RU97139U1

RU97139U1 - CELLULAR DOORWALL

Info

Publication number: RU97139U1
Application number: RU2010112841/03U
Authority: RU
Inventors: Всеволод Павлович Егий; Дмитрий Николаевич Парышев; Владимир Иванович Копырин
Original assignee: Всеволод Павлович Егий; Дмитрий Николаевич Парышев; Владимир Иванович Копырин
Priority date: 2010-04-05
Filing date: 2010-04-05
Publication date: 2010-08-27

Abstract

1. Ячеистая шпунтовая стена, образованная из металлических элементов двутавровой формы поперечного сечения, каждый из которых имеет две полки, расположенные симметрично относительно оси стены и параллельно ей и в центре жестко соединенные между собой стенкой, располагаемой к полкам под прямым углом, а на продольных краях каждой полки выполнены объемлющие - в виде обоймы или объемлемые - в виде кулачков замковые элементы, соединением которых посредством заведения кулачков в обоймы осуществлено объединение смежных металлических элементов в шпунтовую стену с образованием в ней замкнутых в плане ячеек-полостей, отличающаяся тем, что на одной из полок каждого металлического элемента выполнены две обоймы, а на противолежащей ей полке - два кулачка, причем центры кулачков расположены на линиях, параллельных оси металлического элемента и проходящих через обоймы в сечениях с максимальной высотой полости, и все замковые элементы расположены на внутренних, обращенных к оси шпунтовой стены поверхностях полок, при этом жесткость полки (ν) и жесткость стенки (μ) выбраны в следующих интервалах: ! ν - от 0,019 до 0,032; ! μ - от 0,0114 до 0,0138. ! 2. Ячеистая шпунтовая стена по п.1, отличающаяся тем, что, по крайней мере, часть ячеек и/или полостей, в которых расположены замковые элементы, заполнены твердеющим, предпочтительно гидроизоляционным, материалом. 1. A cellular sheet pile wall formed of metal elements of an I-beam cross-sectional shape, each of which has two shelves located symmetrically relative to the axis of the wall and parallel to it and in the center, rigidly interconnected by a wall located at right angles to the shelves, and at longitudinal edges each shelf is made enclosing - in the form of cages or enormous - in the form of cams, locking elements, the connection of which through the establishment of cams in the cages made the union of adjacent metal elements into the sheet pile wall with the formation of closed cavity cells in it, characterized in that two clips are made on one of the shelves of each metal element, and two cams are made on the opposite shelf, the centers of the cams being located on lines parallel to the axis of the metal element and passing through the clips in sections with the maximum cavity height, and all the locking elements are located on the inner surfaces of the shelves facing the axis of the sheet pile wall, and the shelf stiffness (ν) and wall stiffness (μ) are selected in the following tervaly:! ν - from 0.019 to 0.032; ! μ - from 0.0114 to 0.0138. ! 2. The cellular sheet pile wall according to claim 1, characterized in that at least a portion of the cells and / or cavities in which the locking elements are located are filled with a hardening, preferably waterproofing material.

Description

Техническое решение относится к области строительства подпорных стен из стального шпунта, преимущественно - к строительству гидротехнических сооружений: причальных, оградительных, судоподъемных, берегозащитных, а также опор мостов.The technical solution relates to the field of construction of retaining walls from steel sheet piling, mainly to the construction of hydraulic structures: berthing, protective, ship-raising, shore protection, as well as bridge supports.

Сооружения с несущими стальными шпунтовыми стенками получили широкое распространение вследствие высокой эффективности при строительстве на воде в широком диапазоне грунтовых условий, экономичности по затратам ресурсов, меньшей чувствительности к перегрузкам по сравнению с другими известными конструкциями (Смирнов Г.Н. и др., Порты и портовые сооружения, Москва, Стройиздат, 1993, с.371-374).Structures with bearing steel sheet pile walls are widespread due to their high efficiency when building on water in a wide range of soil conditions, cost-effectiveness in terms of resources, and less sensitivity to overloads compared to other known structures (Smirnov G.N. et al. Ports and port constructions, Moscow, Stroyizdat, 1993, p. 371-374).

