Стыковое соединение полых телескопически установленных секций винтовых свай Советский патент 1981 года по МПК E02D5/52 

I

Изобретение относится к строи-Л тельству и может быть использовано при наведении сборно-разборных мостов, опирающихся на составные полые сваи.

Известно стыковое соединение полых секций свай, содержащее расположенный в одной из секций жестко соединенный с ней патрубок, конец которого введен k другую сваю, попереч- ный стержень, пропущенный через отверстия в патрубке и в одной из стыкуемых секций сваи, и поворотный вал, расположенный перпендикулярно оси сваи и снабженный втулкой с установленной на ней посредством резьбового соединения дополнительной клиновидной втулкой, взаимодействующей с поперечным стержнем Т.

При вращении поворотного вала клиновидная втулка перемещается по резьбе и упирается в поперечный стержень, стягивая обе секции сваи. Поперечный стержень и поворотный вал в таком

стыковом соединении находятся под воздействием поперечной силы, обусловленной затяжкой соединения и увеличивающейся при воздействии горизонтальной нагрузки на верхний конец сваи например от ветрового воздействия на мост, возведенный на сваях), что может привести к деформации стержня и вала и даже вызвать их поломку. В первом случае затруднится разборка соеди10нения и нарушится его жесткость, вовторых, может разрушиться сооружение, возведенное на сваях.

Кроме того, для соединения и демонтажа стыкуемых секций требуется

ts значительное время на вращение поворотного вала, что также является недостатком конструкции, так как отрицательно отражается на скорости воздействия и демонтажа всего сооружения,

