ШПУНТОВАЯ СТЕНА

ШПУНТОВАЯ СТЕНА


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2308573 (13) C1

(51) МПК
E02D 5/04 (2006.01)
E02B 3/06 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 29.04.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006118043/03 
(22) Дата подачи заявки: 2006.05.25 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.05.25 
(45) Опубликовано: 2007.10.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2151236 С1, 20.06.2000. RU 2167239 С2, 20.05.2001. RU 2103442 С1, 27.01.1998. SU 1021711 А1, 07.06.1983. US 3402560 А, 24.09.1968. ЕР 0164296 А2, 11.12.1985. СМОРОДИНОВ М.И. Справочник строителя. Свайные работы. - М.: Стройиздат, 1988, с.36-37. 
(72) Автор(ы): Егий Всеволод Павлович (RU); Лосев Леонид Никифорович (RU); Парышев Николай Васильевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Егий Всеволод Павлович (RU); Лосев Леонид Никифорович (RU); Парышев Николай Васильевич (RU) 
Адрес для переписки: 129323, Москва, ул. Снежная, 19, кв.45, В.Л. Солдатову 

(54) ШПУНТОВАЯ СТЕНА

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и предназначено для строительства стен набережных, причалов в речных и морских портах, берегозащитных и тому подобных гидротехнических сооружений, а также подпорных стен различного назначения в других отраслях строительства. Шпунтовая стена собрана из вертикальных элементов волнообразного в плане профиля, каждый из которых имеет в горизонтальном сечении полки, расположенные по разные стороны от продольной оси стены параллельно этой оси со смещением относительно друг друга вдоль продольной оси стены и соединенные между собой поперечными стенками, расположенными под тупым углом к полкам, с образованием крайних поперечных полустенок, имеющих на свободных краях с противоположных боковых сторон элемента соответственно кулачок и обойму, образующие замковые соединения. Каждая обойма расположена на внешней, а каждый кулачок - на внутренней поверхности соответствующих полустенок. В горизонтальном сечении каждого из вертикальных элементов площадь полустенки равна половине площади стенки. Отношение площади полки к площади стенки выдержано в пределах 0,9-2,1 при изменении тупого угла между полкой и стенкой, а также между полкой и полустенкой, от 91 до 150 градусов в зависимости от значения этого угла. Технический результат состоит в сокращении удельной металлоемкости шпунтовой стены при сохранении ее несущей способности. 3 ил., 2 табл. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и предназначено для строительства стен набережных, причалов в речных и морских портах, берегозащитных и тому подобных гидротехнических сооружений, а также подпорных стен различного назначения в других отраслях строительства.

Причальные набережные в виде шпунтовых стен (больверки) могут быть заанкерованные и незаанкерованные, при этом наибольшее распространение получили больверки из металлического шпунта. Кроме большой несущей способности и высоких технико-экономических показателей стены из металлического шпунта характеризуются высокой грунтонепроницаемостью и могут применяться при достаточно плотных и засоренных грунтах основания, в которые погружение шпунта из других материалов затруднительно.

Стена такой конструкции состоит из шпунтовых свай различного профиля, изготовляемых из мартеновской стали. В настоящее время широко применяют шпунтовые сваи из низколегированной стали.

Известна шпунтовая стена, закрепленная к анкерной плите стальными анкерными тягами, расположенными через 1,5-2 м, причем анкерная плита состоит из отрезков металлического шпунта или из железобетонных плит, концы анкерных тяг пропущены через отверстия в металлическом шпунте, обращенном корытообразной частью к засыпке, и закреплены с помощью шайб и гаек к шпунтовой стене и анкерной плите, шпунтовые сваи, находящиеся между анкерными тягами, закреплены болтами к распределительному поясу, состоящему из двух швеллеров, расположенных со стороны засыпки (Гуревич В.Б. Речные портовые гидротехнические сооружения. Москва, «Транспорт», 1969, с.55-56, рис.42).

