RU142649U1

RU142649U1 - DOUBLE WALL

Info

Publication number: RU142649U1
Application number: RU2013148423/13U
Authority: RU
Inventors: Алексей Леонидович Калинин; Анна Васильевна Калинина
Original assignee: Алексей Леонидович Калинин; Анна Васильевна Калинина
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2014-06-27

Abstract

Шпунтовая стенка, содержащая сварные шпунтовые сваи, состоящие из элементов трубы и соединенные друг с другом посредством шпунтовых замковых элементов, отличающаяся тем, что сварные шпунтовые сваи выполнены состоящими из половины трубы, разрезанной в диаметральной плоскости, к стенкам которой в зоне среза закреплен сварным соединением плоский шпунтовый профиль холодного или горячего для труб до 430 мм проката с замками на концах так, что замковая часть плоского шпунтового профиля выступает за внешний габарит полутрубы.A tongue-and-groove wall containing welded tongue-and-groove piles consisting of pipe elements and connected to each other by means of tongue-and-groove locking elements, characterized in that the welded tongue-and-groove piles are made up of half a pipe cut in a diametrical plane, to the walls of which a flat welded joint is fixed in the shear zone sheet pile profile cold or hot for pipes up to 430 mm rolled with locks at the ends so that the locking part of the flat sheet pile profile protrudes beyond the outer dimension of the half pipe.

Description

Полезная модель относится к гидротехнике и может быть использована при строительстве причалов, шлюзов, плотин, доковых сооружений, швартовых палов, опор мостов; возведении подпорных стен; берегоукреплении, водоприемных и водоотводящих сооружениях; очистных сооружений, коллекторов, тоннелей, подземных сооружений, кольцевых замкнутых и незамкнутых структур, ограждений; при обустройстве котлованов, откосов, фундаментов, стен траншей.The utility model relates to hydraulic engineering and can be used in the construction of piers, locks, dams, dock structures, mooring bollards, bridge supports; construction of retaining walls; shore protection, water intake and drainage structures; treatment facilities, collectors, tunnels, underground structures, ring closed and open structures, fences; when arranging pits, slopes, foundations, walls of trenches.

Известна шпунтовая стенка (RU 59083 U), содержащая шпунтовые сваи из труб с приваренными к ним шпунтовыми замками и T-образными шпунтовыми выступами, размещенными во внутренних полостях шпунтовых замков смежных сваи, отличающаяся тем, что каждый упомянутый T-образный выступ выполнен из двух уголковых профилей, приваренных одними полками к трубе, а другими полками обращенных в противоположные стороны, при этом между приваренными полками уголковых профилей образован зазор, размер которого выбран из условия обеспечения возможности изгиба приваренных полок под воздействием внешних сил в пределах упругой деформации и составляет не менее 10% от высоты приваренной полки.Known sheet pile wall (RU 59083 U), containing sheet pile from pipes with tongue and groove locks welded to them and T-tongue-and-groove protrusions located in the internal cavities of the tongue-and-groove locks of adjacent piles, characterized in that each said T-shaped protrusion is made of two corner profiles welded by some shelves to the pipe, and other shelves facing in opposite directions, while a gap is formed between the welded shelves of the corner profiles, the size of which is selected from the condition that the weld can be bent walled shelves under the influence of external forces within the elastic deformation and is at least 10% of the height of the welded shelf.

Недостатком вышеописанной известной шпунтовой стенки является то, что при забивке свай возможно раскрытие замков, имеющих относительно слабое сечение по сравнению с жесткой трубчатой сваей, что приведет в дальнейшем к снижению грунтонепроницаемости стенки и размыву грунта застенного пространства. Кроме того, приваривание шпунтовых замков к трубчатой свае, наиболее материалоемкой и тяжелой части шпунтовой стенки, процесс достаточно трудоемкий и требующий использования кранов большой грузоподъемности, высокой точности, что приводит к удорожанию сооружения.A disadvantage of the above-described known sheet pile wall is that when driving piles, it is possible to open locks having a relatively weak cross section compared to a rigid tubular pile, which will subsequently lead to a decrease in soil impermeability of the wall and erosion of the ground of the stalled space. In addition, the welding of tongue and groove locks to a tubular pile, the most material-intensive and heavy part of the tongue wall, is a rather time-consuming process and requires the use of heavy-duty cranes, high precision, which leads to higher cost of construction.

Еще один недостаток данной известной шпунтовой стенки заключается в относительно невысокой жесткости замыкающих соединительных элементов, вследствие чего для увеличения несущей способности шпунтовой стенки необходимо уменьшать расстояние между центрами свай в стенке, что неизбежно ведет к повышению металлоемкости шпунтовой стенки и повышению требований к точности погружения свай.Another disadvantage of this known sheet pile wall is the relatively low rigidity of the locking connecting elements, so that to increase the bearing capacity of the sheet pile wall, it is necessary to reduce the distance between the centers of the piles in the wall, which inevitably leads to an increase in the metal content of the sheet pile wall and higher requirements for the accuracy of immersion of piles.

Известна шпунтовая стенка их сварных шпунтовых свай, в которой каждая свая состоит из трубы и приваренных к ее наружной поверхности элементов плоского стального шпунта с замками на свободных неприваренных кромках, причем элементы плоского шпунта каждой сваи размещены в диаметральной плоскости трубы (RU 37113, 30.12.2003 г.).The tongue-and-groove wall of their welded tongue-and-groove piles is known, in which each pile consists of a pipe and elements of a flat steel sheet pile welded to its outer surface with locks on the free welded edges, and the elements of the flat sheet pile of each pile are placed in the diametrical plane of the pipe (RU 37113, 12.30.2003 g.).

Указанная известная шпунтовая стенка обладает высокой металлоемкостью и, соответственно, стоимостью. Кроме того, сваи этой шпунтовой стенки трудоемки в изготовлении, т.к. элементы плоского шпунта изготавливают путем продольного разреза стандартной плоской шпунтины и перед приваркой к трубе выполняют разделку их кромок под сварные швы, а замковые соединения должны находиться строго в диаметральной плоскости труб большого диаметра, что серьезно удорожает конструкцию.Specified known sheet pile wall has a high metal consumption and, accordingly, cost. In addition, the piles of this sheet pile wall are laborious to manufacture, because the elements of the flat tongue are made by longitudinal section of the standard flat tongue and before welding to the pipe, they are cut to their welded edges, and the locking joints must be strictly in the diametrical plane of large diameter pipes, which seriously increases the cost of the structure.

Известна шпунтовая стенка, преимущественно причала или набережной, включающая шпунтовые сваи, причем каждая свая состоит из трубы и жестко закрепленной на ее наружной поверхности пары фасонных элементов стального шпунта со шпунтовыми замками на свободных неприваренных кромках; посредством замков смежные сваи соединены между собой. Фасонные элементы стального шпунта имеют Г-образную форму в поперечном сечении, т.е. на виде в плане, и расположены кососимметрично относительно оси шпунтовой стенки, проходящей через оси трубчатых свай (RU 2010085 C1, 30.03.94 г.).Known sheet pile wall, mainly a berth or embankment, including sheet piles, each pile consists of a pipe and rigidly fixed on its outer surface a pair of molded elements of a steel sheet pile with sheet piles on the free welded edges; by means of locks adjacent piles are interconnected. The shaped elements of the steel sheet pile are L-shaped in cross section, i.e. in the plan view, and are located obliquely with respect to the axis of the sheet pile wall passing through the axis of the tubular piles (RU 2010085 C1, 03.30.94).

В качестве фасонных Г-образных элементов в известной шпунтовой стенке используют элементы разрезанного вдоль, преимущественно пополам, стандартного прокатного шпунта, имеющего корытообразный профиль в поперечном сечении, например, шпунта типа Ларсен.As shaped L-shaped elements in a known sheet pile wall, elements of a standard sheet pile, cut along, mainly in half, having a trough-like profile in cross section, for example, a sheet pile of the Larsen type, are used.

В этой известной шпунтовой стенке замки всех фасонных элементов, т.е. Г-образных элементов стального шпунта, расположены на нейтральной оси шпунтовой стенки в плане, а сами Г-образные элементы стального шпунта размещены со смещением поочередно в противоположные стороны относительно упомянутой нейтральной продольной оси шпунтовой стенки, благодаря чему шпунтовая стенка имеет зигзагообразный профиль в плане.In this known sheet pile wall, locks of all shaped elements, i.e. L-shaped elements of the steel sheet pile are located on the neutral axis of the sheet pile wall in plan, and the L-shaped elements of the steel sheet sheet are alternately offset in opposite directions relative to the said neutral longitudinal axis of the sheet pile wall, so that the sheet pile wall has a zigzag profile in plan.

К недостаткам указанной известной шпунтовой стенки относится высокая металлоемкость, трудоемкость изготовления свай, связанная с необходимостью изготовления фасонных элементов из прокатного шпунта путем его продольного разрезания с последующей подготовкой кромок под сварной шов, а также необходимостью при приварке фасонных элементов стального шпунта к каждой трубе обеспечивать заданную ориентацию Г-образных элементов в противоположные стороны кососимметрично относительно друг друга со смещением сварных швов относительно диаметральной плоскости трубы, что усложняет конструкцию стенда, на котором осуществляют монтаж трубы с элементами стального шпунта.The disadvantages of this known sheet pile wall include the high metal consumption, the complexity of manufacturing piles associated with the need to produce shaped elements from a rolling sheet by cutting it longitudinally with subsequent preparation of the edges under the weld, as well as the need to ensure a given orientation when welding shaped sheet metal elements of steel sheet to each pipe L-shaped elements in opposite directions are skew-symmetric with respect to each other with offset welds relative to the diameter cial pipe plane, which complicates the design of the stand on which the tube assembly is carried out with elements of the steel sheet pile.

Кроме того, в случае необходимости уменьшения межцентрового расстояния для увеличения несущей способности шпунтовой стенки, корытообразный шпунт приходится разрезать не пополам, а на меньшие участки, с размером от замка до привариваемой кромки, значительно меньше половины расстояния между замками целого корытообразного шпунта. Это увеличивает трудоемкость изготовления фасонных элементов и их приварки к трубам, часть разрезаемого корытообразного шпунта идет в отходы.In addition, if it is necessary to reduce the center-to-center distance in order to increase the load-bearing capacity of the sheet pile wall, the trough-like tongue must not be cut in half, but into smaller sections, the size from the lock to the weld-in edge, much less than half the distance between the locks of the whole trough-like tongue. This increases the complexity of manufacturing shaped elements and their welding to pipes, part of the cut trough-like sheet pile is wasted.

Известна шпунтовая стенка (RU 572981)), преимущественно причала или набережной, содержащая сварные шпунтовые сваи, каждая из которых включает трубу и приваренную к ее наружной поверхности пару фасонных элементов со шпунтовыми замками на свободных неприваренных кромках, отличающаяся тем, что в качестве фасонных элементов применены стандартные, предназначенные для угловых соединений корытообразного шпунта типа Ларсен прокатные элементы, каждый из которых выполнен с отбортовкой в виде уширенной пяты на примыкающей к трубе кромке, которой он приварен к трубе, а размер каждого фасонного элемента от замка до уширенной пяты составляет менее половины расстояния между шпунтовыми замками упомянутого корытообразного шпунта.Known sheet pile wall (RU 572981)), mainly of a berth or embankment, containing welded sheet piles, each of which includes a pipe and a pair of shaped elements welded to its outer surface with tongue-and-groove locks on free welded edges, characterized in that they are used as shaped elements standard rolling elements designed for angular joints of a trough-shaped sheet pile of Larsen type, each of which is made with a flange in the form of a widened heel on the edge adjacent to the pipe, which Rivara to the tube and the size of each profiled element from the lock to the broadened heel is less than half the distance between the sheet piling locks said trough-shaped tongue.

Данное решение выбрано за прототип.This solution is chosen as a prototype.

Недостатком данного решения является то, что соединение фасонных элементов не позволяет формировать стенку с изгибом. Формируемый замок соединений допускает лишь незначительный угол поворота (менее 5 градусов) при формировании стенки. Чтобы сформировать изгиб необходимо производить сварку фасонных элементов на одной из свай под нужным углом. При этом очень сложным является процессе соединения таких элементов с трубой.The disadvantage of this solution is that the connection of the shaped elements does not allow to form a wall with a bend. The formed lock of connections allows only a slight angle of rotation (less than 5 degrees) when forming the wall. To form a bend, it is necessary to weld the shaped elements on one of the piles at the desired angle. At the same time, the process of connecting such elements to the pipe is very difficult.

К общим недостаткам всех решений также следует отнести громоздкость стенок, с использованием целых труб, потребность в использовании замков, изготовленных горячим прокатом. Для всех вышеперечисленных решений характерны высокие требования к геометрии трубы (овальности) и, кроме того, к нахождению в диаметральной плоскости одновременно обоих замковых соединений. В противном случае, замковое соединение при погружении свай будет либо закусывать, либо разрывать замок шпунтовой стены.The common disadvantages of all solutions also include the bulkiness of the walls, using whole pipes, the need to use locks made by hot rolling. All of the above solutions are characterized by high requirements to the geometry of the pipe (ovality) and, in addition, to finding both lock joints in the diametrical plane at the same time. Otherwise, the castle connection when immersing piles will either bite or break the tongue and groove wall lock.

При отсутствии необходимости иметь высокую техническую нагрузку шпунтовой стенки использование целых труб становится излишним.In the absence of the need to have a high technical load of the sheet pile wall, the use of whole pipes becomes unnecessary.

Более эффективным оказалось бы использование половины трубы, разрезанной в диаметральной плоскости. Однако, свободные (незамкнутые) концы трубы вдоль разреза резко ослабляют жесткость конструкции и усложняют процесс погружения из-за деформации профиля сваи.More effective would be the use of half the pipe cut in the diametrical plane. However, the free (open) pipe ends along the cut sharply weaken the rigidity of the structure and complicate the immersion process due to the deformation of the pile profile.

Задачей заявленной полезной модели является устранение недостатков прототипа и иных известных решений.The objective of the claimed utility model is to eliminate the disadvantages of the prototype and other known solutions.

Технический результат полезной модели состоит в возможности формировать достаточно надежную стенку с изгибом, уменьшается вес конструкции, упрощается процесс установки шпунтовой стенки и соединения ее замковых элементов, уменьшается потребность в использовании горячепрессованых коннекторов, резаных горячекатаных шпунтов, сварных фасонных изделий.The technical result of the utility model consists in the possibility of forming a sufficiently reliable wall with a bend, the weight of the structure is reduced, the installation process of the sheet pile wall and the connection of its locking elements is simplified, the need for using hot-pressed connectors, cut hot-rolled tongues, and welded fittings is reduced.

Указанный технический результат достигается за счет того, что шпунтовая стенка, содержащая сварные шпунтовые сваи, состоящие из элементов трубы, и соединенные друг с другом посредством шпунтовых замковых элементов, отличающаяся тем, что сварные шпунтовые сваи выполнены состоящими из половины трубы, разрезанной в диаметральной плоскости, к стенкам которой в зоне среза закреплен сварным соединением плоский шпунтовый профиль холодного или горячего для труб до 430 мм проката с замками на концах так, что замковая часть плоского шпунтового профиля выступает за внешний габарит полутрубы.The specified technical result is achieved due to the fact that the sheet pile wall containing welded sheet piles, consisting of pipe elements, and connected to each other by means of tongue-and-groove locking elements, characterized in that the welded sheet piles are made up of half pipe cut in a diametrical plane, to the walls of which in the shear zone a flat tongue and groove profile of cold or hot is welded for pipes up to 430 mm long with locks at the ends so that the locking part of the flat tongue and groove Phil was in favor of the outer envelope halfpipe.

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На Фиг. 1 показано конструктивное устройство элементов шпунтовой стенки.In FIG. 1 shows a structural arrangement of sheet pile wall elements.

На Фиг. 2 показан пример построения шпунтовой стенки.In FIG. 2 shows an example of the construction of a sheet pile wall.

Шпунтовая стенка (см. Фиг. 1) состоит из половины трубы (1), которая получается посредством разрезания в диаметральной плоскости целой трубы. Затем к свободным стенкам полутрубы приваривают плоский шпунтовый профиль (3) холодного (горячего) проката со шпунтовыми замками (2) на концах. Сварной стык (4) находится в зоне сочленения с наружной стороны трубы (1) и профилем (3).The tongue wall (see Fig. 1) consists of half the pipe (1), which is obtained by cutting in the diametrical plane of the whole pipe. Then, a flat sheet pile profile (3) of cold (hot) rolled metal with tongue and groove locks (2) is welded to the free walls of the half-pipe. The welded joint (4) is located in the joint zone on the outside of the pipe (1) and the profile (3).

Получившаяся свая имеет замкнутое сечение, что резко повышает жесткость конструкции. В результате повышается прочность и надежность всей конструкции. Меняя полярность чередования свай при производстве и забивке можно без дополнительных затрат проектировать стены как с односторонним следованием свай (схема z-профиля), так и с чередующимся следованием свай (схема u-профиля). Дополнительная экономия может быть получена за счет неполного (если позволяют условия) покрытия полутрубы холоднокатаным или горячекатаным шпунтом.The resulting pile has a closed section, which dramatically increases the rigidity of the structure. The result is increased strength and reliability of the entire structure. By changing the polarity of the alternation of piles during production and driving, it is possible to design walls without additional costs both with one-sided following piles (z-profile diagram) and with alternating following of piles (u-profile diagram). Additional savings can be obtained due to incomplete (if conditions allow) coating of the half-pipe with cold-rolled or hot-rolled sheet pile.

Особенности производства холоднокатаных шпунтов, позволяет производить шпунтовые стены на основе полутрубных свай в широком диапазоне технические характеристик, что позволяет менять механических характеристики шпунтовых стен в широком диапазоне значений и получать более выгодные соотношения механических и весовых характеристик, что позволяет оптимизировать стоимость шпунтовой стены. Кроме того, в процессе производства холоднокатаного шпунта возможно варьировать плотность замкового соединения, что оказывает влияние как на угол поворота в замковом соединении, так и на легкость при погружении.Features of the production of cold-rolled sheet piles, allows to produce sheet pile walls based on half-pipe piles in a wide range of technical characteristics, which allows you to change the mechanical characteristics of sheet pile walls in a wide range of values and obtain more favorable ratios of mechanical and weight characteristics, which allows you to optimize the cost of a sheet pile wall. In addition, during the production of cold-rolled sheet piling, it is possible to vary the density of the locking joint, which affects both the angle of rotation in the locking joint and ease of immersion.

Как видно из Фиг. 2 шпунтовую стенку можно успешно формировать с большим изгибом. Благодаря использованию профиля холодного проката с замками на концах уменьшается вес конструкции, исключается потребность в использовании дорогостоящих горячепрессованых коннекторов, резаных горячекатаных шпунтов, сварных фасонных изделий. А замкнутый профиль сечения сваи облегчает ее погружение и повышает жесткость. Толщина холоднокатаного профиля может варьироваться применительно к условиям погружения и толщине стенки полутрубы, что позволяет дополнительно оптимизировать вес. Свая проста в производстве и может быть сварена непосредственно на месте употребления, что снижает затраты на перевозку по сравнению со сваями из целой трубы.As can be seen from FIG. 2 sheet pile wall can be successfully formed with a large bend. Due to the use of a cold rolled profile with locks at the ends, the weight of the structure is reduced, the need for using expensive hot-pressed connectors, cut hot-rolled tongues, and welded fittings is eliminated. A closed profile section of the pile facilitates its immersion and increases rigidity. The thickness of the cold-rolled profile can vary with respect to the immersion conditions and the wall thickness of the half pipe, which allows you to further optimize the weight. The pile is easy to manufacture and can be welded directly at the place of use, which reduces transportation costs compared to piles from a whole pipe.

Учитывая тот факт, что трубошпунты изготовленные из новой трубы экономически нецелесообразны, ввиду наличия более дешевых альтернативных балочных шпунтовых решений выполненных из нового материала, трубошпунты в РФ обычно производятся из труб бывших в употреблении, что несет в себе дополнительные риски при эксплуатации и затраты на восстановление труб.Given the fact that pipe dowels made from a new pipe are not economically feasible, due to the availability of cheaper alternative beam sheet piles made from new material, pipe dowels in the Russian Federation are usually produced from used pipes, which carries additional operational risks and pipe restoration costs .

Учитывая вышеизложенное, дополнительно предлагается вместо полутрубы использовать незамкнутые многогранные (3, 5, 6 и более граней) холоднокатаные или холодногнутые профили из нового материала свободные грани которых перпендикулярны плоскому шпунтовому профилю холодного проката с замками на концах, которые значительно дешевле в производстве, чем трубы и не требуют дополнительной порезки.In view of the above, it is additionally proposed to use non-closed polyhedral (3, 5, 6 or more faces) cold-rolled or cold-formed profiles of new material instead of a half-pipe, the free edges of which are perpendicular to the flat sheet pile cold rolled profile with locks at the ends, which are much cheaper to manufacture than pipes and do not require additional cutting.

Claims

A tongue-and-groove wall containing welded tongue-and-groove piles consisting of pipe elements and connected to each other by means of tongue-and-groove locking elements, characterized in that the welded tongue-and-groove piles are made up of half a pipe cut in a diametrical plane, to the walls of which a flat welded joint is fixed in the shear zone sheet pile profile cold or hot for pipes up to 430 mm rolled with locks at the ends so that the locking part of the flat sheet pile profile protrudes beyond the outer dimension of the half pipe.