30 возведенного на сваях.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является стыковое соединение полых телескопически установленных секций винтовых свай, включающее расположенную в полостях стыкуемых секций втулку с отверстиями в стенках жестко соединенную с одной из секций, размещенный во втулке патрубок с надрезанным и отогнутым наружу участком боковой поверхности, пропущенный через отве стия в ее стенках и жестко прикрепленный к ней, и размещенный внутри патрубка поперечный стержень, концы которого заведены в отверстия в стенках другой стыкуемой секции, причем соединение снабжено устройством для осевой фиксации стержня Ьодержащим подпружиненный штифт, расположенный в гнезде поперечного стержня перпендикулярно его оси и контактирующий с отогнутым участком боковой поверхности, а на торца поперечного стержня выполнены шлицы для поворота его вокруг оси Г. Соединение С7ыка осуществляется совмещением отверстий в одной из секций сваи с отверстиями в патрубке и установкой в эти отверстия поперечного „стержня, после чего осуще ляют oceJyю фиксацию стержня, пово рачибая его вокруг оси, при этом по пружиненный штифт выходит из гнезда в стержне в щель, образованную отог нутым участком стенки патрубка. Однако такое стыковое соединение имеет недостаточную жесткость за сч люфта в зазоре между патрубком и се цией сваи, в которую он входит, так как секции свай, обычно представляю собой отрезки стандартных труб, а в личина внутреннего диаметра таких труб не постоянна и изменяется в пределах широкого поля допусков, пр дусмотренных ГОСТом 8732-78 на откл нения по наружному диаметру, толщин стенок труб, их кривизну и с вальность.. При этом никакого устройства для выборки упомянутого люфта в известном соединении не предусмотрено. Люфт в соединениях секций свай создает опасный эксцентриситет, связанный с потерей устойчивости при работе свай, и не менее опасную подвижность (юста при динамических нагрузках и т.п.. Цель изобретения - повышение жес кости соединения. 4 Указанная цель достигается тем, что стыковое соединеные полых телескопически установленных секций винтовых свай, включающее расположенную в полостях стыкуемых секций втулку с отверстиями в стенках, жестко соединенную с одной из секций, размещенный во втулке патрубок, пропущенный через отверстия в ее стенках и жестко прикрепленный к ней, и размещенный внутри патрубка поперечный стержень, концы которого заведены в отверстия в стенках другой стыкуемой секции, снабжено закрепленным на одном из торцов втулки упорным кольцом, клиньями, обращенными широкими торцами к упорному кольцу, расположенными между торцами клиньев и упорЦым кольцом пружинами и размещенным внутри втулки спусковым механизмом, взаимодействующим с клиньями, причем в стенках втулки на ее внешней боковой поверхности образованы продольные пазы под клинья, а в патрубке, со стороны спускового механизма, образовано окно. При этом спусковой механизм стыкового соединения может быть выполнен в виде разманенных внутри втулки подпружиненных упоров, поперечной перемычки с центральным отверстием, в котором размещен подпружиненный штырь с коническим взаимодействующим с поперечным стержнем, через окно в патрубке, наконечником на одном конце и головкой на другом, а в стенках втулки образованы сообщающиеся с пазами поперечные сквозные каналы, в которые заведены концы упоров, , Поперечные сквозные каналы в стенках втулки стыкового соединения могут быть размещены перпендикулярно дну пазов. Клинья стыкового соединения могут быть выполнены по длине составными из двух подпружиненных меаду собой секций, причем площадь широкого торца удаленной от упорного кольца секции каждого клина меньше площади смежного с ним торца другой секции . Поперечный стержень стыкового соединения может иметь кольцевую проточку под конический наконечник, выполненную на его боковой поверхности. На фиг, 1 изображено стыковое соединение в вертикальном разрезе, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1 на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2; на фиг. k - стыковое соединение, подготовленное к замыканию (при взведенно положении клиньев) , на фиг.5 и 6 варианты .