Напорный турбинный трубопровод и способ его изготовления

 

1. Напорный турбинный трубопровод , содержащий внутренние и наружные несущие элементы, выполненные из спирально навитой плети, стальную оболочку, на которой закреплена внутренняя спираль, раскреплякя е фермы и фиксирующие детали, отличающийся тем, что, с цепью повышения жесткости трубопровода и снижения трудоемкости его изготовления , наружный несущий элемент навит непосредственно на раскрепляющие формы, а фиксирующие детали установлены параллельно друг другу сверху на наружном несущем элементе по всей его окружности и жестко прикреплены к нему.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1161637

4(51) E 02 В 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ! .ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - .-.

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3614813/29-15 (22) 28.04.83 (46) 15.06.85. Бюл. N- 22 (72) Н.А. Моренков, Е.С. Костин, Н.П. Шубин, А.С. Бартенев, Л.К.Божий, Б.А.Николаев

° и А.А.Рутковский .(71) Всесоюзный государственный проектно-конструкторский институт

"Гипромонтажиндустрия" и Московское специальное конструкторское бюро гидротехнических стальных конструкций и механизмов "Мосгидросталь" (53) 627.84(088.8) (56) 1. Патент ФРГ У 1201261, кл. 84а 9/06, 1963.

2. Проект трубинных трубопроводов Саяно-Шушенской ГЭС. Чертеж . 4119234, "Ленгидросталь", 1977, с. 76.

3. Авторское свидетельство СССР

9 994499006600, кл. Е 02 В 9/06, 1980 ° (54) НАПОРНЫЙ ТУРБИННЫЙ ТРУБОПРОВОД

И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ . (57) 1. Напорный турбинный трубопровод, содержащий внутренние и наружные несущие элементы, выполненные из спирально навнтой плети, стальную оболочку, на которой закреплена внутренняя спираль, раскрепляющие фермы и фиксирующие детали, о т л ич а ю. шийся тем, что, с целью повышения жесткости трубопровода и снижения трудоемкости его изготовления, наружный несущий элемент навит непосредственно на раскрепляющие формы, а фиксирующие детали установлены параллельно друг другу сверху на наружном несущем элементе по всей его окружности и жестко прикреплены к нему.

1161637

2. Трубопровод по и. 1, о т л .ич а ю шийся тем, что фиксирующие детали, размещены на наружном несущем элементе с заданным шагом и жестко скреплены гибкими поперечными связями, образующими гибкую конструкцию типа сетки, огибающей снаружи наружный несущий элемент, 3. Способ изготовления напорного турбинного трубопровода, включающий изготовление и установку внутреннего несущего элемента на стальную оболочку, установку и прикрепление к ней раскрепляющих ферм, установку наружИзобретение относится к конструкции железобетонных напорных трубопроводов со стальной оболочкой и двух слойным армокаркасом и к способу его изготовления и может быть использовано.в строительстве, например, при сооружении турбинных трубопроводов гидроэлектростанций.

Известен железобетонный напорный

10 трубопровод, содержащий стальную оболочку и армокаркас из стержней арматуры, расположенных вдоль образующей армопровода и пересекающих их колец. Армокаркас опирается на кольца жесткости из углового проката, f5 приваренные к оболочке трубопровода (1 ).

Однако этот трубопровод имеет однослойный армокаркас и может применяться только для сравнительно небольших напоров воды.

Известен также напорный турбинный трубопровод, содержащий стальную оболочку, внутренние и наружные элементы, фиксируюпие Детали, свяэыва25 ющие несущие элементы и раскрепляющие фермы 2 1.

Однако этот трубопровод характеризуется высокой материалоемкостью.

Наиболее близким техническим ре- З© шением к предлагаемому является турбинный трубопровод, содержащий внутренние и наружные несущие элементы, выполненные из спирально навитой пле. тк, стальную оболочку, на которой 3S ного несущего элемента, фиксирующих деталей и бетонирование, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения жесткости трубопровода и снижения трудоемкости его изготовления, спираль для несущих элементов ,предварительно навивают из плети диаметром навивки, меньшим диаметров несущих элементов, затем ее перематывают непосредственно на стальную оболочку и раскрепляющие фермы, на наружный несущий элемент укладывают сверху фиксирующие детали, которые жестко скрепляют с витками наружного элемента. закреплена внутренняя спираль, раскрепляющие фермы и фиксирующие детали. Внутренняя спираль расположена непосредственно на поверхности стальной оболочки и крепится к ней сваркой. На оболочку опираются раскрепляющие фермы, состоящие из углового и арматурного проката, к которым прикрепляется наружная спираль. В промежутках между раскрепляющими фермами витки наружной спирали соединяются фиксирующими элементами 3).

Недостатком данного трубопровода является то, что витки наружной спирали привариваются к раскрепляющим фермам и к фиксирующим деталям, т.е. подрезается живое сечение арматуры при поперечной ее сварке, что приводит к нарушению заданной жесткос,"и наружного несущего элемента. Кроме того, наружная спираль должна быть навита на раскрепляющие фермы, образуя каркас, сечением которого является окружность заданного диамет6 ра. Если спираль навить непосредствен-. но на раскрепляющие фермы, спираль обогнет последние по периметру, образуй каркас-многогранник, что не обеспечит должную прочность конструкции в связи с возникновением значительных местных напряжений в месте крепления спирали к ферме от действия водяного напора по сечению трубопровода. Поэтому для образования каркаса между раскреплякицими фермами уста1161637

40

50 навливают сьемные кассеты, которые закрепляют захватами к оболочке трубопровода с зазором, позволяющим извлечь их после навивки наружной спирали. Наружные плоскости ферм и фиксирующие детали, выполненные в виде стержней, находящихся в кассетах, образуют каркас для навивки наружной спирали. Требуемое конструктивное исполнение трубопровода связано 10 со сложной технологией его изготов,ления — временная установка и дальнейшее удаление кассет, что весьма трудоемко.

Известен способ изготовления однослойных армокаркасов, включающий гибку колец. из углового проката, установку их на оболочку и закреп— ление на кольцах стержней арматуры по образующей трубы jlj.

Недостатком способа является большая трудоемкость гибки колец из несимметричного в плоскости гиба углового проката.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому способу является способ изготовления напорного турбинного трубопровода включающий изготовление и установку внутреннего несущего элемента на стальную оболочку, установку и прикрепление к ней раскрепляющих ферм, установку наружного несущего эле— мента, фиксирующих деталей и бетонирование (3 j.

Установку внутреннего несущего элемента производят путем навивки непосредственно на стальную оболочку спирально навитой плети и жесткого закрепления на ней, после за крепления раскрепляющих ферм на стальной оболочке между ними устанавливают технологические кассеты с уложенными на них фиксирующими деталями, поверх которых производят навивку наружного несущего элемента, после скрепления которого с фиксирующими деталями и раскрепляющими фермами кассеты удаляются.

Недостатками способа являются трудоемкая технологическая операция укладки продольных стержней в кас1сеты, закрепление кассет к оболочке с помощью захватов, дальнейшее удаление кассет, что составляет 15Х от всех трудозатрат на изготовление армокаркаса.

;4

Цель изобретения — повышение жесткости трубопровода и снижение трудоемкости его изготовления.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве наружный несущий элемент навит непосредственно на раскрепляющие фермы, а фиксирующие детали установлены параллельно друг другу сверху на наружном несущем элементе по всей его окружности и жестко прикреплены к нему.

Кроме того, фиксирующие детали размещены на наружном несущем элементе с заданным шагом и жестко . скреплены жесткими поперечными связями, образующими гибкую конструкцию типа сетки, огибающей снаружи наружный несущий элемент.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу спираль для несущих элементов предварительно навивают из плети диаметром навивки меньшим диаметров несущих элементов, затем ее перематывают непосредственно на стальную оболочку и раскрепляющие фермы, на наружный несущий элемент укладывают сверху фиксирующие детали, которые жестко скрепляют с витками наружного элемента.

На фиг. 1 изображена предлагаемая конструкция напорного турбинного трубопровода, разрез; на фиг. 2— разрез А-А на фиг, 1; на фиг.3 и 4 сетка, вариант; на фиг. 5-10 — последовательность выполнения технологических операций; на фиг. 11 — стенд для изготовления армокаркаса; на фиг. 12 — то же, вид сверху.

Конструкция трубопровода (фиг. 1-3) состоит из стальной оболочки 1 и обетонируемого армокаркаса, который включает в себя внутреннюю 2 и наружную 3 спирали, раскрепляющие фермы 4, фиксирующие детали 5, скрепляющую проволоку 6.

Внутренняя спираль 2 расположена непосредственно на поверхности стальной оболочки 1 и крепится к ней сваркой. На оболочку 1 опираются раскрепляющие фермы 4, состоящие, например, из углового арматурного проката, к которым прикрепляется наружная спираль 3. На наружную спираль 3 укладываются фиксирующие детали 5, которые крепятся к нему, например, проволокой 6. Фиксирующие детали 5 могут огибать спираль 3 в виде сетки, образованной их самих фиксирующих

116163? деталей, расположенных параллельно друг другу с заданным шагом и жестко скрепленных гибкими поперечными связями, например пластинами (полосами)

7, и жестко крепиться к наружной спирали, например, проволокой 6..

Фиксирующие детали 5 могут огибать наружную спираль 3 в виде сетки, которая жестко крепится к наружной снирали 3, например, проволокой 6.11

Сетка образована из самих фиксирующих деталей 5, расположенных параллельно друг другу с заданным шагом, и гиб ких поперечных связей, например пластин 7, жестко скрепленных с фи- 15 ксирующими деталями 5, Предварительная навивка спирали заданного диаметра (диаметр навитой спирали должен быть меньше диаметра наружного несущего элемента) при по- 26 следующей навивке ее на раскрепляющие фермы обеспечивает образование каркаса, сечением которого является окружность заданного диаметра, Предлагаемый способ изготовления 25 турбинного трубопровода осуществляется на стенде для изготовления турбинного трубопровода.

Стенд содержит платформу 8, на которой установлены стальная обечайка

9 и устройство для принудительной подачи арматуры, кинематически связанные между собой.

Устройство для принудительной подачи включает тележку 10, перемеща- ющую возвратно-поступательно по направляющим 11, и несущую стойку 12, на которой закреплена направляющая 13.

Тележка имеет горизонтальные опорные ролики 14, на которой установлена предварительно навитая в

-пружину арматура 15 °

Р

Устройство для принудительнои подачи арматуры включает также

4$ .катяжное устройство.

Предварительно навитую в спираль на стенке арматуру укладывают например, траверсой на опорные ролики 14 тележки 10. Один виток навитой на спираль арматуры 15 укладывают на профильные ролики 16 несущей стойки 12, конец витка арматуры укладывается в желоба профильных роликов 17 направляющей 13 и приваривается к обечайке 9. От вращения обечайки приваренный конец арматуры перемещается по окружности вращения обечайки, производя протягивание арматуры по роликам стенда, а следовательно, и размотку спирали, после чего начинается возвратно-поступательное перемещение тележки по направляющим параллельно образующей обечайки, и арматура навивается на обечайку в виде натянутой спирали с определенным шагом.

По мере навивки производится прихватка арматуры спирали к обечай ке. После прихватки последнего витка спирали плеть арматуры разрезается, По окончании навивки внутренней спирали устанавливают раскрепляющие фермы с помощью специального приспособления, После закрепления раскрепляющих ферм следующая навитая спираль устанавливается на ролики 14. На раскрепляющие фермы навивается наружная спираль. В период навивки наружной спирали производится приварка арматуры к ферме.

По окончании навивки наружной спирали сверху по ее поверхности укладывают фиксирующие детали в виде сетки, которая огибает снаружи наружный несущий элемент и жестко крепится к нему.

После закрепления фиксирующих деталей армокаркас транспортируется краном на площадку кантователя, где кантуется в вертикальное положение, При перемотке спирали на стальную оболочку и раскрепляющие фермы, диаметр которых больше диаметра спирали, последняя стремится сжаться до своего первоначального диаметра. т.е. сохраняются остаточные упругие деформации, под действием которых внутренние и наружные несущие элементы образуют каркас, сечением которого является окружность заданного диаметра, находящийся в напряженном,состоянии — усилия распределены равномерно по всей окружности и направлены к центру каркаса, что создает дополнительную жесткость.

Таким образом, предварительная навивка спирали диаметром, меньшим диаметров несущих элементов, и дальнейшая ее перемотка на больший диаметр исключает возникновение местных напряжений в месте крепления спирали к ферме от действия водяного напора ло сечению трубопровода и повышает его жесткость.

7 11

Использование,предлагаемого турбинного трубопровода, изготовленного предлагаемым способом, позволяет исключить технологические операции укладки продольных стержней в кассе616 37 ты, закрепление кассет к оболочке с помощью захватов дальнейшее удаление Kàññåò, что составит годовой экономический эффект

10982 руб.

)И

1161б37

1161637

ВНИИПИ Заказ 3945/35 Тираж 649 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4