент закрепляют на противоположной наложению стороне набора слоев указанного материала.5. Геоплита по п.1, отличающаяся тем, что прошивкой продольными и поперечными строчными швами набора слоев материала формируют ячейки квадратной, прямоугольной или ромбовидной формы.6. Геоплита по п.1, отличающаяся тем, что расстояние между формирующими ячейки параллельными швами превышает толщину плиты в 3-10 раз, наиболее предпочтительно в 4-5 раз.7. Геоплита по п.1 или 2, отличающаяся тем, что прочность указанного набора лент на растяжение превышает соответствующую прочность прошитого и пропитанного полимерной смолой набора слоев пористого материала.8. Геоплита по п.1, отличающаяся тем, что набор слоев пористого гибкого материала снабжен с одной или с обеих сторон износостойким покровным слоем из проницаемого или непроницаемого материала, способного к адгезии пропитанного полимерной смолой набора слоев пористого материала.