RU208873U1

RU208873U1 - Балка кабельной эстакады

Info

Publication number: RU208873U1
Application number: RU2021128468U
Authority: RU
Inventors: Светлана Андреевна Жукова; Сергей Николаевич Богданов
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Этис - Сзпк"
Priority date: 2021-09-29
Filing date: 2021-09-29
Publication date: 2022-01-19

Abstract

Полезная модель относится к области мостов специального назначения или предназначенных для особых функций, в частности к элементам кабельной эстакады. Технический результат, достигаемый решением, заключается в расширении арсенала технических средств, повышении удобства эксплуатации, уменьшении веса конструкции при обеспечении высокой надежности. Указанный технический результат достигается благодаря тому, что разработана балка кабельной эстакады, содержащая стальной верхний пояс, выполненный в виде, по существу, прямоугольника; стальной нижний пояс, выполненный в виде, по существу, прямоугольника; раскосы и поперечины, соединенные с верхним и нижним поясами с образованием конструкции, по существу, в виде параллелепипеда; характеризующаяся тем, что дополнительно содержит четыре стальных фланца для крепления к соседней балке, каждый из которых приварен к верхнему и нижнему поясам на одном конце балки; две стальные площадки для крепления к колонне кабельной эстакады, приваренные к нижнему поясу на втором конце балки, причем верхний и нижний пояса, раскосы и поперечины выполнены из труб с прямоугольным сечением; площадки содержат овальные отверстия, причем пояса балок выполнены из профильных труб с одним размером из 60×60×4, 80×40×5, 100×100×5, 120×120×6, раскосы выполнены из профильных труб с одним размером из 60×30×4, 80×40×4, 80×80×5.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к области мостов специального назначения или предназначенных для особых функций, в частности к элементам кабельной эстакады.

Уровень техники

Известна разборная комбинированная эстакада (RU2412301C1, опубл. 2011.02.20), содержащая вертикальные опоры и горизонтальные прогоны, кабельные конструкции, траверсы со сменными площадками под скользящие опоры трубопроводов, внутреннюю площадку обслуживания, устанавливаемую при необходимости. Вертикальные опоры и горизонтальные прогоны, представляющие собой треугольные пространственные фермы с распорными трубчатыми диагоналями, образованы из набора секций различной длины от 1,5 м и до 6,0 м, соединяющихся между собой болтовыми соединениями. Вертикальные опоры соединены с одной стороны с фундаментом, а с другой стороны - с верхними установочными рамами, к верхним установочным рамам прикреплены горизонтальные прогоны, к нижним трубам горизонтальных прогонов скобами прикреплены поперечные монтажные профили, к монтажным профилям Т-болтами прикреплены стойки высотой до 3,0 м, к стойкам Т-болтами прикреплены консоли для кабельных лестниц, к нижним трубам горизонтальных прогонов прикреплены поперечные траверсы со съемными площадками для скользящих опор трубопроводов. В связи с отсутствием фиксированных мест крепления горизонтальных прогонов к верхним установочным рамам опор нет необходимости в жесткой привязке координат фундаментов к длине горизонтальных прогонов, что дает большую гибкость при проектировании. В связи с креплением горизонтальных прогонов к верхним переходным рамам хомутами и поперечных траверс к горизонтальным прогонам, а также использования безвинтовых соединителей кабельных лестниц, монтируемых на горизонтальных прогонах, а также профильных прижимов кабельных лестниц к консолям и овальных отверстий для болтового крепления в основаниях стоек отсутствуют места концентрации напряжений в конструкции из-за температурных деформаций. Применение скользящих Т-образных болтов для монтажа поперечных траверс, стоек и консолей позволяет выравнивать местоположение и горизонтальный уровень кабельных конструкций во время монтажа и эксплуатации и повторно использовать Т-болты при необходимости разборки комбинированной эстакады для переноса в другое место установки.

Однако в данном решении не раскрыто, детально как именно обеспечена высокая прочность при уменьшении массы.

