RU78223U1

RU78223U1 - PILING-SHELL OF INTERMEDIATE SUPPORT OF RACK TYPE BRIDGE (OPTIONS)

Info

Publication number: RU78223U1
Application number: RU2008123293/22U
Authority: RU
Inventors: Борис Григорьевич Акимов; Павел Александрович Катцын; Константин Николаевич Катцын
Priority date: 2008-06-09
Filing date: 2008-06-09
Publication date: 2008-11-20

Abstract

Свая-оболочка промежуточной опоры моста стоечного типа может найти применение при строительстве и ремонте мостов. Свая-оболочка содержит металлическую оболочку в виде трубы, заполненную бетоном. Внутри бетона имеется арматурный каркас. В полости сваи-оболочки выполнен один (в зоне промерзания грунтов), или два (там же и выше его не менее, чем на 0,5м) водонепроницаемых экрана. Водонепроницаемые экраны выполнены посредством инъекций гидроизоляционного материала системы «Пенетрон» через отверстия в металлической оболочке. Отверстия затем заглушены. Такая конструкция сваи-оболочки устраняет капиллярный подъем воды. 2 н.з.п. ф-лы, 2 ил.The pile-sheath of the intermediate support of the rack-type bridge can be used in the construction and repair of bridges. The pile sheath contains a metal sheath in the form of a pipe filled with concrete. There is a reinforcing cage inside the concrete. In the cavity of the pile-sheath, one waterproof screen is made (in the freezing zone of the soil), or two (in the same place and above it by at least 0.5 m). Watertight screens are made by injecting the Penetron system waterproofing material through openings in the metal shell. The holes are then plugged. This design of the pile-shell eliminates the capillary rise of water. 2 n.a.s. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области мостостроения, в частности, к промежуточным опорам стоечного типа мостов, и может найти применение при строительстве и ремонте мостов, сооружаемых на реках преимущественно в районах с холодным климатом.The utility model relates to the field of bridge construction, in particular, to intermediate supports of rack-type bridges, and can be used in the construction and repair of bridges built on rivers mainly in areas with a cold climate.

Известна мостовая опора по патенту РФ на изобретение №2099467.Known bridge support according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2099467.

Мостовая опора содержит два раздельных ростверка, установленных друг за другом длинными диагоналями вдоль течения реки с зазором по всей высоте и соединенных друг с другом посредством распорки, установленной выше уровня высокого ледохода. Каждый ростверк включает куст свай, объединяющую головы свай плиту и объемлющую их ледозащитную оболочку, повторяющую по внешней форме плиту ростверка. Каждый ростверк выполнен ромбовидным в плане, а в месте их соединения между распоркой и ростверками установлена упругая водостойкая и морозоустойчивая прокладка. Внутренняя полость каждой ледозащитной оболочки разделена на секции сплошными диафрагмами-стяжками таким образом, что в носовой и кормовой секциях оболочки расположены по одной свае, а в промежуточных по две, причем диафрагмы-стяжки установлены с горизонтальным воздушным зазором относительно низа плиты ростверка, а нижний конец их постоянно погружен в воду. За счет ромбовидной формы соседних ростверков в пространстве между ними происходит зависание льда, Оно происходит и в зазоре между ростверками. Зависший лед обеспечивает более теплый микроклимат внутри ледозащитной оболочки и замедляет тем самым рост льда изнутри. Диафрагмы-стяжки воспринимают часть внутреннего давления образованного льда. Все это повышает надежность и долговечность ледозащитной оболочки, следовательно, повышает надежность и долговечность опоры.The bridge support contains two separate grillages, installed one after the other with long diagonals along the river with a gap along the entire height and connected to each other by means of a spacer installed above the level of high ice drift. Each grillage includes a pile of piles, a plate that unites the heads of piles and an ice-protective shell that surrounds them, repeating the grillage plate in appearance. Each grillage is made diamond-shaped in plan, and in the place of their connection between the spacer and grillages an elastic waterproof and frost-resistant gasket is installed. The internal cavity of each ice-protective casing is divided into sections by continuous diaphragms-screeds in such a way that in the bow and stern sections of the casing there are one pile and in the intermediate sections two, moreover, the diaphragms-screeds are installed with a horizontal air gap relative to the bottom of the grillage plate, and the lower end They are constantly immersed in water. Due to the rhomboid shape of neighboring grillages, ice hangs in the space between them. It also occurs in the gap between grillages. Hanging ice provides a warmer microclimate inside the ice sheet and thereby slows the growth of ice from the inside. The diaphragms-couplers perceive part of the internal pressure of the formed ice. All this increases the reliability and durability of the ice sheath, therefore, increases the reliability and durability of the support.

Однако, в самой свае в зимнее время тоже происходит льдообразование за счет наличия воды из-за смачиваемости сваи.However, ice formation also occurs in the pile itself in winter due to the presence of water due to the wettability of the pile.

Недостаток известной конструкции в том, что она не позволяет защитить сваю от внутреннего воздействия льда, что в свою очередь снижает трещиностойкость и долговечность опоры.A disadvantage of the known design is that it does not protect the pile from internal ice, which in turn reduces the crack resistance and durability of the support.

За прототип заявляемой полезной модели по обоим вариантам принята свая-оболочка промежуточной опоры мостового перехода через р.Черная у села Нарым на автомобильной дороге Нарым - Луговское, типовой проект 60-10.00-ИС Минтрансстрой Томгипротранс г.Томск. Конструкция опоры представляет собой однорядную из металлических свай-оболочек. Каждая свая выполнена в виде металлической трубы, заполненной бетоном с арматурным каркасом, состоящим из продольных стержней арматуры, расположенных по контуру оболочки и спиральной арматуры, обвитой по внешнему контуру этих стержней. Недостаток этой опоры, а конкретно, свай-оболочек, заключается в отсутствии какой либо защиты от внутреннего воздействия льда, что приводит к снижению трещиностойкости, долговечности и к значительным деформациям в зимний период. Арматурные элементы, вводимые в тело бетона повышают трещиностойкость сваи. Однако использование арматурных элементов недостаточно для стойкого и значительного повышения трещиностойкости сваи. Это объясняется следующим. При наборе бетоном прочности происходит его естественная усадка и возможное отслаивание от стенок металлической оболочки, при этом возможно появление незначительных микротрещин в теле бетона. Что служит хорошим проводником для водной среды. При смачивании поверхности бетона водой вследствие поверхностного натяжения происходит капиллярное поднятие водной среды и проникновение в тело бетона сквозь микротрещины и его относительно пористую структуру. Насыщение бетона водой, химический состав которой достаточно агрессивен к его составляющим, приводит к коррозии бетона, а именно к процессам карбонизации и выщелачивания, а также, как следствие, The pile-shell of the intermediate support of the bridge over the Chernaya River near the village of Narym on the Narym-Lugovskoye highway, model project 60-10.00-IS of the Ministry of Transport and Construction of Tomgiprotrans, Tomsk, was taken as a prototype of the claimed utility model for both options. The support structure is a single-row of metal piles-shells. Each pile is made in the form of a metal pipe filled with concrete with a reinforcing cage, consisting of longitudinal reinforcement rods located along the shell contour and spiral reinforcement entwined along the outer contour of these rods. The disadvantage of this support, and specifically, piles-shells, is the lack of any protection against internal exposure to ice, which leads to a decrease in crack resistance, durability and significant deformations in the winter. Reinforcing elements introduced into the concrete body increase the crack resistance of piles. However, the use of reinforcing elements is not enough for a persistent and significant increase in the crack resistance of piles. This is explained by the following. When concrete sets in strength, it naturally shrinks and possibly peels off the walls of the metal shell, and minor microcracks in the concrete body may appear. What serves as a good conductor for the aquatic environment. When wetting the surface of concrete with water due to surface tension, a capillary rise of the aqueous medium occurs and the concrete penetrates through the microcracks and its relatively porous structure. Saturation of concrete with water, the chemical composition of which is quite aggressive to its components, leads to corrosion of concrete, namely to carbonization and leaching processes, and, as a result,

коррозии арматуры, что приводит к снижению несущей способности конструкции. Заполнение тела оболочки водной средой приводит к появлению значительных дефектов при воздействии отрицательных температур. А именно, вследствие статического давления кристаллизованной воды на стенки металлической оболочки. Так как физические свойства воды обуславливают значительное увеличение ее в объеме при переходе из жидкой фазы в твердую, то это приводит к разрушению не только структуры бетона, но и структуры металлической оболочки.corrosion of reinforcement, which leads to a decrease in the bearing capacity of the structure. Filling the shell body with an aqueous medium leads to the appearance of significant defects when exposed to negative temperatures. Namely, due to the static pressure of crystallized water on the walls of the metal shell. Since the physical properties of water cause a significant increase in its volume during the transition from the liquid phase to the solid, this leads to the destruction of not only the structure of concrete, but also the structure of the metal shell.

