RU204730U1

RU204730U1 - PANEL SHUTTLE

Info

Publication number: RU204730U1
Application number: RU2021103233U
Authority: RU
Inventors: Владимир Анатольевич Избаш; Сергей Викторович Михайлов; Владислав Юрьевич Сахнов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "СТРОИТЕЛЬНАЯ КОМПАНИЯ "ЛИДЕР"
Priority date: 2021-02-09
Filing date: 2021-02-09
Publication date: 2021-06-08

Abstract

Полезная модель может быть использована для защиты речных и морских берегов или портовых сооружений путем укрепления берегов, дамб, русел рек. Панель имеет волнообразный в плане профиль и содержит полки, расположенные по разные стороны от средней оси профиля и параллельно этой оси со смещением относительно друг друга и соединенные между собой наклонными стенками, расположенными под тупым углом к полкам, по краям панели выполнены элементы, образующие замковые соединения, панель выполнена холодногнутою, тупой угол наклонных стенок к полкам выполнен с радиусом гибки не менее 20 мм, при этом крайние полки имеют полустенки, элементы замка установлены на концах этих полустенок и отношение глубины профиля к полезной ширине панели составляет 0,13-0,25. Монтаж стенки из гнутых шпунтовых панелей, характеризуемых признаками данного технического решения, позволяет существенно снизить усилие вдавливания за счет лучших геометрических параметров профиля.The utility model can be used to protect river and sea banks or port facilities by strengthening banks, dams, river beds. The panel has a wavy profile in plan and contains shelves located on different sides from the middle axis of the profile and parallel to this axis with an offset relative to each other and interconnected by inclined walls located at an obtuse angle to the shelves, along the edges of the panel there are elements forming lock connections , the panel is cold-bent, the obtuse angle of the inclined walls to the shelves is made with a bending radius of at least 20 mm, while the extreme shelves have half-walls, the lock elements are installed at the ends of these half-walls and the ratio of the profile depth to the useful width of the panel is 0.13-0.25 ... Installation of a wall made of curved sheet piling panels, characterized by the features of this technical solution, can significantly reduce the indentation force due to the better geometric parameters of the profile.

Description

Заявляемая полезная модель относится к панелям шпунтовых стенок из стали и может быть использована для защиты речных и морских берегов или портовых сооружений путем укрепления берегов, дамб, русел и тому подобного.The claimed utility model relates to steel sheet piling panels and can be used to protect river and sea banks or port facilities by strengthening banks, dams, channels and the like.

В данном описании использованы термины со следующим толкованием.In this description, terms are used with the following interpretation.

Шпунтовое ограждение - это сплошная шпунтовая стенка, образованная повторяющимися шпунтовыми элементами - стальными панелями, скрепляемыми собственными замковыми соединениями, и последовательно погружаемыми в грунт методом забивки, вибропогружения или вдавливания.Sheet piling is a solid sheet pile wall formed by repeating sheet piling elements - steel panels held together by their own locking joints, and sequentially immersed in the ground by driving, vibrating or pressing.

Шпунтовая панель в общем виде состоит из тела (профиля) и замковых соединений. Тело панели имеет постоянное сечение.The tongue-and-groove panel generally consists of a body (profile) and locking joints. The body of the panel has a constant cross-section.

Замковое соединение служит соединению шпунтовых панелей трапецеидально-корытного в плане профиля в единую стенку и состоит, как правило, из двух взаимодействующих элементов - охватывающего (обойма замка) и охватываемого (кулачок замка). В данном описании конструкция замка не является определяющей вне зависимости от типа: Ларсен (Larsen), «шарик в гнезде» (Ball and socket) или гибридный.The lock connection serves to connect the tongue-and-groove panels of the trapezoidal-trough profile in the plan into a single wall and consists, as a rule, of two interacting elements - a female (lock holder) and a male (lock cam). In this description, the design of the lock is not determinative regardless of the type: Larsen, Ball and socket or hybrid.

Тело панели имеет постоянное сечение. Сечение имеет среднюю ось - след плоскости, проходящей через центральные оси двух образующих замковое соединение элементовThe body of the panel has a constant cross-section. The section has a middle axis - the trace of a plane passing through the central axes of the two elements forming the lock connection

Полка панели - часть профиля параллельная средней оси. Условно «верхняя полка» - одиночная по одну сторону от оси. Условно «нижняя полка» - одна из противолежащих «верхней полке».Panel shelf - part of the profile parallel to the middle axis. Conventionally "top shelf" - single on one side of the axis. Conventionally "lower shelf" - one of the opposite to the "upper shelf".

