RU7422U1 - Опора моста на вечной мерзлоте - Google Patents

Abstract

Опора моста на вечной мерзлоте, включающая частично заглубленную в грунт одну или несколько полых стоек, представляющих собой оболочку-трубу, закрытую в нижней части днищем или бетонной пробкой, насадку-плиту, в которую заделана верхняя часть всех полых стоек и внутреннюю коаксиальную вставку-трубу, размещенную с зазором относительно внутренней стенки полой стойки и днища в полости, образованной внутренней поверхностью полой стойки, низом насадки-плиты и верхом днища, отличающаяся тем, что верх внутренней коаксиальной вставки-трубы совмещен с верхом полости, при этом в верхней части внутренней вставки-трубы выполнен вырез вытянутой вверх формы, примыкающей к ее верхнему торцу, площадь f которого составляет (0,7 - 1,5)F площади поперечного сечения вставки-трубы, а соотношение "а" и высоты "в" выреза составляет а/в = 0,5 - 1.

Description

ОПОРА МОСТА НА ВШНОЙ МЕРЗЛОТЕ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к возведению искусственных сооружений в районах с распространением вечномерзлых грунтов и может быть использована также для аккумуляции холода в основаниях сооружений.

Известны, безростверковые опоры мостов, так называемые термоопоры, представляющие собой полую стойку, частично заглубленную в грунт. Верхняя часть стойки заделана в насадку, а в нижней устроена либо бетонная пробка, либо днище. Охлаждающий эдйект от термоопоры достигается за счет естественной конвекции хладагента (воздуха) внутри полости в зимний период Tl.

Недостаток такой опоры - малая эффективность ее работы в связи с беспорядочным характером конвекции (наличием встречных потоков).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является термоопора, представляющая собой полую стойку, частично заглубленную в грунт, в тюлости которой установлен коаксиальный разд1 литель потоков (полый элемент. ,-; меньшего диаметра). Верхняя часть полой стойки заделана в плиту-насадку, а нижняя часть закрыта днищем, при этом в качестве теплоносителя может использоваться газ или жидкость12Л.

МШ Е01Д 19/03 Е02Д 3/II5

-части) большой высоты (в жидкостных 2-3 м, а в воздушно-конвек; тивных -- 3-4 м). Однако в условиях мостовых опор это далеко не всегда возможно: высота теплообменника связана с высотой подмостового габарита, который стараются по возможности зг«1ены1мть, чтобы снизить высоту подходных насыпей.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что в опоре моста, возводимого на вешой мерзлоте, включающей частично заглубленную в грунт одну или несколько полых стоек, представляющих собой оболочку-трубу, закрытую в нижней части днищем или бетонной пробкой, насадку-плиту, в которую заделана верхняя часть всех полых стоек и внутреннюю коаксиальную вставку-трубу, размещенную в полости, образованной внутренней поверхностью насадки-плиты и верхней поверхностью днища, с зазором относительно внутренней стенки полой стойки и днища, верх внутренней коаксиальной вставки-трубы совмещен с верхом полости, причем в верхней части внутренней вставки-трубы выполнен вырез вытянутой вверх формы, примыкающий к ее верхнему торцу, площадь которого составляетfo.7.1.&) F площади поперечного сечения коаксиальной вставки, а соотношение ширины а и высоты в выреза составляет а/в 0.54-I.:

Технический результат предлагаемой полезной модедш заключается в повышении эффективности работы термоопор при малой высоте теплообленника.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где.

на фиг.1 - изображена предлагаемая опора, общий вид;

на фиг.2 - сечение АА на фигЛ;

на фиг.З - конструкщя опоры, принятой за .прототип.

ко полых стоек I, представляющих собой оболочка-трубу, воздушная полость которой замкнута снизу днищем 2 или йетонной пробкой, а сверху - общей для всех полых стоек насадкой-плитой 3, на которую устанавливается пролетное строение моста. Полая стойка I размещена таким образом, что верхний торец ее возвышается над уровнем 4 воды, а нижний расположен ниже уровня 5 сезонного протаивания грунта.

В полость 6, образованную внутренней поверхностью полой стойки I, нижней поверхностью насадки-плиты 3 и верхнй поверхностью дниЕШ 2 помещена коаксиальная вставка 7, представляющая собой внутреннюю трубу, наружный диаметр которой меньше внутреннего диаметра полой стойки I.

Коаксиальная вставка 7 размещена в полости б с. зазором относительно внутренней стенки полой стойки I и днища 2. Величина зазора относительно внутренней стенки определяется соотношением внешнего диаметра внутренней трубы-вставки 7 к внутреннему диаметру внегюей трубы-стойки I, которое составляет 0.43 -г 0.75. Величина зазора между низом коаксиальной вставки и верхом днища составляет не менее 1/4 внутреннего диаметра коаксиальной вставки 7. Велихшна зазора регулируется посредством боковых ограничителей 8 и нижнего ограничителя 9. Верх внутренней коаксиальной вставки 7 совмещен с верхом полости б, т.е. находится с ней на одном уровне. В верхней части коаксиальной вставки 7 выполнен вырез 10 вытянутой вверх формы, примыкающий к ее верхнему торцу. Площадь / выреза составляет (0.7-fl.5) от площади поперечного сечения коаксиальной вставки, а.соотношение ширины а к высоте в составляет а/в 0.5 I.

-точная опора) работает следующим образом. В холодный период года воздух охлаждается в надземной части KOHCTPYKUMM от соприкоснования с холодными стенками стойки I и по направлению II опускается вниз, вытесняя более легкий и теплый воздух из нижней части полости стойки I. При этом в верхней части (на контакте с насадкой 3) полости, образуемой в промежутке между элементами I и 7, создается разряжение воздуха, что приводит к устремлению туда теплого воздуха через вырез 10 по направлению 12, Этот воздух снова охлаждается и, устремляясь вниз, вызывает формирование непрерывной конвекции. Чтобы увели жть зону свободного охлаждения воздуха на контакте с внешней трубой-стойкой 1, отверстие 10 целесообразно делать вытянутым вверх, чтобы соотношение а/в равнялось а/в (0.5 -f I).

Применение известных технических решений или их самоочевидное сочетание не приводило к желаемому эффекту. Возникали противоречия, преодолеть которые удалось путем создания нового технического решения, предлагаемого в данной заявке на полезную модель.

Техническое противоречие. При обычной системе коаксиального те,рмосифона между верхом внешней трубы и вержм внутренней коаксиальной вставки должно быть пространство высотой п (фиг.З) для обеспечения возмонсности свободного выхода воздуха из коаксиальной вставки. Учитывая, что диаметр коаксиальной вставки может быть равным для условий опор моста 60. и более см, а также то, что должен быть предусмотрен конструктивный запас в величине расстояния /i-j на случай возможных неточностей строительный работ в.экстремальных условиях строительства линейных объектов на Крайнем Севере, значение п-, должно быть

не менее 0.5 м. В случае стесненных подмос.товых габаритов значение fi может быть 1.5 м и менее. Тогда отношение ni/A становится достаточно большим, что снижает эффективность работы термосифона.

Таким образом, техническое противорехше можно сформулировать следующим образом: с одной етороны, нужно использовать всю высоту К для охлаждения внешним воздухом внешней трубы, с другой стороны, нельзя использовать всю высоту /i для указанной цели, поскольку на высоте Ь( должен быть обеспечен выход воздуха из коаксиальной вставки.

Существует путь конструирования теплообменника в стесненных по высоте условиях - развитие теплообменника в ширину (В.И.Макаров Термосифоны в северном строительстве. Новосибирск, Изд-во Наука, Сибирское отделение, 1985 г., с. 127, рис.5.3). Однако в условиях промежуточных опор мостов, когда имеют место сложные условия (сильные течения, ледоход, карчеход и т.п.), усложнения во внешнем обустройстве опоры могут сказаться неблагоприятно на ее надежности.

В предлагаемой конструкции опоры моста верх коаксиальной вставки 7 совмещен с верхом полости б, образованной внутренней поверхностью полой стойки I, нижней поверхностью насадкиплиты 3 и верхней поверхностью днища 2. В коаксиальной вставке выполняется вырез 10 по площади . равный (0.7-г1.5)Р площади поперечного сечения вставки. Воздух охлаждается практически по всему периметру внутренней поверхности внешней трубыстойки. I и устремляется вниз. Чтобы увеличить зону свободного охлаждения воздуха на контакте с внешней трубой-стойкой I, вырез 10 выполнен вытянутые вверх, при этом соотношение ширины в к высоте в выреза должно быть . 0.5-rI. эффективность предлагаемого его использовании заключается в термоопоры.

Авторы:

Патентообладатели:

Генеральный

,,,38ай.Е нерального директора

- v

В.В.Пассек

И,

.Петров

.Александрович В.Е.Руденко

Генеральный директор ОАО Ленгипротранс

К.Н.Минин

) Надымгазпром С.б.Кинцлер технического решения при повьшении надежности работы

Claims (1)

1. Опора моста на вечной мерзлоте, включающая частично заглубленную в грунт одну или несколько полых стоек, представляющих собой оболочку-трубу, закрытую в нижней части днищем или бетонной пробкой, насадку-плиту, в которую заделана верхняя часть всех полых стоек и внутреннюю коаксиальную вставку-трубу, размещенную с зазором относительно внутренней стенки полой стойки и днища в полости, образованной внутренней поверхностью полой стойки, низом насадки-плиты и верхом днища, отличающаяся тем, что верх внутренней коаксиальной вставки-трубы совмещен с верхом полости, при этом в верхней части внутренней вставки-трубы выполнен вырез вытянутой вверх формы, примыкающей к ее верхнему торцу, площадь f которого составляет (0,7 - 1,5)F площади поперечного сечения вставки-трубы, а соотношение "а" и высоты "в" выреза составляет а/в = 0,5 - 1.