Модульный металлический шатровый телескопический ледорез Российский патент 2023 года по МПК E01D19/14 

Изобретение относится к ледозащитным сооружениям. Оно, в частности, может устраиваться для защиты башенных опор временных высоководных автодорожных мостов, включая автодорожные разборные мосты (АРМ), от воздействия плывущих льдин на реках, как правило, с ледоходами сильной и средней интенсивности [1].

Известны конструкции типовых шатровых ледорезов («Ледозащитные и навалоотбойные устройства для опор временных железнодорожных мостов», Ленгипротрансмост 1979 г. шифр 156РЧ-1. Шатровые ледорезы) [2].

Основными недостатками их являются: потребность в больших объемах древесины; применение забивных деревянных свай; значительные затраты ручного труда и времени как на изготовление элементов, так и на устройство ледореза в русле реки.

К недостаткам таких ледорезов следует также отнести практически одноразовость их устройства, т.к. при разборке элементов пригодность лесоматериала к повторному применению составляет, как правило, не более 50%. К тому же ручная разборка ледореза на элементы, производимая в русле реки, является сложной, трудоемкой, маломеханизированной и небезопасной работой.

Известна также конструкция металлического универсального сборно-разборного ледореза (Патент на изобретение №2746339) [3]. Указанный ледорез принят в качестве прототипа предлагаемого изобретения.

Одним из основных недостатков прототипа является необходимость применения направляющей рамы с установкой на ней элементов пригруза - ж/б плит или ящиков с инертным материалом, башмаков, вкладышей и других элементов, в том числе из инвентарных мостовых конструкций, которые входят в комплекты АРМа.

Технической задачей изобретения является разработка конструкции шатрового ледореза многоразового применения для защиты башенных опор автодорожных временных, в том числе разборных мостов (АРМ), устраиваемых на реках с сильными и средними ледоходами и различными глубинами воды.

Указанная техническая задача решена за счет того, что модульный металлический шатровый телескопический ледорез (ММШТЛ) устроен из нескольких отдельно стоящих модулей, имеющих одинаковую длину, ширину и наклон режущих ребер и расположенных на общей оси ледореза и опоры на определенном расстоянии друг от друга. Отличается тем, что головной модуль представляет собой телескопический сборно-разборный клиновидный ледорез (по патенту на полезную модель №187393) [4], а 2-ой и последующие модули являются шатровыми ледорезами, у которых нижние концы режущих ребер расположены ниже верхних концов режущих ребер предыдущих модулей. Все модули ледореза устроены из трех рядов вертикальных составных телескопических трубчатых винтовых свай, объединенных в жесткие устойчивые конструкции внутренними и наружными горизонтальными и наклонными схватками из стальных полос или уголков. Режущие ребра всех модулей, изготовленные из стальных однотипных прокатных уголков, размещены на шапочных деревянных брусьях треугольного сечения, которые, в свою очередь, уложены на поворотные П-образные наголовники свай центрального ряда каждого модуля. Такие наголовники прикреплены снизу к шапочным деревянным брусьям винтами. Уголки режущих ребер также прикреплены к наклонным плоскостям шапочных брусьев винтами (саморезами). Обшивка наклонных граней шатра и стен каждого модуля устроена из съемных щитов прямоугольной и треугольной форм, представляющих собой жесткие рамы из уголков. При этом рамы шатровой части модулей заполнены стальными листами, а рамы щитов обшивки боковых стен модулей заполнены стальными листами с перфорацией или круглыми стержнями с зазорами между ними. При этом все стержни заполнения рам щитов обшивки жестко соединены с внутренним плоскостями уголков сваркой.

При проектировании щитов боковых стен модулей в качестве прототипов использованы элементы кустовых металлических ледорезов, сведения о которых содержатся в «Альбоме фундаментов опор для автодорожных разборных мостов (АРМ)». Листы 24, 25, 26, 29 [5]. Конструкции телескопических винтовых свай приняты по патентам №191864 [6] и №187577 [7].

Предлагаемая конструкция ледореза из 3-х модулей изображена на рисунках 1 и 2, где обозначено:

фиг. 1 - показаны поворотные наголовники телескопических свай центральных рядов модулей; фиг. 2 - изображен боковой фасад свай (и схваток) центральных рядов модулей; фиг. 3 - показан план расположения всех свай трех модулей и щитов обшивки верха модулей; фиг. 4 - изображена собранная составная телескопическая свая ледореза; фиг. 5 - показана надземная часть модулей, покрытая щитами обшивки из круглых стержней; фиг. 6 - вид сзади последнего модуля ледореза.

