Способ укрепления железобетонной водопропускной трубы Российский патент 2025 года по МПК F16L1/36 E03F3/06 

Изобретение относится к защите труб и деталей, имеющих подобную форму, в частности к восстановлению труб.

Известно колодезное кольцо включающее полую железобетонную основу цилиндрической формы, соединенную с внутренней своей стороны с листовой защитной облицовкой, содержащей анкерные элементы, отличающееся тем, что имеется дополнительная листовая защитная облицовка, содержащая анкерные элементы и соединенная с основой с внешней ее стороны путем оборачивания облицовки вокруг основы анкерными элементами внутрь, при этом каждая листовая защитная облицовка образована из полимерных листов. [RU189310U1, опубл. 21.05.2019].

Недостатком данного аналога является то, что данным устройством не предусмотрено соединение колодезных колец между собой, что может привести к смещению колец друг относительно друга,

Также известно гидротехническое сооружение, содержащее железобетонные кольца, связанные друг с другом посредством соединительных пластин, закрепленных на железобетонных кольцах с помощью крепежных элементов, отличающееся тем, что соединительные пластины закреплены на соответствующих железобетонных кольцах таким образом, что на каждом из железобетонных колец крепежные элементы двух любых соседних соединительных пластин расположены на разном расстоянии от шва между железобетонными кольцами. [RU125211U1, опубл. 27.02.2013].

Недостатком данного аналога является отсутствие возможности применения данного метода укрепления гидротехнического сооружения с уже смещенными железобетонными кольцами.

Также известна конструкция защитного слоя бетонной трубы из предварительно напряженного стального цилиндра полезная модель которой раскрывает конструкцию защитного слоя для подъемной трубы из предварительно напряженной стальной цилиндрической бетонной трубы, которая содержит защитный слой, на двух концах защитного слоя расположены армирующие стальные кольца, на внутренней стороне защитного слоя расположена предварительно напряженная стальная проволока, Внешний слой сердечника бетонной трубы расположен на внутренней стороне предварительно напряженной стальной проволоки, а стальной цилиндр расположен на внутренней стороне наружного слоя сердечника бетонной трубы. Арматурный каркас расположен на внутренней стороне стального цилиндра, внутренний слой сердечника из бетонной трубы расположен между стальным цилиндром и арматурным каркасом, раструб и патрубок приварены к двум концам стального цилиндра соответственно, и на конце стального цилиндра, рядом с патрубком, расположена цементировочная труба. Бетон защитного слоя изготовлен из бетона сверхвысоких характеристик, армирующий каркас защитного слоя не требуется, а толщину защитного слоя можно уменьшить. Механические свойства значительно улучшаются, индекс долговечности соблюдается, можно проектировать легкие, тонкие и высокопрочные трубопроводные изделия, собственный вес бетонных трубопроводов той же спецификации может быть уменьшен по сравнению с существующими аналогичными изделиями, материалы для изготовления труб значительно экономится, а трудности, связанные с транспортировкой, подъемом, установкой и т.п., уменьшаются. [CN219673547U, опубл. 12.09.2023].

Недостатком наиболее близкого технического решения является отсутствие технической возможности применения указанных технологий на бетонной трубе с уже смещенными кольцами, отсутствие возможности предотвращения дальнейшего их смещения.

Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением, является устранение недостатков аналогов.

