Фундамент опоры линии электропередачи и способ повышения его долговечности


 


Владельцы патента RU 2451136:

Слесарев Валерий Алексеевич (RU)
Слесарев Сергей Валерьевич (RU)

Изобретение относится к строительству фундаментов под стальные опоры линии электропередачи и других сооружений, эксплуатируемых на открытом воздухе, и может быть использовано при их изготовлении и строительстве. Фундамент опоры линии электропередачи включает опорную плиту и расположенную на ней стойку. Величина защитного слоя бетона до рабочей арматуры стойки имеет переменную величину и изменяется в зависимости от условий эксплуатации бетона по высоте стойки. Технический результат состоит в повышении долговечности и снижении эксплуатационных затрат. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к фундаментам опор линий электропередачи или других аналогичных сооружений, эксплуатируемых на открытом воздухе, и способу повышения долговечности таких фундаментов.

В Российской Федерации эксплуатируется и находится в стадии строительства несколько сотен тысяч стальных опор воздушных линий электропередачи различного напряжения. Закрепление таких опор в грунте осуществляется преимущественно при помощи сборных железобетонных грибовидных фундаментов под унифицированные металлические опоры ВЛ 35-500 и 750 кВ высотой 2700-3200 мм, которые состоят из плиты и стойки (К.П.Крюков, Б.П.Новгородцев, «Конструкция и механический расчет линий электропередачи», Ленинград, «Энергия», 1979 г., стр.287, рис. 9-12, 9-13). Такие фундаменты производились в течение десятков лет и производятся в настоящее время заводами железобетонных конструкций РФ и стран СНГ. По условиям монтажа и эксплуатации опор фундаменты сооружают с возвышением верхней части стойки на 150-200 мм над землей. Долговечность таких грибовидных фундаментов, согласно типовым проектам, предусматривается обеспечивать путем применения для их изготовления бетона с особыми свойствами, такими как: морозостойкость F150-200, водонепроницаемость W4-8. При этом проектная и фактическая, по материалам обследований, величина защитного слоя бетона до рабочей арматуры стоек в этих фундаментах составляет 20-30 мм.

Однако, как показывают результаты обследований, значительная часть фундаментов под опоры линий электропередачи уже через 20-25 лет имеют повреждения надземной части, включая крепежные элементы, и верхних частей подземной части на глубину 0,5-0,8 метра, которые требуют ремонта или усиления. Кроме того, применяемая болтовая система крепления опор к фундаментам не вандалоустойчива, что снижает надежность эксплуатации линий электропередачи. Повреждаемость фундаментов опор и элементов крепления этих опор требует больших затрат на ремонтно-восстановительные работы для обеспечения безопасной эксплуатации линий электропередачи.

Низкая долговечность фундаментов, которая значительно ниже нормативной, объясняется неблагоприятными условиями их эксплуатации, многократным воздействием циклов увлажнение-высыхание, замораживание-оттаивание при увлажнении их атмосферными осадками, стекающими по стойкам опор на фундамент, а также из-за конструктивных недостатков фундаментов, таких как недостаточная величина защитного слоя бетона, до рабочей арматуры стойки, отсутствие устройств, защищающих от увлажнения надземную часть, которые снижают их долговечность.

Периодическое увлажнение поверхностей фундаментов стоками с опор, которые аккумулируют атмосферные осадки на элементах решетки опоры, площадью несколько десятков квадратных метров, является одним из основных факторов разрушения бетона и коррозии арматуры фундаментов. Эти стоки растворяют отложения агрессивных к бетону солей и выносят частицы пыли на поверхности фундамента, особенно в районах промышленных предприятий, морских побережий, засоленных грунтов и др.

Повреждения фундаментов при этом проявляются в виде разрушения структуры бетона от замораживания-оттаивания, агрессивного воздействия кислых стоков, карбонизации защитного слоя бетона, коррозии крепежных элементов и арматуры, электрокоррозии и др.

