RU2463408C1 - Shell of large diametre with support ring - Google Patents
Shell of large diametre with support ring Download PDFInfo
- Publication number
- RU2463408C1 RU2463408C1 RU2011111900/13A RU2011111900A RU2463408C1 RU 2463408 C1 RU2463408 C1 RU 2463408C1 RU 2011111900/13 A RU2011111900/13 A RU 2011111900/13A RU 2011111900 A RU2011111900 A RU 2011111900A RU 2463408 C1 RU2463408 C1 RU 2463408C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- support ring
- soil
- ring
- support
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Revetment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области портового гидротехнического и гражданского строительства, а именно к заполненным грунтом оболочкам большого диаметра (ОБД), и может быть применено при строительстве морских и речных причальных и оградительных сооружений, в том числе возводимых при устройстве на акваториях ограждений котлованов и искусственных островов.The invention relates to the field of port hydraulic engineering and civil engineering, namely to large-diameter shells of large diameter (OBD) filled with soil, and can be used in the construction of sea and river berths and enclosures, including those constructed during the construction of fencing pits and artificial islands in the waters.
Наиболее распространено применение металлических или железобетонных ОБД без каких-либо дополнительных конструктивных элементов, предотвращающих потерю устойчивости оболочки на опрокидывание (см. Гуревич В.Б. Речные портовые гидротехнические сооружения. М., Транспорт, 1969 г., стр.97, рис.88). Основной причиной потери устойчивости такой конструкции является прорезание тонкой нижней кромкой оболочки поверхности грунтового основания. Опасность потери устойчивости ОБД значительно ограничивает область их применения, особенно если материалом ОБД служит металл (толщина стенки 8÷16 мм) (см. РТМ 36.44.12.1-90 Проектирование и строительство сооружений с применением стальных оболочек большого диаметра. ВНИИГС, С.-П., 1992 г., стр.7, рис.1).The most common use of metal or reinforced concrete OBD without any additional structural elements that prevent the shell from losing stability overturning (see Gurevich VB River port hydraulic structures. M., Transport, 1969, p. 97, Fig. 88 ) The main reason for the loss of stability of this design is the cutting through the thin bottom edge of the shell surface of the soil base. The danger of loss of stability of OBD significantly limits their scope, especially if the material of OBD is metal (wall thickness 8 ÷ 16 mm) (see RTM 36.44.12.1-90 Design and construction of structures using steel shells of large diameter. VNIIGS, S.-P ., 1992, p. 7, fig. 1).
К недостаткам данного технического решения относится следующее:The disadvantages of this technical solution include the following:
- ограничивается область применения, так как сооружения требуют качественного грунтового основания - наличия достаточно мощного слоя (не менее 5 м) плотных малосжимаемых грунтов с модулем деформации не менее 20 МПа, расчетным сопротивлением под подошвой элемента более 0,3 МПа, углом внутреннего трения не менее 25°;- the scope is limited, since the structures require a high-quality soil base - the presence of a sufficiently powerful layer (not less than 5 m) of dense low-compressible soils with a deformation modulus of at least 20 MPa, a design resistance under the sole of the element of more than 0.3 MPa, an angle of internal friction of at least 25 °;
- в практике гидротехнического строительства указанные условия крайне редки, и, как правило, требуется устройство искусственного основания в виде постели, которую необходимо дополнительно защищать от размыва волнами или действием винтов швартующихся кораблей. Это приводит к ограничению области применения и значительному удорожанию строительства сооружений с применением ОБД.- in the practice of hydraulic engineering construction, these conditions are extremely rare, and, as a rule, an artificial base in the form of a bed is required, which must be additionally protected from erosion by waves or by the action of the screws of moored ships. This leads to a limitation of the scope and a significant increase in the cost of construction of structures using HBS.