Задача изобретения – повышение срока службы.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении срока службы железобетонной водопропускной трубы.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе укрепления железобетонной трубы, расположенной под землей и выполненной из железобетонных колец диаметр которых находится в диапазоне от 800 мм до 1200 мм, в которой нарушена соосность между железобетонными кольцами, первый металлический обруч шириной в диапазоне от 50 мм до 150 мм и толщиной от 8 мм до 12 мм монтируют к внутренней поверхности первого железобетонного кольца железобетонной трубы, при этом металлический обруч располагают так, что его торцевая часть расположена заподлицо с торцевой частью железобетонного кольца, а внешний диаметр первого металлического обруча подбирают равным внутреннему диаметру первого железобетонного кольца, после чего аналогичным способом монтируют второй металлический обруч к внутренней поверхности второго железобетонного кольца, в котором нарушена соосность по отношению к первому железобетонному кольцу, затем первый металлический обруч смонтированный в первом железобетонном кольце соединяют со вторым металлическим обручем смонтированным во втором железобетонном кольце в местах их соприкосновения методом сварки, после чего определяют пустоты с внешней стороны железобетонных колец железобетонной трубы, образованные провалом грунта, выполняют сквозные отверстия в железобетонном кольце напротив пустот и заполняют их через отверстия инъекционным раствором, а затем сами отверстия также заполняют инъекционным раствором, после чего в верхней части по меньшей мере одного железобетонного кольца выполняют сквозное отверстие в которое монтируют металлический стрежень, при этом нижнюю часть металлического стержня закрепляют к внутренней стенке железобетонного кольца, а верхнюю часть металлического стержня закрепляют на поверхности земли.

В частности, металлический стержень закрепляют к внутренней стенке железобетонного кольца и на поверхности земли посредством проставки и гайки;

В частности, в качестве металлического стержня применяют анкер.

Предложенное изобретение иллюстрируется фигурами:

На фиг. 1 изображена железобетонная водопропускная труба в недеформируемом состоянии;

На фиг. 2 изображена деформированная железобетонная водопропускная труба;

На фиг. 3 изображена укрепленная деформированная железобетонная водопропускная труба;

На фиг. 4 показан вид А на укрепленную деформированную железобетонную водопропускную трубу;

На фиг. 5 показано сечение А-А укрепленной деформированной железобетонной водопропускной трубы.

На фигурах обозначено: 1- железобетонное кольцо, 2 – металлический обруч, 3 – грунт, 4 – отверстие, 5 – стержень, 6 – проставка, 7 – гайка.

Согласно изобретению, способ укрепления железобетонной трубы применяют для укрепления железобетонной трубы, расположенной под землей и выполненной из железобетонных колец 1, диаметр которых находится в диапазоне от 800 мм до 1200 мм, в которой нарушена соосность между железобетонными кольцами 1. Применение данного способа для укрепления железобетонной трубы с диаметром железобетонных колец 1 меньше, чем 800 мм не рекомендуется ввиду сложности проведения сварочных работ, обусловленных тем, что сварка осуществляется изнутри железобетонной трубы и ее осуществление в трубе с диаметром железобетонных колец меньше, чем 800 мм снижает качество осуществляемых работ ввиду отсутствия достаточного пространства для рабочего персонала. Некачественно выполненные технологические процессы снижают эффективность заявленного способа, а соответственно недостаточно повышают срок службы укрепленной железобетонной трубы. Также ввиду того, что железобетонные кольца 1 смещены друг относительно друга, рабочая зона для рабочего персонала дополнительно ограничена. Применение данного способа для укрепления железобетонной трубы с диаметром железобетонных колец 1 больше, чем 1200 мм не допускается ввиду недостаточной эффективности заявленного способа при применении его на железобетонных трубах большего диаметра, обусловленного необходимостью применения составного металлического обруча 2, что снижает прочностные характеристики металлического обруча 2 в местах соединения его фрагментов, что может привести к нарушению целостности металлического обруча 2 и недостаточно увеличить срок службы железобетонной трубы, укрепленной заявленным способом.