Все перечисленные виды разрушения бетона и арматуры фундаментов представляют опасность снижения несущей способности только при систематическом увлажнении поверхностей фундамента атмосферными осадками, стекающими с опор. Этим подтверждается тот факт, что для повышения долговечности фундамента опоры линии электропередачи необходимо разработать специальные конструктивные решения и способы защиты его от разрушения при воздействии неблагоприятных факторов.

Известно решение проблемы повышения устойчивости фундамента линии электропередачи против воздействия неблагоприятных факторов по изобретению «Железобетонный фундамент для опор воздушных линий электропередачи», RU 2304665 C1, E02D 27/42 от 06.02.2006 г. Фундамент по этому изобретению содержит опорную плиту и расположенную на ней стойку, а верхняя часть стойки на глубину до 1 метра выполнена из бетона, морозостойкость которого и водонепроницаемость выше морозостойкости и водонепроницаемости бетона остальной стойки. Оголовок стойки выполнен в виде пирамиды.

Данное известное решение принято в качестве прототипа для заявленного фундамента.

Поставленная задача по разработке способа защиты фундамента опоры линии электропередачи от увлажнения атмосферными осадками и повышения его долговечности, решается путем использования известного при строительстве надземных частей зданий способа защиты от увлажнения бетонных или каменных конструкций путем выполнения отлива из оцинкованной кровельной стали (Л.Ф.Шубин, «Промышленные здания», Москва: Стройиздат, 1986 г., стр.230, рис.29.11). Этот способ принят в качестве прототипа для заявленного способа повышения долговечности фундамента опоры линии электропередачи.

Это позволяет сделать вывод, что заявленные изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом. Проведенный анализ общедоступных источников информации об уровне техники не позволил выявить техническое решение, тождественное заявленному изобретению в области фундаментостроения. На основании чего делается вывод о неизвестности последнего, т.е. соответствии представленного в настоящей заявке «способа» критерию «новизна».

Недостатками известного фундамента являются:

- усложнение технологии его изготовления из двух видов бетона, которые имеют отличные друг от друга характеристики режимов твердения, скорости набора прочности, усадки, необходимости заполнения форм в два приема и сложности контрольных операций по определению объемов бетона с различными характеристиками в изделии;

- увеличение стоимости фундамента, так как стоимость модифицированного бетона в несколько раз превышает стоимость бетона с повышенными характеристиками по морозостойкости и водонепроницаемости, используемого при изготовлении типовых конструкций фундаментов опор линий электропередачи;

- устройство верха оголовка в виде пирамиды не защищает поверхность фундамента от увлажнения при стекании атмосферных осадков, так как количество их остается таким же, как и у типовых конструкций фундаментов;

- пирамидальная форма оголовка стойки фундамента усложняет монтаж опоры и требует изменения ее базовой части.

Недостатками известного способа защиты от увлажнения стеновых конструкций является тот факт, что этот способ используется как элемент покрытия и не решает таких проблем, как защита крепежных элементов, характерных для фундаментостроения.

Целью настоящего изобретения является устранение недостатков известного фундамента опоры линии электропередачи и способа защиты фундамента от увлажнения сточными водами, а также защита от коррозии и повреждений крепежных элементов для повышения их долговечности, вандалоустойчивости и снижение эксплуатационных затрат.

Поставленная цель по повышению долговечности фундамента достигается тем, что величину защитного слоя бетона до рабочей арматуры в верхней, наиболее подверженной разрушению, части стойки увеличивают до 40-70 мм. Это обеспечивает гарантированный срок эксплуатации фундаментов не менее чем в 50 лет согласно рекомендациям Евронорм и других международных организаций по долговечности железобетонных конструкций (Л.М.Пухонто, «Долговечность железобетонных конструкций инженерных сооружений», Москва, 2004 г., стр.350-351, таблицы 10.1 и 10.2). Для исключения ослабления несущей способности стойки в ее нижнем сечении, с наибольшей величиной изгибающего момента и, учитывая отсутствие на глубине 2,5-3 метра влияния неблагоприятных воздействий на прочностные характеристики бетона, величину защитного слоя бетона до рабочей арматуры в этом сечении принимают равной 30 мм, как и в типовых конструкциях фундаментов опор линий электропередачи.