поз. 1 - режущие ребра модулей; поз. 2 - поворотные наголовники составных телескопических свай центральных рядов модулей; поз. 3 - ось поворотного наголовника таких свай; поз. 4 - шапочный брус под режущими ребрами модулей; поз. 5 - нижние (винтовые) части составных свай; поз.6 - средние части составных свай; поз. 7 - верхние части составных свай; поз. 8 - наружные и внутренние горизонтальные и наклонные схватки между сваями; поз.9 -съемные прямоугольные щиты обшивки боковых поверхностей модулей; поз. 10 - щиты наклонных граней шатровой части модулей; поз. 11 - треугольные щиты обшивки боковых стен модулей из стальных стержней с зазорами; поз. 12 - ограничитель движения льдин по режущему ребру последнего модуля; поз. 13 - штыри для соединения частей 5, 6 и 7 в единую конструкцию составной сваи; поз. 14 - горизонтальные схватки между двумя соседними модулями.

Осуществление изобретения производится в соответствии с проектом производства работ (ППP) и регламентами. Готовые элементы всех модулей доставляют на строительную площадку, устроенную на берегу вблизи уреза воды. После выполнения разбивочных работ с закреплением на берегах осей свай первого модуля в русло выводят и закрепляют якорями плашкоут с установкой завинчивания свай (УЗС) и нижними(винтовыми) частями 5 всех свай первого модуля. Их завинчивают до проектного положения верхнего конца (торца) и двух сквозных отверстий в надземной(винтовой) части 5 (фиг. 2, 5 и 6).

Параллельно с этими работами на стройплощадке на стеллаже в горизонтальном положении монтажники соединяют саморезами шапочный брус 4 с режущим ребром 1 и поворотными наголовниками 2 (фиг. 1). После этого так же на стеллаже монтажники соединяют средние части 6 свай первого модуля осями 3 с наголовниками 2 прикрепленными к брусу 4 (фиг. 1 и 2). После того, как все части 6 (или 7) свай центрального ряда первого модуля соединены через наголовники 2 с режущим ребром 1, с двух сторон к ним крепят горизонтальные и наклонные схватки 8 (фиг. 2). После этого к брусу 4 режущего ребра 1 крепят винтами (саморезами) щиты 10 боковых наклонных граней шатровой части первого модуля (фиг. 3 и 5). Смонтированную полностью надземную часть первого модуля краном поднимают со стеллажа и укладывают на грузовой паром для доставки к кусту завинченных нижних частей 5 свай первого модуля. Здесь краном, размещенным на плашкоуте, смонтированную надземную часть центрального ряда свай первого модуля с режущим ребром 1 краном поднимают с парома и переносят к кусту завинченных нижних частей 5 свай.

Стропальщики заводят нижние концы средних частей 6 свай в полости винтовых частей 5 и опускают их до расчетного уровня положения режущего ребра 1 (фиг. 2 и 5). При этом положении монтажники руками и ломиками добиваются, чтобы два надземных отверстия в нижней части всех трех свай совпали с двумя отверстиями в стволах опускаемых частей 6 свай. В совпавшие отверстия монтажники вставляют штыри 13 (фиг. 2). По аналогичной технологии (или другой) устраивают наружные ряды свай каждого модуля, объединяют их внутренними и наружными схватками 8 и подкосами в жесткие конструкции модулей. Затем модули соединяют в единый ледорез горизонтальными схватками 14 между рядами свай соседних модулей (фиг. 5). Наружная обшивка модулей устроена из съемных щитов 9 и 16 (фиг. 5), изготовленных на заводе или в мастерской. В русле реки их крепят болтами к сваям или к продольным схваткам 8 в наружных рядах свай (фиг. 5). Схватки изготовлены из прокатных уголков и прикреплены к надземным частям 6 и 7 свай болтами или шпильками с гайками и шайбами. Шпильки и болты размещают в тех же отверстиях, которые предназначены для штырей 13. На рис. 2 показаны щиты 9 и 11 с заполнением рам круглыми стальными стержнями (фиг. 5).

Количество модулей в составе конкретного ледореза определяют проектировщики на основе прогнозов ледовой обстановки (толщина льда, уровни низкого и высокого ледорезов, скорость льдин, их размеры и др.) на реке, где планируется устройство временного высоководного моста, в т.ч. из комплектов АРМ. При этом определяется также уклон режущего ребра 1 всех модулей.

Изготовление элементов таких ледорезов целесообразно производить на заводах, на которых изготавливают АРМ, например САРМ-М.

Таким образом, предлагаемая конструкция модульного металлического шатрового телескопического ледореза позволяет многоразовое его применение для защиты башенных опор временных мостов, включая АРМ, на реках в основном с сильными и средними ледоходами и различными глубинами воды. Применение в русле собранных на стройплощадке укрупненных блоков из элементов модулей позволяет сократить общие затраты труда и времени на устройство ледореза. Ледорез может одновременно применяться в качестве карчеотбойника на реках, где наряду с ледоходами или без них происходят карчеходы. Целесообразно также ледорезы изготавливать в качестве инвентарных для каждого вида АРМ и хранить их элементы на базах вместе с элементами АРМ.

Использованные источники

1. «Технические условия проектирования военных автодорожных мостов и переправ» (ТУВАМ), М, Воениздат, 1974.

2. «Ледозащитные и навалоотбойные устройства для опор временных железнодорожных мостов», Ленгипротрансмост 1979 г. шифр 156РЧ-ч. 1. Шатровые ледорезы.

3. «Универсальный сборно-разборный клиновидный ледорез». Патент №2746339 от 12.04.2020 г.

4. «Телескопический сборо-разборный клиновидный ледорез». Патент №187393 от 04.03.2019 г.

5. «Альбом фундаментов опор для автодорожных разборных мостов (АРМ)». ЦАДУ. Воениздат. 2003 г.

6. «Головная телескопическая винтовая свая из стеклопластиковых труб для кустового инвентарного ледореза». Патент №191864 от 26.08.2019.

7. «Винтовая телескопическая свая из стеклопластиковых труб с опорным наголовником». Патент №187577 от 12.03.2019.

Изобретение относится к ледозащитным сооружениям, в частности к устройствам для защиты башенных опор мостов. Технический результат – сокращение трудозатрат на сборку ледореза и возможность его многоразового использования для защиты башенных опор. Модульный металлический шатровый телескопический ледорез устроен из нескольких отдельно стоящих модулей, имеющих одинаковую длину, ширину и наклон режущих ребер и расположенных на общей оси ледореза, и опоры на определенном расстоянии друг от друга. Головной модуль представляет собой сборно-разборный клиновидный ледорез. У последующих модулей нижние концы режущих ребер расположены ниже верхних концов режущих ребер предыдущих модулей. Все модули ледореза устроены из трех рядов вертикальных составных телескопических трубчатых винтовых свай, объединенных в жесткие устойчивые конструкции внутренними и наружными горизонтальными и наклонными схватками из стальных полос или уголков. Режущие ребра всех модулей, изготовленные из стальных однотипных прокатных уголков, размещены на шапочных деревянных брусьях треугольного сечения, которые в свою очередь уложены на поворотные П-образные наголовники свай центрального ряда каждого модуля. Рамы шатровой части модулей заполнены стальными листами, а рамы щитов обшивки боковых стен модулей заполнены стальными листами с перфорацией или круглыми стержнями с зазорами между ними. Стержни заполнения рам щитов обшивки жестко соединены с внутренними плоскостями уголков сваркой. 6 ил.

Модульный металлический шатровый телескопический ледорез, устроенный из нескольких отдельно стоящих модулей, имеющих одинаковую длину, ширину и наклон режущих ребер и расположенных на общей оси ледореза и опоры на определенном расстоянии друг от друга, отличающийся тем, что головной модуль представляет собой сборно-разборный клиновидный ледорез, а у последующих модулей нижние концы режущих ребер расположены ниже верхних концов режущих ребер предыдущих модулей, при этом все модули ледореза устроены из трех рядов вертикальных составных телескопических трубчатых винтовых свай, объединенных в жесткие устойчивые конструкции внутренними и наружными горизонтальными и наклонными схватками из стальных полос или уголков, при этом режущие ребра всех модулей, изготовленные из стальных прокатных равнополочных уголков, размещены на шапочных деревянных брусьях треугольного сечения, которые уложены на поворотные наголовники свай центрального ряда и жестко соеденены с ними; обшивка наклонных граней шатров и стен всех модулей устроена из съемных щитов прямоугольной и треугольной форм, представляющих собой жесткие рамы из уголков; при этом верхние рамы шатровой части модулей заполнены стальными перфорированными листами, а рамы щитов боковых стен модулей заполнены такими же листами или круглыми стальными стержнями с зазорами между ними, которые прикреплены к внутренним поверхностям уголков сваркой.