Бетонный утяжелитель трубопровода
Техническое решение относится к области средств, используемых при строительстве или ремонте для балластировки расположенных в траншеях трубопроводов и обеспечивающих их проектное положение в процессе эксплуатации, в том числе и в обводненных грунтах и через водные преграды.
Задача - создание бетонного утяжелителя, обеспечивающего возможность эксплуатации трубопровода без повреждения его изоляции при осевых перемещениях трубопровода.
Достигается это тем, что бетонный утяжелитель содержит два блока, располагаемых противоположно относительно продольной оси трубопровода и соединяемых в двух уровнях гибкими силовыми поясами, причем в каждом из блоков со стороны, обращенной к трубопроводу, ниже центра тяжести блока образовано углубление, в котором размещен элемент крепления гибкого силового пояса, при этом каждый блок выполнен в верхней части по форме усеченной пирамиды, вершина которой ориентирована в проектном положении от оси трубопровода, а большее основание представляет собой основание призмы нижней части блока, имеющей в уровне нижней части трубопровода опорную часть и наклонно расположенную к ней со стороны трубопровода поверхность, площадь которой превышает площадь опорной части. При этом, элемент крепления гибкого силового пояса выполнен в виде анкера, размещенные в углублении свободные концы которого в виде стержней расположены друг относительно друга с взаимным перекрытием на части их длины, и с образованием зазора между ними, достаточного для заведения между ними и в углубление гибкого силового пояса. А свободные концы анкера могут быть расположены в плоскости, перпендикулярной или параллельной направлению эксплуатационной нагрузки, действующей на гибкий силовой пояс в месте его крепления к анкеру.
Предлагаемое техническое решение относится к области средств, используемых при строительстве или ремонте для балластировки расположенных в траншеях трубопроводов и обеспечивающих их проектное положение в процессе эксплуатации, в том числе и в обводненных грунтах и через водные преграды.
Известен бетонный утяжелитель трубопровода, включающий пару симметрично относительно трубопровода расположенных балластных грузов, плоские направленные навстречу друг к другу стенки которых взаимодействуют с трубопроводом и к которым шарнирно присоединены наложенные сверху трубопровода гибкие перемычки, каждый балластный груз снабжен упорной накладкой на нижней части плоской стенки, а каждый из шарниров присоединения к балластному грузу гибких перемычек размещен ниже его центра тяжести и расположен на его лобовой поверхности, при этом сама перемычка выполнена с длиной, обеспечивающей взаимодействие упорных накладок балластных грузов с поверхностью трубопровода ниже его горизонтальной осевой плоскости (SU 
756123, F16L 1/02, 1978 г.).
Наиболее близким из известных является бетонный утяжелитель трубопровода, включающий пару симметрично относительно трубопровода расположенных балластных грузов, плоские направленные навстречу друг к другу стенки которых взаимодействуют с трубопроводом и к которым шарнирно присоединены наложенные сверху трубопровода гибкие перемычки, каждый балластный груз снабжен упорной накладкой на нижней части плоской стенки, а каждый из шарниров присоединения к балластному грузу гибких перемычек размещен ниже его центра тяжести и расположен на его лобовой поверхности, при этом сама перемычка выполнена с длиной, обеспечивающей взаимодействие упорных накладок балластных грузов с поверхностью трубопровода ниже его горизонтальной осевой плоскости, при этом лобовые поверхности каждого балластного груза утяжелителя выполнены с глузим пазом со стороны трубопровода, который расположен ниже его центра тяжести, а каждый из шарниров присоединения к балластному грузу гибкой перемычки размещен в этом пазе впотай для возможности смыкания лобовых поверхностей балластных грузов соседних утяжелителей (SU 1106950, F16L 1/02, 1984 г.).
Известные конструкции бетонных утяжелителей не исключают возможности повреждения изоляции трубопровода, как в процессе монтажа, так и при эксплуатации. Это обусловлено тем, что при наличии одной гибкой связи, закрепленной к блокам бетонных грузов ниже их центра тяжести, грунт, загружаемый в образованную между парой из них полость, создает через блоки нерегулируемое давление на боковые поверхности трубы в месте контакта указанных блоков с трубой. При любых перемещениях трубы относительно блоков возникают условия для нарушения целостности изоляции именно в этом месте. Возможная защита трубы установкой в месте контакта блоков накладок не достигает желаемого результата, поскольку контактное давление, передаваемое через отдельные твердые включения грунта повреждает как накладку, так и гидроизоляцию трубы, что снижает надежность и резко уменьшает срок ее эксплуатации.
Технической задачей является создание бетонного утяжелителя, обеспечивающего возможность эксплуатации трубопровода без повреждения его изоляции при осевых перемещениях трубопровода.