Известна конструкция приспособления для увеличения устойчивости ОБД на опрокидывание за счет шарнирного крепления горизонтальной двухконсольной анкерной плиты к укороченной тыловой плите оболочки (см. Бибмад Г.Е. Устойчивость оболочек большого диаметра с горизонтальным анкером. Автореф. дисс. на соиск. ученой степени канд. техн. наук, М., специальность 05.23.07, М., МИСИ, 1984 г., 24 с.).The design of the device for increasing the stability of the HBS overturning due to the hinged fastening of the horizontal two-console anchor plate to the shortened rear plate of the shell is known (see Bibmad G.E. Stability of large-diameter shells with a horizontal anchor. Abstract. Thesis for the degree of candidate of technical technology sciences, M., specialty 05.23.07, M., IISI, 1984, 24 pp.).
Данное техническое решение обладает следующими недостатками:This technical solution has the following disadvantages:
- применимость решения только для ОБД из монолитного железобетона с вертикальным членением элементов;- the applicability of the solution only for OBD from monolithic reinforced concrete with vertical division of elements;
- наличие растягивающих напряжений в части оболочки, примыкающей к месту крепления анкера;- the presence of tensile stresses in the part of the shell adjacent to the anchor attachment point;
- необходимость проведения дорогостоящих водолазных работ для установки в проектное положение анкерной плиты;- the need for expensive diving operations for installation in the design position of the anchor plate;
- возможность применения только в качестве сооружений типа «набережная» из-за необходимости наличия грунта засыпки хотя бы с одной стороны ОБД.- the possibility of use only as structures of the type "embankment" due to the need for the presence of backfill soil at least on one side of the HBS.
В качестве ближайшего аналога принята конструкция, предназначенная для повышения устойчивости ОБД на опрокидывание, представляющая собой горизонтальный одноконсольный анкер, соединенный тягами с железобетонным кольцом, установленным на верхнем торце оболочки (см. Алмазов В.О., Смирнов Г.Н. Железобетонные конструкции в портовом гидротехническом строительстве, М., «ТРАНСПОРТ», 1986 г., стр.80, Рис.6.4). Оболочка в своей тыловой части свободно опирается на анкерную плиту, а тяги обеспечивают совместность работы анкера, оболочки и грунта обратной засыпки.As the closest analogue, a design is adopted that is designed to increase the stability of the OBD overturning, which is a horizontal single-console anchor connected by rods to a reinforced concrete ring mounted on the upper end of the shell (see Almazov V.O., Smirnov G.N. Reinforced concrete structures in the port hydrotechnical construction, M., "TRANSPORT", 1986, p. 80, Fig.6.4). The shell in its rear part rests freely on the anchor plate, and the rods ensure the compatibility of the operation of the anchor, shell and backfill soil.
Недостатками такого типа конструкции являются:The disadvantages of this type of design are:
- применимость решения только для ОБД из монолитного железобетона;- the applicability of the solution only for OBD from reinforced concrete;
- необходимость выполнения дополнительных монтажных работ плавкраном (железобетонное кольцо на верхнем торце ОБД);- the need for additional installation work with a floating crane (reinforced concrete ring at the upper end of the OBD);
- необходимость проведения дорогостоящих водолазных работ для монтажа одноконсольной анкерной плиты;- the need for expensive diving operations for the installation of a single-console anchor plate;
- возможность применения только в качестве сооружений типа «набережная» из-за необходимости наличия грунта засыпки хотя бы с одной стороны ОБД.- the possibility of use only as structures of the type "embankment" due to the need for the presence of backfill soil at least on one side of the HBS.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение устойчивости тонких заполненных грунтом оболочек большого диаметра за счет устройства дополнительной поверхности опирания оболочки на грунт основания (опорного кольца), а также за счет вовлечения в работу оболочки дополнительного объема грунта обратной засыпки.The problem to which the invention is directed is to ensure the stability of thin, large-filled soil shells of large diameter due to the device additional surface supporting the shell on the base soil (support ring), as well as by involving in the work of the shell an additional volume of backfill soil.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в распределении давления, передаваемого оболочкой на грунт основания по поверхности опорного кольца, а также за счет включения в работу некоторого объема грунта, расположенного «над» опорным кольцом и поперечными ребрами жесткости.The technical result achieved in solving the problem is expressed in the distribution of pressure transmitted by the shell to the base soil along the surface of the support ring, and also due to the inclusion of a certain amount of soil located "above" the support ring and transverse stiffeners.
Поставленная задача решается тем, что в оболочке большого диаметра, включающей цилиндрическую обечайку, выполненную с возможностью размещения на грунтовом основании, опорный элемент выполнен в виде, по меньшей мере, одного опорного кольца, жестко скрепленного с наружной поверхностью обечайки выше ее нижней кромки, причем плоскость опорного кольца перпендикулярна продольной оси обечайки, также опорное кольцо укреплено ребрами жесткости, предпочтительно косынками, перпендикулярные кромки которых жестко скреплены с поверхностью обечайки и соответствующей стороной опорного кольца, при этом ширину опорного кольца определяют из выраженияThe problem is solved in that in the shell of a large diameter comprising a cylindrical shell made with the possibility of placement on a soil base, the support element is made in the form of at least one support ring rigidly bonded to the outer surface of the shell above its lower edge, and the plane the support ring is perpendicular to the longitudinal axis of the shell, also the support ring is reinforced with stiffeners, preferably kerchiefs, the perpendicular edges of which are rigidly bonded to the surface of the shell ki and the corresponding side of the support ring, while the width of the support ring is determined from the expression
m=F/(2π R σo),m = F / (2π R σ o ),
где m - ширина опорного кольца, м;where m is the width of the support ring, m;
F - вертикальная расчетная нагрузка на грунтовое основание, передаваемая оболочкой, кг;F - vertical design load on the soil base transmitted by the shell, kg;
R - внешний радиус цилиндрической обечайки;R is the outer radius of the cylindrical shell;
σo - несущая способность материала основания, кг/м2.σ o - the bearing capacity of the base material, kg / m 2 .
Расстояние от опорного кольца до нижней кромки цилиндрической обечайки зависит от характеристик грунтов основания и определяется соотношением:The distance from the support ring to the lower edge of the cylindrical shell depends on the characteristics of the base soil and is determined by the ratio:
1/10 H ÷ 1/40 Н,1/10 H ÷ 1/40 N,
где Н - высота оболочки, принимаемая в пределах от 1 до 20 м.where H is the height of the shell, taken in the range from 1 to 20 m
Цилиндрическая обечайка, опорное кольцо и ребра жесткости выполнены из металла. Кроме того, ребра жесткости могут быть размещены как со стороны поверхности кольца, противоположной поверхности, воспринимающей отпор грунта, так и с обеих сторон опорного кольца.The cylindrical shell, support ring and stiffeners are made of metal. In addition, stiffeners can be placed both on the side of the surface of the ring opposite the surface perceiving the repulsion of the soil, and on both sides of the support ring.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».A comparative analysis of the essential features of the proposed technical solution with the essential features of analogues indicates its compliance with the criterion of "novelty."
На фиг.1 изображен общий вид ОБД для строительства гидротехнических сооружений в отдалении от берега.Figure 1 shows a General view of the HBS for the construction of hydraulic structures offshore.
На фиг.2 изображен вертикальный разрез ОБД с опорным кольцом для строительства гидротехнических сооружений в отдалении от берега.Figure 2 shows a vertical section of the HBS with a support ring for the construction of hydraulic structures offshore.
На фиг.3 изображен общий вид ОБД для строительства берегоукрепительных (подпорных) сооружений.Figure 3 shows a General view of the HBS for the construction of shore protection (retaining) structures.
На фиг.4 изображен вертикальный разрез ОБД с опорным кольцом для строительства берегоукрепительных (подпорных) сооружений.Figure 4 shows a vertical section of OBD with a support ring for the construction of shore protection (retaining) structures.
