Опора для морских платформ Советский патент 1984 года по МПК E02B17/00 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении морских платформ, предназначенных для поиска и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений. Известна опора для морских платформ, включающая сваю, размещенную внутри трубчатой стойки, полость которой заполнена бетоном 1. Недостатком такой опоры является низкая сопротивляемость динамическим и знакопеременным нагрузкам, обусловленная раздельной работой сваи и стойки и как следствие низкой надежностью. Известна опора для морских платформ, включающая наружный патрубок и установленную внутри него трубчатую сваю, полость между которыми замоноличена бетоном, анкерующие элементы и уплотняющие диафрагмы. При этом анкерующие элементы расположены дискретно по высоте патрубка и сваи 2. Недостатком этой опоры является сравнительно низкая несущая способность. Специальные экспериментальные исследования на моделях, выполненных в соответствии с прототипом, показали, что при приложении нагрузки происходит срез бетоном анкерующих элементов в местах их крепления к свае, а несущая способность определяется величиной срезающего усилия. Причем анкерующие элементы воспринимают нагрузку в основном в одном направлении, что также снижает несущую способность опоры в целом в условиях знакопеременных нагрузок. Кроме того, недостатком указанной опоры является более высокая трудоемкость изготовления, обусловленная необходимостью постановки большого числа дискретно расположенных анкерующих элементов КЗ условия их работы на срез. Цель изобретения - повыщение несущей способности и снижение трудоемкости изготовления. Указанная цель достигается тем, что в опоре для морских платформ, включающей наружный патрубок ц установленную внутри него трубчатую сваю, полость между которыми замоноличена бетоном, анкерующие элементы и уплотняющие диафрагмы, анкерующие элементы выполнены в виде двух групп вертикально расположенных скоб, причем скобы первой группы закреплены своими концами в верхней и нижней частях патрубка, а скобы второй группы закреплены своими концами на свае на уровне мест крепления скоб первой группы, при этом свободный торец каждой скобы удален от поверхности закрепления на расстоянии, равном 2/3 расстояния между сваей и патрубком. Кроме того, жесткое крепление скоб к патрубку и свае осуществляется с помощью фасонок. На фиг. 1 показана морская платформа, закрепленная к основанию сваями, пропущенными внутри патрубков, которые крепятся к опорам; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (узел закрепления свай в патрубке); на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2 (узел закрепления сваи в патрубке и схема его работы на сжатие); на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 2 (узел закрепления сваи в патрубке и схема его работы на растяжение). Опора 1 морской платформы состоит из сваи 2, размещенной внутри патрубка 3 с уплотняющими диафрагмами 4. Полость между сваей 2 и патрубком 3 заполнена бетоном замоноли.чивания 5. На внещней поверхности сваи и внутренней поверхности патрубка установлены анкерующие элементы, выполненные в виде двух групп вертикально расположенных скоб: скобы первой группы 6 и скобы второй группы 7. Скобы первой группы 6 закреплены своими концами в верхней и нижней частях патрубка 3 через фасонки 8. Скобы второй группы 7 закреплены через фасонки 9 на свае на уровнях мест крепления скоб первой группы 6. Вертикальная часть каждой скобы удалена от поверхности, на которой закреплена скоба, на расстоянии, равном 2/3 зазора между сваей 2 и патрубком 3, выбранном из условия равномерности армирования. В нижней части патрубка 3 закреплена труба 10 для подачи бетона. Опора 1 морской платформы с жестко прикрепленными к ней патрубками 3, внутри которых закреплены уплотняющие диафрагмы 4 и закреплены через фасонки 8 анкерующие скобы первой группы 6, устанавливается на дне моря в заданное положение, после чего через патрубки 3 производят забивку сваи 2 с закрепленными на ней фасонками 9 и анкерующими скобами второй группы 7 до проектной отметки. После чего через трубу 10 производят подачу цементного раствора, бетонируя пространство между сваей 2 и патрубком 3. Опора для морской платформы работает следующим образом. При загружении сжимающими усилиями нагрузка от морской платформы через опоры 1 с патрубками 3 и анкерующими скобами первой группы 6 передается через бетон замоноличивания 5 на сваю 2 с анкерующими скобами второй группы 7. При этом значительная часть вертикальной нагрузки от патрубка 3 передается на скобы первой группы 6, по поверхности. которых в зоне контакта скоб 6 с бетоном замоноличивания 5 возникают контактные слои-оболочки бетона высоких напряжений сжатия П. В результате этого в бетоне замоиоличивания возникают значительные распорные усилия Н, которые повышают силы сцепления я:сц.. бетона замоноличивания 5 с поверхностью сваи 2 и патрубка 3 (см. фиг. 3). В связи с тем, что бетон замоноличивания 5 находится в замкнутом пространстве (эффект обоймы), ограниченном сваей 2 и патрубком 3 и диафрагмами 4, анкерующие скобы создают усилия сжатия по всему объему бетона замоноличивания 5. На растягивающие усилия опора работает аналогичным образом (см. фиг. 4), Изобретение позволяет перейти от напряженно-деформированного состояния сжатия на отдельных участках бетона замонолйчивания между анкерующими элементами, как это имеет место в прототипе, к напряженно-деформированному состоянию сжатия бетона замоноличивания по всей его высоте, что позволяет максимально использовать прочностные характеристики бетона на сжатие, а арматуры анкерующих элементов - на растяжение. По сравнению с прототипом несущая способность опоры повыщается на 20-30%, а трудозатраты на изготовление и монтаж опоры снижаются на 10-15%. Vuz. 3

1. ОПОРА ДЛЯ МОРСКИХ ПЛАТФОРМ, включающая наружный патрубок и установленную внутри него трубчатую сваю, полость между которыми омоноличена бетоном, анкерующие элементы и уплотняющие диафрагмы, отличающаяся тем, что, с целью повыщения несущей способности и снижения трудоемкости изготовления, анкерующие элементы выполнены в виде двух групп вертикально расположенных скоб, причем скобы первой группы, закреплены своими концами в верхней и нижней частях патрубка, а скобы второй группы закреплены своими концами на свае на уровне мест крепления скоб первой группы, при этом свободный торец каждой скобы удален от поверхности закрепления на расстоянии, равном 2/3 расстояния между сваей и патрубком. 2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, I что жесткое крепление скоб к патрубку и свае осуществляется с помощью фасонок. (О ISD о: О) О) 4