Таким образом, долговечность фундаментов унифицированных опор линии электропередачи может быть повышена до 2 раз на основе предложенного изобретения с сохранением геометрических размеров, характеристик бетона, армирования и технологии изготовления, при помощи изменения величины защитного слоя бетона до рабочей арматуры по высоте стойки в зависимости от условий работы бетона по ее высоте.

Поставленная цель по способу повышения долговечности фундамента путем защиты его от увлажнения, защиты крепежных элементов от коррозии и актов вандализма достигается тем, что по периметру верхней поверхности стойки выполняют отливы из водостойкого, коррозиестойкого материала, например, из оцинкованной стали с полимерным покрытием. Затем монтируют опору по обычной технологии с болтовым креплением к фундаменту, защищают отливы и элементы крепления от повреждений и коррозии твердеющим, морозостойким ремонтно-строительным составом типа «ЕМАКО», который укладывают с уклоном от центра к боковым граням стойки.

Заявленный фундамент опоры линии электропередачи и способ повышения его долговечности поясняется чертежом, где на фиг.1 показан разрез по фундаменту со схемой армирования стойки и элементы, поясняющие осуществление способа защиты его от увлажнения и повышения долговечности.

Фундамент состоит из плиты 1, стойки 2, рабочей арматуры стойки 3, имеющей защитный слой бетона вверху «а» и внизу «б». Причем величина защитного слоя бетона «а» больше величины «б».

К элементам, поясняющим способ защиты от увлажнения фундамента и защиты крепежных элементов, относятся: отлив 4, опора 5, крепежный элемент 6, монтажная подливка 7, защитное покрытие 8.

Повышение долговечности фундамента обеспечивается увеличением величины защитного слоя бетона «а» до рабочей арматуры 3 в верхней части стойки 2 до 40-70 мм, где он работает под воздействием интенсивных деградационных процессов: увлажнение-высыхание, замораживание-оттаивание, воздействия кислых стоков с опоры и др. Такое увеличение величины защитного слоя не снижает несущую способность стойки, так как в ее верхних сечениях действуют минимальные изгибающие моменты от горизонтальных нагрузок.

Для исключения снижения несущей способности стойки 2 в месте примыкания ее к плите 1, где действует максимальный изгибающий момент в стойке, величина защитного слоя бетона в этом сечении «б» принимается минимально допустимой, равной 30 мм, с учетом отсутствия воздействий, вызывающих разрушение бетона и коррозию арматуры. При этом изменение величины защитного слоя бетона до рабочей арматуры 3 стойки 2 может быть выполнено плавным, как это показано на чертеже, или ступенчато, в зависимости от принятой технологии арматурных работ.

Способ повышения долговечности фундамента опоры линии электропередачи заключается в защите его поверхностей от увлажнения атмосферными осадками, стекающими с опоры, осуществляется следующим образом. На верхней поверхности стойки 2, по ее периметру располагают отливы 4 из водостойкого, коррозиеустойчивого материала, элементы которых выступают за грани боковых поверхностей стойки 2. Затем монтируют на монтажных подкладках опору 5, закрепляют ее к стойке 2 крепежными элементами 6 и заполняют зазор между отливом 4 и опорой 5 твердеющей морозостойкой смесью типа «ЕМАКО» 7. Далее защищают отливы 4 и крепежные элементы 6 такой же смесью 8, которую укладывают с уклоном от центра стойки к ее боковым граням.