Стенка панели - часть профиля, формирующая стороны трапеции. Полустенки - крайние узкие стенки, несущие приваренные элементы замка.The panel wall is the part of the profile that forms the sides of the trapezoid. Semi-walls - extreme narrow walls carrying welded elements of the lock.

Глубина (она же высота) профиля панели определяется расстоянием от средней оси до внешней поверхности полки.The depth (or height) of the panel profile is determined by the distance from the middle axis to the outer surface of the shelf.

Полезная ширина панели определяется расстоянием между центральными осями двух элементов замкового соединения.The useful width of the panel is determined by the distance between the central axes of the two elements of the lock connection.

Радиус гиба - радиус сопряжения стенки и полки по внутреннему углу сеченияBend radius - the radius of conjugation of the wall and the flange along the internal corner of the section

Нейтральная ось сечения панели - след плоскости, параллельной плоскости шпунтовой стены, для которой сумма моментов инерции (с учетом знака) в сечении равна нулю (проходит через центр тяжести сечения).The neutral axis of the section of the panel is the trace of a plane parallel to the plane of the sheet pile wall, for which the sum of the moments of inertia (taking into account the sign) in the section is equal to zero (passes through the center of gravity of the section).

Обычно шпунтовые панели забивают в землю ударным или вибрационным методами. Очевидно, что забивка панелей связана с большим расходом энергии, которая пропорциональна сопротивлению забивания шпунтовой панели. При существующих методах забивания сопротивление забиванию панелей зависит в основном от свойств почвы и от поперечного сечения шпунтовой панели.Usually sheet pile panels are driven into the ground by shock or vibration methods. It is obvious that the plugging of the panels is associated with a high energy consumption, which is proportional to the plugging resistance of the sheet pile panel. With existing hammering methods, the resistance to hammering of panels depends mainly on the properties of the soil and on the cross-section of the sheet pile panel.

Известно, что при большом сопротивлении забиванию широкие и глубокие шпунтовые панели с небольшой толщиной пояса и полок быстро теряют свою устойчивость. Именно этим и обусловлена необходимость в ограничении возникающих в шпунтовых панелях при их забивании напряжений, то есть необходимость в создании шпунтовых панелей с низким, насколько это возможно, сопротивлением забиванию. Если на сопротивление забиванию панели снижение толщины пояса и полок оказывает, несомненно, положительное влияние, то увеличение отношения "глубины к полезной ширине" U-образных шпунтовых панелей весьма отрицательно влияет на их сопротивление забиванию. В известных технических решениях эта величина составляет 0,3-0,5. Известно также, что увеличение радиуса в месте сопряжения полок и стенок приводит к снижению сопротивления грунта за счет динамических процессов при забивании, при этом, как очевидно, кривизна этого сопряжения должна быть достаточно большой для того, чтобы при забивании сваи частицы почвы относительно легко смещались в сторону от вогнутых углов (см., например, описание к патенту LU 88805 А1).It is known that with a high resistance to hammering, wide and deep tongue-and-groove panels with a small thickness of the belt and flanges quickly lose their stability. This is precisely the reason for the need to limit the stresses arising in the sheet pile panels during their clogging, that is, the need to create sheet pile panels with as low as possible the resistance to clogging. While a decrease in the thickness of the chord and flanges has a clear positive effect on the panel's plugging resistance, an increase in the "depth to usable width" ratio of U-shaped tongue-and-groove panels has a very negative effect on their plugging resistance. In the known technical solutions, this value is 0.3-0.5. It is also known that an increase in the radius at the junction of the shelves and walls leads to a decrease in soil resistance due to dynamic processes during driving, while, obviously, the curvature of this junction should be large enough so that, when driving a pile, soil particles are relatively easily displaced into side from the concave corners (see, for example, the description for patent LU 88805 A1).

Наиболее близким техническим решением, имеющим наибольшее число признаков, общих с заявляемым (прототип), является Защитная стена из шпунтовых панелей, которая включает сборные элементы волнообразного в плане профиля, каждый их которых имеет полки, расположенные по разные стороны от средней оси стены и параллельно этой оси со смещением друг относительно друга и соединенные между собой наклонными стенками, расположенными под тупым углом к полкам, при этом на концах профиля выполнены элементы соединения, образующие замковые соединения, панели выполнены холодногнутыми из листовой стали, тупой угол наклонных стенок к полкам выполнен с радиусом r гибки не менее 20 мм (RU 2348755, E02D 5/08, опубликовано 10.03.2009).The closest technical solution that has the largest number of features in common with the claimed (prototype) is a protective wall made of sheet piling panels, which includes prefabricated elements of a wavy profile in plan, each of which has shelves located on opposite sides of the central axis of the wall and parallel to this axes with displacement relative to each other and interconnected by inclined walls located at an obtuse angle to the shelves, while at the ends of the profile there are connection elements that form lock joints, the panels are cold-bent from sheet steel, the obtuse angle of the inclined walls to the shelves is made with a radius of r bending at least 20 mm (RU 2348755, E02D 5/08, published 10.03.2009).

Основным недостатком указанной панели является значительное (до половины глубины профиля) расстояние плоскости, соединяющей оси элементов замкового соединения, от плоскости, проходящей через нейтральную ось инерции сечения. Дело в том, что при вибропогружении, забивке или вдавливании шпунтовых панелей, образующих непрерывную стенку, усилие прикладывают по плоскости, проходящей через оси замкового соединения, что при несовпадении этой плоскости с плоскостью, проходящей через нейтральную ось инерции сечения, требует повышенной величины усилий и может привести к потере устойчивости, то есть требует большей толщины профиля. Сблизить ось инерции сечения такой формы и среднюю ось стенки можно только применяя нижние и верхние стенки профиля разной толщины, что весьма нетехнологично и невыполнимо для панелей, получаемых гибкой из листа. Расстояние между указанными осями зависит от геометрических параметров сечения профиля и для корытообразных профилей постоянной толщины хорошо коррелирует с отношением глубины к ширине профиля.The main disadvantage of this panel is the significant (up to half the profile depth) distance of the plane connecting the axes of the locking joint elements from the plane passing through the neutral axis of inertia of the section. The fact is that when vibrating, driving or pressing in sheet piling panels forming a continuous wall, force is applied along a plane passing through the axes of the lock joint, which, if this plane does not coincide with the plane passing through the neutral axis of inertia of the section, requires an increased amount of effort and can lead to a loss of stability, that is, requires a greater thickness of the profile. It is possible to bring the axis of inertia of a section of such a shape and the middle axis of the wall closer only by using the lower and upper walls of the profile of different thicknesses, which is very non-technological and impracticable for panels obtained from a flexible sheet. The distance between the indicated axes depends on the geometric parameters of the profile section and for trough-shaped profiles of constant thickness correlates well with the ratio of the depth to the profile width.

Технической проблемой, решение которой обеспечивается при использовании заявляемой полезной модели и которая не могла быть решена при использовании известных аналогов полезной модели, является создание объекта, параметры, которого позволяют снизить величину потребного усилия вдавливания панели при создании шпунтовой стенки, произведенной методом холодной гибки, то есть, имеющую одинаковую толщину всех элементов профиля.A technical problem, the solution of which is ensured when using the claimed utility model and which could not be solved when using known analogues of the utility model, is the creation of an object, the parameters of which allow to reduce the amount of required pressing force of the panel when creating a sheet pile wall produced by the method of cold bending, that is that has the same thickness for all profile elements.

Для решения указанной технической проблемы предлагается шпунтовая панель волнообразного в плане профиля, которая имеет полки, расположенные по разные стороны от средней оси профиля и параллельно этой оси со смещением относительно друг друга и соединенные между собой наклонными стенками, расположенными под тупым углом к полкам, по краям панели выполнены элементы, образующие замковые соединения, панель выполнена холодногнутою, тупой угол наклонных стенок к полкам выполнен с радиусом r гибки не менее 20 мм, при этом крайние полки имеют полустенки, элементы замка установлены на концах этих полустенок и соотношение глубины к полезной ширине панели составляет 0,13-0,25. Меньшее соотношение заметно сказывается на стоимости установки протяженных стенок, которые выгоднее изготавливать из панелей большей ширины, увеличение же отношения приводит к известным недостаткам ранней потери устойчивости при забивании панелей.To solve this technical problem, a tongue-and-groove panel is proposed with a wavy profile in plan, which has shelves located on opposite sides of the middle axis of the profile and parallel to this axis with an offset relative to each other and interconnected by inclined walls located at an obtuse angle to the shelves, along the edges the panels are made of elements that form locking joints, the panel is cold-bent, the obtuse angle of the inclined walls to the shelves is made with a bending radius r of at least 20 mm, while the extreme shelves have half-walls, the lock elements are installed at the ends of these half-walls and the ratio of depth to the useful width of the panel is 0.13-0.25. A smaller ratio significantly affects the cost of installing extended walls, which are more profitable to be made from panels of greater width, while an increase in the ratio leads to the well-known disadvantages of early loss of stability when the panels are driven in.

На фиг. 1 изображено поперечное сечение профиля панели с условным видом элементов замка.FIG. 1 shows a cross-section of the panel profile with a conventional view of the lock elements.

Заявляемая панель содержит тело панели 1, включающее верхнюю полку 11 и две нижних полки 12, соединенные расположенными под углом α стенками 13. Нижние полки 12 имеют на свободных концах полустенки 14, к которым присоединены элементы замка - охватывающий 2 и охватываемый 3. Все части профиля имеют одинаковую толщину t. Сопряжение стенок и полустенок с полками выполнены с радиусом по внутренней стороне r. Ширинапанели от оси охватывающего элемента замка 2 до оси охватываемого элемента замка 3 обозначена В, глубина профиля как расстояние от средней оси O-O 5 до наружной поверхности полки 12 обозначена h. Также на фиг. 1 обозначены ось инерции С-С 6 и центр тяжести сечения C с координатами относительно геометрического центра панели (точка пересечения средней оси О-О 5 и оси симметрии сечения 4) Х₀ и Y₀.The inventive panel contains the body of the panel 1, which includes an upper shelf 11 and two lower shelves 12, connected by walls 13 located at an angle α. The lower shelves 12 have at the free ends of a half-wall 14, to which are attached the elements of the lock - female 2 and male 3. All parts of the profile have the same thickness t. The conjugation of the walls and half-walls with shelves is made with a radius along the inner side r. The width of the panel from the axis of the female element of the lock 2 to the axis of the male element of the lock 3 is denoted B, the depth of the profile as the distance from the middle axis OO 5 to the outer surface of the shelf 12 is denoted by h. Also in FIG. 1 shows the axis of inertia C-C 6 and the center of gravity of the section C with coordinates relative to the geometric center of the panel (the point of intersection of the middle axis O-O 5 and the axis of symmetry of the section 4) X ₀ and Y ₀ .

Полезная модель может быть осуществлена следующим образом. Заготовка из стального листа 10×1500×6000 ст. 09г2с-15 ГОСТ 19903-74 изгибается в соответствии с Фиг. 1, руководствуясь требованиями стандарта ЕН 10249-2:1995 «Холодногнутые шпунтовые сваи из нелегированных сталей», при этом соблюдаются следующие параметры.The utility model can be implemented as follows. Steel sheet blank 10 × 1500 × 6000 st. 09g2s-15 GOST 19903-74 bends in accordance with Fig. 1, guided by the requirements of EN 10249-2: 1995 "Cold-formed sheet piles of unalloyed steels", while observing the following parameters.

Изготовленные таким образом панели имеют отношение глубины к полезной ширине профиля 0,13-0,25.The panels produced in this way have a depth to usable width ratio of 0.13-0.25.

Заявленная полезная модель работают следующим образом.The claimed utility model works as follows.

Шпунтовая стенка, состоящая из панелей, изготовленных в соответствии с заявляемым техническим решением, может быть возведена вдоль котлована, либо иной выемки, а также вдоль берега любого водоема, для предохранения их от разрушения и осыпания. Возведение шпунтового ограждения осуществляют путем забивки или погружения шпунтовых панелей, имеющих указанное поперечное сечение, в грунт, при одновременном соединении шпунтовых панелей друг с другом посредством охватывающих и охватываемых элементов замков. Монтаж стенки из гнутых шпунтовых панелей, характеризуемых признаками данного технического решения, позволяет существенно снизить усилие вдавливания за счет лучших геометрических параметров профиля.The sheet pile wall, consisting of panels made in accordance with the claimed technical solution, can be erected along a foundation pit or other excavation, as well as along the coast of any body of water, to protect them from destruction and crumbling. The erection of the sheet piling is carried out by driving or immersing the sheet pile panels having the specified cross section into the ground, while simultaneously connecting the sheet pile panels to each other by means of female and male elements of the locks. Installation of a wall made of bent sheet piling panels, characterized by the features of this technical solution, can significantly reduce the pressing force due to the better geometric parameters of the profile.

Claims

A sheet pile panel with a wavy profile in plan, having shelves located on different sides from the middle axis of the profile and parallel to this axis with an offset relative to each other and interconnected by inclined walls located at an obtuse angle to the shelves, along the edges of the panel, elements are made that form locking joints , the panel is cold-bent, the obtuse angle of the inclined walls to the shelves is made with a bending radius of at least 20 mm, characterized in that the extreme shelves have half-walls, the lock elements are installed at the ends of these half-walls and the ratio of the depth to the useful width of the panel is 0.13-0, 25.