Первый металлический обруч 2 монтируют к внутренней поверхности первого железобетонного кольца 1 железобетонной трубы, при этом металлический обруч 2 располагают так, что его торцевая часть расположена заподлицо с торцевой частью железобетонного кольца 1, а внешний диаметр первого металлического обруча 2 подбирают равным внутреннему диаметру первого железобетонного кольца 1, после чего аналогичным способом монтируют второй металлический обруч 2 к внутренней поверхности второго железобетонного кольца 1, в котором нарушена соосность по отношению к первому железобетонному кольцу 1, затем первый металлический обруч 2 смонтированный в первом железобетонном кольце соединяют со вторым металлическим обручем 2 смонтированным во втором железобетонном кольце 1 в местах их соприкосновения методом сварки. Таким образом применение металлических обручей 2, смонтированных в оконечностях железобетонных колец 1 позволяет объединить железобетонные кольца 1, между которыми нарушена соосность вызванную, например, провалом грунта между собой в единую прочную конструкцию и предотвратить дальнейшее увеличение расстояния между осями железобетонных колец 1, также применение металлических обручей 2 повышает прочность железобетонных колец 1 в местах их установки, что в совокупности существенно увеличивает срок службы всей железобетонной водопропускной трубы. Металлический обруч 2 может быть выполнен из металлической трубы диаметром, соответствующим внутреннему диаметру железобетонного кольца 1. Применение металлического обруча 2 с диаметром, соответствующим внутреннему диаметру железобетонного кольца 1 обусловлено необходимостью обеспечения прочности железобетонного кольца 1 в местах их установки, например, в оконечностях железобетонного кольца 1. Расположение металлических обручей 2 заподлицо с торцевой частью железобетонного кольца 1 обусловлено необходимостью соединения металлических обручей 2, смонтированных в соседних железобетонных кольцах 1 между собой. Применение сварки при соединении металлических обручей 2 между собой обусловлено высокими прочностными характеристиками соединения, что повышает качество выполняемых работ, что соответственно существенно повышает срок службы железобетонной водопропускной трубы.

Применяют металлический обруч 2 ширина которого находится в диапазоне от 50 мм до 150 мм, а толщина стенки находится в диапазоне от 8 мм до 12 мм что существенно повышает срок службы железобетонной трубы, укрепленной заявленным способом за счет повышения прочности железобетонного кольца 1, а также при последующем соединении металлических обручей 2, смонтированных в соседних железобетонных кольцах 1. Исполнение металлического обруча 2 с шириной менее 50 мм и толщиной менее, чем 8 мм не допускается ввиду недостаточного повышения прочности железобетонного кольца 1, обусловленного низким сопротивлением давлению стенок при сдавливании, что может привести к деформации металлического обруча 2 и к нарушению соединения в местах крепления металлических обручей 2, смонтированных в соседних железобетонных кольцах 1, что существенно снизит прочность связей между железобетонными кольцами 1, а соответственно недостаточно повысит срок службы железобетонной водопропускной трубы. Исполнение металлического обруча 2 с шириной больше, чем 150 мм и толщиной больше, чем 12 мм нецелесообразно, ввиду достаточного обеспечения прочности железобетонного кольца 1 с шириной металлического обруча 2 с заявленной шириной, что обеспечивает повышение срока службы всей железобетонной водопропускной трубы.

Согласно изобретению, определяют пустоты с внешней стороны железобетонных колец 1 железобетонной трубы, образованные провалом грунта 3, выполняют сквозные отверстия 4 в железобетонном кольце 1 напротив пустот и заполняют их через отверстия 4 инъекционным раствором, а затем сами отверстия 4 также заполняют инъекционным раствором. Пустоты, образованные провалом грунта 3 могут стать причиной проседания железобетонного кольца 2, заполнение этих пустот инъекционным раствором позволяет исключить дальнейшее проседание железобетонного кольца 2, существенно продлив тем самым срок службы железобетонной водопропускной трубы.

Согласно изобретению, в верхней части по меньшей мере одного железобетонного кольца 1 выполняют сквозное отверстие 4 в которое монтируют металлический стрежень 5, при этом нижнюю часть металлического стержня 5 закрепляют к внутренней стенке железобетонного кольца 1, а верхнюю часть металлического стержня 5 закрепляют на поверхности земли. Наличие такого крепления существенно повышает срок службы железобетонной водопропускной трубы за счет исключения проседания железобетонного кольца 1 при размывании грунта под ним даже после проведения ремонтных работ.