исполнения соединения с дополнительными клиньями, соответствен но подготовленное к замыканию и замкнутое; на фиг.7 вариант исполнения соединения с осевой фиксацией поперечного стержня; на фиг. 8 и 9 вариант исполнения стыкового соедине ния с отверстиями для стержней-упоро и торцами клиньев, выполненными перпендикулярно поверхностям контакта клиньев с дном пазов, соответственно - для замкнутого и подготовленного к замыканию соединения. Стыковое соединение полых, телескопически установленных секций 1 и 2 винтовых свай содержит расположенную в полостях стыкуемых секций втул ку 3 с отверстиями в ее стенках, жестко соединенную с секцией 1 сварным швом 5, размещенный во втулке патрубок 6, пропущенный через отверстия в ее стенках и жестко прикрепленный к ней, и размещенный внутри патрубка 6 поперечный стержень 7 ко цы которого заведены в отверстия В секции 2. На торце d втулки 3 винта 9 закреплено упорное кольцо 10. Соединение снабжено клиньями 11, обраще ными широкими торцами -8 к упорному кольцу, расположенными между торцами V клиньев и упорным кольцом пружинами 12 и размещенным внутри втулки спусковым механизмом, взаимодействую щим с клиньями 11, причем в стенках втулки 3 на ее внешней боковой повер ности образованы продольные пазы 13 под клинья 11, а в патрубке 6 со сто .роны спускового механизма образовано окно Н.Одна сторона С клиньев 11 выполнена плоской и контактирует с дном (3 пазов 13, другая 6 выполнена цилиндрической и контактирует с внутренней поверхностью секции 2 сваи. Спусковой механизм выполнен в виде размещенных внутри втулки 3 подпружиненных у.поров 15, поперечной пе ремычки 16 с центральным отверстием, в котором размещен подпружиненный штырь 17с коническим взаимодействующим с поперечным стержнем 7, че рез окно 1 в патрубке 6, наконечником 18 на одном конце и головкой 19 на другом, а в стенках втулки 3 образованы сообщающиеся с пдзами 13 в них поперечные сквозные каналы 20, в которые заведены концы упоров 15. Обращенные к оси сваи концы упоров 15 снабжены головками 21, причем на упорах между внутренней поверхностью втулки 3 и головками 21 размещены пружины 22 сжатия. Головки 21 упоров 15 контактируют со штырем 17, конический наконечник 1.8 которого взаимодействует с поперечным стержнем 7, соединяющим секции сваи. Между коническим наконечником 18 штыря и перемымкой 16 установлена пружина 23 сжатия . Поперечные сквозные каналы 20 в стенках втулки 3 размещены перпендикулярно днуЗ продольных пазов 13 в ней (фиг. 8 и 9К В этом случае широкие торцы Ъ клиньев 11 выполнены перпендик/лярно их плоской сторонеС, контактирующей с дном О пазов 13, а поверхность f упорного кольца 10 выполнена конической. Кроме того, на внутренней поверхности втулки 3 в зоне каналов 20 образован конический пояс 24 для упора пружин 22, что обеспечивает прямолинейное положение их осей при любом расположении клиньев относительно упорного кольца 10. Для обеспечения жесткости стыкового соединения при наличии неровностей и других дефектов на внутренней необработанной поверхности секции 2 сваи клинья 11 выполнены по длине составными из двух подпружиненных между собой секций of и Н(фиг.5 и 6) , причем площадь широкого торца -i удаленной от упорного кольца 10 секции каждого клина меньше площади смежного с ним торца j другой секции g.. Между смежными секциями клиньев установлены пружины 25 сжатия. Для обеспечения осевой фиксации поперечного стержня 7 на его боковой поверхности выполнена кольцевая про точка 26, стенки 1 которой контактируют с коническим наконечником 18 штыря 17. До начала завинчивания сваи клинья 11 устанавливают в пазах 13 втулки 3 во взведенное положение 1фиг.4) и выступающий конец втулки закрывают предохранительным кожухом (не показан) . 7 Установку клиньев во взведенное положение осуществляют следующим образом.-.Отвинчивают винты 9 и с тор ца втулки 3 снимают упорное кольцо 10. Штырь 17 устанавливают в кра нее нижнее положение, при этом,, упоры 15 несколько вдвигают в каналы 20 так, чтобы их головки 21 упирались в головку 19 штыря 17. Затем в Назы 13 втулки 3 закладывают клинья 11 так, чтобы их нижние торцы разместились на выступающих в пазах 13 концах упоров 15, после чего на верхние торцы клиньев 11 устанавливают пружины 12 сжатия и к торцу втулки 3 прикрепляют винтами 9 кольЦо 10, сжимая пружины 12. После завинчивания сваи с секцией 1 с втулки 3 снимают защитный кожух и на сек цию 1 устанавливают секцию 2. Затем секцию 2 разворачивают вокруг оси так, чтобы отверстия 8 в секции 2 и отверстия k в стенках втулки 3 под стержень 7 совпали, после чего в них вводится поперечный стержень 7, который при проходе его через пат рубок 6 воздействует на конический наконечник 18 штыря 17 и при-, поднимает последний вверх. Головка 19 штыря 17, поднимаясь вместе с ним вверх, Еййходит из контакта с головками 21 упоров 15. При этом yndры 15 г.од действием пружин 22 движутся к центру втулки, а концы их, удерживащие клинья 11, утапливаютс в каналы 20 и клинья 11 под действием пружин 12 перемещаются в пазах 13 до тех пор, пока их цилиндри ческие поверхнос е не войдут в контакт с внутренней поверхностью ;секции 2. В результате соединение р жется замк- утым и люфт от зазора ме ду втулкой 3 и внутренней поверхнос тью секции 2 будет устранен. 35(кание соединения в варианте с составными клиньями ( фиг.5 и 6) п исходит аналогично вышеописанному с той только разницей, что секции Ji клиньев перемещаются в пазах 13 посредством своих пружин 25, размещен ных между торцами 1 и j смежных секций клиньев. В варианте с осевой фиксацией по перечного стержня 7 .после уста4новки последнего в отверстиях втулки и секции 2 сваи конический наконечник 18 штыря попадает в кольцевую прото ку 26 на стержне 7 и, контактируя с ее стенками ) удерживает стержень 7 от осевого перемещения. Процесс замыкания соединения в варианте исполнения, изображенном на фиг.8 и 9, ничем не отличается от описанного выше. Размыкание стыкового соединения производят выбиванием поперечного стержня 7 из соединенных секций и снятием вверх секции 2, при этом силы трения между поверхностью 6 Клиньев 11 и внутренней поверхностью секции 2 способствуют расклиниванию соединения. Люфт в известном соединении свай обусловливает подвижность верхних секций свай относительно нижних при воздействии на мост, возведенный насваях, горизонтальных нагрузок от проходимого по нему транспорта и от ветра. В результате вся конструкция со сваями под воздействием толчков и ударов будет колебаться при этом возможна потеря устойчивости моста. Так, например, для секций свай из стандартных труб по ГОСТ 8732-78 с наружным диаметром 203 мм и толщиной стенок 20 мм максимальный зазор между патрубком и внутренней поверхностью секции, с которой он соединен (при условии, что наружный диаметр втулки равен номинальному внутреннему диаметру трубы может достигать (за с4ет допусков на толщину стенок, внешний диаметр трубы, кривизну и овальность) 3,5 мм, что при длине конца втулки входящего в соединяемую секцию, равной внешнему диаме ру секции ( 203 мм приведет к смещению оси верхней секции сваи относительно нижней до 170 мм при длине секции 4м. Кроме того, люфт обусловливае.т податливость моста. Использование |Предлагаемого стыкового соединени|| полых секций винтовых свай для наведения сборно-разборных мостов позволит, по сравнению с известным за счет исключения люфта в зазоре между патрубком и внутренней стенкой соединяемой с ним секции сваи, в несколько раз увеличить их надежность. При этом определенные затраты на изготовление деталей соединения секций компенсируются повышением надежности всего сооружения.. Дело в том, что в мостах на винто вых сваях стыковка всех секций свай не требуется. Она необходима только для свай средней части моста, Тое. в наиболее ответственном месте. Формула изобретения 1. Стыковое соединение полых теле скопически установленных секций винтовых свай, включающее расположенную в полостях стыкуемых секций втулку с отверстиями в стенках, жестко соединенную с одной из секций, размещен ный диаметрально во втулке патрубок, пропущенный через отверстия в ее стенках и жестко прикрепленный к ней,и размещенный внутри патрубка поперечный стержень, концы которого заведены в отверстия в стенках друго стыкуемой секции, отличающееся тем, что, с целью повышения жесткости соединения, оно снабжено закрепленным на одном из торцов втулки упорным кольцом, клиньями, обращенными широкими торцами к упорному кольцу, расположенными между торцами клиньев и упорным кольцом пружинами и размещенным внутри втулк спусковым механизмом, взаимодействую щим с клиньями, причем в стенках втулки на ее внешней боковой поверхности образованы продольные пазы под клинья, а в патрубке со стороны спускового механизма образовано окно. 2. Соединение по п.1, о т л ичающееся тем, что спусковой ,0 механизм выполнен в виде размещенных внутри втулки подпружиненных упоров, поперечной перемычки с центральным отверстием, в котором размещен подпружиненный штырь с коническим взаимодействующим с поперечным стержнем через окно в патрубке накопителя на одном конце и головкой на другом, а в стенках втулки образованы сообщающиеся с пазами поперечные сквозные каналы, в которые заведены концы упоров. 3. Соединение по п.2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что поперечные сквозные каналы в стенках втулки размещены перпендикулярно дну пазов. . Соединение по п.1, о т л ичающееся тем, что клинбя выполнены по длине составными из двух подпружиненных между собой секций, причем площадь широкого торца удаленной от упорного кольца секции каждого клина меньше площади смежного с ним торца другой секции. 5. Соединение по пп.1-3, о т л ича ющееся тем, что, с целью обеспечения осевой фиксации поперечного стержня, он имеет кольцевую проточку под конический наконечник штыря, выполненную на его боковой поверхности. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. Е 02 D 5/52, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2772009/29-33, кл. Е 02 D 5752, 03.12.79.

бидб noSepHymo