Достигается это тем, что бетонный утяжелитель содержит два блока, располагаемых противоположно относительно продольной оси трубопровода и соединяемых в двух уровнях гибкими силовыми поясами, причем в каждом из блоков со стороны, обращенной к трубопроводу, ниже центра тяжести блока образовано углубление, в котором размещен элемент крепления гибкого силового пояса, при этом каждый блок выполнен в верхней части по форме усеченной пирамиды, вершина которой ориентирована в проектном положении от оси трубопровода, а основание представляет собой основание призмы нижней части блока, имеющей в уровне нижней части трубопровода опорную часть и наклонно расположенную к ней со стороны трубопровода поверхность, площадь которой превышает площадь опорной части. При этом, элемент крепления гибкого силового пояса выполнен в виде анкера, размещенные в углублении свободные концы которого в виде стержней расположены друг относительно друга с взаимным перекрытием на части их длины, и с образованием зазора между ними, достаточного для заведения между ними и в углубление гибкого силового пояса. А свободные концы анкера могут быть расположены в плоскости, перпендикулярной или параллельной направлению эксплуатационной нагрузки, действующей на гибкий силовой пояс в месте его крепления к анкеру.
На фиг.1 представлен общий вид спереди бетонного утяжелителя по месту монтажа на трубе;
На фиг.2 - вид сбоку на блок бетонного утяжелителя по месту монтажа на трубе;
На фиг.3 - вид сверху на бетонный утяжелитель по месту монтажа на трубе.
На фиг.4 - узел крепления силового пояса (вид А на фиг.1).
Кольцевой бетонный утяжелитель содержит два выполненные из бетона класса В 12,5-22,5 с объемной плотностью не ниже 2300 кг/м3 блока 1 и 2 с нижней частью 3 по форме призмы, соединенной в верхней ее части с имеющими верхнее основание меньшей площади усеченной пирамидой 4. Блоки 1 и 2 расположены противоположно (по обе стороны) относительно продольной оси трубопровода и соединены в двух уровнях гибкими силовыми поясами - верхними 5 и нижними 6. В каждом из блоков со стороны, обращенной к трубопроводу, ниже центра тяжести (центра масс) блока образовано углубление (ниша) 7, в котором размещен элемент крепления гибкого силового пояса 6. Каждый блок выполнен в верхней части по форме усеченной пирамиды 4, вершина которой ориентирована в проектном положении от продольной оси трубопровода. Большее их основание представляет собой (совмещено) основание призмы нижней части блока, имеющей в уровне нижней части трубопровода опорную часть 8 и наклонно расположенную к ней со стороны трубопровода поверхность 9, площадь которой превышает площадь опорной части. Элемент крепления гибкого силового пояса 6 выполнен в виде закладного в бетон при формовании блока анкера, имеющего размещенную в бетоне пластину с приваренными к ней стержнями или одним С-образным стержнем, а размещенные в углублении свободные концы 10 и 11 которого расположены друг относительно друга с взаимным перекрытием на части их длины, и с образованием зазора «е» (см. фиг.4) между ними, достаточного для заведения между ними и в углубление гибкого силового пояса. Для обеспечения гарантированной совместной работы, свободные концы анкера расположены в плоскости, перпендикулярной или параллельной направлению (по стрелке на фиг.4) эксплуатационной нагрузки, действующей на гибкий силовой пояс в месте его крепления к анкеру.
Перед укладкой блоков утяжелителя строповочная петля силового пояса заводится в зазор между стержнями, охватывая в результате этого стержни и тем самым надежно предохраняется от самопроизвольного освобождения, поскольку при подъеме блока за силовые пояса величина зазора «е» между стержнями 10 и 11 уменьшается. В процессе опускания блоков по обе стороны трубопровода, ребра 12 их оснований заводятся под трубопровод, не касаясь его, а сами блоки фиксируют такое положение за счет установки их на опорные устанавливаются на опорную часть, Силовые пояса 5 могут быть закреплены к блокам 1 и 2 также, как и нижние силовые пояса 6. Этим обеспечивается надежность крепления и оперативность выполнения монтажных работ.
Такая конструкция утяжелителя, помимо того, обеспечивает устойчивость бетонного утяжелителя при продольном осевом перемещении трубы с сохранением его основного назначения, как средства балластировки трубопровода.
Такая конструкция бетонного утяжелителя позволяет эффективно использовать его при прокладке и реконструкции трубопроводов в различных типах грунтов в траншеях, на обводненных пространствах, в том числе и в болотах и водных преградах.
1. Бетонный утяжелитель, содержащий два блока, располагаемых противоположно относительно продольной оси трубопровода и соединяемых в двух уровнях гибкими силовыми поясами, причем в каждом из блоков со стороны, обращенной к трубопроводу, ниже центра тяжести блока образовано углубление, в котором размещен элемент крепления гибкого силового пояса, при этом каждый блок выполнен в верхней части по форме усеченной пирамиды, вершина которой ориентирована в проектном положении от оси трубопровода, а большее основание представляет собой основание призмы нижней части блока, имеющей в уровне нижней части трубопровода опорную часть и наклонно расположенную к ней со стороны трубопровода поверхность, площадь которой превышает площадь опорной части.
2. Бетонный утяжелитель по п.1, отличающийся тем, что элемент крепления гибкого силового пояса выполнен в виде анкера, размещенные в углублении свободные концы которого в виде стержней расположены относительно друг друга с взаимным перекрытием на части их длины и с образованием зазора между ними, достаточного для заведения между ними и в углубление гибкого силового пояса.
3. Бетонный утяжелитель по п.1, отличающийся тем, что свободные концы анкера расположены в плоскости, перпендикулярной или параллельной направлению эксплуатационной нагрузки, действующей на гибкий силовой пояс в месте его крепления к анкеру.