Таким образом, сочетание предложенных конструкции фундамента и способа защиты его от увлажнения позволят повысить долговечность фундаментов опор линий электропередачи до 50 лет и снизить эксплуатационные затраты на ремонтно-восстановительные работы за счет увеличения сроков между ремонтами более чем в 2 раза.

Возможность промышленного внедрения и получения экономического эффекта от предложенного изобретения «Фундамент опоры линии электропередачи и способа повышения его долговечности» вытекает из использования для его реализации известных технологий, конструктивных решений и материалов, новое сочетание которых и обеспечивает получение заявленного технического и экономического результата.

1. Фундамент опоры линии электропередачи, включающий опорную плиту и расположенную на ней стойку, отличающийся тем, что величина защитного слоя бетона до рабочей арматуры стойки имеет переменную величину и изменяется в зависимости от условий эксплуатации бетона по высоте стойки.

2. Способ повышения долговечности фундамента опоры линии электропередачи, включающий монтаж и закрепление на фундаменте стальной опоры, отличающийся тем, что по периметру опорной поверхности стойки до монтажа опоры устанавливают отливы из водостойкого, коррозиестойкого материала, например из оцинкованной стали с полимерным покрытием.

3. Способ повышения долговечности фундамента линии электропередачи по п.2, отличающийся тем, что, с целью защиты отливов от повреждений, а крепежных элементов от коррозии и актов вандализма, их покрывают ударостойким, морозостойким, твердеющим составом типа «ЕМАКО», который укладывают с уклоном от центра к боковым граням стойки фундамента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к усилению или ремонту опор линий электропередачи и может быть использовано при ремонтно-восстановительных работах на воздушных линиях электропередачи или других объектах, где используются такие опоры, для восстановления их несущей способности, пониженной от физического износа или повреждений, а также при увеличении технологических нагрузок.

Изобретение относится к строительству фундаментов одиночно стоящих объектов. .

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям зданий, возводимых в непосредственной близости от существующих зданий. .

Изобретение относится к области строительства, а именно к осветительным опорам, предназначенным для установки светильников для освещения дорог, площадей, улиц, выполненным из труб разного диаметра, и к узлам соединения труб разного диаметра, и может быть использовано при строительстве башен, мачт, опор линий электропередач и т.п.

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к конструкциям железобетонных фундаментных опор стоек линий электропередач. .

Изобретение относится к области электроэнергетики. .

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для управления осадкой фундаментов и каркасов промышленных и гражданских зданий при строительстве на просадочных грунтах.

Изобретение относится к области строительства на просадочных грунтах, а именно, возведению и рихтовке железобетонного каркаса здания. .

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для устройства фундаментов под колонны каркаса здания. .

Изобретение относится к стальным опорам линий электропередач, контактной сети железных дорог, антенно-мачтовых сооружений связи и других подобных сооружений, эксплуатируемых на открытом воздухе