Металлический стержень 5 закрепляют к внутренней стенке железобетонного кольца 1 и на поверхности земли посредством проставки 6 и гайки 7, что при необходимости может дополнительно влиять на повышение срока службы железобетонной водопропускной трубы за счет того, что наличие проставки 6 позволяет распределить точечную нагрузку, возникающую в местах креплений металлического стержня 5 к железобетонному кольцу 1 и на поверхности земли, за счет увеличения площади контакта. Наличие гайки 7 при необходимости может дополнительно повлиять на повышение срока службы железобетонной водопропускной трубы за счет дополнительной возможности регулировать положение железобетонного кольца 1 относительно поверхности земли.

В качестве металлического стержня 5 при необходимости могут применять анкер, что может дополнительно повлиять на повышение срока службы железобетонной водопропускной трубы за счет дополнительного усиленного крепежа, что при необходимости может повысить прочность соединения, а соответственной зафиксировать положение железобетонной водопропускной трубы относительно поверхности земли.

Таким образом применение заявленного способа для укрепления железобетонной трубы расположенной под землей и выполненной из железобетонных колец 1 диаметр которых находится в диапазоне от 800 мм до 1200 мм, в которой нарушена соосность между железобетонными кольцами 1, согласно которому первый металлический обруч 2 шириной в диапазоне от 50 мм до 150 мм и толщиной от 8 мм до 12 мм монтируют к внутренней поверхности первого железобетонного кольца 1 железобетонной трубы, при этом металлический обруч 2 располагают так, что его торцевая часть расположена заподлицо с торцевой частью железобетонного кольца 1, а внешний диаметр первого металлического обруча 2 подбирают равным внутреннему диаметру первого железобетонного кольца 1, после чего аналогичным способом монтируют второй металлический обруч 2 к внутренней поверхности второго железобетонного кольца 1, в котором нарушена соосность по отношению к первому железобетонному кольцу 1, затем первый металлический обруч 2 смонтированный в первом железобетонном кольце 1 соединяют со вторым металлическим обручем 2 смонтированным во втором железобетонном кольце 1 в местах их соприкосновения методом сварки, после чего определяют пустоты с внешней стороны железобетонных колец 1 железобетонной трубы, образованные провалом грунта 3, выполняют сквозные отверстия 4 в железобетонном кольце 1 напротив пустот и заполняют их через отверстия 4 инъекционным раствором, а затем сами отверстия 4 также заполняют инъекционным раствором, после чего в верхней части по меньшей мере одного железобетонного кольца 1 выполняют сквозное отверстие 4 в которое монтируют металлический стрежень 5, при этом нижнюю часть металлического стержня 5 закрепляют к внутренней стенке железобетонного кольца 1, а верхнюю часть металлического стержня 5 закрепляют на поверхности земли, что в совокупности примененных технологий и параметров обеспечивает повышение срока службы железобетонной водопропускной трубы.

Примеры реализации.

Первый пример реализации.

Железобетонную трубу, расположенную под землей, выполненную из железобетонных колец 1 диаметром 800 мм, между которыми нарушена соосность укрепляют металлическими обручами 2, где первый металлический обруч 2 шириной 50 мм и толщиной 8 мм монтируют к внутренней поверхности первого железобетонного кольца 1 железобетонной трубы, при этом металлический обруч 2 располагают так, что его торцевая часть расположена заподлицо с торцевой частью железобетонного кольца 1, а внешний диаметр первого металлического обруча 2 подбирают равным внутреннему диаметру первого железобетонного кольца 1, после чего аналогичным способом монтируют второй металлический обруч 2 к внутренней поверхности второго железобетонного кольца 1, в котором нарушена соосность по отношению к первому железобетонному кольцу 1, затем первый металлический обруч 2 смонтированный в первом железобетонном кольце 1 соединяют со вторым металлическим обручем 2 смонтированным во втором железобетонном кольце 1 в местах их соприкосновения методом сварки, после чего определяют пустоты с внешней стороны железобетонных колец 1 железобетонной трубы, образованные провалом грунта 3, выполняют сквозные отверстия 4 в железобетонном кольце 1 напротив пустот и заполняют их через отверстия 4 инъекционным раствором, а затем сами отверстия 4 также заполняют инъекционным раствором, после чего в верхней части по меньшей мере одного железобетонного кольца 1 выполняют сквозное отверстие 4 в которое монтируют металлический стрежень 5, при этом нижнюю часть металлического стержня 5 закрепляют к внутренней стенке железобетонного кольца 1, а верхнюю часть металлического стержня 5 закрепляют на поверхности земли.

Второй пример реализации.

Железобетонную трубу, расположенную под землей, выполненную из железобетонных колец 1 диаметром 1000 мм, между которыми нарушена соосность укрепляют металлическими обручами 2, где первый металлический обруч 2 шириной 100 мм и толщиной 10 мм монтируют к внутренней поверхности первого железобетонного кольца 1 железобетонной трубы, при этом металлический обруч 2 располагают так, что его торцевая часть расположена заподлицо с торцевой частью железобетонного кольца 1, а внешний диаметр первого металлического обруча 2 подбирают равным внутреннему диаметру первого железобетонного кольца 1, после чего аналогичным способом монтируют второй металлический обруч 2 к внутренней поверхности второго железобетонного кольца 1, в котором нарушена соосность по отношению к первому железобетонному кольцу 1, затем первый металлический обруч 2 смонтированный в первом железобетонном кольце 1 соединяют со вторым металлическим обручем 2 смонтированным во втором железобетонном кольце 1 в местах их соприкосновения методом сварки, после чего определяют пустоты с внешней стороны железобетонных колец 1 железобетонной трубы, образованные провалом грунта 3, выполняют сквозные отверстия 4 в железобетонном кольце 1 напротив пустот и заполняют их через отверстия 4 инъекционным раствором, а затем сами отверстия 4 также заполняют инъекционным раствором, после чего в верхней части по меньшей мере одного железобетонного кольца 1 выполняют сквозное отверстие 4 в которое монтируют металлический стрежень 5, при этом нижнюю часть металлического стержня 5 закрепляют к внутренней стенке железобетонного кольца 1, а верхнюю часть металлического стержня 5 закрепляют на поверхности земли, при этом металлический стержень 5 закрепляют к внутренней стенке железобетонного кольца 1 и на поверхности земли посредством проставки 6 и гайки 7.

Третий пример реализации.

Железобетонную трубу, расположенную под землей, выполненную из железобетонных колец 1 диаметром 1200 мм, между которыми нарушена соосность укрепляют металлическими обручами 2, где первый металлический обруч 2 шириной 150 мм и толщиной 12 мм монтируют к внутренней поверхности первого железобетонного кольца 1 железобетонной трубы, при этом металлический обруч 2 располагают так, что его торцевая часть расположена заподлицо с торцевой частью железобетонного кольца 1, а внешний диаметр первого металлического обруча 2 подбирают равным внутреннему диаметру первого железобетонного кольца 1, после чего аналогичным способом монтируют второй металлический обруч 2 к внутренней поверхности второго железобетонного кольца 1, в котором нарушена соосность по отношению к первому железобетонному кольцу 1, затем первый металлический обруч 2 смонтированный в первом железобетонном кольце 1 соединяют со вторым металлическим обручем 2 смонтированным во втором железобетонном кольце 1 в местах их соприкосновения методом сварки, после чего определяют пустоты с внешней стороны железобетонных колец 1 железобетонной трубы, образованные провалом грунта 3, выполняют сквозные отверстия 4 в железобетонном кольце 1 напротив пустот и заполняют их через отверстия 4 инъекционным раствором, а затем сами отверстия 4 также заполняют инъекционным раствором, после чего в верхней части по меньшей мере одного железобетонного кольца 1 выполняют сквозное отверстие 4 в которое монтируют металлический стрежень 5, выполненный в виде анкера, при этом нижнюю часть металлического стержня 5 в виде анкера закрепляют к внутренней стенке железобетонного кольца 1, а верхнюю часть металлического стержня 5 в виде анкера закрепляют на поверхности земли.

