RU180747U1

RU180747U1 - DOUBLE WALL ELEMENT

Info

Publication number: RU180747U1
Application number: RU2018105108U
Authority: RU
Inventors: Алексей Леонидович Калинин; Анна Васильевна Калинина
Original assignee: Алексей Леонидович Калинин; Анна Васильевна Калинина
Priority date: 2018-02-12
Filing date: 2018-02-12
Publication date: 2018-06-22

Abstract

Полезная модель относится к гидротехнике и может быть использована при строительстве причалов, шлюзов, плотин, доковых сооружений, швартовых палов, опор мостов; возведении подпорных стен; берегоукреплении, водоприёмных и водоотводящих сооружениях; очистных сооружений, коллекторов, тоннелей, подземных сооружений, кольцевых замкнутых и незамкнутых структур, ограждений; при обустройстве котлованов, откосов, фундаментов, стен траншей.Технический результат заявленной полезной модели состоит в возможности использования корытообразного шпунта без использования тавровой балки; обеспечивается возможность формировать более прочную чем в прототипе прямую стенку или стенку с изгибом; ускоряется процесс формирования шпунтовой стенки.Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен элемент шпунтовой стенки, выполненный из сварной шпунтовой сваи, состоящей из профиля, к стенкам которого в зоне его концов закреплен шпунтовый профиль с замками на концах, отличающийся тем, что шпунтовая свая состоит из таврового короба, имеющая П-образный профиль в поперечном сечении, а в качестве шпунтового профиля использован корытообразный шпунт, причем последний закреплен к стенкам таврового короба в зоне его концов внешней стороной фланцев.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. The technical result of the claimed utility model consists in the possibility of using a trough-like tongue without the use of a T-beam; it is possible to form a stronger wall than in the prototype or a wall with a bend; The process of forming a sheet pile wall is accelerated. The specified technical result is achieved due to the fact that the declared sheet pile wall element is made of a welded sheet pile, consisting of a profile, to the walls of which a sheet pile profile with locks at the ends is fixed, characterized in that the sheet pile the pile consists of a T-shaped box having a U-shaped cross-sectional profile, and a trough-shaped tongue is used as a sheet pile profile, the latter being fixed to the walls of the T-shaped box in the area of its cone Outer flanges.

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 Т-образными шпунтовыми выступами, размещенными во внутренних полостях шпунтовых замков смежных сваи, отличающаяся тем, что каждый упомянутый Т-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 welded tongue-and-groove locks 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 bending arena 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. 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.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. 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 С1, 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. on 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. 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.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. 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.

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. Наиболее близким аналогом является шпунтовая стенка (патент RU 142649 U; опубл.: 27.06.2014), 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 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. The closest analogue is the sheet pile wall (patent RU 142649 U; publ.: 06/27/2014) containing welded sheet piles consisting of pipe elements and connected to each other by tongue-and-groove locking elements, characterized in that the welded sheet piles are made up of half a 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 rolled with locks at the ends so that the locking part of the flat tongue and groove ofilya in favor of an external envelope halfpipe.

Данная стенка позволяет 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.This wall allows you to form a fairly reliable wall with a bend, reduces the weight of the structure, simplifies the process of installing the sheet pile wall and connecting its locking elements, reduces the need for hot-pressed connectors, cut hot-rolled tongues, and welded fittings.

Технической проблемой прототипа является возможность использования только плоского шпунтового профиля, привариваемого к полутрубе. Применение корытообразного шпунта не представляется возможным по причине того, что полутруба для корытообразного шпунта не обеспечивает достаточной прочности как упорный элемент типа тавровой сваи. Также технической проблемой является потребность затрачивать время на отрез половины трубы, что увеличивает время процесса формирования шпунтовой стенки.The technical problem of the prototype is the ability to use only a flat sheet pile profile welded to the half pipe. The use of a trough-like tongue and groove is not possible due to the fact that the half-pipe for a trough-tongue-and-groove tongue does not provide sufficient strength as a thrust element such as a tee pile. Also a technical problem is the need to spend time on a half pipe section, which increases the time of the sheet pile wall forming process.

Задачей заявленной полезной модели является устранение недостатков прототипа, возможность использования корытообразного шпунта с сохранением тех же преимуществ.The objective of the claimed utility model is to eliminate the disadvantages of the prototype, the possibility of using a trough-groove with the same advantages.

Технический результат заявленной полезной модели состоит в возможности использования корытообразного шпунта без использования тавровой балки; обеспечивается возможность формировать более прочную чем в прототипе прямую стенку или стенку с изгибом; ускоряется процесс формирования шпунтовой стенки.The technical result of the claimed utility model consists in the possibility of using a trough-like sheet pile without using a T-beam; it is possible to form a stronger wall than in the prototype or a wall with a bend; the process of sheet pile wall formation is accelerated.

Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен элемент шпунтовой стенки, выполненный из сварной шпунтовой сваи, состоящей из профиля, к стенкам которого в зоне его концов закреплен шпунтовый профиль с замками на концах, отличающийся тем, что шпунтовая свая состоит из таврового короба, имеющая П-образный профиль в поперечном сечении, а в качестве шпунтового профиля использован корытообразный шпунт, причем последний закреплен к стенкам таврового короба в зоне его концов внешней стороной фланцев.The specified technical result is achieved due to the fact that the declared sheet pile wall element made of a welded sheet pile, consisting of a profile, to the walls of which in the area of its ends there is a sheet pile profile with locks at the ends, characterized in that the sheet pile consists of a T-box, having a U-shaped profile in cross section, and a trough-shaped tongue is used as a tongue and groove profile, the latter being fixed to the walls of the T-box in the region of its ends with the outer side of the flanges.

В частности, корытообразный шпунт закреплен к стенкам таврового короба в зоне их концов внешней стороной фланцев посредством сварки.In particular, a trough-shaped tongue is fixed to the walls of the T-shaped box in the region of their ends by the outer side of the flanges by welding.

В частности, корытообразный шпунт закреплен к стенкам таврового короба в зоне их концов внешней стороной фланцев посредством болтового соединения.In particular, a trough-shaped tongue is fixed to the walls of the T-box in the region of their ends by the outer side of the flanges by means of a bolted connection.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На Фиг. 1 показано устройство профиля элемента шпунтовой стенки и принцип закрепления П-образной части таврового короба к фланцам внешней части корытного шпунта.In FIG. 1 shows the profile device of the tongue and groove element and the principle of securing the U-shaped part of the T-box to the flanges of the outer part of the tongue groove.

На Фиг. 2 показан пример выстраивания прямолинейной шпунтовой стенки из элементов по полезной модели.In FIG. 2 shows an example of building a straight sheet pile sheet of elements according to a utility model.

На Фиг. 3 показан пример выстраивания шпунтовой стенки с изгибом из элементов по полезной модели.In FIG. Figure 3 shows an example of building a sheet pile wall with a bend of elements according to a utility model.

На чертежах: 1 - П-образная часть таврового короба, 2 - концы таврового короба, 3 - зона сварного соединения, 4 - замки корытообразного шпунта, 5 - полка корытообразного шпунта, 6 - фланцы корытообразного шпунта, 7 - корытообразный шпунт.In the drawings: 1 - the U-shaped part of the T-shaped box, 2 - the ends of the T-shaped box, 3 - the weld zone, 4 - the locks of the trough tongue, 5 - the shelf of the trough tongue, 6 - the flanges of the trough tongue, 7 - the trough tongue.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Элемент шпунтовой стенки (см. Фиг. 1) состоит из таврового короба 1, который получают сваркой трех плоских шпунтов или формируют в готовом виде в заводских условиях. В поперечном сечении таврового короба сформирован П-образный профиль. Затем к концам 2 стенок П-образного профиля таврового короба 1 закрепляют корытообразный шпунт 7 холодного или горячего проката со шпунтовыми замками 4 на концах. Закрепление возможно путем сварного соединения 3 или болтового соединения (на чертежах не показано).The sheet pile wall element (see Fig. 1) consists of a T-box 1, which is obtained by welding of three flat sheet piles or formed in a finished form in the factory. A U-shaped profile is formed in the cross section of the T-shaped box. Then, to the ends 2 of the walls of the U-shaped profile of the T-shaped box 1, a trough-shaped tongue 7 of cold or hot rolled metal is secured with tongue-and-groove locks 4 at the ends. Fastening is possible by means of a welded joint 3 or a bolted joint (not shown in the drawings).

Сварной стык 3 находится в зоне сочленения с наружной стороны концов 2 таврового короба 1 и фланцев 6 внешней стороны корытообразного шпунта 7, минуя крепление к полке 5 корытообразного шпунта.The welded joint 3 is located in the joint zone on the outer side of the ends 2 of the T-box 1 and the flanges 6 of the outer side of the trough groove 7, bypassing the fastening to the shelf 5 of the trough groove.

Получившаяся свая П-образного профиля таврового короба имеет замкнутое сечение, что резко повышает жесткость конструкции, особенно в зоне фланцев 6. В результате, повышается прочность и надежность всей конструкции в сравнении с тем, как если бы корытообразный шпунт крепился полкой к тавровой свае или по прототипу к половине трубы.The resulting pile of the U-shaped profile of the T-box has a closed section, which sharply increases the rigidity of the structure, especially in the area of the flanges 6. As a result, the strength and reliability of the whole structure is increased compared to the same as if the trough-like tongue was fastened with a shelf to the T-pile or prototype to half the pipe.

Меняя полярность чередования свай при производстве и забивке можно без дополнительных затрат проектировать стены как с односторонним следованием свай, так и с чередующимся следованием свай.By changing the polarity of the alternation of piles during production and driving, it is possible to design walls with one-sided following of piles and with alternating following of piles without additional costs.

Как видно из Фиг. 2 и Фиг. 3 шпунтовую стенку можно успешно формировать прямолинейной или с большим изгибом, соответственно. 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 из плоских шпунтов. Поскольку при соединении таврового короба и корытообразного шпунта не нужно затрачивать время на отрез элементов шпунта, время процесса формирования шпунтовой стенки ускоряется.As can be seen from FIG. 2 and FIG. 3 sheet pile wall can be successfully formed rectilinear or with a large bend, respectively. 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 from flat dowels. Since when connecting the T-shaped box and the trough-like sheet pile, it is not necessary to spend time on cutting the sheet pile elements, the process of forming the sheet pile wall is accelerated.

Claims

1. A sheet pile wall element made of a welded sheet pile, consisting of a profile, to the walls of which a sheet pile profile with locks at the ends is fixed in the region of its ends, characterized in that the sheet pile consists of a T-shaped box having a U-shaped profile in cross section and as a tongue-and-groove profile, a trough-like tongue is used, the latter being fixed to the walls of the T-shaped box in the region of its ends with the outer side of the flanges.

2. The tongue-and-groove wall element according to claim 1, characterized in that the trough-shaped tongue is fixed to the walls of the T-box in the region of their ends with the outer side of the flanges by welding.

3. The tongue-and-groove wall element according to claim 1, characterized in that the trough-shaped tongue is fixed to the walls of the T-shaped box in the region of their ends by the outer side of the flanges by means of a bolted connection.