Стыковое соединение полых телескопически установленных секций винтовых свай

 

Союз Соввтсиик

Социалистичвскик

Рвспублии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 20.03.80 (21)2897086/29-33

Е 02 О 5/52 с присоединением заявки,1Е— Ьву4афстккккык ккмктэт

СССР ао дман «зебрвтений к еткрыткй .. (26) П риорнтет—

Опубликовано 30.11.81. Бюллетень М 44 (53) УДК 624.154..8(088. 8) Дата опубликования описания 30 . 11.81

i (72) Авторы (54) СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПОЛЫХ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИ

УСТАНОВЛЕННЫХ СЕКЦИЙ ВИНТОВЫХ СВАЙ

Изобретение относится к строи-." тельству и может быть использовано при наведении сборно-разборных мостов, опирающихся на составные полые сваи.

Известно стыковое соединение полых секций свай, содержащее расположенный в одной из секций жестко соединенный с ней патрубок, конец которого введен в другую сваю, поперечный стержень, пропущенный через отверстия в патрубке и в одной из стыкуемых секций сваи, и поворотный вал, расположенный перпендикулярно оси сваи и снабженный втулкой с установленной на ней посредством резьбового соединения дополнительной клиновидной втулкой, взаимодействующей с поперечным стержнем1 11.

При вращении поворотного вала клиновидная втулка перемещается по резьбе и .упирается в поперечный стержень, стягивая обе секции сваи. Поперечный стержень и поворотный вал в таком стыковом соединении находятся под воздействием поперечной силы, обусловленной затяжкой соединения и увеличивающейся при воздействии горизонтальиой нагрузки на верхний конец сваи (например от ветрового воздействия на мост, возведенный на сваях), что может привести к деформации стержня и вала и даже вызвать их поломку. В пер1О. вом случае затруднится разборка соединения и нарушится его жесткость, вовторых, может разрушиться сооружение, "возведенное на сваях.

Кроме. того, для соединения и демонтажа стыкуемых секций требуется значительное время на вращение поворотного вала, что также является недостатком конструкции, так как отрицательно отражается на скорости воздействия и демонтажа всего сооружения, возведенного на сваях.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является стыковое

885" 36 ф

Указанная цель достигается тем, что стыковое соединеные полых теле скопически установленных секций винтовых свай, включающее расположенную в полостях стыкуемых секций втулку с.отверстиями в стенках, жестко соединенную с одной иэ секций, размещенный во втулке патрубок, пропущенный через отверстия в ее стенках и жестко прикрепленный к ней, и размещенный внутри. патрубка поперечный стержень, концы которого заведены . в отверстия в стенках другой стыкуемой секции, снабжено закрепленным на одном из торцов втулки упорным кольцом, клиньями, обращенными широкими торцами к упорному кольцу, расположенными между торцами клиньев и упорЧым кольцом пружинами и размещенным

20 внутри втулки спусковым механизмом, взаимодействующим с клиньями, причем в стенках втулки на ее внешней боковой поверхности образованы продольные

"пазы под клинья, а в патрубке, со стороны спускового механизма, образовано окно.

При этом спусковой механизм стыкового соединения может быть выполнен в виде размещенных внутри втулки подпружиненных упоров, поперечной перемычки с центральным отверстием, в ко;тором размещен прдпружиненный штырь с коническим взаимодействуацим с поперечным стержнем, через окно в патрубке, наконечником на одном конце и головкой на другом, а в стенках втулки образованы сообщающиеся с пазами поперечные сквозные каналы, в которые заведены концы упоров.

Поперечные сквозные каналы в стенках втулки стыкового соединения могут быть размещены перпендикулярно дну пазов.

Соединение стыка осуществляется совмещением отверстий в одной из секций сваи с отверстиями в патрубке и ус;ановкой в эти отверстия поперечно, о..стержня, после чего осуществляют осе лую фиксацию стержня, пово- З0 рачивая его вокруг оси, при этом подпружйненный штифт выходит из гнезда в стержне в щель, образованную отогнутым участком стенки патрубка.