Таким образом, заявленное изобретение, за счет примененных в нем устройств и технологий, совокупности их характеристик и взаимосвязей положительно влияет на конечный продукт и обеспечивает повышение надежности железобетонной водопропускной трубы.

Изобретение относится к области строительства трубопроводов и может быть использовано для ремонта подземных трубопроводов из железобетонных колец диаметром от 800 до 1200 мм. Способ укрепления железобетонной трубы при нарушении соосности между железобетонными кольцами включает монтаж металлических обручей шириной от 50 до 150 мм и толщиной от 8 до 12 мм к внутренней поверхности железобетонных колец железобетонной трубы. Первый металлический обруч располагают так, что его торцевая часть расположена заподлицо с торцевой частью первого железобетонного кольца. Внешний диаметр металлического обруча подбирают равным внутреннему диаметру железобетонного кольца. Затем аналогичным способом монтируют второй металлический обруч к внутренней поверхности второго железобетонного кольца, в котором нарушена соосность по отношению к первому железобетонному кольцу. После монтажа первый и второй металлические обручи соединяют в местах их соприкосновения методом сварки. После чего определяют пустоты с внешней стороны железобетонных колец железобетонной трубы, образованные провалом грунта, выполняют сквозные отверстия в железобетонном кольце напротив пустот и заполняют их через отверстия инъекционным раствором. Затем сами отверстия также заполняют инъекционным раствором. В верхней части по меньшей мере одного железобетонного кольца выполняют сквозное отверстие, в которое монтируют металлический стрежень. Нижнюю часть металлического стержня закрепляют к внутренней стенке железобетонного кольца, а верхнюю часть металлического стержня закрепляют на поверхности земли. Изобретение повышает надежность железобетонной водопропускной трубы. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ укрепления железобетонной водопропускной трубы, расположенной под землей и выполненной из железобетонных колец, диаметр которых находится в диапазоне от 800 до 1200 мм, в которой нарушена соосность между железобетонными кольцами, где первый металлический обруч шириной в диапазоне от 50 до 150 мм и толщиной от 8 до 12 мм монтируют к внутренней поверхности первого железобетонного кольца железобетонной трубы, при этом металлический обруч располагают так, что его торцевая часть расположена заподлицо с торцевой частью железобетонного кольца, а внешний диаметр первого металлического обруча подбирают равным внутреннему диаметру первого железобетонного кольца, после чего аналогичным способом монтируют второй металлический обруч к внутренней поверхности второго железобетонного кольца, в котором нарушена соосность по отношению к первому железобетонному кольцу, затем первый металлический обруч, смонтированный в первом железобетонном кольце, соединяют со вторым металлическим обручем, смонтированным во втором железобетонном кольце, в местах их соприкосновения методом сварки, после чего определяют пустоты с внешней стороны железобетонных колец железобетонной трубы, образованные провалом грунта, выполняют сквозные отверстия в железобетонном кольце напротив пустот и заполняют их через отверстия инъекционным раствором, а затем сами отверстия также заполняют инъекционным раствором, после чего в верхней части по меньшей мере одного железобетонного кольца выполняют сквозное отверстие, в которое монтируют металлический стрежень, при этом нижнюю часть металлического стержня закрепляют к внутренней стенке железобетонного кольца, а верхнюю часть металлического стержня закрепляют на поверхности земли.

2. Способ укрепления железобетонной водопропускной трубы по п. 1, отличающийся тем, что металлический стержень закрепляют к внутренней стенке железобетонного кольца и на поверхности земли посредством проставки и гайки.

3. Способ укрепления железобетонной водопропускной трубы по п. 1, отличающийся тем, что в качестве металлического стержня применяют анкер.