Предлагаемая полезная модель решает задачу повышения трещиностойкости свай оболочек, их надежности и долговечности.The proposed utility model solves the problem of increasing the crack resistance of piles of shells, their reliability and durability.

Технический результат, благодаря которому решается эта задача, заключается в устранении капиллярного поднятия воды.The technical result, due to which this problem is solved, is to eliminate the capillary rise of water.

Для достижения технического результата свая-оболочка, содержащая металлическую оболочку в виде трубы, заполненную бетоном с арматурным каркасом, выполненным из продольных стержней арматуры, расположенных по контуру оболочки, и спиральной арматуры, обвитой вокруг них, по первому варианту дополнительно содержит водонепроницаемый экран в зоне промерзания грунтов из гидроизоляционного материала системы «Пенетрон», выполненный посредством инъекций в полость сваи-оболочки через отверстия в металлической оболочке, которые затем заглушены. По второму варианту свая-оболочка, как и прототип, содержит металлическую оболочку в виде трубы, заполненную бетоном с арматурным каркасом, выполненным из продольных стержней арматуры, расположенных по контуру оболочки, и спиральной арматуры, обвитой вокруг них. В отличие от прототипа свая-оболочка по второму варианту дополнительно содержит 2 водонепроницаемых экрана из гидроизоляционного материала системы «Пенетрон», один из которых выполнен в зоне промерзания грунтов, а другой выше первого не менее, чем на 0,5 м, при этом они выполнены посредством инъекций в полость сваи-оболочки через отверстия в металлической оболочке, которые затем заглушены.To achieve a technical result, the pile-shell containing a metal shell in the form of a pipe filled with concrete with a reinforcing cage made of longitudinal reinforcement rods located along the contour of the shell and spiral reinforcement entwined around them, according to the first embodiment, additionally contains a waterproof screen in the freezing zone soil from the waterproofing material of the Penetron system, made by injection into the cavity of the pile-shell through openings in the metal shell, which are then plugged . According to the second variant, the pile-shell, like the prototype, contains a metal shell in the form of a pipe filled with concrete with a reinforcing cage made of longitudinal reinforcement rods located along the shell contour and spiral reinforcement entwined around them. Unlike the prototype, the pile-sheath according to the second embodiment additionally contains 2 waterproof screens made of Penetron system waterproofing material, one of which is made in the freezing zone of the soil, and the other is no less than 0.5 m higher than the first one, while they are made by injection into the cavity of the pile-sheath through openings in the metal sheath, which are then plugged.

Совокупность признаков, характеризующих заявляемые сваи-оболочки промежуточной опоры моста стоечного типа в обоих вариантах, в известных технических решениях не обнаружена. Это подтверждает новизну заявляемой модели.The set of features that characterize the claimed pile-shell intermediate support bridge rack type in both versions, in the known technical solutions was not found. This confirms the novelty of the claimed model.

Отличия от прототипа в обоих вариантах заключаются в том, что свая-оболочка дополнительно содержит один или два водонепроницаемых экрана из материала системы «Пенетрон», расположенных внутри сваи-оболочки, устраняющих капиллярный подъем воды. Оба варианта объединены единым творческим замыслом, поскольку имеют одно и то же назначение и при реализации обеспечивается один и тот же технический результат.Differences from the prototype in both versions are that the pile-shell additionally contains one or two waterproof screens made of the Penetron system material located inside the pile-shell, eliminating the capillary rise of water. Both options are united by a single creative idea, because they have the same purpose and the implementation provides the same technical result.

При наборе бетоном прочности происходит его естественная усадка и возможное отслаивание от стенок металлической оболочки, при этом возможно появление незначительных микротрещин в теле бетона. Что служит хорошим проводником для водной среды. При смачивании поверхности бетона водой вследствие поверхностного натяжения происходит капиллярное поднятие водной среды и проникновение в тело бетона сквозь микротрещины и его относительно пористую структуру. Жидкий раствор «Пенетрон», закачанный в полость сваи-оболочки, вступает в реакцию с бетоном в присутствии влаги, образуя нерастворимые кристаллические формации внутри пор и капиллярных каналов. Таким образом, свая-оболочка становится полностью водонепроницаемой с любого направления, и тем самым устраняется капиллярный подъем воды. Наличие двух водонепроницаемых экранов (2 вариант) еще более эффективен в этом случае. Таким образом, предложенная конструкция свай-оболочек предотвращает появление значительных дефектов как в оболочке, так и в теле бетона, что в свою очередь повысит надежность и долговечность свай, и опоры в целом. Менее 0,5 м устройство второго водонепроницаемого экрана не целесообразно в виду того, что для контроля заполнения пустот и зазоров при инъектировании необходимо выше на 0,5 м в стенках оболочки устраивать технологические отверстия. Сущность полезной модели When concrete sets in strength, it naturally shrinks and possibly peels off the walls of the metal shell, and minor microcracks in the concrete body may appear. What serves as a good conductor for the aquatic environment. When wetting the surface of concrete with water due to surface tension, a capillary rise of the aqueous medium occurs and the concrete penetrates through the microcracks and its relatively porous structure. Penetron liquid solution, injected into the cavity of the pile-shell, reacts with concrete in the presence of moisture, forming insoluble crystalline formations inside the pores and capillary channels. Thus, the pile-shell becomes completely waterproof from any direction, and thereby eliminates the capillary rise of water. The presence of two waterproof screens (option 2) is even more effective in this case. Thus, the proposed design of piles-shells prevents the occurrence of significant defects both in the shell and in the body of concrete, which in turn will increase the reliability and durability of piles, and supports in general. A device of a second waterproof screen that is less than 0.5 m is not advisable because in order to control the filling of voids and gaps during injection, it is necessary to arrange technological holes higher than 0.5 m in the walls of the shell. Utility Model Essence

поясняется чертежами. На фиг.1 изображен общий вид сваи-оболочки по первому варианту, на фиг.2 - то же по второму варианту. Свая оболочка содержит металлическую оболочку в виде трубы 1, заполненную бетоном 2 с арматурным каркасом, выполненным из продольных стержней арматуры 3, расположенных по контуру оболочки, и спиральной арматуры 4. Позицией 5 на фиг.1 и фиг.2 обозначены водонепроницаемые экраны из гидроизоляционного материала системы «Пенетрон» 5.illustrated by drawings. Figure 1 shows a General view of the pile-sheath according to the first embodiment, figure 2 is the same according to the second embodiment. Pile shell contains a metal shell in the form of a pipe 1 filled with concrete 2 with a reinforcing cage made of longitudinal rods of reinforcement 3 located along the contour of the shell and spiral reinforcement 4. Position 5 in figure 1 and figure 2 indicate waterproof screens made of waterproofing material Penetron systems 5.

Полезная модель промышленного применима, поскольку может быть неоднократно использована с достижением одного и того же технического результата.A useful industrial model is applicable, because it can be repeatedly used to achieve the same technical result.

Изготовление свай-оболочек по обоим вариантам показано на примере проведения ремонтных работ опор моста.The manufacture of piles-shells for both options is shown by the example of the repair work of the bridge supports.

Один из способов ремонта опор заключается в следующем:One way to repair supports is as follows:

1. Вокруг ремонтируемых столбов опоры устраиваются котлованы.1. Around the repaired pillars of the support pits are arranged.

2. В каждой металлической трубе 1 опоры просверливаются отверстия d=20 мм с шагом 0,6 м, из которых отбираются пробы бетона для определения его состояния.2. In each metal pipe 1 of the support, holes d = 20 mm are drilled in increments of 0.6 m, from which concrete samples are taken to determine its condition.

3. После выемки разрушенного бетона производится предварительное заполнение полостей новым бетоном.3. After excavation of the destroyed concrete, the cavities are pre-filled with new concrete.

4. Заполненные бетоном полости закрываются металлическими накладками и обвариваются. Раскрытые стыковые швы труб(металлических оболочек), через которые имеются следы протечек воды, разделываются на всю толщину стенки трубы и провариваются сваркой.4. The cavities filled with concrete are closed with metal plates and scalded. Open butt joints of pipes (metal shells), through which there are traces of water leaks, are cut to the entire thickness of the pipe wall and welded.

5. В местах выемки разрушенного бетона в накладки ввариваются штуцера d=20 мм, через которые в полости иньектируется цементный раствор до полного их заполнения, после этого штуцера заглушаются. После полного заполнения полостей труб бетоном устраиваются один (фиг.1) или два водонепроницаемых экрана с помощью составов ПЕНЕТРОН. Для этого внизу котлована в зоне промерзания грунтов по периметру трубы пробуриваются отверстия диаметром 20 мм, глубиной не менее 300 мм через 5. In places of excavation of the destroyed concrete, fittings d = 20 mm are welded into the pads, through which cement mortar is injected into the cavity until they are completely filled, after which the nozzles are plugged. After the pipe cavities are completely filled with concrete, one (1) or two waterproof screens are arranged using PENETRON compounds. To do this, drill holes with a diameter of 20 mm and a depth of at least 300 mm through

стенки металлической оболочки 1 вниз под углом 30° - 40°. Отверстия очищаются и увлажняются без скапливания воды, затем заполняются жидким приготовленным раствором «Пенетрон». «Пенетрон» должен заполнить все имеющиеся поры и зазоры в бетоне, создав тем самым водонепроницаемый экран 5. (первый вариант, фиг.1). По второму варианту заявляемой полезной модели выше поверхности земли по периметру металлической оболочки 1 устраиваются симметрично, например четыре, отверстия аналогично нижним, в которые заделываются специальные штуцера для инъектирования жидкого гидроизоляционного материала ПЕНЕТРОН, для образования второго водонепроницаемого экрана.the walls of the metal shell 1 downward at an angle of 30 ° - 40 °. The holes are cleaned and moistened without accumulating water, then they are filled with the prepared Penetron liquid solution. "Penetron" must fill all available pores and gaps in concrete, thereby creating a waterproof screen 5. (first option, figure 1). According to the second embodiment of the claimed utility model, symmetrical are arranged symmetrically above the surface of the earth around the metal shell 1, for example four, holes similar to the bottom, into which special fittings for injecting PENETRON liquid waterproofing material are sealed to form a second waterproof screen.

6. Выше отверстий, через которые инъектирован гидроизоляционный материал для образования водонепроницаемого экрана (в первом варианте выше первого нижнего, во втором выше второго), например выше на 0,5 м, в стенках оболочки устраивают аналогичные четыре технологических отверстий для контроля заполнения пустот и зазоров при инъектировании. Подачу жидкого раствора ПЕНЕТРОН в нижний ряд штуцеров для первого варианта и в высший ряд для второго варианта необходимо производить до появления в верхнем ряду технологических отверстий состава ПЕНЕТРОН, после этого иньектирование прекращается и все отверстия заглушаются.6. Above the holes through which the waterproofing material is injected to form a waterproof screen (in the first embodiment, higher than the first lower, in the second higher than the second), for example, 0.5 m higher, four technological holes are arranged in the walls of the shell to control the filling of voids and gaps when injected. The supply of PENETRON liquid solution to the lower row of fittings for the first variant and to the upper row for the second variant must be performed before the PENETRON compound appears in the upper row of technological holes, after this the injection stops and all holes are muffled.

Claims

1. A pile-sheath of an intermediate support of a rack-type bridge containing a metal sheath in the form of a pipe filled with concrete with a reinforcing cage made of longitudinal reinforcement rods located along the shell contour and spiral reinforcement entwined around them, characterized in that it further comprises waterproof screen in the freezing zone of soil from the waterproofing material of the Penetron system, made by injection into the cavity of the pile-sheath through openings in the metal sheath, which are then aglusheny.

2. A pile-shell of an intermediate support of a rack-type bridge containing a metal shell in the form of a pipe filled with concrete with a reinforcing cage made of longitudinal reinforcement rods located along the shell contour and spiral reinforcement entwined around them, characterized in that it further comprises two waterproof screens made of waterproofing material of the Penetron system, one of which is made in the freezing zone of the soil, and the other is no less than 0.5 m higher than the first, and they are made by injection into the cavity of the pile-shell through openings in the metal shell, which is then plugged.