Однако такое стыковое соединение З . имеет недостаточную жесткость за счет люфта в зазоре между патрубком и секцией сваи, в котсуую он входит, так как секции свай, обычно представляют собой отрезки стандартных труб, а ве- 44 личина внутреннего диаметра таких труб не постоянна и изменяется в пределах широкого поля допусков, пре.дусмотренных ГОСТом 8732-78 на отклонения по наружному диаметру, толщине 43 стенок труб, их кривизну и с вальность, При этом никакого устройства для выборки упомянутого люфта в известном соединении не предусмотрено. 50

Люфт в соединениях секций свай создает опасный эксцентриситет, связанный с потерей устойчивости при работе свай, и не менее опасную подвижность моста при динамических зу нагрузках и т.п., Цель изобретения - повышение. жесткости соединения. соединение полых телескопически установленных секций винтовых свай, включающее расположенную в полостях стыкуемых секций втулку с отверстиями в стенках, жестКо соединенную с одной из секций, размещенный во втулке патрубок с надрезанным и отогнутым наружу участком боковой поверхности, пропущенный через отверстия в ее стенках и жестко прикреп.ленный к ней, и размещенный внутри патрубка поперечный стержень, концы которого заведены в отверстия в стенках другой стыкуемой секции, причем соединение снабжено устройством для осевой фиксации стержйя, содержащим подпружиненный штифт, расположенный в гнезде поперечного стержня перпендикулярно его ocu и контактирующий с отогнутым участком боковой поверхности, а на торцах поперечного стержня выполнены шлицы для поворота его вокруг оси (2 7.

Кли нья с ты ко во го соеди нения могут быть выполнены по длине составными из двух подпружиненных между собой секций, причем площадь широкого торца удаленной от упорного кольца секции каждого клина меньше площади смежного с ним торца другой секции.

Поперечный стержень стыкового соединения может иметь -кольцевую проточку под конический наконечник, выполненную на его боковой поверхности.

На фиг ° 1 изображено стыковое соединение в вертикальном разрезе, общий

885436 вид; на фиг, 2 - разрез А" А на фиг.1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2, на фиг. 4 - стыковое соединение, подготовленное к замыканию (при взведенном положении клиньев); на фиг.5 и 6варианты .исполнения соединения с дополнительными клиньями, соответственно подготовленное к замыканию и замкнутое, на фиг.7 - вариант исполнения соединения с осевой фиксацией поперечного стержня, на фиг. 8 и 9вариант исполнения стыкового соединения с отверстиями для стержней-упоров и торцами клиньев, выполненными перпендикулярно поверхностям контакта клиньев с дном пазов, соответственно - для замкнутого и подготовленного к замыканию соединения.

Стыковое соединение полых, телескопически установленных секций 1 и

2 винтовых свай содержит расположенную в полостях стыкуемых секций втулку 3 с отверстиями 4 в ее стенках, жестко соединенную с секцией 1 сварным швом 5, размещенный во втулке патрубок 6, пропущенный через отвер- стия в ее стенках и жестко прикрепленный к ней, и размещенный внутри патрубка Ь поперечный стержень 7, концы которого заведены в отверстия 8 секции 2. На торце а втулки 3 винтами

9 закреплено упорное кольцо 10. Соединение снабжено клиньями 11, обращенными широкими торцами 3 к упорному кольцу, расположенными между торцами

6 клиньев и упорным кольцом пружинами 12 и размещенным внутри втулки 3 спусковым механизмом, взаимодействующим с клиньями 11, причем в стенках втулки 3 на ее внешней боковой поверх" ности образованы продольные пазы 13 под клинья 11, а в патрубке 6 со сто,роны спускового механизма образовано окно 14.

Одна сторона С клиньев 11 выполнена плоской и контактирует с дном

Д пазов 13, другая 6 выполнена цилиндрической и контактирует с внутренней поверхностью секции 2 сваи.

Спусковой механизм выполнен в виде размещенных внутри втулки 3 подпружиненных упоров 15, поперечной перемычки 16 с центральным отверстием, в котором размещен подпружинен-. ный штырь 17 с коническим взаимодействующим с поперечным стержнем 7, через окно 14 в патрубке 6, наконечником 18 на одном конце и головкой 19 на другом, а в стенках втулки 3 образованы сообщающиеся с.пазами 13 в них поперечные сквозные каналы 20, в которые заведены концы упоров 15.

Обращенные к оси сваи концы упоров 15 снабжены головками 21, причем на упорах между внутренней поверхностью втулки 3 и головками 21 размещены пру- жины 22 сжатия. Головки 21 упоров 15

10 контактируют со штырем 17, конический наконечник 18 которого взаимодействует с поперечным стержнем 7, соединяющим секции сваи. Между коническим наконечником 18 штыря и пере"

)s мычкой 16 установлена пружина 23 сжатия .

Поперечные сквозные каналы 20 в стенках втулки 3 размещены перпендикулярно диуф продольных пазов 13

20 в ней (фиг. О и 9). В этом случае широкие торцы Ь клиньев 11 выполнены перпендикулярно их плоской сторонеС, контактирующей с дном д па" зов 13, а поверхность упорного

2s кольца 10 выполнена конической. Кроме того, на внутренней поверхности втулки 3 в зоне каналов 20 обраэоО ван конический пояс 24 для упора пружин 22, что обеспечивает прямо30 линейное положение их осей при любом расположении клиньев относительно упорного кольца 10.

Для обеспечения жесткости стыкового соединения при наличии неровностей

3S и других дефектов на внутреннеи необработанной поверхности секции 2 сваи клинья 11 выполнены по длине составными из двух подпружиненных между собой секций и (фиг.5 и 6), при40 чем площадь широкого торца удаленной от упорного кольца 10 секции каждого клина меньше площади смежного с ним торца 1 другой секции Р..

Между смежными секциями клиньев

15 установлены пружины 25 сжатия.

Для обеспечения осе вой фи ксации поперечного стержня 7 на его боковой поверхности выполнена кольцевая проточка 26, стенки j(которой контакти50

0: руют с коническим наконечником 18 ! штыря 17.

До начала завинчивания сваи клинья 11 устанавливают в пазах 13 втулки 3 во взведенное положение (фиг.4 ) и выступающий конец втулки закрывают предохранительным кожухом (не показан).

885436

Установку клиньев во взведенное положение осуществляют следующим образом.-,Отвинчивают винты 9 и с торца втулки 3 снимают упорное кольцо 10. Штырь 17 устанавливают в крайнее нижнее положение, при этом упоры 15 несколько вдвигают в каналы 20 так, чтобы их головки 21 упирались в головку 19 штыря 17. Затем в пазы

13 втулки 3 закладывают клинья 11 1ф так, чтобы их нижние торцы разместились на выступающих в пазах 13 концах упоров 15, после чего на верхние торцы клиньев 11 устанавливают пружины 12 сжатия и к торцу втулки 3 прикрепляют винтами 9 кольЦо 10, сжимая пружины 12. После saвинчивания сваи с секцией 1 с втул- ки 3 снимают защитный кожух и на секцию 1 устанавливают секцию 2. Затем секцию 2 разворачивают вокруг оси так, чтобы отверстия 8 в секции 2 и отверстия 4 в стенках втулки 3 под стержень 7 совпали, после чего в них вводится поперечный стержень gj

7, который при проходе его через патрубок 6 воздействует на конический наконечник 18 штыря 17 и при-. поднимает последний вверх. Головка

19 штыря 17, поднимаясь вместе с ним вверх, выходит из контакта с головками 21 упоров 15. При этом упоры 15 под действием пружин 22 движутся к центру втулки, а концы их, удерживающие клинья 11, утапливаются в каналы 20 и клинья 11 под действием пружин 12 перемещаются в пазах 13 до тех пор, пока их цилиндрические поверхносЖ 6 не войдут в контакт с внутренней поверхностью секции 2. В результате соединение окажется заик:утым и люфт от зазора между втулкой 3 и внутренней поверхностью секции 2 будет устранен.

За.икание соединения в варианте с составными клиньями (фиг.5 и 6) происходит аналогично вышеописанному с той только разницей, что секции 1 клиньев перемещаются в пазах 13 по" средством своих пружин 25, размещен- 50 ных между торцами 1 и 1 смежных секций клиньев.