Известна шпунтовая стенка, возводимая из волнообразных в плане стальных шпунтовых элементов, каждый из которых имеет полки, расположенные по разные стороны от оси стены параллельно ей со смещением вдоль этой оси относительно смежных полок и соединенные между собой поперечными стенками. Стенки располагаются под тупым углом к полкам с образованием в каждом шпунтовым элементе крайних полустенок, имеющих на своих свободных краях соответственно кулачок и обойму, образующие замковые соединения шпунтовых элементов в стене, причем каждая обойма расположена на внешней, а каждый кулачок - на внутренней поверхности соответствующих полу стенок (RU 2151236 С1, E02D 5/08, 20.06.2000).Known sheet pile wall, erected from undulating in the plan steel sheet pile elements, each of which has shelves located on different sides of the axis of the wall parallel to it with an offset along this axis relative to adjacent shelves and connected by transverse walls. The walls are located at an obtuse angle to the shelves with the formation of extreme half-walls in each sheet pile element, having a cam and a clip, respectively, on their free edges, forming locking joints of the sheet pile elements in the wall, with each clip located on the outside and each cam on the inner surface of the corresponding floor walls (RU 2151236 C1, E02D 5/08, 06/20/2000).

Данная конструкция может быть реализована в области значений момента сопротивления сечения стены до 8-10×10³ см³/м. Для более мощных стен волнообразная форма сечения становится технологически недостижимой вследствие необходимости существенно увеличивать высоту сечения, длину этой волны, толщину стенки и полок. В стенках с моментом сопротивления свыше 10×10³ см³/м эффективным решением являются ячеистые конструкции, возводимые из двутавровых шпунтовых элементов.This design can be implemented in the range of the moment of resistance of the wall section up to 8-10 × 10 ³ cm ³ / m. For more powerful walls, the wavy shape of the section becomes technologically unattainable due to the need to significantly increase the height of the section, the length of this wave, the thickness of the wall and shelves. In walls with a resistance moment in excess of 10 × 10 ³ cm ³ / m, an effective solution is cellular structures constructed from I-beam sheet piling elements.

Известна шпунтовая стенка, возводимая из двутавровых элементов, каждый из которых имеет две полки, расположенные симметрично относительно оси стены и в центре жестко соединенные между собой стенкой, располагаемой к полкам под прямым углом, причем на продольных краях полок с их внешней стороны выполнены треугольной формы выступы, предназначенные для соединения с надеваемыми на края полок замковыми элементами-стержнями, в которых выполнены полости для заводки выступов полок и объединения тем самым смежных двутавровых элементов между собой (US 2018625, кл. 405-277, 22.10.1935).Known sheet pile wall, erected from I-beam elements, each of which has two shelves located symmetrically with respect to the axis of the wall and in the center are rigidly interconnected by a wall located at right angles to the shelves, and the protrusions are made on the longitudinal edges of the shelves from their outer side intended for connection with locking elements-rods put on the edges of the shelves, in which cavities are made for winding the ledges of the shelves and thereby combining adjacent I-beam elements between nd (US 2018625, Cl. 405-277, 22.10.1935).

Недостатком данной конструкции шпунтовой стенки является расположение замковых соединений двутавровых элементов за внешней лицевой гранью стены, т.е. в зоне, где они подвергаются наиболее интенсивному воздействию волн, потоков, наносов, что негативно влияет на их долговечность, не исключая возможности повреждения, как при возведении стенки, так и при ее эксплуатации, также и в следствие расположения ответственных замковых соединений в зоне сечения с большим моментом инерции.The disadvantage of this design of the sheet pile wall is the location of the locking joints of the I-beams behind the outer face of the wall, i.e. in the zone where they are exposed to the most intense effects of waves, flows, deposits, which negatively affects their durability, not excluding the possibility of damage, both during the construction of the wall and during its operation, as well as due to the location of critical locking joints in the section zone with a large moment of inertia.

Наиболее близким по своей технической сущности аналогом предлагаемого изобретения является шпунтовая стена, образованная из металлических элементов двутавровой формы поперечного сечения, каждый из которых имеет две полки, расположенные симметрично относительно оси стены и параллельно ей и в центре жестко соединенные между собой стенкой, располагаемой к полкам под прямым углом, а на продольных краях каждой полки выполнены объемлющие - в виде обоймы или объемлемые - в виде кулачков, замковые элементы, соединением которых посредством заведения кулачков в обоймы осуществлено объединение смежных металлических элементов в шпунтовую стенку с образованием в ней замкнутых в плане ячеек-полостей, причем на одной из полок каждого металлического элемента выполнены две обоймы, а на противолежащей ей полке - два кулачка, причем центры кулачков расположены на линиях, параллельных оси металлического элемента и проходящих через обоймы в сечениях с максимальной высотой полости, и все замковые элементы расположены на внутренних, обращенных к оси шпунтовой стены поверхностях полок, при этом отношение ширины полки к ширине стенки металлического элемента выдержано в пределах от 0,6 до 0,8 у металлического элемента с отношением толщины полки к ее ширине в пределах от 0,020 до 0,0225 и от 0,55 до 0,7 у металлического элемента с отношением толщины полки к ее ширине в пределах от 0,0225 до 0,025 (RU 2385992 C1, E02D 5/04, 2010).The closest in technical essence to the analogue of the invention is a sheet pile wall formed of metal elements of the I-beam cross-sectional shape, each of which has two shelves, located symmetrically with respect to the axis of the wall and parallel to it and in the center, rigidly interconnected by a wall located to the shelves under right angles, and on the longitudinal edges of each shelf are made voluminous - in the form of clips or voluminous - in the form of cams, locking elements, the connection of which by means of When cams were fed into cages, the adjacent metal elements were combined into a sheet pile wall with the formation of closed cavities in it, moreover, two cages were made on one of the shelves of each metal element, and two cams on the opposite shelf, with the centers of the cams located on the lines parallel to the axis of the metal element and passing through the clips in sections with a maximum cavity height, and all the locking elements are located on the inner surfaces of the shelves facing the axis of the sheet pile wall, etc. and this ratio of the width of the shelf to the width of the wall of the metal element is maintained in the range from 0.6 to 0.8 for the metal element with the ratio of the thickness of the shelf to its width in the range from 0.020 to 0.0225 and from 0.55 to 0.7 for the metal element with the ratio of the thickness of the shelf to its width in the range from 0.0225 to 0.025 (RU 2385992 C1, E02D 5/04, 2010).

Предлагаемое техническое решение создает преимущества перед известными в части обеспечения заданной жесткости при снижении металлоемкости.The proposed technical solution creates advantages over the known in terms of providing a given stiffness while reducing metal consumption.

Таким образом, технической задачей настоящей полезной модели является выполнение шпунтовой стены с повышенной по отношению к известным решениям несущей способностью (изгибной жесткостью), обеспечивающейся параметрами показателей жесткости полки (ν) и стенки (μ), чем также достигается снижение металлоемкости.Thus, the technical task of this utility model is to perform a sheet pile wall with increased bearing capacity (flexural rigidity) with respect to known solutions, which is ensured by the parameters of the shelf stiffness (ν) and wall (μ), which also reduces the metal consumption.

Эта задача решается тем, что в ячеистой шпунтовой стене, образованной из металлических элементов двутавровой формы поперечного сечения, каждый из них имеет две полки, расположенные симметрично относительно оси стены и параллельно ей и в центре жестко соединенные между собой стенкой, располагаемой к полкам под прямым углом, а на продольных краях каждой полки выполнены объемлющие - в виде обоймы или объемлемые - в виде кулачков, замковые элементы, соединением которых посредством заведения кулачков в обоймы осуществлено объединение смежных металлических элементов в шпунтовую стенку с образованием в ней замкнутых в плане ячеек-полостей. На одной из полок каждого металлического элемента выполнены две обоймы, а на противолежащей ей полке - два кулачка, причем центры кулачков расположены на линиях, параллельных оси металлического элемента и проходящих через обоймы в сечениях с максимальной высотой полости. Все замковые элементы расположены на внутренних, обращенных к оси шпунтовой стены поверхностях полок. Жесткость полки (ν) и жесткость стенки (μ) выбраны в следующих интервалах:This problem is solved in that in a cellular sheet pile wall formed of metal elements of an I-beam cross-sectional shape, each of them has two shelves located symmetrically with respect to the axis of the wall and parallel to it and in the center, rigidly interconnected by a wall located at right angles to the shelves and on the longitudinal edges of each shelf are made voluminous - in the form of clips or voluminous - in the form of cams, locking elements, the connection of which by combining the cams in the clips made the union of adjacent metal elements into the sheet pile wall with the formation in it of closed-in-planar cavity cells. Two cages are made on one of the shelves of each metal element, and two cams are made on the shelf opposite it, and the centers of the cams are located on lines parallel to the axis of the metal element and passing through the cages in sections with a maximum cavity height. All locking elements are located on the inner surfaces of the shelves facing the axis of the sheet pile wall. Shelf stiffness (ν) and wall stiffness (μ) are selected in the following intervals:

ν - от 0,019 до 0,032;ν - from 0.019 to 0.032;

μ - от 0,0114 до 0,0138.μ - from 0.0114 to 0.0138.

При этом, по крайней мере, часть ячеек и/или полостей, в которых расположены замковые элементы, может быть заполнена твердеющим, предпочтительно гидроизоляционным, материалом.In this case, at least part of the cells and / or cavities in which the locking elements are located can be filled with hardening, preferably waterproofing, material.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показан участок ячеистой шпунтовой стены (вид сверху), расположенной по оси 1 и собранной из двутавровых элементов 2;The invention is illustrated by the drawing, which shows a section of a cellular sheet pile wall (top view), located along axis 1 and assembled from I-beam elements 2;

Располагаемые по оси 1 двутавровые элементы 2 шпунтовой стены имеют полки 3а и 3б расположенные симметрично относительно оси стены и параллельно ей, и стенки 4, расположенные под прямым углом к полкам и жестко соединенные с ними в точках по центру полок. По продольным краям полок 3б выполнены замковые элементы - обоймы 5, а полок 3а - замковые элементы - кулачки 6. Заведением кулачков в обоймы в процессе сборки шпунтовой стены осуществляют объединение двутавровых элементов в единую конструкцию стены, при этом в ней образуются ячейки 7 повышенной изгибной жесткости, а замковые элементы 5 и 6 описанным выше образом располагаются в этих ячейках. При необходимости для достижения водонепроницаемости стены и защиты замковых соединений ячейки 7 и/или полости замковых соединений могут быть заполнены бетоном или иным гидроизоляционным материалом.The I-beam elements 2 of the sheet pile wall located along the axis 1 have shelves 3a and 3b located symmetrically with respect to the wall axis and parallel to it, and walls 4 located at right angles to the shelves and rigidly connected to them at points in the center of the shelves. The longitudinal elements of the shelves 3b are made of locking elements - clips 5, and the shelves 3a - locking elements - cams 6. By inserting the cams into the clips during the assembly of the sheet pile wall, the I-elements are combined into a single wall structure, while cells 7 of increased bending stiffness are formed in it , and the locking elements 5 and 6 as described above are located in these cells. If necessary, in order to achieve a watertight wall and protect the castle joints, the cells 7 and / or cavities of the castle joints can be filled with concrete or other waterproofing material.

