СОЗДАНИЕ РАЗМЕРНОГО РЯДА ТРУБЧАТЫХ И ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ (полукруглых) шпунтовых СВАЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПО ИХ вдавливанию
Техническое предложение
1. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ СОКРАЩЕНИЯ СРОКОВ СТРОИТЕЛЬСТВА БЕРЕГОУКРЕПЛЯЮЩИХ ОБЪЕКТОВ ПРИ ОДНОВРЕМЕННОМ СНИЖЕНИИ КАПИТАЛЬНЫХ ЗАТРАТ И ПОВЫШЕНИИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
Строительство берегоукрепляющих объектов осуществляются в соответствии с Федеральными целевыми программами. В связи с тем, что существующая технология производства работ требует значительных капитальных вложений и корректировки проектов по результатам опытной эксплуатации сданных этапов, задача существенного повышения эксплуатационных характеристик объектов берегоукрепления при одновременном снижении капитальных затрат и сокращении сроков строительства является актуальной.
В настоящее время для укрепления береговой зоны морей и рек используются плоские шпунты и шпунты трубчатые сварные.
Недостатками имеющихся конструкций плоских и трубчатых шпунтов являются:
1. Сложность и трудоемкость изготовления шпунтов из специальных профилей, значительный объем сварочных работ.
2. Недостаточная жёсткость и прочность шпунтовых стен в местах замковых соединений, а также отдельных участков плоских шпунтов.
3. Зависимость от иностранного производителя в связи с комплектованием основной части трубчатых шпунтовых свай замками импортного производства. При этом удельная стоимость замкового соединения в 2-3 раза превышает аналогичный показатель всего изделия при сроке их поставки от 3 до 6 месяцев с момента оплаты.
2. НАИМЕНОВАНИЕ СОЗДАВАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ И УСЛУГ
Предлагается освоение производства размерного ряда шпунтов из труб и секторов труб (цилиндрический, полукруглый шпунт) из имеющегося сортамента труб диаметром от 426 мм до 1440 мм, уголков, швеллеров и листов.
3. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
Цель предложения: Освоение производства шпунтовых стен из трубчатых и цилиндрических (из секторов труб) свай из материалов и комплектующих отечественного производства с одинаковой по всему периметру стены прочностью и жесткостью, сокращение сроков изготовления и снижение затрат на производство.
Задачи: Разработка конструкции унифицированного размерного ряда трубчатых и цилиндрических шпунтовых свай, освоение и внедрение прогрессивной технологии их вдавливания.
4. КРАТКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ
ПРЕДЛАГАЕМОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ
4.1. Освоение производства шпунтовой стены
Известны конструкции шпунтовых стен из трубчатых свай, которые снабжены элементами шпунтового соединения охватывающего и охватываемого типов, представляющими собой продольный шпунтовой замок и выступ. Элементы шпунтового соединения выполнены прокаткой или сваркой из специальных и типовых профилей.
Предлагаются конструкции шпунтовых стен из трубчатых шпунтов (заявка на изобретение № ) или из секторов труб (заявка на изобретение № ), которые по сравнению с известными устройствами имеют следующие преимущества:
· прочность и жесткость шпунтовой стены практически одинакова по всему ее периметру;
· конструкция предлагаемых стен не склонна к остаточной (пластической) деформации и потере формы;
· при изготовлении свай и замковых элементов в основном применяются стандартные профили (труба, уголок, швеллер, лист);
· существенно снижен объем сварочных работ (число и протяженность швов) и число комплектующих единиц для изготовления сваи и замков;
· отсутствие зависимости от поставки импортных замков и создание импортозамещающей продукции.
4.2. Освоение технологии ускоренного способа вдавливания свай на базе предлагаемого устройства
Одновременно с конструкцией трубчатого шпунта и шпунта из сектора труб разработано устройство для установки, направления и вдавливания трубчатых свай (заявка на изобретение № ). Для обеспечения требуемой точности установки, вдавливания свай и замков относительно друг друга, в качестве направляющей используются вдавленные трубчатые сваи. Учитывая, что в качестве свай применяются стандартные трубы, обеспечивается высокая точность установки и вдавливания свай.
5. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОСТАВЛЯЕМОЙ ПРОДУКЦИИ И УСЛУГ
Трубчатая и цилиндрическая шпунтовая стена может быть изготовлена из стандартных труб диаметром от 426 мм до 1440 мм, толщиной стенки от 10 мм до 20 мм и выше.
В зависимости от требуемой прочности и жесткости трубчатых свай, диаметр трубы для изготовления замкового соединения может быть меньше диаметра сваи (жесткая стена), или больше диаметра сваи (упругая стена).
6. СРОКИ ОСВОЕНИЯ И ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОСТВА ШПУНТОВОЙ СТЕНЫ
Разработка конструкции и освоение производства трубчатых и цилиндрических шпунтовых свай может быть выполнена в течение 5 - 6 месяцев.
7. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕДЛАГАЕМЫХ
ШПУНТОВ С ЛУЧШИМИ АНАЛОГАМИ
Ниже, в таблицах 1-2 представлены сравнительные характеристики предлагаемых конструкций шпунтовых стен с существующими аналогами.
Таблица 1 – Сравнительные характеристики шпунтов трубчатых
№ пп | Наименование параметров и показателей | Варианты исполнения шпунтов трубчатых: | |
По ТУ | Предлагаемая конструкция | ||
1 | Отношение жесткости свайной и замковой частей | 1:20-50 | 1:3-8 |
2 | Тип замковых элементов | Специальный профиль | Сектор трубы и стандартный уголок |
3 | Вид нагружения замковых элементов | Сдвиг и изгиб | Сдвиг |
4 | Склонность к потере формы и возникновению пластической (остаточной) деформации | Имеется | Отсутствует |
5 | Число типоразмеров замковых элементов | Один | Не ограничено |
Таблица 2 – Сравнительные характеристики плоских шпунтов
№ пп | Наименование параметров и показателей | Варианты исполнения плоских шпунтов: | |
Шпунт Ларсена | Шпунт из сектора трубы | ||
1 | Способ изготовления | Прокатка или холодная деформация | Резка и сварка |
2 | Вид нагружения шпунта | Сдвиг и изгиб | Сдвиг и сжатие |
3 | Склонность к потере формы и возникновению пластической (остаточной) деформации | Имеется | Отсутствует |
4 | Относительная жесткость стены (в относительных единицах) | 1 | 5 |
8. ВЫВОДЫ
1. Производство существующих конструкций плоского шпунта и шпунта трубчатого является дорогостоящим и трудоёмким.
2. Существующие конструкции шпунтовых стен имеют недостаточную прочность и жесткость в районе замкового соединения, а плоских шпунтовых стен – недостаточную жесткость плоских участков.
3. Разработаны конструкции шпунтов трубчатого и из секторов труб (цилиндрического) и устройства для установки и направления свай.
4. Предложенные конструкции шпунтов, устройства для установки и направления свай позволят существенно снизить затраты и сократить сроки строительства шпунтовой стены при одновременном повышении жесткости, прочности и сопротивляемости конструкции волнам и затоплению.