Известна, выбранная в качестве прототипа, универсальная опорная конструкция (эстакада) (RU2606730 C2, опубл. 2017.01.10) для прокладки кабелей и/или трубопроводов с расстоянием между опорами до 9 м содержит вертикальные опоры и горизонтальные прогоны (ригели). Вертикальные опоры и горизонтальные прогоны, представляющие собой пространственные фермы, образованы из набора сварных секций различной длины от 1 м до 4 м, соединяющихся между собой диафрагмами при помощи болтовых соединений. Сварные секции и диафрагмы изготовлены из перфорированного тонкостенного профиля. Вертикальные опоры соединены с одной стороны с фундаментом через сварную опору, а с другой стороны - с верхними установочными сварными опорами. К верхним сварным опорам прикреплены горизонтальные прогоны. Нижние профили горизонтальных прогонов соединены скобами через поперечные монтажные профили и прикреплены к верхним установочным сварным опорам.

Однако в данном решении не раскрыто детально, как именно обеспечена высокая прочность при уменьшении массы.

Раскрытие полезной модели

В одном аспекте полезной модели раскрыта балка кабельной эстакады, содержащая

стальной верхний пояс, выполненный в виде по существу прямоугольника;

стальной нижний пояс, выполненный в виде по существу прямоугольника;

раскосы и поперечины, соединенные с верхним и нижним поясами с образованием конструкции, по существу, в виде параллелепипеда;

характеризующаяся тем, что дополнительно содержит

четыре стальных фланца для крепления к соседней балке, каждый из которых приварен к верхнему и нижнему поясам на одном конце балки;

две стальные площадки для крепления к колонне кабельной эстакады, приваренные к нижнему поясу на втором конце балки,

причем верхний и нижний пояса, раскосы и поперечины выполнены из труб с прямоугольным сечением;

площадки содержат овальные отверстия.

В дополнительных аспектах полезной модели раскрыто, что раскосы расположены на двух боковых сторонах, поперечины расположены на нижней и верхней сторонах балки; толщина стенок труб поясов составляет от 4 мм до 6 мм, толщина стенок труб раскосов и поперечин составляет от 4 м до 6 мм, толщина площадок и фланцев составляет от 8 мм до 12 мм; материал поясов, поперечин, раскосов, фланцев, площадок представляет собой сталь одной марки из Ст3, 09Г2С; раскосы образуют зигзагообразную линию между поясами и упираются в поперечины; содержится горячеоцинкованное покрытие; пояса балок выполнены из профильных труб с одним размером из 60×60×4, 80×40×4, 100×100×5, 120×120×6, раскосы выполнены из профильных труб размером 80×80×5; содержится навес из поликарбоната или профнастила.

В дополнительных аспектах полезной модели раскрыто, что раскосы покрыты органопластиками; толщина стенок труб раскосов на 50% больше ширины стенок труб поперечин; в трубы раскосов помещены бруски из по меньшей мере одного материала - из титана или алюминия, причем длина брусков составляет половину длины раскоса, и они установлены по центру раскоса.

Основной задачей, решаемой заявленным устройством, является обеспечение легкой, прочной, надежной балки кабельной эстакады.

Сущность полезной модели заключается в том, что благодаря конструктивным особенностям, таким как геометрия балки, материалы элементов балки, балка имеет небольшой вес при высокой прочности, что упрощает ее монтаж.

Технический результат, достигаемый решением, заключается в расширении арсенала технических средств, повышении удобства эксплуатации, уменьшении веса конструкции при обеспечении высокой надежности.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - балка кабельной эстакады.

Фиг. 2 - соединенные две балки.

Фиг. 3 - навес на балке.

Осуществление полезной модели

Кабельная эстакада - надземное кабельное сооружение. В настоящее время кабельные эстакады имеют широкое применение на различных крупных промышленных, металлургических и химических предприятиях, где территория крайне насыщена различными коммуникациями, и подземный вид прокладки кабеля затруднен, а также на территориях с неблагоприятными грунтовыми условиями.

Кабельная эстакада состоит из колонн и балок, опирающихся на колонны и закрепленных на них. Заявленная примерная балка показана на фиг. 1, на которой представлены следующие элементы:

101 - нижний пояс

102 - верхний пояс

103 - раскосы

104 - поперечины

105 - площадка

По фиг. 1 понятно, что балка представляет собой, по существу, параллелепипед, образованный нижним поясом 101 и верхним поясом 102, соединенными друг с другом с помощью раскосов 103 и поперечин 104.

Пояса 101 и 102 сформированы из несущих труб, соединенных с помощью перемычек. Пояса, по существ, представляют собой прямоугольник, так как несущие имеют по существу одинаковую длину и по существу параллельны друг другу. «По существу» означает, что длины совпадают не с математической точностью, а совпадают с точностью, например, до 0,1% или 0,2% так, чтобы эта точность не влияла существенно на эксплуатационные характеристики объекта. Аналогичные утверждения справедливы и для параллельности несущих, формы поясов и аналогичных параметров элементов балки.

К нижней части нижнего пояса 101 приварены площадки 105, которые служат для крепления балки к колонне кабельной эстакады. Площадки содержат овальные отверстия, что упрощает монтаж и уменьшает вес балки по сравнению с вариантом с круглыми отверстиями.

Раскосы 103 представляют собой зигзагообразную линию, упирающуюся своими концами в углы, образованные соединением поясов 101, 102 и поперечин 104.

Площадки 105 служат для крепления балки к стойкам, представляют собой прямоугольные металлические пластины толщиной от 8 мм до 12 мм, предпочтительно 10 мм, для обеспечения надежности крепления балки.

Вся балка изготавливается из стальных труб прямоугольного сечения, предпочтительно материал труб один из следующих: сталь марки Ст3 или 09Г2С. Эти марки используются для производства нагруженных элементов сварных конструкций. Может использоваться комбинация этих материалов, например, пояса изготавливаются из Ст3, а раскосы из 09Г2С.

Для изготовления балки используются пояса 101, 102, выполненные из труб с толщиной стенок от 4 мм до 6 мм, предпочтительно 5 мм; при этом толщина стенок труб раскосов 103 и поперечин 104 составляет от 4 мм до 6 мм, предпочтительно 4 мм.

Пояса 101, 102 предпочтительно изготавливаются из труб с размерами 60×60×4, 80×40×5, 100×100×5 или 120×120×6 (длина-ширина-толщина материала трубы). Раскосы 104 и поперечины 105 предпочтительно изготавливаются из труб с размерами 60×30×4, 80×40×4, 80×80×5.

Такие параметры обеспечивают легкость конструкции при достаточной жесткости и прочности при применении в кабельных эстакадах.

Обычная длина балки составляет 8 м, для формирования балки большей длины к балкам приваривают фланцы, для формирования сборной балки длиной 16 м или 24 м (фиг. 2). Предложенная балка может иметь максимальную длину одного пролета 24 м. Для обеспечения достаточной прочности балки длиной 24 м пояса изготавливаются из труб с размерами 120×120×6, раскосы и поперечины изготавливаются из труб с размерами 80×80×5. Такая балка может нести кабели с общей массой участков между пролетами до 2 т.

Фланцы приваривают на один край балки на оба пояса 101 и 102. Фланцы содержат отверстия для болтового соединения двух балок друг с другом.

В случае соединение двух балок в один пролет обе балки содержат и фланцы и площадки 105, в случае соединения трех балок в один пролет, одна из трех балок содержит только фланцы с двух сторон, две другие балки содержат и фланцы, и площадки 105.

К балкам с одной или двух сторон прикреплены консоли для размещения кабелей (не показаны на фиг. 1, 2).

Предложенная конструкция была рассчитана с учетом кабельных нагрузок, ветровой и снеговой нагрузок, длины пролета эстакады. Расчет производится в программном комплексе Лира-САПР. Расчеты показали, что предложенная конструкция обладает высокой надежностью при сохранении относительно невысокой массы.

Изготовление устройства

Для изготовления балки как на фиг. 1 подготавливают стальные трубы с заданными параметрами, например, 80×80×5 и 100×100×5.

Нарезают следующие элементы:

несущие с заданными размерами;

перемычки для соединения несущих;

раскосы;

поперечины;

фланцы;

площадки.

Далее сверлят отверстия во фланцах и площадках.

Далее сваривают все элементы согласно изображению на фиг. 1 или фиг. 2.

Далее покрывают всю конструкцию горячеоцинкованным покрытием.

Вариант 1 осуществления

Балка может содержать навес (фиг. 3), выполненный из поликарбоната, такой материал выбран из-за его легкости и прочности. Как вариант, может использоваться профнастил. Навес выполнен двухскатным, крепление навеса к балке осуществляется посредством труб прямоугольного сечения или П-образных профилей, из которых сформирован каркас для укладки и закрепления листов поликарбоната.