Такая конструкция шпунтовой стены имеет следующие недостатки:

- большой удельный расход металла (расход металла на единицу площади осевой поверхности шпунтовой стены);

- небольшая ширина шпунта, из-за чего повышается трудоемкость строительства ввиду необходимости подготовительных операций и забивки большого количества шпунтов;

- усложнение конструкции шпунтовой стены и ее строительства в связи с необходимостью анкерных устройств.

С целью увеличения несущей способности стены и сокращения расхода металла применяли конструкции в виде заанкерованных шпунтовых стен, металлический шпунт которых забивался по волнообразной линии (чаще всего по синусоиде), что значительно повышало момент сопротивления стены и поэтому давало возможность применять шпунт более легкого профиля.

В конструкциях в виде незаанкерованных шпунтовых стен при погружении шпунта по волнообразной линии можно увеличивать высоту набережной при использовании шпунта сравнительно легкого профиля.

Подобная незаанкерованная шпунтовая стена, забитая по волнообразной линии, была возведена при строительстве набережной на реке Рейн в районе Дуйсбурга. Набережная высотой 7,85 м состояла из металлического шпунта плоского профиля, забитого на глубину 7,35 м по синусоиде. Шпунтовые сваи до забивки сваривали попарно в виде пакетов. Связь между пакетами осуществлялась сварными швами длиной 0,5 м, расположенными с интервалом в 1 м, и шапочной железобетонной балкой (Гуревич В.Б. Речные портовые гидротехнические сооружения. Москва, «Транспорт», 1969, с.56-57, рис.43а).

Недостатки этой незаанкерованной шпунтовой стены состоят во все еще высоком удельном расходе металла и усложненном производстве работ при ее строительстве.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения по конструктивному выполнению является шпунтовая стена, преимущественно гидротехнического сооружения, собранная из вертикальных элементов волнообразного в плане профиля, каждый из которых имеет в горизонтальном сечении полки, расположенные по разные стороны от продольной оси стены параллельно этой оси со смещением относительно друг друга вдоль продольной оси стены и соединенные между собой поперечными стенками, расположенными под тупым углом к полкам, с образованием крайних поперечных полустенок, имеющих на свободных краях с противоположных боковых сторон элемента соответственно кулачок и обойму, образующие замковые соединения, причем каждая обойма расположена на внешней, а каждый кулачок - на внутренней поверхности соответствующих полустенок (RU 2151236 С1, опубликовано 20.06.2000).

Недостатком этой известной шпунтовой стены является ее достаточно высокая удельная металлоемкость, которая может быть понижена при оптимизации такой конструкции шпунтовой стены.

Задачей настоящего изобретения является сокращение удельной металлоемкости шпунтовой стены при сохранении ее несущей способности.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в шпунтовой стене, преимущественно набережной, причального, берегозащитного и тому подобного гидротехнического сооружения, собранной из вертикальных элементов волнообразного в плане профиля, каждый из которых имеет в горизонтальном сечении полки, расположенные по разные стороны от продольной оси стены параллельно этой оси со смещением относительно друг друга вдоль продольной оси стены и соединенные между собой поперечными стенками, расположенными под тупым углом к полкам, с образованием крайних поперечных полустенок, имеющих на свободных краях с противоположных боковых сторон элемента соответственно кулачок и обойму, образующие замковые соединения, причем каждая обойма расположена на внешней, а каждый кулачок - на внутренней поверхности соответствующих полустенок, согласно изобретению в горизонтальном сечении каждого из вертикальных элементов площадь полустенки равна половине площади стенки, а отношение площади полки к площади стенки выдержано в пределах 0,9-2,1 при изменении тупого угла между полкой и стенкой, а также между полкой и полустенкой, от 91 до 150 градусов в зависимости от значения этого угла, выраженной таблицей 1:

Таблица 1 
Тупой угол между полкой и стенкой (полустенкой), градусы Отношение площади полки к площади стенки 
91-95 2,1-1,9 
95-100 1,9-1,7 
100-105 1,7-1,5 
105-110 1,5-1,4 
110-135 1,4-1,0 
135-150 1,0-0,9 


Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан участок шпунтовой стены, вид сверху; на фиг.2 - график зависимости металлоемкости шпунтовой стены от отношения площадей полки и стенки; на фиг.3 - график зависимости металлоемкости шпунтовой стены от угла между полкой и стенкой.

