Устройство опоры для линии связи в вечномерзлых грунтах

Устройство опоры для линии связи в вечномерзлых грунтах предназначено для повышения несущей способности и устойчивости опор.

В настоящее время во всех грунтах устанавливается конструкция, состоящая из опоры и одинарной или двойной приставки (железобетонной или деревянной). В вечномерзлых грунтах в зимнее время эта конструкция устойчива. В летнее время она теряет свою несущую способность, устойчивость и отклоняется от вертикального положения, что приводит к сверхнормативному натяжению проводов и их разрыву.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение несущей способности и устойчивости конструкции опор в вечномерзлых грунтах.

Устройство состоит из опоры и приставки в виде полой металлической трубы с расширителем, внутри которой находится керосин. В зимнее время холодный воздух за счет конвекции керосина охлаждает грунт, прилегающий к приставке и вокруг нее образуется слой мерзлого грунта с низкой температурой. В летнее время этот слой сохраняется в несколько меньшем объеме. При контакте с вечномерзлым грунтом или на близком расстоянии от него образуется монолит, который значительно повышает несущую способность и устойчивость всей конструкции.

Название полезной модели.

Устройство опоры для линии связи в вечномерзлых грунтах.

Область техники, к которой относиться полезная модель.

Сооружение опор воздушных линий связи в вечномерзлых грунтах.

Уровень техники.

В настоящее время опоры линии связи, которые сооружаются в вечномерзлых грунтах конструктивно состоят из приставок (железобетонных или деревянных) и опоры. Приставки могут быть одинарными или двойными. (Королев А.И. Строительство и восстановление сооружений и устройств АТС на железных дорогах. М.: Воениздат, 1992, с.126 - фиг.1а, б). Глубина закопки приставки в твердых и болотистых грунтах представлена в таблице (там же, стр.128)

Наиболее близким аналогом к заявленной полезной модели является конструкция устройства опоры для линии связи, включающая опору и приставку, установленную в заранее подготовленную скважину. (Королев А.И., стр.126). Недостатком указанного аналога является то, что приставка вместе с опорой, помещенная в грунт в зимнее время и в мерзлом грунте достаточно устойчива, в летний же период ее устойчивость уменьшается, так сезонно-промерзающий (деятельный слой) в этот период оттаивает на глубину до 1,5-2 м. и приставка вместе с опорой теряет свою несущую способность, устойчивость и отклоняется от вертикального положения в любую сторону, что приводит к сверхнормативному натяжению проводов или их провисанию и даже разрыву.

Чрезмерное натяжение и провисание является отклонением от технических требований и возникает необходимость более частого обслуживания линий связи.

Раскрытие полезной модели.

Целью создания полезной модели является достижение технического эффекта в виде повышения устойчивости опоры линии связи в летний период на территориях с наличием вечной мерзлоты за счет специальной конструкции приставки, состоящей из металлической трубы с расширителем, наполненной керосином.

В холодный период года металлическая приставка работает в «активном» режиме, обеспечивая перенос тепла от грунта к воздуху конвекцией керосина с использованием сил гравитации.

При этом керосин, находящийся в надземной части приставки, охлаждается, плотность его повышается и он перемещается вниз, вытесняя оттуда более теплый керосин.

Перемещаясь вниз, керосин охлаждает грунт и, нагреваясь, в свою очередь вытесняется более холодными порциями керосина. В результате чего температура у приставки понижается.

В теплый период года, когда температура воздуха выше температуры грунта, приставка работает в «пассивном» режиме: холодный керосин застаивается в нижней части приставки и передача тепла от воздуха к грунту осуществляется за счет молекулярной теплопроводности керосина, корпуса приставки и грунта (кондуктивный теплоперенос).

Поскольку конвективный теплоперенос значительно интенсивней кондуктивного, то в «активный» период работы приставки из окружающего ее грунта выносится значительно больше тепла, чем поступает в грунт при «пассивном» режиме и температура у приставки постоянно понижается.

По исследованиям, проведенным на опытной площадке Сковородинской мерзлотной станции ЦНИИСа, было доказано, что вокруг металлической емкости (термосваи), заполненной керосином образуется круговой слой мерзлого грунта, который сохраняется и в летнее время, в результате чего несущая способность этой металлической конструкции (емкости) увеличивается в 2-3 раза.

Однако эти термосваи не являются частью строительной конструкции, а предназначены только для охлаждения грунта с целью увеличения несущей способности свай строительных конструкций.

[Журнал «Транспортное строительство, М.: «Транспорт» - 4, 1985.]

Можно дополнить, что если конец предлагаемой приставки соприкасается, или находится на достаточно близком расстоянии от верхней границы вечной мерзлоты, то образуется монолит со слоем мерзлого грунта, который окружает приставку. Несущая способность и устойчивость предлагаемой конструкции в этом случае значительно увеличивается.

Осуществление полезной модели.

Предлагаемое устройство включает (Фиг.1) опору (1), металлическую приставку (2) с расширителем (3), наполненную керосином (4). Опора (1) скреплена с приставкой хомутом (5).

Принцип работы устройства заключается в следующем.

Приставка с опорой помещается в заранее подготовленную скважину.

В зимний период вокруг части металлической приставки, которая расположена в деятельном (сезонно-промерзающем слое 7) формируется круговой слой мерзлого грунта, который при достаточном расстоянии конца приставки (2) от границы (8) вечно-мерзлого слоя образует монолит.

Таким образом, значительно увеличивается несущая способность и устойчивость предлагаемой конструкции.

Конструкция устройства опоры для линии связи, включающая опору и приставку, установленную в заранее подготовленную скважину, отличающаяся тем, что приставка выполнена в виде полой металлической трубы с расширителем в верхней части, заполненной керосином, обеспечивающим теплоперенос от грунта к воздуху в холодный период года и от воздуха к грунту в теплый период года, обеспечивая образование и сохранение кольцевого слоя мерзлого грунта вокруг приставки, что обеспечивает высокую устойчивость всей опоры линии связи.