Шпунтовая свая Советский патент 1989 года по МПК E02D5/00 E02D5/02 

та сопротивления одного метра шпунтовой стенки сооружения к массе одного квадратного метра этой стенки. Увеличение массы полок и стенки шпунтовой сваи приводит к повышению температуры конца прокатки на 100 С на прокатном стане, что позволяет увеличить габаритные размеры шпунто5

шение момента сопротивления одного метра шпунтовой стенки в сооружении к массе одного квадратного метра этой стенки,

Нижний предел отношения ширины

, Ьг участка 5 полки --,

нят из условия,

Ь,

при

равный 1,2, при- котором отношение между площадью стенки и площадью полок не выше верхнего предела оптимального значения при работе шпунтовой сваи на иягиб. При отношении основания менее чем в 1,2 раза увеличивается отношение площадей стенки и полок, превышая верхний предел оптимального значения при работе шпунтовой сваи на изгиб, при этом шпун- товая свая будет нерациональной по распределению материала в плоскости поперечного сечения.

Верхний предел отношения длины участка 4 полки постоянного сечения

к длине всей полки --, равный 0,7,

Ч

принят из условия, при котором отношение размеров сечения (длины к ширине) увеличится, при этом сжимающие напряжения превысят критическое значение, что сопровождается потерей местной устойчивости.

Нижний предел отношения длины участка 4 полки постоянного сечения

к длине всей полки --, равный 0,2,

пг

принят из условия получения удельного показателя использования материала W/ra не менее, чем у известного материала. При отношении длины участка 4 полки к длине полки менее 0,2 удельный показатель использования

W

материала - уменьшится и будет ниже, m

чем у известного материала.

Верхний и нижний пределы отношения длины участка 4 полки к длине всей полки могут быть определены из условия повышения несущей способно- сти: при верхнем пределе отношения повышаются геометрические характеристики, однако достигается верхний предел оптимального значения отношений площади стенки к площади полок, при нижнем пределе в большей степени увеличивается масса шпунтовой сваи, чем момент сопротивления, т.е. уменьшается удельный показатель использования материала.

Верхний предел отношения ширины сечений центрального h, и смежных h4

с ним участков стенки , равный 2,2,

п

принят по условиям технологии получения шпунтовой сваи на прокатном стане без повышения усилия прокатки.

Увеличение отношения ;- участков

пз стенки более чем 2,2 приводит к уве

Q

5

0

5

0

0

5

личению прокатки выше допустимых значений, которые ограничены по условиям прочности прокатки валков.

Нижний предел отношения ширины сечений центрального h и смежных h4 с ним участков стенки Ь4/пэ, равный 1,2, принят из условия увеличения статического момента сечения стенки и, следовательно, увеличения геометрических характеристик поперечного сечения шпунтовой сваи. Если отношение h4/hj менее 1,2, то геометрические характеристики поперечного сечения шпунтовой сваи практически не увеличатся, так как разность ординат центров тяжести стенки, выполненной постоянной по сечению и равновеликой по площади, и стенки, выполненной переменного сечения, будет неосуществимой.

Верхний предел отношения длины центрального участка стенки к длине стенки Ъ,/Ь4, равный 0,7, принят из условия, при котором длина участков 6 стенки (ребра жесткости) достигает минимального значения, при котором ребра жесткости имеют плоскую наружную грань, параллельную наружной грани центрального участка стенки. При отношении длины центрального участка стенки к ширине концевых участков стенки более 0,7 ребра жесткости не будут иметь плоской наружной грани.

Нижний предел отношения длины центрального участка стенки к длине стенки ЬЭ/Ь4, равный 0,3, принят из условия, при котором отношение площади стенки к площади полок не будет превышать оптимального значения при работе шпунтовой сваи на изгиб. При отношении длины центрального участка стенки к длине стенки менее 0,3 отношение площади стенки к площади полок превысит оптимальное значение при работе шпунтовой сваи на изгиб, при этом шпунтовая свая окажется нерациональной по распределению материала в плоскости поперечного сечения.