Навес обеспечивает повышение надежности конструкции, так как защищает ее от неблагоприятного воздействия осадков.

Вариант 2 осуществления

В данном варианте раскосы балки покрыты органопластиками, такое решение, во-первых, обеспечивает высокую защиту самых нагруженных элементов от неблагоприятных условий окружающей среды, во-вторых, обеспечивает повышенную прочность растягивающим усилиям при сохранении небольшого веса. Толщина покрытия может составлять от 0, 1 мм до 2 мм.

Вариант 3 осуществления

В данном варианте толщина стенок труб раскосов на 50% больше ширины стенок труб поперечин. Такое решение объясняется большей загруженностью раскосов, которые воспринимают более значительные усилия. Как вариант, трубы поперечин могут иметь толщину 4 мм, а трубы раскосов 6 мм, что, при прочих равных, обеспечивает высокую надежность конструкции при уменьшении ее веса в сравнении с решением, в котором и раскосы, и поперечины имеют толщину трубы в 6 мм.

Вариант 4 осуществления

В данном варианте в трубы раскосов помещены бруски из по меньшей мере одного материала - из титана или алюминия, причем длина брусков составляет половину длины раскоса и они установлены по центру раскоса, высота и ширина брусков выбраны такими, чтобы обеспечить на сколько возможно полное заполнение внутреннего пространства, а закрепление осуществляется либо благодаря силам трения, либо посредством сварки, либо посредством саморезов, проходящих через трубу и брусок.

Благодаря меньшей плотности алюминия и титана и использованию относительно коротких брусков в местах, в которых раскос испытывает наибольшую нагрузку, удается повысить надежность изделия, обеспечивая относительно небольшой вес.

Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления, специалисту в области техники на основе информации, изложенной в описании, и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления полезной модели, не выходящие за пределы сущности и объема данной полезной модели.

Термин “по существу” означает соответствие с точностью, которая не меняет сути. Так по существу квадратный означает, что с точностью адекватной для конкретного случая квадрат представляет собой квадрат, хотя при измерении метровой длины с точностью до микрометра окажется, что стороны квадрата не идеально равны друг другу.

Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.

Несмотря на то, что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать более широкую полезная модель, и что данная полезная модель не должна ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалистам в соответствующей области.

Claims

1. Балка кабельной эстакады, содержащая стальной верхний пояс, выполненный в виде прямоугольника; стальной нижний пояс, выполненный в виде прямоугольника; раскосы и поперечины, соединенные с верхним и нижним поясами с образованием конструкции в виде параллелепипеда; характеризующаяся тем, что дополнительно содержит стальные фланцы для крепления к соседней балке, приваренные к верхнему и нижнему поясам на одном конце балки; две стальные площадки для крепления к колонне кабельной эстакады, приваренные к нижнему поясу на втором конце балки, причем верхний и нижний пояса, раскосы и поперечины выполнены из труб с прямоугольным сечением; раскосы расположены на двух боковых сторонах, поперечины расположены на нижней и верхней сторонах балки; площадки содержат овальные отверстия, причем пояса балок выполнены из профильных труб с размером 100×100×5 раскосы выполнены из профильных труб с размером 80×40×4.

2. Балка по п.1, в которой толщина площадок и фланцев составляет от 8 мм до 12 мм.

3. Балка по п.1, в которой материал поясов, поперечин, раскосов, фланцев, площадок представляет собой сталь одной марки из Ст3, 09Г2С, AISI 304, AISI 316, AISI 321.

4. Балка по п.1, в которой раскосы образуют зигзагообразную линию между поясами и упираются в поперечины.

5. Балка по п.1, содержащая горячеоцинкованное покрытие.

6. Балка по п.1, содержащая навес из поликарбоната.

7. Балка по п.1, в которой раскосы покрыты органопластиками.

8. Балка по п.1, в которой толщина стенок труб раскосов на 50% больше ширины стенок труб поперечин.

9. Балка по п.1, в которой в трубы раскосов помещены бруски из по меньшей мере одного материала - из титана или алюминия, причем длина брусков составляет половину длины раскоса, и они установлены по центру раскоса.