RU2171895C2

RU2171895C2 - Protective shell

Info

Publication number: RU2171895C2
Application number: RU97100595A
Authority: RU
Inventors: С.П. Коряжин; С.П. Тодосейчук; Н.Г. Климачева
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 2001-08-10

Abstract

FIELD: construction of underground structures; applicable in conduction of emergency and rescue operations in ruins of buildings and structures, passages in grounds and also in capacity of small-size protective structure. SUBSTANCE: protective shell is made of metal screen or of roll sheets secured to external surface of rings formed by segments in interconnected by two-sided bolted planks and connected along shell length by interring couplings. Shell has end conical caps and flexible connecting lock bar. Ring segments are rectangular in plan and made, at least, of three tubular bows of different length and interconnected by ends with angular members which are secured together in their top. Bows are located in a space relation to each other and fastened by ends with angular members by means of welded or screwed joints and cylindrical inserts. The latter are secured in cavities on bow ends with screws. Metal screens or roll sheets are made according to sizes of segment surfaces and secured to angular members by means of bolted joints. Angular members of neighboring segments along their length may be connected with some gaps by two bolts with cylindrical heads and nuts with vertical thread on side surfaces. Interring couplings and couplings between rings and caps are made of straight and bent connecting plates, respectively, installed in gaps of side and lower joints of segments. Installed in gap of upper joint may be flexible connecting bar of lock formed by pan-like insert filled with flexible material, for instance, with polyurethane foam. In this case, all connecting pins are secured by their ends to neighboring rings or rings and caps by bolts. EFFECT: protected end face parts, reduced weight and overall dimensions, no need of mounting devices and tools, reduced time and labor and material inputs in shell construction. 2 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства подземных сооружений и может быть использовано при проведении аварийно- спасательных работ в завалах разрушенных зданий и сооружений, проходок в грунтах, а также в качестве малогабаритного защитного сооружения. The invention relates to the field of construction of underground structures and can be used when conducting rescue operations in the rubble of destroyed buildings and structures, penetrations in the ground, as well as a small-sized protective structure.

При проведении аварийно-спасательных работ в завалах разрушенных зданий и сооружений в некоторых случаях возникает необходимость в проделывании горизонтальных, вертикальных и наклонных проходов в толще завала или в массиве грунта прилегающего к зоне завала. При этом размеры поперечного сечения горизонтальных и наклонных галерей и вертикальных шахт ориентировочно составляют 1,0•(0,7...1,0) м (стр. 165-166) /1/, (стр. 78) /2/ или площадь поперечного сечения должна составлять не менее 0,5...0,6 м², а в месте нахождения пострадавшего площадь сечения должна быть увеличена до 0,8...1,0 м² (стр. 56-58) /3/.When carrying out emergency rescue operations in the rubble of destroyed buildings and structures, in some cases there is a need to make horizontal, vertical and inclined walkways in the thickness of the dam or in the soil mass adjacent to the dam zone. Moreover, the cross-sectional dimensions of horizontal and inclined galleries and vertical shafts are approximately 1.0 • (0.7 ... 1.0) m (p. 165-166) / 1 /, (p. 78) / 2 / or the cross-sectional area should be at least 0.5 ... 0.6 m ² , and at the location of the victim, the cross-sectional area should be increased to 0.8 ... 1.0 m ² (p. 56-58) / 3 /.

Известно, что крепление галерей и шахт в этом случае выполняется в виде оболочки из подручных материалов и обломков деревянных и металлических конструкций, находящихся в завале (стр. 166) /1/, деревянных или металлических рам, на которые уложены закладные доски (стр. 79) /2/, и специальными элементами крепления (штангами с изменяющимися размерами и т.д.) (стр. 57) /3/. It is known that the fixing of galleries and mines in this case is carried out in the form of a shell of improvised materials and fragments of wooden and metal structures located in the blockage (p. 166) / 1 /, of wooden or metal frames on which embedded boards are laid (p. 79 ) / 2 /, and special fastening elements (rods with variable sizes, etc.) (p. 57) / 3 /.

Недостатками указанных технических решений оболочек являются: незащищенность торцевых участков и низкие защитные свойства в силу различных явных и скрытых дефектов применяемых материалов и элементов строительных конструкций разрушенных зданий и сооружений; однократное применение и значительные затраты времени, трудовых и материальных ресурсов. The disadvantages of these technical solutions of the shells are: the insecurity of the end sections and low protective properties due to various obvious and hidden defects of the materials used and the elements of building structures of destroyed buildings and structures; single use and significant investment of time, labor and material resources.

Известны более совершенные технические решения защитных оболочек, частично устраняющие указанные недостатки, применяемые в качестве крепи горизонтальных и наклонных горных выработок (стр. 110-144) /4/, (стр. 25-86) /5/. Known more advanced technical solutions of the protective shells, partially eliminating these shortcomings, used as a support horizontal and inclined mine workings (p. 110-144) / 4 /, (p. 25-86) / 5 /.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является защитная оболочка, выполненная из металлической сетки или рулонных листов, прикрепленных к внешней поверхности металлических колец, образованных сегментами, скрепленными между собой двусторонними планками на болтах, и связанных по длине оболочки межкольцевыми стяжками (рис. 16, стр. 46-47, 57-58) /5/. Closest to the proposed invention is a protective shell made of metal mesh or roll sheets attached to the outer surface of the metal rings formed by segments fastened together by bilateral strips on bolts and connected along the length of the shell by inter-ring ties (Fig. 16, p. 46 -47, 57-58) / 5 /.

Данная оболочка принята за прототип, прототип является базовым объектом. This shell is taken as a prototype, the prototype is the base object.

Недостатками подобных оболочек являются: незащищенность торцевых участков, большой собственный вес (0,26...0,4 т) и габариты (диаметр 2,4...4,0 м), необходимость применения специальных монтажных устройств и инструментов, значительные затраты времени, трудовых и материальных ресурсов при возведении оболочки. The disadvantages of such shells are: insecurity of the end sections, large dead weight (0.26 ... 0.4 t) and dimensions (diameter 2.4 ... 4.0 m), the need for special mounting devices and tools, significant costs time, labor and material resources during the construction of the shell.

Целью изобретения является защищенность торцевых участков, уменьшение собственного веса и габаритов, отсутствие потребности в монтажных устройствах и инструментах, сокращение времени, затрат трудовых и материальных ресурсов при возведении оболочки. The aim of the invention is the security of the end sections, reducing its own weight and dimensions, the lack of need for mounting devices and tools, reducing time, labor and material resources during the construction of the shell.

Указанная цель достигается тем, что оболочка содержит торцевые конические колпаки и упругий соединительный брус замка, при этом сегменты кольца выполнены прямоугольными в плане как минимум из трех трубчатых дуг, объединенных по концам уголковыми элементами, а сегменты колпаков - треугольными в плане как минимум из двух трубчатых дуг разной длины, объединенных по концам уголковыми элементами, которые скреплены между собой в вершине, причем дуги расположены с зазором друг к другу и скреплены торцами с уголковыми элементами посредством сварных или винтовых соединений и цилиндрических вкладышей, при этом последние закреплены в полостях на концах дуг винтами, а металлические сетки или рулонные листы выполнены по размерам поверхности сегментов и закреплены на уголковых элементах посредством болтовых соединений. This goal is achieved by the fact that the shell contains end conical caps and an elastic connecting bar of the lock, while the segments of the ring are made rectangular in plan of at least three tubular arcs joined at the ends by corner elements, and the segments of the caps are triangular in plan of at least two tubular arcs of different lengths, joined at the ends by corner elements that are fastened together at the apex, and the arcs are located with a gap to each other and fastened by the ends with the corner elements by means of helical or polar compounds and cylindrical shells, the latter are fixed in the cavities at the ends of arcs of screws, and the metal mesh sheet or roll formed surface segment size and fixed on angular element by bolting.

По длине уголковые элементы соседних сегментов скреплены с зазором посредством как минимум двух болтов с цилиндрическими головками и гайками с вертикальной нарезкой на боковых поверхностях, а межкольцевые стяжки и стяжки между кольцами и колпаками выполнены соответственно из прямых и изогнутых соединительных пластин, причем эти пластины установлены в зазоры боковых и нижнего стыков сегментов, а в зазор верхнего стыка установлен упругий соединительный брус замка, образованный лотковообразной вставкой, заполненной упругим материалом, например пенополиуретаном, при этом все соединительные пластины закреплены концами на соседних кольцах или кольцах и колпаках посредством болтов. The lengths of the corner elements of adjacent segments are fastened with a gap by at least two bolts with cylindrical heads and nuts with vertical thread on the side surfaces, and the inter-ring ties and couplers between the rings and caps are made of straight and curved connecting plates, respectively, and these plates are installed in the gaps the lateral and lower joints of the segments, and in the gap of the upper joint is installed an elastic connecting bar of the lock formed by a tray-shaped insert filled with elastic material, for example polyurethane foam, while all the connecting plates are fixed by the ends on adjacent rings or rings and caps by means of bolts.

Предлагаемая защитная оболочка представлена на фиг. 1-3 и состоит из сегментов кольца 1, сегментов конических колпаков 2, металлических сеток сегментов 3, металлических рулонных листов сегментов 4, упругих соединительных брусьев замка 5, прямых соединительных пластин 6 и 8, изогнутых соединительных пластин 7, болтов с цилиндрическими головками и гайками с вертикальной нарезкой на боковых поверхностях 9 и болтов 10. The proposed containment is shown in FIG. 1-3 and consists of segments of the ring 1, segments of conical caps 2, metal mesh segments 3, metal roll sheets of segments 4, elastic connecting bars of the lock 5, straight connecting plates 6 and 8, curved connecting plates 7, bolts with cylindrical heads and nuts with vertical threading on the side surfaces 9 and bolts 10.

Узлы соединения сегментов 1 и 2 представлены на фиг. 4-5 и состоят из трубчатых дуг 11, уголковых элементов 12, лотковообразных вставок 13 и упругого материала, например пенополиуретана 14. The connection nodes of segments 1 and 2 are shown in FIG. 4-5 and consist of tubular arcs 11, corner elements 12, tray-shaped inserts 13 and an elastic material, such as polyurethane foam 14.

Общий вид сегмента кольца 1 и сегмента конического колпака 2 представлен на фиг. 6-7. Сегменты состоят из трубчатых дуг 11 и уголковых элементов 12. A general view of the segment of the ring 1 and the segment of the conical cap 2 is shown in FIG. 6-7. Segments consist of tubular arcs 11 and corner elements 12.

Узлы соединения трубчатых дуг 11 с уголковыми элементами 12 представлены на фиг. 8-9 и состоят из трубчатых дуг 11, уголковых элементов 12, цилиндрических вкладышей 15 и винтов 16. The connection nodes of the tubular arcs 11 with the corner elements 12 are shown in FIG. 8-9 and consist of tubular arcs 11, corner elements 12, cylindrical liners 15 and screws 16.

На фиг. 10 и 11 представлен общий вид прямых 6, 8 и изогнутых 7 соединительных пластин. In FIG. 10 and 11 show a general view of straight lines 6, 8 and bent 7 connecting plates.

Защитная оболочка функционирует следующим образом: давление обломков завала или грунта передается на металлические сетки 3 или рулонные листы 4, которые перераспределяют его и передают на трубчатые дуги 11 и уголковые элементы 12 сегментов кольца 1 и конических колпаков 2. При всестороннем обжатии сегментов 1 и 2 в результате действия давления обломков завала, а также статического или динамического давления в грунте подвергаются деформации сжатия упругие соединительные брусья замка 5, что обеспечивает снижение интенсивности действующей статической или динамической нагрузки. Кроме того, упругие соединительные брусья замка 5 обеспечивают удобство монтажа и демонтажа в первую очередь верхних сегментов 1 и 2, а затем и нижних. The protective shell operates as follows: the pressure of the debris of the blockage or soil is transferred to metal grids 3 or roll sheets 4, which redistribute it and transfer it to the tubular arcs 11 and corner elements 12 of the segments of the ring 1 and conical caps 2. With a comprehensive compression of segments 1 and 2 in as a result of the pressure of the rubble debris, as well as static or dynamic pressure in the soil, compression joints of the lock 5 are subjected to compression deformations, which reduces the intensity of the current cal or dynamic loads. In addition, the elastic connecting bars of the lock 5 provide the convenience of mounting and dismounting, first of all, the upper segments 1 and 2, and then the lower ones.

Монтаж защитной оболочки при проделывании проходов в завалах разрушенных зданий и сооружений или в грунте осуществляется в следующей последовательности:
в разработанной полости монтируются два нижних сегмента кольца 1, а затем два верхних сегмента кольца 1 торцевого кольца, причем с двух сторон этого кольца в зазоры боковых и нижнего стыков сегментов 1 устанавливаются с входной стороны изогнутые соединительные пластины 7 (которые до монтажа входного конического колпака поворачиваются на 180^o и втапливаются в зазоры), а с выходной - прямые соединительные пластины 6. При этом в зазор верхнего стыка устанавливается упругий соединительный брус замка 5. Далее по мере удлинения проходки монтируются рядовые кольца, а в самом конце - торцевое кольцо, за которым затем монтируются сегменты 2 конического колпака. В последнюю очередь монтируются сегменты 2 входного конического колпака, при этом колпак целиком может открываться или закрываться благодаря навеске на изогнутой соединительной пластине 7, установленной в зазор бокового стыка сегментов 1 торцевого кольца. Изнутри защитной оболочки входной конический колпак надежно фиксируется посредством изогнутых соединительных пластин 7 и болтов с цилиндрическими головками и гайками с вертикальной нарезкой на боковых поверхностях 9. Демонтаж защитной оболочки осуществляется в обратной последовательности. При этом монтаж и демонтаж сегментов 1 и 2 осуществляется на болтовых соединениях 9 вручную. Металлические сетки 3 и рулонные листы 4 крепятся посредством болтов 10 к сегментам 1 и 2 заранее до их монтажа.The installation of the protective shell when making passages in the rubble of destroyed buildings and structures or in the ground is carried out in the following sequence:
in the developed cavity, the two lower segments of the ring 1 are mounted, and then the two upper segments of the ring 1 of the end ring; moreover, on both sides of the ring, curved connecting plates 7 (which are rotated before the installation of the input conical cap) are installed in the gaps of the side and lower joints of the segments 1 180 ^o and vtaplivayutsya the gaps), and an output - direct coupling plate 6. in this case, the upper joint gap is established an elastic connecting bar lock 5. Then as extension of penetration are mounted ordinary ring, and at the end - the end ring, which is then mounted over the segments 2 of the conical hood. Lastly, the segments 2 of the inlet conical cap are mounted, while the whole cap can be opened or closed due to a hinge on a curved connecting plate 7 installed in the gap of the lateral joint of the end ring segments 1. From the inside of the protective shell, the inlet conical cap is securely fixed by means of curved connecting plates 7 and bolts with cylindrical heads and nuts with vertical thread on the side surfaces 9. The protective shell is dismantled in the reverse order. In this case, the installation and dismantling of segments 1 and 2 is carried out on bolted joints 9 manually. Metal mesh 3 and roll sheets 4 are attached by means of bolts 10 to segments 1 and 2 in advance of their installation.

Таким образом, предложенное техническое решение защитной оболочки обеспечивает защищенность торцевых участков и в целом повышение защитных свойств, уменьшение собственного веса и габаритов, сокращение времени, затрат трудовых и материальных ресурсов при монтаже оболочки, а также отсутствие потребности в монтажных устройствах и инструментах. Thus, the proposed technical solution of the protective shell ensures the security of the end sections and, in general, increases the protective properties, reduces its own weight and dimensions, reduces the time, labor and material resources when installing the shell, as well as the absence of need for mounting devices and tools.

Литература
1. Цивилев М. П. и др. Инженерно-спасательные работы. - М.: Воениздат, 1975, - 224 с.Literature
1. Tsivilev M.P. et al. Engineering and rescue work. - M.: Military Publishing, 1975, - 224 p.

2. Михно Е. П. Восстановление разрушенных сооружений. - М.: Воениздат, 1974, - 272 с. 2. Mikhno E.P. Restoration of destroyed structures. - M .: Military Publishing House, 1974, - 272 p.

3. Вороной С. М., Дарменко А.Ф., Коряжин С.П. и др. Справочник спасателя. Книга 2. Спасательные работы при ликвидации последствий землетрясений, взрывов, бурь, смерчей и тайфунов. - М.: МЧС, ВНИИ ГОЧС, 1995, - 195 с. 3. Voronoi S. M., Darmenko A. F., Koryazhin S. P. et al. Rescue guide. Book 2. Rescue work in the aftermath of earthquakes, explosions, storms, tornadoes and typhoons. - M.: MES, VNII GOCHS, 1995, - 195 p.

4. Мельников Н.И. Проведение и крепление горных выработок. - М.: Недра, 1972, - 344 с. 4. Melnikov N.I. Carrying out and fixing mine workings. - M .: Nedra, 1972, - 344 p.

5. Справочник по креплению горных выработок. - М.: Недра, 1972, 367 с. 5. Handbook for securing mine workings. - M .: Nedra, 1972, 367 p.

Claims

1. A protective shell made of metal mesh or roll sheets attached to the outer surface of the rings, formed by segments fastened together by bilateral strips on bolts, and inter-ring ties connected along the length of the shell, characterized in that the shell contains end conical caps and an elastic connecting the bar of the castle, while the segments of the ring are rectangular in plan from at least three tubular arcs joined at the ends by corner elements, and the segments of the caps are triangular in a lane of at least two tubular arcs of different lengths, joined at the ends by angular elements that are fastened together at the apex, and the arcs are located with a gap to each other and fastened by the ends with the corner elements by means of welded or screw joints and cylindrical inserts, while the latter are fixed in the cavities at the ends of the arcs with screws, and metal meshes or roll sheets are made according to the size of the surface of the segments and are fixed to the corner elements by means of bolted connections.

2. The protective shell according to claim 1, characterized in that the length of the corner elements of adjacent segments are fastened with a gap by at least two bolts with cylindrical heads and nuts with vertical thread on the side surfaces, and the inter-ring couplers and couplers between the rings and caps are respectively made from straight and curved connecting plates, and these plates are installed in the gaps of the side and lower joints of the segments, and in the gap of the upper joint is installed an elastic connecting bar of the lock formed by a chute a solid insert filled with an elastic material, such as polyurethane foam, with all the connecting plates fixed at their ends to adjacent rings or rings and caps by means of bolts.