АНКЕРНОЕ КРЕПЛЕНИЕ ШПУНТОВОЙ СТЕНЫ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2012 года по МПК E02B3/06 E02D5/74 E02D5/76 

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано при строительстве причалов в морских и речных портах, а также при возведении подпорных стенок различного назначения.

В гидротехническом строительстве самое широкое применение нашли сооружения в виде тонких стенок с заанкерованными лицевыми элементами. Одним из основных факторов, определяющим напряженно-деформированное состояние анкерных тяг, является развитие осадок грунта засыпки под тягами в начальный период эксплуатации сооружения, при естественном уплотнении засыпки и, вследствие этого, происходит зависание на тягах вышележащего грунта засыпки. Кроме того, на напряженно-деформированное состояние тяг оказывают влияние условия закрепления тяг к лицевому элементу и к анкерной опоре, податливость самой тяги и перемещения опор, наличие компенсаторных устройств, промежуточных опор-стоек и пр.

В сложившейся практике отечественного портового гидротехнического строительства наиболее широко была распространена конструкция составной анкерной тяги со звеньями, выполненными из круглого проката.

Следует отметить технологическую сложность сварных соединений типа «шпилька-звено», применяемых в узлах крепления анкерной тяги к шпунтовой стене. Непредусмотренный расчетной схемой изгибающий момент, возникающий в сварном соединении резьбовой шпильки с основным звеном тяги, часто приводит к обрыву тяг в месте сварного соединения. Поэтому для повышения несущей способности и эксплуатационной надежности анкерной тяги предлагается отказ от использования сварных соединений в ее звеньях, а также гибкое исполнение самой тяги.

Известна шпунтовая стена, анкерный узел в которой смонтирован в каждой свае и выполнен в виде жестко соединенного с ней трубчатого металлического каркаса и сборной закладной опоры, закрепленной на каркасе и свае (RU 2275456 С2, Е02В 3/06, 27.04.2006).

Известна анкерная тяга, содержащая установленные в пределах грунтовой засыпки за подпорной стенкой отдельные стержневые элементы, соединенные между собой посредством образованных на их концах петель, на которых установлены хомуты (RU 2026450 С1, Е02В 3/06, 09.01.1995).

Известны узлы крепления тяг к шпунтовой стенке на резьбовых соединениях, содержащих стяжную гайку, плоскую шайбу и резьбовой хвостовик тяги. Например, узел крепления тяги к шпунтовой стенке, содержащий размещенную на тяге шайбу, отличающийся тем, что шайба выполнена с сегментным патрубком, с образованием наружного фланца, на внутренней стенке осевого отверстия шайбы выполнен шлиц, а на фланце выполнены резьбовые отверстия под распорные винты (RU 2042864 С1, Е02В 3/06, 27.08.1995).

Резьбовое соединение в узлах крепления шпунтовой стенки усложняет конструкцию тяги и вынуждает принимать завышенное сечение хвостовика с учетом глубины нарезки резьбы, чтобы не ослабить расчетное сечение, что влечет увеличение металлоемкости и трудоемкости.

Известна анкерная тяга в виде трубчатого металлического каркаса и сборной закладной опоры, закрепленной на свайной шпунтовой стенке, при этом свая с помещенным внутри нее анкерным узлом забетонирована полностью или частично (RU 2275456 C1, E02B 3/06, 27.04.2006).

Жесткая заделка вместо шарнирного соединения приводит к возникновению значительных дополнительных напряжений в тягах.

Наиболее характерным недостатком в узлах крепления анкерных тяг со шпунтом является изгиб резьбовых шпилек в результате осадки грунта и прогиба тяг, тем самым образуя жесткую заделку вместо шарнирного соединения, вызывая большой изгибающий момент и значительные дополнительные напряжения в тягах.

Наиболее близким аналогом предлагаемой конструкции является составная анкерная тяга из круглого проката без сварных соединений, звенья которой соединены между собой резьбовыми соединениями с помощью соединительных и натяжных муфт (ТУ 5254-001-03147519-2006 «Анкерное оборудование. Технические условия» ЗАО «Курганстальмост»).

Недостатком указанной анкерной тяги является трудоемкость ее изготовления и высокий расход металла.

Целью настоящего изобретения является устранение отмеченных выше недостатков, устранение люфтов в соединениях тяги, снижение металлоемкости и трудоемкости,

Достигается это тем, что:

- В одном варианте в анкерном креплении шпунтовой стены, включающем анкерную тягу и узел крепления тяги к шпунтовой стене, анкерная тяга выполнена из пучка высокопрочных проволок, концы которых объединены концевым анкерным зажимом (замковым элементом), состоящим из цилиндрической обоймы с наружной резьбой, имеющей внутреннюю прямоугольную клиновую полость с заведенными в нее концами проволок, и плоского клина, находящегося внутри пучка высокопрочных проволок, при этом стенки меньшего размера клиновой полости параллельны между собой, а стенки большего размера образуют угол, равный 4-10 град, причем угол между аналогичными стенками клина меньше его на 0,5-1,5 град. Конец пучка высокопрочных проволок залит быстросхватывающейся смолой и с торца цилиндрической обоймы закрыт стаканом. Узел крепления анкерной тяги к шпунтовой стене, расположенный на ее наружной стороне (поверхности), включает концевой анкерный зажим, опирающийся на опорную шайбу через гайку на резьбовой поверхности цилиндрической обоймы, входящей в отверстие в шпунтовой стене, при этом поверхность шайбы, примыкающая к стене, выполнена плоской, а поверхность шайбы, примыкающая к гайке, - сферической.

- Во втором варианте в анкерном креплении шпунтовой стены, анкерная тяга выполнена из пучка проволок, концы которых объединены концевым анкерным зажимом (замковым элементом), состоящим из концевой обоймы, представляющей собой втулку с конусным расширением на конце, лобовая поверхность которой (в основании конуса) выполнена сферической выпуклой, и имеющая внутреннюю прямоугольную клиновую полость с заведенными в нее концами проволок, и плоского клина, находящегося внутри пучка проволок. При этом стенки меньшего размера клиновой полости параллельны между собой, а стенки большего размера образуют угол, равный 4-10 град, причем угол между аналогичными стенками клина меньше его на 0,5-1,5 град. Конец пучка проволок залит быстросхватывающейся смолой и с торца цилиндрической обоймы закрыт стаканом. Узел крепления анкерной тяги к шпунтовой стене, расположенный с ее наружной стороны (поверхности), включает концевой анкерный зажим, входящий в отверстие в шпунтовой стене и опирающийся на опорную шайбу сферической лобовой поверхностью концевой обоймы, при этом поверхность шайбы, примыкающая к шпунтовой стене, - плоская, а примыкающая к лобовой поверхности концевой обоймы - плоская или сферически вогнутая. При этом лобовая поверхность концевой обоймы и обе поверхности опорной шайбы могут быть выполнены плоскими.

Диаметр высокопрочных проволок анкерной тяги может быть равен 3-6 мм, а в качестве быстросхватывающейся смолы может быть использована эпоксидная смола с наполнителем, либо другой состав.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 дана схема концевого анкерного зажима, опирающегося на опорную шайбу через гайку, находящуюся на резьбовой поверхности цилиндрической обоймы.

На фиг.2 дана схема концевого анкерного зажима, опирающегося на опорную шайбу сферической поверхностью концевой обоймы.

Анкерное крепление шпунтовой стены включает анкерную тягу из пучка высокопрочных проволок 1 и узел крепления анкерной тяги к шпунтовой стене 2. Концы высокопрочных проволок объединены концевым анкерным зажимом, состоящим в первом варианте из цилиндрической концевой обоймы 3 с наружной резьбой и с находящейся на ней гайкой 4, а во втором варианте из концевой обоймы 3, представляющей собой втулку с конусным расширением на конце, лобовая поверхность которой (в основании конуса) выполнена сферической выпуклой или плоской. Концы пучка высокопрочных проволок 1 закреплены во внутренней прямоугольной клиновой полости обойм 3 с помощью плоского клина 5, находящегося внутри пучка проволок. При этом стенки меньшего размера клиновой полости параллельны между собой, а стенки большего размера образуют угол α, равный 4-10 град, причем угол между аналогичными стенками клина меньше его на 0,5-1,5 град. Анкерные зажимы на концах анкерной тяги опираются через опорные шайбы 6 на наружную поверхность шпунтовой стены. Поверхность опорной шайбы 6 может быть плоской или сферической. Концы пучка высокопрочных проволок стянуты хомутом 7, залиты быстросхватывающейся смолой и с торца обоймы закрыты стаканом 8.

Переход на новое исполнение анкерных тяг без стыковочных сварных или резьбовых соединений в конструкции их звеньев является наиболее эффективным и простым конструктивным решением. При этом существенно сокращается технологическая цепочка производства анкерной тяги и снижается металлоемкость.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано при строительстве причалов в морских и речных портах, а также при возведении подпорных стенок различного назначения. Анкерное крепление включает анкерную тягу и узел крепления тяги к шпунтовой стене. Анкерная тяга выполнена из пучка высокопрочных проволок, концы которых объединены концевым анкерным зажимом. В первом варианте, анкерный зажим состоит из цилиндрической обоймы с наружной резьбой, имеющей внутреннюю прямоугольную клиновую полость с заведенными в нее концами проволок, и плоского клина, находящегося внутри пучка проволок. Во втором варианте, анкерный зажим состоит из концевой обоймы, представляющей собой втулку с конусным расширением на конце, лобовая поверхность которой в основании конуса выполнена сферической выпуклой, и плоского клина, находящегося внутри пучка проволок. Втулка имеет внутреннюю прямоугольную клиновую полость с заведенными в нее концами высокопрочных проволок. При этом стенки меньшего размера клиновой полости (в обоих вариантах) параллельны между собой, а стенки большего размера образуют угол, равный 4-10 град. Причем угол между аналогичными стенками клина меньше на 0,5-1,5 град. Конец пучка проволок залит быстросхватывающейся смолой и с торца цилиндрической обоймы закрыт стаканом. Узел крепления анкерной тяги к шпунтовой стене, расположенный на ее наружной поверхности, по первому варианту, включает концевой анкерный зажим, опирающийся на поверхность шпунтовой стены через опорную шайбу и гайку, находящуюся на резьбовой поверхности цилиндрической обоймы. Поверхность шайбы, примыкающая к стене, выполнена плоской, а поверхность шайбы, примыкающая к гайке, - сферической. Узел крепления анкерной тяги к шпунтовой стене, расположенный с ее наружной поверхности, по второму варианту, включает концевой анкерный зажим, входящий в отверстие в шпунтовой стене и опирающийся на опорную шайбу сферической лобовой поверхностью концевой обоймы. Поверхность шайбы, примыкающая к шпунтовой стене, - плоская, а примыкающая к лобовой поверхности концевой обоймы - плоская или сферически вогнутая. Повышается несущая способность и эксплуатационная надежность анкерной тяги, при снижении металлоемкости и трудоемкости ее изготовления. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Анкерное крепление шпунтовой стены, включающее анкерную тягу и узел крепления тяги к шпунтовой стене, отличающееся тем, что анкерная тяга выполнена из пучка высокопрочных проволок, концы которых объединены концевым анкерным зажимом, состоящим из цилиндрической обоймы с наружной резьбой, имеющей внутреннюю прямоугольную клиновую полость с заведенными в нее концами проволок, и плоского клина, находящегося внутри пучка проволок, при этом стенки меньшего размера клиновой полости параллельны между собой, а стенки большего размера образуют угол, равный 4-10°, причем угол между аналогичными стенками клина меньше на 0,5-1,5°, конец пучка проволок залит быстросхватывающейся смолой и с торца цилиндрической обоймы закрыт стаканом, а узел крепления анкерной тяги к шпунтовой стене, расположенный на ее наружной поверхности, включает концевой анкерный зажим, опирающийся на поверхность шпунтовой стены через опорную шайбу и гайку, находящуюся на резьбовой поверхности цилиндрической обоймы, при этом поверхность шайбы, примыкающая к стене, выполнена плоской, а поверхность шайбы, примыкающая к гайке, - сферической.

2. Анкерное крепление шпунтовой стены по п.1, отличающееся тем, что диаметр высокопрочных проволок анкерной тяги равен 3-6 мм.

3. Анкерное крепление шпунтовой стены по п.1, отличающееся тем, что в качестве быстросхватывающейся смолы используется эпоксидная смола с наполнителем.

4. Анкерное крепление шпунтовой стены, включающее анкерную тягу и узел крепления тяги к шпунтовой стене, отличающееся тем, что анкерная тяга выполнена из пучка высокопрочных проволок, концы которых объединены концевым анкерным зажимом, состоящим из концевой обоймы, представляющей собой втулку с конусным расширением на конце, лобовая поверхность которой в основании конуса выполнена сферической выпуклой, и имеющей внутреннюю прямоугольную клиновую полость с заведенными в нее концами высокопрочных проволок, и плоского клина, находящегося внутри пучка проволок, при этом стенки меньшего размера клиновой полости параллельны между собой, а стенки большего размера образуют угол, равный 4-10°, причем угол между аналогичными стенками плоского клина меньше его на 0,5-1,5°, конец пучка высокопрочных проволок залит быстросхватывающейся смолой и с торца цилиндрической обоймы закрыт стаканом, а узел крепления анкерной тяги к шпунтовой стене, расположенный с ее наружной поверхности, включает концевой анкерный зажим, входящий в отверстие в шпунтовой стене и опирающийся на опорную шайбу сферической лобовой поверхностью концевой обоймы, при этом поверхность шайбы, примыкающая к шпунтовой стене, - плоская, а примыкающая к лобовой поверхности концевой обоймы - плоская или сферически вогнутая.

5. Анкерное крепление шпунтовой стены по п.4, отличающееся тем, что диаметр высокопрочных проволок анкерной тяги равен 3-6 мм.

6. Анкерное крепление шпунтовой стены по п.4, отличающееся тем, что в качестве быстросхватывающейся смолы используется эпоксидная смола с наполнителем.