На чертежах изображена ОБД 1, погруженная в воду 2 и установленная на грунте основания 3. Оболочка 1 выполнена из металла и заполнена грунтом 4, к ней при помощи сварного соединения прикреплено опорное кольцо 5, укрепленное ребрами жесткости 6, которые располагаются на плоскости кольца 5, противоположной поверхности, по которой формируется отпор грунта сверху или снизу. При строительстве берегоукрепительных (подпорных) сооружений опорное кольцо 5 не только упирается в грунт основания 3 со стороны воды 2, но и вовлекает в работу удерживаемый снаружи грунт со стороны берега 7.The drawings depict
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Заранее подготовленная к монтажу металлическая ОБД 1 с приваренным к ней опорным кольцом 5 и поперечными ребрами жесткости 6 устанавливается в проектное положение на грунт основания 3. Полость оболочки заполняется грунтом - наполнителем 4. Опорное кольцо 5 при этом является упором, препятствующим последующему врезанию тонкого нижнего края оболочки 1 в грунт основания 3. В случае применения ОБД для удержания наружных массивов грунта, когда засыпка оказывает внешнее давление с одной стороны оболочки по всей ее высоте (расширение береговой зоны, строительство сооружений типа «набережная»), оболочка стремится опрокинуться в сторону от берега, при этом опорное кольцо 5 не только упирается в грунт основания 3 со стороны воды 2, но и вовлекает в работу удерживаемый снаружи грунт со стороны берега 7, «приподнимая» его и создавая при этом дополнительные удерживающие силы, препятствующие опрокидыванию.The metal OBD 1 prepared in advance for installation with the
Устройство опорного кольца (полки) способствует образованию поверхности взаимодействия оболочки с грунтом, препятствующую прорезанию грунта основания тонким опорным краем оболочки и ее опрокидыванию.The device of the support ring (shelf) contributes to the formation of the interaction surface of the shell with the soil, preventing the penetration of the base soil by the thin supporting edge of the shell and its capsizing.
Укрепление плоскости кольца дополнительными поперечными ребрами жесткости обеспечивает необходимую прочность кольца (полки) при его взаимодействии с грунтом основания и засыпки.Strengthening the plane of the ring with additional transverse stiffening ribs provides the necessary strength of the ring (shelf) when it interacts with the soil base and backfill.
Различные варианты расположения ребер жесткости расширяют область применения - как для укрепления береговых линий (где часть опорного кольца передает давление на грунт основания: в области, где оболочка прижимается к основанию, а часть кольца вовлекает дополнительный объем наружного грунта в работу на устойчивость: в области, где на оболочку оказывает внешнее давление грунт береговой кромки), так и для строительства пирсов и молов в отдалении от берега, где по всей поверхности опорного кольца оболочка прижимается к основанию.Various options for the location of stiffeners expand the scope of application - both for strengthening coastlines (where part of the support ring transfers pressure to the base soil: in the area where the shell is pressed against the base, and part of the ring involves an additional volume of external soil in the stability work: in the where the coastal edge soil exerts external pressure on the shell), as well as for the construction of piers and jetties offshore, where the shell is pressed against the base over the entire surface of the support ring.
Постановкой одного или нескольких опорных колец можно добиться выравнивания давления нижней кромки ОБД на грунт основания и тем самым свести к минимуму возможность ее недопустимого отклонения или опрокидывания.By setting one or more support rings, it is possible to equalize the pressure of the lower edge of the OBD on the base soil and thereby minimize the possibility of its unacceptable deviation or tipping.
Устройство нескольких опорных колец по высоте оболочки позволяет создать под всеми кольцами, за исключением нижнего, пустоты, не заполненные грунтом обратной засыпки пазух, это снижает боковое давление грунта на стенки ОБД, повышая ее устойчивость.The arrangement of several support rings along the height of the shell allows you to create under all the rings, except for the bottom, voids that are not filled with backfill sinuses, this reduces the lateral pressure of the soil on the walls of the HBS, increasing its stability.
К достоинствам предлагаемого технического решения в сравнении с аналогами можно отнести:The advantages of the proposed technical solution in comparison with analogues include:
- отсутствие необходимости проведения дорогостоящих водолазных работ для монтажа дополнительных конструктивных элементов, предназначенных обеспечить устойчивость конструкции;- the absence of the need for expensive diving operations for the installation of additional structural elements designed to ensure the stability of the structure;
- отсутствие необходимости модернизации и переоснащения оборудования для производства и монтажа металлических ОБД;- the lack of need for modernization and re-equipment of equipment for the production and installation of metal HBS;
- обеспечение устойчивости ОБД на опрокидывание без увеличения диаметра, что особенно важно в случае их применения в причальных сооружениях;- ensuring the stability of the HBS on rollover without increasing the diameter, which is especially important if they are used in berthing facilities;
- возможность варьировать диаметр оболочки в зависимости от ширины опорного кольца и, наоборот, из условий устойчивости конструкции;- the ability to vary the diameter of the shell depending on the width of the support ring and, conversely, from the conditions of stability of the structure;
- возможность применения при незначительном изменении конструкции опорного кольца как для устройства пирсов и молов, со всех сторон омываемых водой, так и для строительства защитных ограждений, служащих для удержания грунта береговой кромки;- the possibility of applying, with a slight change in the design of the support ring, both for the construction of piers and jetties, washed on all sides by water, and for the construction of protective fences that serve to hold the soil of the coastal edge;
- опорное кольцо служит дополнительным приспособлением для соблюдения точности установки конструкции в проектное положение при монтаже на грунтовом основании.- the support ring serves as an additional device for observing the accuracy of the installation of the structure in the design position when mounted on a soil base.
Claims (2)
m=F/(2π R σо),
где m - ширина опорного кольца, м;
F - вертикальная расчетная нагрузка на грунтовое основание, передаваемая оболочкой, кг;
R - внешний радиус цилиндрической обечайки;
σо - несущая способность материала основания, кг/м2,
также величина расстояния от опорного кольца до нижней кромки определяется соотношением
1/10 Н ÷ 1/40Н,
где H - высота оболочки, принимаемая в пределах от 1 до 20 м,
причем цилиндрическая обечайка, опорное кольцо и ребра жесткости выполнены из металла, кроме того, ребра жесткости размещены со стороны поверхности кольца, противоположной поверхности, воспринимающей отпор грунта.1. A shell of large diameter, including a cylindrical shell made with the possibility of placement on a soil base, equipped with a support element, characterized in that the support element is made in the form of at least one support ring, rigidly fastened to the outer surface of the shell, above its lower edges, the plane of the support ring being perpendicular to the longitudinal axis of the shell, the supporting ring is also reinforced with stiffeners, preferably kerchiefs, the perpendicular edges of which are rigidly fastened to the shell and the corresponding side of the support ring, while the width of the support ring is determined from the expression
m = F / (2π R σ о ),
where m is the width of the support ring, m;
F - vertical design load on the soil base transmitted by the shell, kg;
R is the outer radius of the cylindrical shell;
σ about - the bearing capacity of the base material, kg / m 2 ,
also the distance from the support ring to the lower edge is determined by the ratio
1/10 N ÷ 1 / 40N,
where H is the height of the shell, taken in the range from 1 to 20 m,
moreover, the cylindrical shell, the support ring and the stiffeners are made of metal, in addition, the stiffeners are placed on the side of the surface of the ring opposite to the surface receiving the resistance of the soil.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011111900/13A RU2463408C1 (en) | 2011-03-29 | 2011-03-29 | Shell of large diametre with support ring |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011111900/13A RU2463408C1 (en) | 2011-03-29 | 2011-03-29 | Shell of large diametre with support ring |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2463408C1 true RU2463408C1 (en) | 2012-10-10 |
Family
ID=47079557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011111900/13A RU2463408C1 (en) | 2011-03-29 | 2011-03-29 | Shell of large diametre with support ring |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2463408C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184231U1 (en) * | 2018-06-15 | 2018-10-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Large diameter shell |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU727822A1 (en) * | 1978-02-20 | 1980-04-15 | Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Гипротюменнефтегаз | Vertical cylindrical tank |
SU1477814A1 (en) * | 1987-05-26 | 1989-05-07 | Предприятие П/Я М-5828 | Hydraulic structure |
SU1595997A1 (en) * | 1988-11-23 | 1990-09-30 | Одесский институт инженеров морского флота | Foundation mat pile support |
FR2677052A1 (en) * | 1991-05-31 | 1992-12-04 | Oceanide | Breakwater |
-
2011
- 2011-03-29 RU RU2011111900/13A patent/RU2463408C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU727822A1 (en) * | 1978-02-20 | 1980-04-15 | Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Гипротюменнефтегаз | Vertical cylindrical tank |
SU1477814A1 (en) * | 1987-05-26 | 1989-05-07 | Предприятие П/Я М-5828 | Hydraulic structure |
SU1595997A1 (en) * | 1988-11-23 | 1990-09-30 | Одесский институт инженеров морского флота | Foundation mat pile support |
FR2677052A1 (en) * | 1991-05-31 | 1992-12-04 | Oceanide | Breakwater |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АЛМАЗОВ В.О., СМИРНОВ Г.Н. Железобетонные конструкции в портовом гидротехническом строительстве. - М.: Транспорт, 1986, с.79-82, рис.6.4. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184231U1 (en) * | 2018-06-15 | 2018-10-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Large diameter shell |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9567720B2 (en) | Offshore platform for a marine environment | |
WO2015135471A1 (en) | Hollow cylindrical pier for fixing offshore platform structure to bed and method of installing and constructing same | |
WO2015106679A1 (en) | Construction method for fixing hollow column for supporting marine structures and offshore platforms to a seabed | |
US11713098B2 (en) | Multiline ring anchor and installation method | |
RU2463408C1 (en) | Shell of large diametre with support ring | |
WO2016109962A1 (en) | Construction method for fixing offshore marine platform to a seabed having layers of a soil/clay nature | |
CN104762942B (en) | Fixed platform soft soil foundation seabed, aquatic building ocean fixed installation construction method | |
JPH06146305A (en) | Underwater foundation and installation method thereof | |
RU109158U1 (en) | LARGE DIAMETER SHELL WITH SUPPORT RING | |
CN111519633A (en) | Foundation pit supporting structure and construction process thereof | |
JP2021063404A (en) | Improvement structure and improvement method of existing quay wall | |
AU2012313196B2 (en) | Partially floating marine platform for offshore wind-power, bridges and marine buildings, and construction method | |
JP2020128672A (en) | Installation method of mono-pile foundation for offshore wind power generation and mono-pile foundation for offshore wind power generation | |
NO742938L (en) | ||
JP2010180684A (en) | Pier of three-dimensional rigid frame structure and construction method | |
RU53312U1 (en) | BRIDGE OF BRIDGE SUPPORT | |
US10214870B2 (en) | Buoyancy compensated erosion control module | |
JP2012180669A (en) | Breakwater reinforcing method and reinforced breakwater | |
US9574313B2 (en) | Tsunami breakwater wall of retaining wall structure supported by steel pipe piles and its construction method | |
KR20200123977A (en) | Lathe type quay structure reinforced sheet pile and method for reinforcement quay structure using sheet pile | |
CN201746815U (en) | Pier structure adopting three-legged stand | |
JP5468052B2 (en) | Gravity structure deepening method and gravity structure | |
US1418879A (en) | Cofferdam construction | |
KR100558155B1 (en) | Breaking prevention structure of well box basis for bridge | |
JP2022165458A (en) | Existing-quay-improved structure and improvement method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140330 |