В варианте с осевой фиксацией поперечного стержня 7 после установки последнего в отверстиях втулки и секции 2 сваи конический наконечник

18 штыря попадает в кольцевую проточку 26 на стержне 7 и, контактируя с ее стенками к удерживает стержень

7 от осевого перемещения.

Процесс замыкания соединения в варианте исполнения, изображенном на фиг.8 и 9, ничем не отличается от описанного выше.

Размыкание стыкового соединения производят выбиванием поперечного стержня 7 из соединенных секций и снятием вверх секции 2, при этом силы трения между поверхностью Ю клиньев I1 и внутренней поверхностью секции 2 способствуют расклиниванию соединения.

Люфт в известном соединении свай обусловливает подвижность верхних секций свай относительно нижних при воздействии на мост, возведенный на сваях, горизонтальных нагрузок от проходимого по нему транспорта и от ветра. В результате вся конструкция со сваями под воздействием толчков и ударов будет колебаться при этом возможна потеря устойчивости моста. Так, например, для секций свай из стандартных труб по

ГОСТ 8732-78 с наружным диаметром

203 мм и толщиной стенок 20 мм максимальный зазор между патрубком и внутренней поверхностью секции, с которой он соединен (при условии, что наружный диаметр втулки равен номинальному внутреннему диаметру трубы может достигать (за сЧет допусков на толщину стенок, внешний диаметр трубы, кривизну и овальность } 3,5 мм, что при длине конца втулки, входящего в соединяемую секцию, равной внешнему диаметру секции (203 мм7 приведет к смещению оси верхней секции сваи относительно нижней до 170 мм при длине секции 4 м.

Кроме того, люфт обусловливает податливость моста. Использование предлагаемого стыкового соединения полых секций винтовых свай для наведения сборно-разборных мостов позволит, по сравнению с известным за счет исключения люфта в зазоре между патрубком и внутренней стенкой соединяемой с ним секции сваи, в несколько раз увеличить их надежность.

При этом определенные затраты на изготовление деталей соединения секций компенсируются повышением надежности всего сооружения..

885436

Дело. в том, что в мостах на винто вых сваях стыковка всех секций свай не требуется. Она необходима только для свай средней части моста, т.е. в наиболее ответственном месте. формула изобретения

1. Стыковое соединение полых телескопически установленных секций винтовых свай, включающее расположенную в полостях стыкуемых секций втулку с отверстиями в стенках, жестко соединенную с одной из секций, размещенный диаметрально во втулке патрубок, пропущенный через отверстия в ее стенках и жестко прикрепленный к ней,и размещенный внутри патрубка поперечный стержень, концы которого заведены в отверстия в стенках другой стыкуемой секции, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения жесткости соединения, оно снабжено закрепленным на одном из торцов втулки упорным кольцом, клиньями, обращенными широкими торцами к упорному кольцу, расположенными между торцами клиньев и упорным кольцом пружинами и размещенным внутри втулки спусковым механизмом, взаимодействующим с клиньями, причем в стенках втулки на ее внешней боковой поверхности образованы продольные пазы под клинья, а в патрубке со стороны спускового механизма образовано окно.

2. Соединение по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что спусковой механизм выполнен в виде размещенных внутри втулки подпружиненных упоров, поперечной перемычки с центральным отверстием, в котором размещен подпружиненный штырь с коническим взаимодействующим с поперечным стержнем через окно в патрубке накопителя на одном конце и головкой на другом, а в стенках втулки образованы сообщаю10 щиеся с пазами поперечные сквозные каналы, в которые заведены концы упоров.

3. Соединение по п.2, о т л и ч .аю щ е е с я тем, что поперечные сквозные каналы в стенках втулки размещены перпендикулярно дну пазов.

4. Соединение по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что клинбя выполнены по длине составными из двух подпружиненных между собой секций, причем площадь широкого торца удаленной от упорного кольца секции каждого клина меньше площади смежного с ним торца другой секции.

5. Соединение по пп. 1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения осевой фиксации поперечного стержня, он имеет кольцевую проточку под конический наконечник штыря, выполненную на его боковой поверхности, Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 600248, кл. Е 02 0 5/52, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2772009/29-33, кл. Е 02 D 5/52, 03.12.79.