Ячеистая шпунтовая стена изготавливается из двутавровых элементов (профилей). Удельная металлоемкость такой стены, обладающей требуемой несущей способностью при работе на изгиб, зависит от параметров, определяющих пропорции сечений двутавровых элементов. Прежде всего, это отношение толщины полки двутаврового элемента к ее ширине (ν -показатель жесткости полки) и отношение ширины полки к ширине стенки (показатель β).The cellular sheet pile wall is made of I-beam elements (profiles). The specific metal consumption of such a wall, which has the required bearing capacity during bending, depends on the parameters that determine the proportions of the sections of the I-beams. First of all, this is the ratio of the thickness of the flange of the I-beam to its width (ν is the shelf stiffness indicator) and the ratio of the width of the flange to the width of the wall (exponent β).

Для решения указанной выше задачи было выполнено опытное конструирование двутавровых профилей для стен с удельным моментом сопротивления 60 и 430 см³/см, на основе которого были определены пропорции сечений двутавров, области значений параметров их формы β (отношение ширины полки к ширине стенки) и ω (отношение толщины полки к толщине стенки), позволяющие достигать эффективных показателей удельной металлоемкости шпунтовых стен требуемой несущей способности.To solve the above problem, an experimental design of I-profiles for walls with a specific resistance moment of 60 and 430 cm ³ / cm was performed, on the basis of which the proportions of the sections of the I-sections, the ranges of the parameters of their shape β (the ratio of the width of the shelf to the width of the wall) and ω (the ratio of the thickness of the shelf to the wall thickness), allowing to achieve effective indicators of the specific metal of the sheet pile walls of the required bearing capacity.

Было установлено, что рассматриваемые эффективные показатели шпунтовой стены достигаются в случаях, когда параметры β и ω выдержаны в пределах, определяемых по таблице 1.It was found that the considered effective sheet pile wall indicators are achieved in cases when the parameters β and ω are kept within the limits determined by Table 1.

Таблица 1Table 1 Показатели жесткости элементов сеченияRigidity indicators of section elements Соответственная область значений параметров β^* и ω^* Corresponding range of parameters β ^* and ω ^* μμ νν ββ ωω 0,01140.0114 0,019-0,0320.019-0.032 0,60-0,770.60-0.77 1,17-1,781.17-1.78 0,01380.0138 0,019-0,0320.019-0.032 0,66-1,050.66-1.05 0,72-1,430.72-1.43 * - Указаны граничные значения параметров, соответствующие граничным значениям ν и μ. Для промежуточных значений показателей ν и μ значения параметров β и ω определяют линейной интерполяцией.* - The boundary values of the parameters corresponding to the boundary values of ν and μ are indicated. For intermediate values of the exponents ν and μ, the values of the parameters β and ω are determined by linear interpolation.

Claims

1. A cellular sheet pile wall formed of metal elements of an I-beam cross-sectional shape, each of which has two shelves located symmetrically relative to the axis of the wall and parallel to it and in the center, rigidly interconnected by a wall located at right angles to the shelves, and at longitudinal edges each shelf is made enclosing - in the form of cages or enormous - in the form of cams, locking elements, the connection of which through the establishment of cams in the cages made the union of adjacent metal elements into the sheet pile wall with the formation of closed cavity cells in it, characterized in that two clips are made on one of the shelves of each metal element, and two cams are made on the opposite shelf, the centers of the cams being located on lines parallel to the axis of the metal element and passing through the clips in sections with the maximum cavity height, and all the locking elements are located on the inner surfaces of the shelves facing the axis of the sheet pile wall, and the shelf stiffness (ν) and wall stiffness (μ) are selected in the following tolls:

ν - from 0.019 to 0.032;

μ - from 0.0114 to 0.0138.

2. The cellular sheet pile wall according to claim 1, characterized in that at least a portion of the cells and / or cavities in which the locking elements are located are filled with a hardening, preferably waterproofing material.