Верхний и нижний пределы отношения ширины участков стенки h4/h, 2,2...1,2 и отношения длины центрального участка стенки к длине стенки Ь,/Ъ4 0,7...0,3 могут быть определены из условия повышения продольной устойчивости сваи и ее надежности, т.е. пределами изменения минимального момента инерции шпунтовой сваи.

Свая работает в гидротехнических сооружениях следующим образом.

Соединение свай между собой при помощи замковых элементов образует шпунтовую стенку, осью которой является ось Х-Х0.

При погружении в грунт сваи испытывают воздействие грунта, вследствие которого в замковых соединениях возникают усилия растяжения или сжатия, при этом взаимным зацеплением замков смежных свай обеспечивается сплошность шпунтовой стенки.

Основной нагрузкой, которую воспринимает шпунтовая стенка после погружения сваи, является давление грунта, отметки поверхности которого по разные стороны от шпунтовой стенки различны. Под этой нагрузкой сваи шпунтовой стенки работают на изгиб в плоскости Х-Х, а ось Х0-Х„ является нейтральной осью изгибаемой шпунтовой стенки. Замковое соединение обеспечивает возможность поворота сваи относительно рядом расположенной на 10°.

При принятых соотношениях и одинаковом расстоянии от крайних волокон замка до внутренней грани стенки

сваи) момент инерции описанной шпунтовой сваи возрастает в 1,6 раза, а момент сопротивления (несущая способность) - в 1,45 раза.

Формула изобретения

Шпунтовая свая, включающая стенку

Ю и примыкающие к ней боковые полки с замками на свободных концах, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности и продольной местной устойчивости, увели15 чения прочности и надежности сваи, каждая боковая полка выполнена с примыкающим к соответствующему замку участком, имеющим длину, равную 0,2- 0,7 общей длины полки, и постоянное

2о по длине поперечное сечение, а остальной участок полки имеет в поперечном сечении клиновидное уширение с внутренней стороны с превышением ширины полки в зоне примыкания к

25 стенке в 1,2-2 раза относительно ширины участка полки, имеющего постоянное сечение, причем стенка в средней части на длине, составляющей 0,3-0,7

ее полной длины, выполнена зауженной шпунтовой сваи (размер, ограничиваю- З0 и имеет ширину, в 1,2-2,2 раза мень- щий габаритные размеры шпунтовой щую ширины ее концевых участков.

4778426

сваи) момент инерции описанной шпунтовой сваи возрастает в 1,6 раза, а момент сопротивления (несущая способность) - в 1,45 раза.

Формула изобретения

Шпунтовая свая, включающая стенку

и примыкающие к ней боковые полки с замками на свободных концах, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности и продольной местной устойчивости, увеличения прочности и надежности сваи, каждая боковая полка выполнена с примыкающим к соответствующему замку участком, имеющим длину, равную 0,2- 0,7 общей длины полки, и постоянное

по длине поперечное сечение, а остальной участок полки имеет в поперечном сечении клиновидное уширение с внутренней стороны с превышением ширины полки в зоне примыкания к

стенке в 1,2-2 раза относительно ширины участка полки, имеющего постоянное сечение, причем стенка в средней части на длине, составляющей 0,3-0,7

Изобретение может быть использовано для строительства глубоководных причальных сооружений, особенно в тяжелых грунтах. Целью изобретения является повышение несущей способности при ограниченных габаритах поперечного сечения шпунтовой сваи, повышение ее продольной и местной устойчивости, прочности и надежности. Шпунтовая свая состоит из стенки 1, выполненной переменного сечения, причем в результате перераспределения материала из центрального участка стенки длиной 0,3...0,7 длины стенки, образованы продольные "ребра жесткости", ширина которых в 1,2...2,2 больше ширины центрального участка стенки, и двух полок, направленных в одну сторону, переходящих в замки 3. Каждая полка состоит из двух сопряженных участков. Участок 4, примыкающий к замкам 3, выполнен постоянного сечения и составляет 0,2...0,7 длины полки, а участок 5, примыкающий к стенке 1, имеет клиновидное уширение с внутренней стороны и ширину в месте примыкания к стенке, равную 1,2...2,0 ширины участка 4 полки. 1 ил.