Шпунтовая стена состоит из вертикальных элементов 1 и 2 волнообразного в плане профиля, каждый из которых имеет в горизонтальном сечении полки 3, расположенные по разные стороны от продольной оси 4 стены параллельно этой оси 4 со смещением относительно друг друга вдоль нее. Полки 3 соединены между собой поперечными стенками 5, расположенными под тупым углом к полкам 3, с образованием крайних поперечных полустенок 6. Полустенки 6 имеют на свободных краях с противоположных боковых сторон элементов 1 и 2 соответственно кулачок 7 и обойму 8, образующие замковые соединения, причем каждая обойма 8 расположена на внешней, а каждый кулачок 7 - на внутренней поверхности соответствующих полустенок 6. В горизонтальном сечении каждого из вертикальных элементов 1 и 2 площадь полустенки 6 равна половине площади стенки 5.

Для решения задачи оптимизации конструкции шпунтовой стены и сокращения ее удельной металлоемкости при сохранении ее несущей способности были проведены исследования, результаты которых, приведенные в таблице 2, позволили выявить зависимость удельной металлоемкости шпунтовой стены рассматриваемой конструкции от параметров формы профилей ее вертикальных элементов 1 и 2, о чем свидетельствуют графики, показанные на фиг.2 и фиг.3, и на основе последних определить области соответствия параметров формы профилей ее вертикальных элементов 1 и 2: отношения площади полки 3 к площади стенки 5 и угла между полкой 3 и стенкой 5.

Таким образом, было установлено, что в горизонтальном сечении каждого из вертикальных элементов 1 и 2 отношение площади полки 3 к площади стенки 5 должно быть выдержано в пределах 0,9-2,1 при изменении тупого угла между полкой 3 и стенкой 5, а также между полкой 3 и полустенкой 6, от 91 до 150 градусов в зависимости от значения этого угла , выраженной таблицей 1, что обеспечивает минимальную удельную металлоемкость шпунтовой стены рассматриваемой конструкции.

Таблица 2 
Параметры шпунтовых профилей, образующих стену с удельным моментом сопротивления w=3000 см3/м 
Размеры сечения профиля, мм Угол между полкой и стенкой Отношение

1 Отношение

2 Расход стали на шпунтовую стену 
ширина высота ширина полки толщина полки ширина стенки толщина стенки 
b h bf tf l w tw , град bft f/lwtw b/h кг/м 2 
Группа 1. Профили с эффективным сочетанием параметров и 1 
402,4 387,6 402,4 13,4 387,6 6,5 90,0 2,15 1,04 154,1 
438,6 413,1 402,4 13,4 414,7 6,9 95,0 1,88 1,06 148,0 
484,3 437,9 407,1 13,6 444,6 7,4 100,0 1,68 1,11 143,0 
538,5 460,8 415,1 13,8 477,1 7,9 105,0 1,51 1,17 139,0 
600,7 481,2 425,6 14,2 512,0 8,5 110,0 1,38 1,25 136,0 
670,5 498,1 438,3 14,6 549,6 9,2 115,0 1,27 1,35 133,9 
748,4 511,1 453,3 15,1 590,1 9,8 120,0 1,18 1,46 132,7 
835,0 519,3 471,4 15,7 633,9 10,6 125,0 1,11 1,61 132,6 
931,5 522,3 493,2 16,4 681,8 11,4 130,0 1,05 1,78 133,6 
1039,5 519,5 519,9 17,3 734,7 12,2 135,0 1,00 2,00 136,0 
1161,1 510,7 552,5 18,4 794,5 13,2 140,0 0,97 2,27 139,8 
1298,7 495,3 591,3 19,7 863,6 14,4 145,0 0,94 2,62 145,5 
1455,4 473,2 635,8 21,2 946,5 15,8 150,0 0,90 3,08 153,2 
Группа 2. Профили группы 1 с размерами, выраженными в целых миллиметрах (значение w=3000 см 3/м выдержано) 
420 383 406 14 383 7 92,1 2,12 1,10 156,4 
450 397 420 14 398 7 94,3 2,11 1,13 151,1 
450 417 392 14 421 7 97,9 1,86 1,08 147,2 
520 419 420 15 431 8 103,4 1,83 1,24 147,1 


Таблица 2 (Продолжение) 
Размеры сечения профиля, мм Угол между полкой и стенкой Отношение

1 Отношение

2 Расход стали на шпунтовую стену 
ширина высота ширина полки толщина полки ширина стенки толщина стенки 
b h bf tf l w tw , град bft f/lwtw b/h кг/м 2 
540 454 420 14 470 8 104,8 1,56 1,19 140,1 
650 481 435 15 527 9 114,1 1,38 1,35 136,1 
670 482 450 15 530 9 114,5 1,42 1,39 135,0 
750 515 450 15 596 10 120,2 1,13 1,46 133,0 
840 516 464 16 639 11 126,1 1,06 1,63 135,0 
930 504 510 17 656 11 129,8 1,20 1,85 134,1 
1050 528 510 17 755 13 135,7 0,88 1,99 138,2 
1160 493 551 19 783 14 141,0 0,95 2,35 145,0 
1450 476 630 21 948 16 149,9 0,87 3,05 153,7 
Группа 3. Профили с произвольным сочетанием параметров и 1 
450 390 420 14 391 8 94,4 1,88 1,15 157,2 
450 425 390 13 429 9 98,0 1,31 1,06 155,8 
450 384 420 14 385 9 94,5 1,70 1,17 163,0 
450 347 450 15 347 9 90,0 2,16 1,30 172,2 
450 417 390 13 421 10 98,2 1,20 1,08 161,9 
550 497 390 13 522 9 107,8 1,08 1,11 139,6 
700 449 480 16 500 10 116,1 1,54 1,56 142,2 
800 519 450 15 626 12 124,0 0,90 1,54 139,9 
900 449 540 18 576 12 128,7 1,41 2,00 145,0 
1000 574 450 15 795 14 133,8 0,61 1,74 140,3 
1200 463 600 20 758 14 142,3 1,13 2,59 147,9 
1200 407 660 22 676 14 143,0 1,53 2,95 156,9 






ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Шпунтовая стена, преимущественно набережной, причального, берегозащитного и тому подобного гидротехнического сооружения, собранная из вертикальных элементов волнообразного в плане профиля, каждый из которых имеет в горизонтальном сечении полки, расположенные по разные стороны от продольной оси стены параллельно этой оси со смещением относительно друг друга вдоль продольной оси стены и соединенные между собой поперечными стенками, расположенными под тупым углом к полкам, с образованием крайних поперечных полустенок, имеющих на свободных краях с противоположных боковых сторон элемента соответственно кулачок и обойму, образующие замковые соединения, причем каждая обойма расположена на внешней, а каждый кулачок - на внутренней поверхности соответствующих полустенок, отличающаяся тем, что в горизонтальном сечении каждого из вертикальных элементов площадь полустенки равна половине площади стенки, а отношение площади полки к площади стенки выдержано в пределах 0,9-2,1 при изменении тупого угла между полкой и стенкой, а также между полкой и полустенкой, от 91 до 150° в зависимости от значения этого угла: при угле от 91 до 95° отношение меняется от 2,1 до 1,9, при угле от 95 до 100° - от 1,9 до 1,7, при угле от 100 до 105° - от 1,7 до 1,5, при угле от 105 до 110° - от 1,5 до 1,4, при угле от 110 до 135° - от 1,4 до 1,0, при угле от 135 до 150° - от 1,0 до 0,9.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru