Способ натяжения прядей вант инженерного сооружения с вантовой системой Российский патент 2024 года по МПК E04G21/12 E01D11/04 

Изобретение относится к способам возведения и ремонту инженерных конструкций, таких как вантовых мостов, спортивных сооружений, а именно к натяжению прядей вант.

Известен способ натяжения прядей вант инженерного сооружения, включающий первый и, по крайней мере один, второй этапы. На первом этапе предварительно производят расчет необходимого усилия в прядях каждой из вант.

Затем на каждой из вант последовательно закрепляют первую прядь в первом анкере, устанавливают на ней датчик усилия, производят ее натяжение до расчетного усилия и закрепляют конец указанной пряди во втором анкере; далее производят закрепление по одной остальных прядей в первом анкере, при этом, после закрепления очередной пряди в первом анкере осуществляют натяжение каждой из них до усилия первой пряди, а после их натяжения - закрепляют конец каждой из прядей во втором анкере, причем после натяжения всех прядей осуществляют контроль за изменением расстояния между анкерами.

Следовательно, каждый раз, когда в ванту вводится новая прядь, ее натяжение устанавливают относительно усилия натяжения контрольной пряди, на которой установлен датчик усилия.

Таким образом усилие во всех прядях ванты является равным.

В случае изменения положения конструктивных элементов инженерного сооружения, например, вследствие увеличения внешней нагрузки, и связанными с ним расстояниями между анкерами каждой из вант, усилие также изменится, оставаясь равным во всех прядях ванты. В этом случае, при необходимости, осуществляют второй этап - дополнительное натяжения прядей вант. При этом в известном способе последовательность работ такая же, как и на первом этапе [1].

Однако указанный выше способ имеет следующий недостаток. При натяжении вант на первом и втором этапе необходимо:

• произвести посредством геодезической съемки замер расстояния между анкерами ванты до натяжения;

• осуществить общий расчет сооружения с поиском необходимого положения анкеров и усилия в ванте для планируемой ситуации после натяжения;

• выполнить детальный расчет самого процесса натяжения данной ванты;

• выполнить натяжение всех пряди одной ванты;

• произвести посредством геодезической съемки замер расстояния между анкерами ванты после натяжения;

• осуществить общий расчет сооружения с поиском необходимого положения анкеров и усилия в ванте для планируемой ситуации после натяжения для следующей ванты;

• повторять данные действия до и после натяжения каждой ванты.

Эти предварительные работы требуют больших временных затрат и сильно замедляют сроки проведения работ, а следовательно, ведут к удорожанию работ (простой оборудования, зарплата персонала и т.д.).

Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в ускорении и удешевления производства работ на втором этапе за счет исключения контроля расстояния между анкерами перед и после дополнительного натяжения прядей в каждой ванте, за счет исключения общих расчетов сооружения до и после дополнительного натяжения каждой ванты, а также за счет исключения детальных расчетов самого процесса натяжения каждой ванты.

Указанный результат достигается за счет того, что в способе натяжения прядей вант инженерного сооружения, включающем первый и, по крайней мере один, второй этапы: первый этап - предварительно производят расчет необходимого усилия в прядях каждой из вант, закрепляют первую прядь в первом анкере ванты, устанавливают на ней датчик усилия, производят ее натяжение до расчетного усилия и закрепляют конец указанной пряди во втором анкере; далее производят закрепление по одной остальных прядей в первом анкере, при этом, после закрепления очередной пряди в первом анкере осуществляют натяжение каждой из них до усилия первой пряди, а после их натяжения - закрепляют конец каждой из прядей во втором анкере, причем после натяжения всех прядей осуществляют контроль за изменением расстояния между ее анкерами; второй этап - осуществляют дополнительное натяжение прядей вант, при этом на втором этапе предварительно производят один общий расчет сооружения для поиска удлинения прядей сразу для всех вант сооружения для достижения необходимого дополнительного усилия, затем на вантах, на которых необходимого приложить дополнительное усилие, на каждой из вант, устанавливают датчик усилия на первой пряди ванты, последовательно производят натяжение остальных прядей до расчетного удлинения с последующей фиксацией их концов во втором анкере, получая сведения об усилии в натягиваемой пряди от датчика усилия в первой пряди, значение которого равно усилию в прядях, которые еще не дотянуты, затем производят натяжение первой пряди после натяжения остальных, и фиксируют конец первой пряди во втором анкере.

Пример выполнения заявляемого способа поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен в качестве инженерного сооружения вантовый мост, на фиг. 2, 3 - узлы соединения ванты соответственно с пилоном и дорожным настилом вантового моста, на фиг. 4, 5 - схемы поясняющая осуществления соответственно первого и второго этапов натяжения ванты.

Байтовый мост включает пилон 1, дорожный настил 2, ванты 3.

Ванта 3 моста содержит размещенные в защитном кожухе 4 пряди 5_1…5-П, анкера 6, 7, скрепленные соответственно с пилоном 1 и дорожным настилом 2. Пряди фиксируют в анкерах посредством анкерных зажимов 8.

Способ натяжения прядей ванты заключается в следующем.

На первом этапе предварительно производят расчет необходимого усилия в прядях ванты, закрепляют посредством анкерного зажима 8 первую прядь 5_1 в первом анкере 6, устанавливают на ней датчик усилия 9 со стороны анкера 7, производят ее натяжение домкратом 10 до расчетного усилия и закрепляют конец указанной пряди во втором анкере 7.

Далее производят закрепление по одной остальных прядей с 5_2 до 5_П в первом анкере 6, при этом, после закрепления очередной пряди в первом анкере осуществляют натяжение каждой из них до усилия в первой пряди 51, а после их натяжения -закрепляют конец каждой из прядей во втором анкере 7, причем после натяжения всех прядей осуществляют контроль за изменением расстояния между анкерами 6,7 (фиг. 4)

На втором этапе, после предварительного проведения расчета удлинения каждой из прядей для достижения необходимого дополнительного усилия, осуществляют дополнительное натяжения прядей ванты.

Для этого устанавливают датчик усилия 9 на первой пряди 51, последовательно производят натяжение остальных прядей 5_П…5_2 до расчетного удлинения 11 с последующей фиксацией их концов во втором анкере 7, получая сведения от датчика усилия 9 в первой пряди об усилии в прядях, которые еще не дотянуты, затем производят натяжение первой пряди после натяжения остальных, и фиксируют конец первой пряди во втором анкере (фиг. 5).

Пример осуществления способа

Вантовая система моста через реку Оку на автодороге М-12 состоит из 68 вант, каждая из которых имеет в своем составе разное количество прядей, установленных параллельно друг другу.

Монтаж и натяжение вант осуществлялся в следующей последовательности:

- геодезическая съемка положения анкеров ванты, которую необходимо устанавливать на данной стадии, съемка выполняется в темное время суток, для того чтобы исключить влияние солнца на деформации сооружения.

При этом съемка, обработка и отправка результата проектировщику моста занимает в среднем 4 часа в ночное время;

- проектировщик моста выполняет общий расчет сооружения для назначения усилия в ванте и положения анкеров для ситуации после натяжения всех прядей ванты, срок данной работы 8 часов, обычно в дневное время;

- на следующий день подрядчик по натяжению вант выполняет детальный расчет самого процесса натяжения данной ванты, для того чтобы определить усилия натяжения каждой пряди, данная работа занимает в среднем 8 часов;

- подрядчик выполнят монтаж и натяжение ванты с контролем по усилию, обычно от 11 до 24 часов;

- после натяжения всех прядей данной ванты выполняется геодезическая съемка положения анкеров натянутой ванты и анкеров следующей по очереди ванты перед ее натяжением, съемка выполняется в ночное время, занимает обычно 4 часа с учетом обработки данных;

- проектировщик моста выполняет общий расчет сооружения и выдает планируемые усилия и положения анкеров для следующей ванты, обычно данный этап занимает 8 часов в дневное время;

- все вышеуказанные этапы повторяются для каждой ванты.

В итоге процесс первого натяжения ванты при ее монтаже занимает от 3 суток, из которых в течение двух дней и ночи выполняются геодезические съемки и расчеты перед натяжением.

Согласно плану строительства моста, после соединения двух половин моста, которые возводились друг навстречу другу с разных берегов, необходимо было выполнить увеличение усилий в 24 вантах. При выполнении натяжения с контролем по усилию, для данной работы потребовалось бы 36 дней с учетом параллельной работы на двух парах вант с левой и правой стороны моста.

Для увеличения усилий на втором этапе был применен метод натяжения с контролем по удлинению с порядком натяжения прядей в соответствии с техническим решением по данной заявке. В течение двух дней были выполнены геодезические съемки положения анкеров для 24 вант подлежащих дополнительному натяжению. В течение двух дней проектировщик моста выполнил общий расчет сооружения и определил значения требуемых удлинений для всех 24 вант. Детальные расчеты процесса натяжения каждой ванты не требовались, поскольку контроль натяжения выполнялся по удлинению пряди. За 8 дней подрядчик выполнил дополнительное натяжение 24 вант. Таким образом, вместо 36 дней при натяжении с контролем по усилию второй этап натяжения 24 вант с контролем по вытяжке был выполнен за 16 дней.

Однако необходимо учитывать требования по точности натяжения прядей, в случае применения метода натяжения с контролем по усилию точность обеспечивается применением соответствующих датчиков.

При натяжении с контролем по удлинению необходимо дополнительно к удлинению пряди, которое назначил проектировщик моста, учесть удлинение пряди непосредственно в момент удержания пряди домкратом, то есть дополнительное удлинение пряди на длине от анкера до конца домкрата, для чего необходимо знать значение усилия в натягиваемой пряди. Данное значение предложено получать из показания датчика усилия первой пряди, поскольку усилия в первой пряди равно усилиям во всех не натянутых вторым этапом прядей, что является следствием первого этапа натяжения ванты, в связи с чем, дополнительное натяжение (второй этап) первой пряди по удлинению выполняется в последнюю очередь.

Таким образом, данное техническое решение позволит существенно сократить сроки производства работ без потери точности натяжения прядей и снизить затраты на их осуществление за счет исключения:

• контроля расстояния между анкерами перед и после дополнительного натяжения прядей в каждой ванте;

• общих расчетов сооружения до и после дополнительного натяжения каждой ванты;

• детальных расчетов самого процесса натяжения каждой ванты.

Источник информации

1. Патент FR 2652866, МКИ- E04G 21/12, 1991.

Изобретение относится к способам натяжения прядей вант инженерных сооружений. Способ осуществляют в два этапа. На первом этапе предварительно производят расчет необходимого усилия в прядях ванты, закрепляют посредством анкерного зажима первую прядь в первом анкере, устанавливают на ней датчик усилия со стороны анкера, производят ее натяжение домкратом до расчетного усилия и закрепляют конец указанной пряди во втором анкере. Далее производят закрепление по одной из остальных прядей в первом анкере. После закрепления очередной пряди в первом анкере осуществляют натяжение каждой из них до усилия в первой пряди, а после их натяжения - закрепляют конец каждой из прядей во втором анкере. После натяжения всех прядей осуществляют контроль за изменением расстояния между анкерами. На втором этапе, после предварительного проведения расчета удлинения каждой из прядей, устанавливают датчик усилия на первой пряди, последовательно производят натяжение остальных прядей до расчетного удлинения с последующей фиксацией их концов во втором анкере, получая сведения от датчика усилия в первой пряди об усилии в прядях, которые еще не дотянуты, затем производят натяжение первой пряди после натяжения остальных и фиксируют конец первой пряди во втором анкере. Технический результат - сокращение сроков производства работ без потери точности натяжения прядей. 5 ил.

Способ натяжения прядей вант инженерного сооружения, включающий первый и второй этапы: первый этап - предварительно производят расчет необходимого усилия в прядях каждой из вант, закрепляют первую прядь в первом анкере ванты, устанавливают на ней датчик усилия, производят ее натяжение до расчетного усилия и закрепляют конец указанной пряди во втором анкере; далее производят последовательное закрепление по одной остальных прядей в первом анкере, при этом, после закрепления очередной пряди в первом анкере, осуществляют натяжение каждой из них до усилия первой пряди, а после ее натяжения закрепляют ее конец во втором анкере, причем после натяжения всех прядей осуществляют контроль за изменением расстояния между ее анкерами; второй этап - осуществляют дополнительное натяжение прядей вант, отличающийся тем, что на втором этапе предварительно производят один общий расчет сооружения для поиска удлинения прядей сразу для всех вант сооружения для достижения необходимого дополнительного усилия, затем на вантах, на которых необходимо приложить дополнительное усилие, устанавливают датчик усилия на первой пряди ванты, последовательно производят натяжение остальных прядей до расчетного удлинения с последующей фиксацией их концов во втором анкере, получая сведения об усилии в натягиваемой пряди от датчика усилия в первой пряди, значение которого равно усилию в прядях, которые еще не дотянуты, затем производят натяжение первой пряди после натяжения остальных и фиксируют конец первой пряди во втором анкере.