RU1779709C - Грунтовый анкер - Google Patents

Abstract

Использование: закрепление трубопроводов в м гких водонасыщенных грунтах. Сущность изобретени : грунтовый анкер содержит полый корпус, поворотные лопасти, т гу и полую штангу. Корпус выполнен с кронштейном в виде коромысла. Лопасти прикреплены к коромыслу и выполнены в виде пластины с отогнутым концом. Кажда  лопасть имеет центральное ребро, к нижнему торцу которого прикреплена наклонна  упорна  пластина. Т га пропущена через корпус и выполнена из двух частей. Верхн   часть представл ет собой плоскую ленту, а нижн   часть выполнена из двух т жей, которые охватывают коромысло и имеют на нижних концах упоры: упоры взаимодействуют с упорными пластинами лопастей. Пола  штанга оперта на корпус. Нижний конец штанги выполнен с вильчатым фиксатором . Лапы фиксатора размещены между лопаст ми. Штанга фиксирована относительно т ги посредством шкворн . Рассто ние между лопаст ми не превышает диаметра штанги. Положение т ги контролируетс  поворотным устройством. 2 з.п. ф- лы, 9 ил. СО с

Description

Изобретение относитс  к строительству и касаетс  конструкции грунтовых анкеров, примен емых при закреплении газопровода в м гком водонасыщенном грунте дл  предотвращени  его от всплыти .

Известен грунтовый анкер, который содержит штангу, попарно расположенные на высоте штанги лопасти в виде пластин, шар- нирно прикрепленных к штанге 1.

Недостатком этого анкера  вл етс  высока  металлоемкость и трудоемкость в момент монтажа (необходимость выдергивани  анкера дл  раскрыти  лопастей).

Существенным недостатком этого анкера  вл етс  ненадежность закреплени  трубопровода , когда он работает в паре. Ненадежность закреплени  трубопровода

выражаетс  в опасности разрыва сварного шва в месте приварки силового по са к штанге анкера. Разрыв сварного шва происходит в результате концентрации напр жений в корне шва, чему способствует большое рассто ние (плечо до 400 мм) от штанги анкера до трубы. Большое рассто ние  вл етс  следствием значительных конструктивных габаритов анкера.

Механика концентрации напр жений в корне шва такова.

Выталкивающа  сила действует на силовой по с, который, передава  усили  на штангу анкера, стремитс  штангу прогнуть или развернуть весь анкер в сторону труЬы по линии действи  силы. Если штангу сделать довольно жесткой и она будет сопроXI

х|

О

ч

тивл тьс  изгибу, то грунт, если он недостаточно плотный, позвол ет развернутьс  анкеру , В этом случае уменьшаетс  проекци  лопастей на грунт, а следовательно.-умень- шаетс  несуща  способность анкера. Наклон анкера приводит к большим напр жени м в месте приварки силового по са к штанге, сварка не выдерживает и рветс , освобожда  трубопровод от анкеров . Трубопровод, всплыва , передает усилие на очередную пару анкеров, причем усилие значительно большее и нарастает оно лавинообразно. Трубопровод начинает освобождатьс  от анкеров, вырыва  их из грунта. Чтобы это не произошло, проектировщики идут на уменьшение шага креплени  трубопровода анкерами. Такое действие приводит к удорожанию строительства,

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  . грунтовый анкер, который содержит полый корпус, шарнирно прикрепленные к его нижней части поворотные лопасти с ребрами , соосно расположенный в корпусе стержень с фиксатором положени  лопастей на его нижнем конце. Ребра лопастей обращены к стержню и выполнены с вырезами, образующими на ребрах наклонные кромки, окантованные пластинами с образованием карманов, куда введены фиксаторы, выполненные в виде наклонных к оси стержн  упоров. Анкер снабжен опертый на корпус полой инвентарной штангой, в которую заведен с возможностью фиксации верхний конец стержн .

Существенным недостатком этого анкера  вл ютс  его габариты, из-за которых он также ненадежно работает с паре, создава  опасные концентрации напр жений в корне приварки силового по са к стержню (т ге) анкера.

Цель изобретени  - повышение надежности анкера при работе в ларе с другим анкером, соединенным силовым по сом.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в грунтовом анкере т га выполнена составной из верхнего участка в виде плоской ленты и нижнего - в виде охватывающих коромысло вильчатых т жей. Штанга выполнена с вильчатым фиксатором, лапы которого размещены между лопаст ми. Причем лопасти и лента т ги ориентированы перпендикул рно коромыслу, а рассто ние между наружными поверхност ми лопастей не превышает наружного диаметра штанги.

Кроме того, лента т ги снабжена муфтой под шкворень, а анкер снабжен поворотным устройством дл  контрол  положени  т ги.

На фиг,1 показан анкер перед соединением его с инвентарной штангой; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.З анкер соединен с инвентарной штангой и поворотным

устройством; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З. на фиг.5 - раскрывшийс  анкер с инвентарной штангой; на фиг.6 - раскрывшийс  анкер с демонтированной инвентарной штангой; на фиг.7 - раскрытый работающий

анкер в паре с другим аналогичным анкером; на фиг.8 - штанга с вильчатым фиксатором и поворотным устройством; на фиг.9 - разрез В-В на фиг.8.

Грунтовый анкер (фиг.З) включает полый корпус 1 с вваренным коромыслом 2, имеющим по концам цапфы 3, шарнирно прикрепленные к цапфам 3 поворотные плоские лопасти 4, кажда  из которых выполнена с ребрами жесткости: боковыми 5 и

центральным 6, К торцам центрального ребра 6 прикреплены упорные пластины 7 и 8, Упорна  пластина 8 выполнена наклонной к плоскости лопасти 4 дл  придани  направлени  движению в момент разворота лопастей 4. Пластины лопастей 4 на конце отогнуты во внешнюю сторону.

Через корпус 1 пропущена т га 9. Т га 9 выполнена составной из верхнего участка в виде плоской ленты с отверстием 10 с

возможностью фиксировани  и нижнего - в виде охватывающих коромысло 2 вильчатых т жей 11, заканчивающихс  в нижней части фиксатором 12, расположенным между т жами 11 перпендикул рно к плоскости лопастей 14. Фиксатор 12 выполнен в виде наклонных к оси упоров, взаимодействующих с упорными пластинами 8 ребер 5 и 6 лопастей 4, и предназначен дл  фиксации лопастей 4 в момент забивки анкера в грунт

и фиксации лопастей 4 в рабочем положении после их раскрыти .

Анкер содержит полую штангу 13 инвентарную , опирающуюс  на корпус 1, в которой размещен шкворень 14, посредством

которого обеспечиваетс  возможность фиксировани  т ги 9 со штангой 13 путем введени  шкворн  14 в муфту 15, вставленную в отверсти  16 штанги 13, выполненные в определенном месте.

Кроме того, анкер снабжен поворотным устройством (фиг.З, 5, 8), состо щим из упора 17 поворотного, выполненного в виде полурамки из круглого прутка и пропущенного через сквозные отверсти  в верхней

части штанги 13 (в определенном месте) и жестко насаженной на упор 17 (снаружи штанги)стрелки 18.

Назначение поворотного устройства - обеспечить контроль положени  т ги 9.

Штанга 13 содержит обойму 19 и прикрепленный на ней вильчатый фиксатор 20 (фиг.8), лапы 21 которого размещены между лопаст ми 4 (фиг.З).

Основное назначение фиксатора - обеспечить устойчивое продольное состо ние парнб скрепленных лопастей 4, причем лопасти 4 и лента т ги 9 ориентированы перпендикул рно коромыслу 2, а рассто -: ние между наружными поверхност ми лопастей 4 не превышает наружного диаметра штанги 13.

Перед забивкой анкера в грунт его собирают со штангой 13 инвентарной.

В начале, как показано на фиг.1, необходимо собрать сам анкер. Дл  этого т га 9 совместно с т жами 11 и фиксатором 12 сдвигаетс  в сторону лопастей так, чтобы фиксатор 12 при развороте лопастей по ходу забивки анкера был за наклонными упорами 8. После этого разворачиваютс  лопасти по ходу забивки анкера до полного соприкосновени  центральных ребер, при этом наклонные упоры 8 должны войти между т жами, образовав карман, ограниченный наклонным упором и по бокам т жами, и в таком положении производитс  фиксаци  лопастей путем подт гивани  т ги 9 и ввода наклонных упоров фиксатора 12 под упоры 8. На собранный анкер насаживаетс  инвентарна  штанга 13 (фиг.З). С этой целью т га 9 со вставленной втулкой 15 в отверстие 10 вводитс  вовнутрь штанги инвентарной до совмещени  оси отверсти  втулки с осью отверсти  16 инвентарной штанги, при этом обойма 19 штанги инвентарной должна сесть на корпус 1 анкера. В образовавшийс  отверстием муфты 15 и отверстием 10 канал вводитс  шкворень 14. На этом подготовка анкера к монтажу заканчиваетс . В собранном положении, как показано на фиг.2, с максимальным приближением плоскости анкера к боковой поверхности трубы анкер забиваетс  в грунт посредством ударов по верхней части инвентарной штанги.

Воспринима  удары, инвентарна  штанга совместно с анкером погружаетс  в грунт. Под действием реактивного топора грунта на отогнутые концы лопасти лопасти стрем тс  развернутьс , однако этому преп тствуют упоры 8. которые упираютс  в упоры фиксатора 12, который через т жи и т гу удерживаетс  шкворнем 14.

По достижении концами лопастей проектной отметки производитс  раскрытие лопастей. Оэтой целью шкворень 14 выдергиваетс  из отверсти , освобожда  т гу 9 и соответственно фиксатор 12 от удерживани  лопастей от раскрыти .

Получив свободу, т гу 9 совместно с фиксатором 12 под действием вертикальной составл ющей силы на наклонных упорах 8, возникшей от действи  реактивного отпора 5 грунта на отогнутые концы лопастей, проседает , освобожда  лопасти от зацеплени  наклонных упоров 8 от наклонных упоров фиксатора 12. При дальнейших ударах по верхней части штанги инвентарной осво0 божденные лопасти от зацеплени  начинают разворачиватьс . В это врем  т га 9 с фиксатором 12 (фиг.5) остаютс  на месте, а штанга 13 инвентарна  с корпусом 1 анкера погружаютс  в грунт, приближа сь ниж5 ним концом корпуса 1 к фиксатору 12. При достижении заданного разворота лопастей корпус 1 анкера совместно с упорами 7 садитс  на наружные поверхности фиксатора 12.

0 Происходит замыкание лопасти от складывани  при действии на анкер выдергивающей силы. На этом забивка анкера в грунт немедленно прекращаетс , так как дальнейша  забивка анкера приведет к выворачи5 ванию лопастей и потере несущей способности анкера.

Контроль забивки анкера в грунт осуществл етс  поворотным устройством по внешним признакам, характеризующимс 

0 началом поворота стрелки 18. Начало поворота стрелки указывает, что т га 9 подошла к упору 17 поворотному, а окончание поворота стрелки указывает, что корпус анкера 1 сел на фиксатор 12 и что наружные поверх5 ности фиксатора 12 подошли к упорам 7.

По окончании забивки анкера в грунт извлекаетс  из грунта штанга инвентарна , а из отверсти  10 т ги 9 извлекаетс  муфта 15, котора  служит дл  уменьшени  удель0- ного давлени  на шкворень 14 и извлечени  грунта, попавшего в полость штанги инвентарной при забивке анкера в грунт. После раскрыти  лопастей, извлечени  из гоунта штанги инвентарной, а из отверсти  т ги5 втулки анкер приобретает вид, как показано на фиг.6.

Аналогичным образом на противоположной стороне трубы монтируетс  второй анкер и, как показано на фиг.5, анкеры соедин ютс 

0 между собой. Дл  этого на поверхность трубопровода накладываетс  бризолова  прокладка 22, мат23, выполненный из дерев нных реек, и по с 24 силовой, представл ющий из себ  полосовую сталь, на которой загибаютс 

5 концы т г 9 анкеров. Загнутые концы т г привариваютс  к по су силовому,

На этом монтаж анкерного устройства заканчиваетс .

Как видно из вышеуказанного, благодар  выполнению анкера плоским, по вилась

возможность значительно приблизить анкер к трубе, тем самым практически устранить плечо (рассто ние от т ги анкера к трубе) и направить выталкивающую силу со стороны трубы не под углом, как в аналоге, а по вертикали и этим самым полностью использовать проекцию лопастей на грунт, а следовательно, использовать расчетную несущую способность анкера. Направление выталкивающей силы по вертикали позвол ет улучшить работу сварки штанги анкера с силовым по сом, охватывающим трубу. Сварной шов стал работать не на разрыв, а на раст жение, что увеличило гарантию сварочного соединени .

При сравнении с базовым объектом, в качестве которого прин т грунтовый анкер АР-401 на участке КС Таежна , применение анкера предложенной конструкции позвол ет получить экономию на 1 комплект 161.6 руб. Потребность на строительство газопровода Ямбург-Тула П 16000 комплектов в год. Экономический эффект составит 2,58 млн.руб.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Грунтовый анкер, включающий полый корпус с кронштейном в виде коромысла, шарнирно прикрепленные к коромыслу поворотные плоские лопасти, кажда  из которых выполнена с центральным ребром с прикрепленной к его торцу наклонной упорной пластиной, опертую на корпус полую

   штангу, т гу, прикрепленную к корпусу и размещенную в полости штанги с возможностью фиксировани  посредством шкворн , и прикрепленный к нижнему концы т ги фиксатор в виде упоров, взаимодействующих с упорными пластинами ребер лопастей , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности анкера при заанке- рировании трубопровода, т га выполнена составной из верхнего участка в виде плоской ленты и нижнего участка в виде охватывающих коромысло вильчатых т жей, а штанга выполнена с вильчатым фиксатором, лапы которого размещены между лопаст ми , причем лопасти и лента т ги ориентированы перпендикул рно коромыслу, а рассто ние между наружными поверхност ми лопастей не превышает наружного диаметра штанги.
2. 2.Анкерпоп.1,отл ича ю щи и с  тем, что лента т ги снабжена муфтой под шкворень .
3. 3.Анкер попп.1 и 2, отличающийс  тем, что он снабжен поворотным устройством дл  контрол  положени  т ги.

   12ьш

   N

   в;

   10

   16

   ftf2 r

   фиг. 2

   3- S

   Фиг.

   t

   (puf.5

   Фигб

   Я

   Фиг

   /8

   17

   Фае. 8