Группа изобретений относится к способам возведения башни, в частности башни ветроэнергетической установки, и башне ветроэнергетической установки. Изготавливается фундамент (100), на фундаменте размещаются несколько блоков (500) регулирования по высоте, на нескольких блоках (500) регулирования по высоте размещается распределяющее нагрузку кольцо (200), причем распределяющее нагрузку кольцо (200) нивелируется путем настройки блоков (500) регулирования по высоте, и шов между фундаментом (100) и распределяющим нагрузку кольцом (200) заполняется заливочной массой (300). На распределяющем нагрузку кольце (200) возводится башня (400). Блоки (500) регулирования по высоте рассчитаны так, что они могут нести первую нагрузку в виде массы распределяющего нагрузку кольца (200), однако проседают, если на один из нескольких блоков регулирования по высоте действует такое большое усилие, что на фундамент через блоки регулирования по высоте действует удельное давление, превышающее заданное предельное значение. Блоки регулирования по высоте изготовлены из пластика. Использование способа обеспечит надежное и экономичное возведение башни, в том числе башни ветроэнергетической установки. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям и способам возведения опор, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве при устройстве фундаментов опор, испытывающих большие горизонтальные нагрузки, например опор линий электропередач, преимущественно в слабых грунтах. Опора содержит заглубленную в грунт стойку и плиту, в которой выполнено центральное отверстие, через которое пропущена стойка. В стойке выполнено сквозное поперечное отверстие, а в плите со стороны ее верхней поверхности выполнены углубления, опора снабжена соединительным стержнем длиной, большей размера поперечного сечения стойки, вставленным в сквозное отверстие в стойке, при этом выступающие концы соединительного стержня расположены в углублениях плиты и забетонированы в них. Технический результат состоит в повышении несущей способности опоры, снижении материалоемкости, снижении трудоемкости. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области строительства и касается возведения фундаментов на просадочных грунтах под колонны и стены промышленных и сельскохозяйственных зданий. Техническим результатом изобретения является снижение металлоемкости и снижение трудоемкости изготовления фундамента. Сборный фундамент под колонну или стену включает размещенную в грунте внешнюю оболочку, обращенную уширением к основанию. При этом в нижней части фундамент имеет шарнирное соединение с внутренней опорной оболочкой, обращенной уширением к основанию. 2 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в конструкциях фундамента под колонну или сооружение башенного типа. Фундамент под колонну или сооружение башенного типа включает верхнюю оболочку в форме усеченного конуса, расширяющегося к основанию. С целью повышения несущей способности фундамента, верхнюю оболочку выполняют на соединенных в верхней части опорных нижних оболочках, выполненных в виде внутренней цилиндрической и внешней оболочки в форме усеченного конуса, расширяющегося к основанию, выполненной с выступом в нижней части ниже внутренней цилиндрической оболочки на 0.1 диаметра фундамента, и имеющий угол наклона к вертикали внутренней стороны, равный углу внутреннего трения грунта основания. Во внутренней части оболочек уложены материалы в виде грунта и цементогрунта разной прочности и под разным углом. Технический результат состоит в повышении несущей способности фундамента, снижении трудоемкости и материалоемкости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментной системе для воспринимающего нагрузку размещения корпуса или по меньшей мере одного корпусного модуля автомата самообслуживания. Фундаментная система для воспринимающего нагрузку размещения корпуса или по меньшей мере одного корпусного модуля автомата самообслуживания содержит по меньшей мере один цокольный элемент, который имеет по меньшей мере одну опорную поверхность для корпуса или по меньшей мере для одного корпусного модуля автомата самообслуживания. Цокольный элемент содержит бетонное тело и по меньшей мере один опирающийся на него металлический несущий элемент, на котором выполнена по меньшей мере одна опорная поверхность для корпуса или корпусного модуля автомата самообслуживания. Металлический несущий элемент выполнен с возможностью нивелирования относительно бетонного тела цокольного элемента с помощью по меньшей мере одного регулировочного приспособления. По меньшей мере к одной стороне, в частности к передней стороне и/или к задней стороне цокольного элемента, присоединен по меньшей мере один элемент мощения из бетона. Этот элемент мощения соединен с цокольным элементом, соответственно, с его бетонным телом так, что предотвращается отодвигание элемента мощения от цокольного элемента. Технический результат состоит в повышении несущей способности, снижении трудоемкости и материалоемкости при сооружении. 35 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области энергетики, а точнее к свайным фундаментам опор линий электропередач, устраиваемых в различных типах грунтов. Свайный фундамент для обустройства опор воздушной линии электропередачи содержит обсадную трубу и размещенную в ней сваю, включающую ствол и пяту, закрепленную в нижней части ствола. Свая снабжена жесткими элементами, которые установлены на стволе по направлению действия горизонтальных сил на сваю от воздействия нагрузок от проводов воздушной линии, служащими для передачи горизонтальных усилий от сваи на обсадную трубу и расположенными на стволе с шагом не менее длины жесткого элемента. Технический результат состоит в повышении несущей способности сваи на горизонтальные нагрузки, увеличении надежности от воздействия сил морозного пучения грунта на сваю, снижении трудоемкости и материалоемкости производства работ. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области энергетики, а точнее к свайным фундаментам опор линий электропередач, устраиваемых в различных типах грунтов. Способ обустройства опор воздушных линий передач на вечномерзлых грунтах, в котором забивают обсадную трубу и погружают в нее сваю. В процессе погружения сваи выполняют монтаж жестких элементов на ствол сваи с помощью сварки, для чего на свае делают отметку зоны расположения жестких элементов. При забивке сваи, когда нижняя отметка достигает уровня верха обсадной трубы, осуществляют геометрический замер зазоров между обсадной трубой и сваей и по результатам замеров изготавливают жесткие элементы, которые приваривают парами с противоположных сторон в одной вертикальной плоскости, по ходу погружения трубы операцию повторяют. Технический результат состоит в повышении несущей способности сваи на горизонтальные нагрузки, повышении надежности от воздействия сил морозного пучения грунта на сваю, снижении трудоемкости и материалоемкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении отдельных фундаментов под колонны стального каркаса здания, имеющего большую протяженность и базирующегося на неоднородных грунтах, предрасположенных к неравномерной деформации. Фундамент колонны с устройством для компенсации чрезмерной осадки состоит из тела фундамента и анкерных болтов. Фундамент сборно-монолитный железобетонный состоит из ступенчатого монолитного тела, имеющего на гранях верхней ступени четыре ниши высотой 350…400 мм прямоугольного сечения в плане с опорными площадками для размещения гидравлических домкратов, четырех анкерных болтов с винтовой нарезкой на одном конце и приваренной шайбой на другом, замоноличенных в теле фундамент и выступающих над его поверхностью на 500…600 мм, сборной железобетонной плиты способной к вертикальному, относительно фундамента, перемещению и являющейся промежуточным звеном между телом фундамента и базой колонны, имеющей снизу четыре площадки для упора плунжеров гидравлических домкратов, а сверху площадку для размещения базы колонны, опирающейся на верхнюю ступень тела фундамента и имеющую четыре отверстия для пропуска анкерных болтов. Технический результат состоит в улучшение технико-экономических показателей фундамента за счет снижения расхода бетона и возможности оперативного устранения последствий чрезмерной осадки. 4 ил.

Изобретение относится к строительству многосвайных фундаментов на мерзлых грунтах. Многосвайный фундамент содержит ростверк, объединяющий верхние торцы винтовых свай, каждая из которых содержит металлическую трубу и винтовой рабочий орган с лопастями, закрепленными на нижнем торце трубы. Труба и винтовой рабочий орган покрыты антикоррозийным композиционным покрытием. На верхних концах труб дополнительно приварены оголовки с опорной пластиной на высоте от поверхности земли, обеспечивающей проветривание пространства под ростверком и предотвращающей изменение структуры вечной мерзлоты под ним. Трубы свай с внешней стороны дополнительно содержат незамерзающее покрытие, а их внутренняя полость заполнена сухой пескоцементной смесью. Лопасти винтового рабочего органа выполнены опорными с поперечным размером, составляющим от двух до трех диаметров ствола сваи. Ростверк выполнен из металлических балок, смонтированных в форме прямоугольной двухрядной рамы, двухрядного креста и/или двухрядной линейной опоры, причем между балками в местах крепления ростверка на оголовках свай, а также в местах крепления стоек опорных конструкций установлены опорно-распорные соединительные элементы (ОРСЭ), снабженные распорками балок, а также посадочными местами для стоек опорных конструкций на балках ростверка с возможностью их продольного перемещения на поверхности балок ростверка. Технический результат состоит в повышении производительности возведения свайного фундамента и одновременно повышении его несущей способности и устойчивости на мерзлых грунтах в условиях сезонного замерзания и оттаивания верхних слоев почвы. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх