PL177858B1 - Przewód do prowadzenia płynu pod ciśnieniem - Google Patents

Abstract

1 Przewód do prowadzenia plynu pod cisnieniem, za- wierajacy rurowa oslone, przytwierdzona na sztywnej plycie podstawowej z materialu formowanego, skladajaca sie z wie- lu sasiadujacych ze soba paneli, z których kazdy tworzy frag- ment cienkiej sciany, przy czym oslona zawiera, w przekroju poprzecznym, przynajmniej cztery segmenty, z których kaz- dy tworzy fragment cienkiej sciany, odpowiednio dolny seg- ment, umieszczony na górnej powierzchni sztywnej plyty i do niej przymocowany, dwa boczne segmenty oraz z przynaj- mniej jednego górnego segmentu laczacego górne krawedzie bocznych segmentów i zamykajacego rurowa oslone, zna- mienny tym, ze sztywna plyta (2) polaczona jest z dwoma elementami podporowymi (5 , 5'), z których kazdy przymoco- wany jest u podstawy do odpowiedniego boku plyty (2) i zwrócony jest powyzej poziomu górnej powierzchni (23) plyty (2), swa wewnetrzna powierzchnia (51, 51') w strone oslony (1) oraz tym, ze kazdy boczny segment (3, 3') jest umieszczony na wewnetrznej powierzchni (51, 51') odpo- wiedniego elementu podporowego (5, 5') i do niej przymoco- wany, zas kazda powierzchnia (51, 51'), o profilu sprzezonym z profilem bocznego segmentu (3, 3') który jest na nia nalozo- ny, wystaje ponad poziom górnej powierzchni (23) plyty (2) do wysokosci (H2), dostatecznej dla utrzymania sztywnosci tego bocznego segmentu (3, 3') na calej jego wysokosci (H 1) F I G . 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest przewód do prowadzenia płynu pod ciśnieniem o bardzo szerokich przekrojach, w szczególności do transportowania płynu pod wysokim ciśnieniem, które przykładowo może przekraczać 10 barów. Wynalazek dotyczy w szczególności konstrukcji wzmocnionych przewodów do stacji hydroelektrycznych, obwodów zasilania wody i obwodów ściekowych, jednakże może również nadawać się do transportowania gazu pod ciśnieniem, przykładowo do sieci gazociągowej lub do miejskich systemów grzejnych.

W ogólności, przewód o szerokim przekroju jest utworzony poprzez przestrzenną rurową osłonę, która może być wykonana z materiału formowanego, takiego jak beton lub z metalu. Jeżeli przewód taki ma wytrzymywać wysokie ciśnienie wewnętrzne, to korzystne jest, aby jego konstrukcja była z metalu, ponieważ wówczas można będzie go wykonać ze stosunkowo lekkich, łatwych do obsługi, usytuowanych w sąsiedztwie paneli, które mogąbyć zespawane razem dla utworzenia zamkniętej rurowej obudowy o ogólnie przekroju okrągłym, która będzie szcze4

177 858 golnie dobrze przeciwstawiała się naprężeniom, wytwarzanym przez przyłożenie ciśnienia wewnątrz niego.

W ten sposób sązwykle wytwarzane przewody, stosowane w instalacjach hydroelektrycznych.

Jednakże, przewód taki musi zwykle być położony na ziemi, w zasadzie z zastosowaniem rozstawionych w odstępach podpór, i ponieważ ma on dobre własności odpornościowe w przypadku wystąpienia ciśnienia wewnętrznego, ale z drugiej strony ma on tendencję do odkształcania w przypadku braku takiego ciśnienia, podczas montażu lub nawet po prostu ciśnienia zredukowanego. Tego rodzaju odkształcenie nadające przewodowi kształt owalny jest niekorzystne zwłaszcza podczas montażu od rozmaitych paneli, które dla uniknięcia takiego odkształcenia muszą zwykle być montowane na szablonie o pożądanym przekroju przed zespawaniem.

Niebezpieczeństwo odkształcenia jest nawet większe w przypadku bardzo szerokich przekrojów, przykładowo kilku metrów kwadratowych. Można stosować rurowe elementy składowe ze wzmocnionego betonu, które dająkorzyść utrzymywania swego kształtu po położeniu na ziemi i podparciu, jednakże dla przekrojów szerokich elementy takie są ciężkie i kłopotliwe. Ponadto przewody o przekroju okrągłym, które po prostu leżą na swej dolnej powierzchni, wywierają znaczny miejscowy nacisk na ziemię, który w wyniku efektu wgniatania prowadzi do zróżnicowanego osiadania, co stwarza dodatkowe problemy. Ponadto trudne jest wykonanie połączeń pomiędzy sąsiednimi elementami składowymi, które to połączenia będą wystarczająco szczelne pod względem przeciekania dla wytrzymywania bardzo wysokiego ciśnienia.

Dla rozwiązania tych problemów, opracowano rozwiązanie przedstawione w opisie patentowym FR-A-2,685,304, dotyczące konstrukcji mieszanych przewodów, wykonanych z metalowej rurowej osłony, mającej przekrój który jest ukształtowany koliście w jednej części z zasadniczo wypoziomowaną dolną częścią, która jest nakładana i przytwierdzana na płycie ze wzmocnionego lub wstępnie naprężonego betonu. W ten sposób tego rodzaju przewód łączy w sobie korzyści, wynikające z konstrukcji metalowej i konstrukcji betonowej, ponieważ metalowa część kolista podlega jedynie natężeniom rozciągającym i dlatego może mieć stosunkowo cienką ścianę, zaś dolna część jest nałożona na płytę, która może być zaprojektowana odpowiednio do wytrzymywania wytwarzanych naprężeń zginających i która również rozkłada obciążenie na szerokiej powierzchni, co redukuje naprężenia przykładane do ziemi i niebezpieczeństwo osiadania.

Rozwiązanie według opisu patentowego FR-A-2,685,304 opisuje kilka szczególnie korzystnych sposobów konstrukcji. Ten rodzaj przewodu całkowicie wytrzymuje naprężenia wewnętrzne, wywierane podczas pracy przez transportowany płyn, nawet w przypadku bardzo wysokiego ciśnienia. Jednakże, może on również być poddawany oddziaływaniu naprężeń zewnętrznych, które są wywierane przykładowo przez warstwę wypełniającą, pod którąjest zakopany przewód lub po prostu przez ciśnienie atmosferyczne, w przypadku zmniejszenia lub odcięcia ciśnienia wewnętrznego.

Dla nadania lepszej odporności na naprężenia zewnętrzne, opis FR-A-2,685,304 proponuje nadanie przewodowi kształtu półokrągłego. Jednakże, średnica takiego przewodu w sposób oczywisty stanowi dwukrotność średnicy przewodu o przekroju kolistym dla tej samej wielkości przepływu. Tym samym zwiększony jest tor przewodu, a w konsekwencji szerokość rowu w którym jest on ułożony.

Jak wspomniano w opisie FR-A-2,685,304, w niektórych przypadkach jest możliwe przybliżanie przekroju kolistego dla pokrycia odcinka większego niż 180° tak dalece, jak to tylko jest możliwe, który to obszar może stanowić przykładowo trzy ćwiartki, przez co jest zredukowana szerokość płyty betonowej.

Jednakże, przez zwiększenie odcinka objętego przez część kolistą, wzrasta również niebezpieczeństwo odkształcenia, zwłaszcza dla paneli bocznych, podczas montażu, tak że trudne jest ustawienie tych paneli w jednej linii dla spawania, i w praktyce jest konieczne zastosowanie szablonu.

Ponadto, przewód ten musi być umieszczony na wkopanych fundamentach, w których wypoziomowanie nie jest bardzo precyzyjne. Wymagane jest maksymalne uproszczenie obsługi i podpierania na miejscu układania przewodu.

ΠΊ 858

Tak samo, nawet w przypadku przewodu pracującego, redukcja ciśnienia wewnętrznego lub nawet opróżnienie może spowodować opadnięcie części metalowej pod obciążeniem nasypu.

Według wynalazku rozwiązano te problemy przez zastosowanie nowego sposobu konstrukcji, który rozwiązuje wspomniane powyżej niedogodności, a jednocześnie utrzymuje korzyści stanu techniki.

Przewód do prowadzenia płynu pod ciśnieniem wewnętrznym, zawierający rurowąosłonę, przytwierdzoną na sztywnej płycie podstawowej z materiału formowanego, składającą się z wielu sąsiadujących ze sobą paneli, z których każdy tworzy fragment cienkiej ściany, przy czym osłona zawiera, w przekroju poprzecznym, przynajmniej cztery segmenty, z których każdy tworzy fragment cienkiej ściany, odpowiednio: dolny segment, umieszczony na górnej powierzchni sztywnej płyty i do niej przymocowany, dwa boczne segmenty oraz z przynajmniej jednego górnego segmentu łączącego górne krawędzie bocznych segmentów i zamykającego rurowąosłonę, według wynalazku charakteryzuje się tym, że sztywna płyta połączona jest z dwoma elementami podporowymi, z których każdy przymocowany jest u podstawy do odpowiedniego boku płyty i zwrócony jest powyżej poziomu górnej powierzchni płyty, swą wewnętrzną powierzchnią w stronę osłony oraz tym, że każdy boczny segment jest umieszczony na wewnętrznej powierzchni odpowiedniego elementu podporowego i do niej przymocowany, zaś każda powierzchnia, o profilu sprzężonym z profilem bocznego segmentu, który jest na nią nałożony, wystaje ponad poziom górnej powierzchni płyty do wysokości, dostatecznej dla utrzymania sztywności tego bocznego segmentu na całej jego wysokości.

Korzystnie wysokość górnych krawędzi bocznych segmentów jest dobrana odpowiednio dla nadania górnemu segmentowi, rozpiętemu pomiędzy tymi górnymi krawędziami, wystarczającej sztywności.

Obydwa elementy podporowe są korzystnie ułożone na ziemi przy każdym boku płyty, przy czym każdy leży na podstawie o poziomej dolnej powierzchni, zaś każdy z nich jest ograniczony, poniżej poziomu górnej powierzchni płyty i na jej boku, przez wewnętrzną powierzchnię boczną, której przynajmniej część jest przyłożona do przynajmniej jednej odpowiedniej części przeciwległej powierzchni bocznej płyty, przy czym te boczne powierzchnie płyty elementów podporowych mają profile sprzężone.

Wspomniane sprzężone powierzchnie boczne każdego elementu podporowego i płyty mogą mieć profil schodkowy, tworzący wzdłuż tych sprzężonych powierzchni bocznych odpowiednio części wystające i wgłębione, które wzajemnie się sprzęgają, przy czym te sprzężone powierzchnie boczne elementów podporowych płyty korzystnie zawierają w swej części środkowej część tworzącą kąt mniejszy niż 45° z linią poziomą, zaś wewnętrzna powierzchnia boczna każdego elementu podporowego może zawierać przy swej podstawie dolny wystający wieniec, który wchodzi poniżej odpowiadającego wieńca, utworzonego w górnej części odpowiedniej bocznej powierzchni płyty.

Każdy element podporowy jest korzystnie połączony z płytą za pomocą środków łączących, przez przyłożenie do siebie przynajmniej odpowiednich części sprzężonych powierzchni bocznych, zaś środki łączące dwa elementy podporowe z płytą stanowią liczne poprzeczne sprężające kable, przechodzące przez ustawione wjednej linii osłony utworzone wewnątrz elementów podporowych i płyty podczas odlewania i biegnące zasadniczo równolegle do odpowiednich części osłony, przy czym te sprężające kable zaczepione są po naprężeniu o podkładki utworzone na elemencie podporowym podczas odlewania, przy wylocie z tych osłon, bądź też środki łączące elementy podporowe z płytą stanowią liczne kołki biegnące poprzecznie tak daleko, jak sprzężone części powierzchni bocznych i rozmieszczone wzdłuż długości każdego elementu, przy czym każdy kołek jest oparty na elemencie podporowym i na płycie.

Każdy wzajemnie blokujący kołek przechodzi korzystnie przez linię otworów w elemencie podporowym i płycie i ma wewnętrzny koniec osadzony w płycie i głowicę ustawionąna elemencie podporowym, lub odwrotnie.

Kołki mogąbyć umieszczane od zewnątrz, przy czym każdy opiera się głowicą na zewnętrznej bocznej powierzchni elementu podporowego.

177 858

Płyta korzystnie ma grubość mniejszą niż odległość pomiędzy dolną częścią ściany osłony a ziemią i jest podparta poprzez swe górne wieńce na dwóch otaczających elementach podporowych, zaś kołki mogąbyć umieszczane od wewnątrz osłony i przechodząprzez części, przy czym każdy kołek jest podparty swoją głowicą na górnej powierzchni płyty.

Według innej korzystnej cechy wynalazku, kołki sąprzedłużone tak, że dosięgają wywierconych otworów, utworzonych w leżącym pod spodem gruntem i są w nich osadzone.

W innym wariancie, boczne krawędzie dolnego segmentu bocznego cienkiej ściany i odpowiednie boczne krawędzie dolnego segmentu nałożonego na płytę są nieco oddalone z każdej strony od łączącej płaszczyzny pomiędzy elementem podporowym a płytą, pozostawiając przy każdym boku tej płaszczyzny szczelinę przykrytą łącznikiem, spawanym po zamontowaniu do bocznego segmentu i dolnego segmentu.

Krawędź segmentu bocznego i krawędź dolnego segmentu są korzystnie wyposażone w wygięte części ograniczające szczelinę, w której jest umieszczony łącznik.

W korzystnym wariancie realizacji wynalazku, szerokość górnego segmentu cienkiej ściany osłony, zamykającego osłonę od góry, jest większa, niż odległość pomiędzy górnymi krawędziami bocznych segmentów, tak że nieco na nie zachodzi, przy czym, po zmontowaniu segmentów na obu powierzchniach, wewnętrznej i zewnętrznej, cienkiej ściany osłony, wykonane są dwie sporny wzdłuż krawędzi każdego segmentu bocznego i górnego.

Przedmiot wynalazku zostanie uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok perspektywiczny odcinka przewodu według wynalazku, fig. 2 przekrój przewodu wykonanego zalecanym sposobem konstrukcji, fig. 3 - szczegółowy widok perspektywiczny poprzecznego połączenia montażowego, fig. 4 i fig. 5 - szczegółowe przekroje ukazujące inne sposoby montażu połączenia pomiędzy elementem podporowym a płytą, a fig. 6 przekrój przez następne rozwiązanie konstrukcji przewodu.

Na figurze 1 pokazano odcinek przewodu według wynalazku, który zawiera metalową rurową osłonę 1 przytwierdzoną na sztywnej płycie ze wzmocnionego betonu 2, która zawiera wypoziomowaną powierzchnię dolną 21, dwie powierzchnie boczne 22,22' i powierzchnię górną 23.

Osłonajest ułożona na wypoziomowanej, ściśniętej powierzchni, która może przykładowo stanowić dno B rowu C, przy czym po zbudowaniu, osłona może być pokryta materiałem wypełniającym.

Rurowa osłona 1 jest ograniczona cienką ścianą metalową, całkowicie zamkniętą w swym przekroju, która zawiera dolną część 11 nałożoną na górną powierzchnię 23 płyty 2 i górną część 12 o kształcie cylindrycznym wycentrowanym na podłużnej osi 10.

Dolna' część 11, która biegnie pomiędzy dwiema bocznymi krawędziami 24, 24' płyty 2, jest pozioma lub' lekko zakrzywiona. Górna część 12 w przekroju pokrywa obszar kolisty i sięga pomiędzy krawędziami bocznymi 24, 24' pod kątem A większym niż 180°.

Metalowa rurowa osłona 1 jest wykonana z sąsiadujących paneli, zespawana wzdłuż sąsiadujących boków, które normalnie w przekroju pokrywają cztery segmenty ściany, a mianowicie jeden segment dolny 11 przechodzący przez długość płyty 2 pomiędzy dwiema bocznymi krawędziami 24,24'tej płyty, i trzy segmenty 13,13', 14, tworzące górną część 12 osłony, odpowiednio dwa segmenty boczne 3, 3' i górny segment 4.

Każdy segment boczny 3, 3' wznosi się pionowo pomiędzy dolną krawędzią 31 przechodzącą na odcinku odpowiedniej krawędzi bocznej 24 dolnej części 11, a górną krawędzią 32 umieszczoną na wysokości H1 ponad tą boczną krawędzią 24.

Górny element 4 pokrywa łuk, którego rozpiętość jest trochę większa niż odległość pomiędzy górnymi krawędziami 32,32'bocznych segmentów 3,3', tak że koniec 41,41' górnego segmentu 4 przykrywa na pewnej odległości końce 32, 32' bocznych segmentów 3, 3'.

Górny segment 4 tworzy zatem metalową kopułę, spoczywającą na dwóch bocznych segmentach 3, 3', które mogąbyć zawieszone na dźwigniowym pręcie albo za pomocą zacisków, które sąprzytwierdzone na bocznych zakończeniach 41,41' lub poprzez haki osadzone na miejscach kotwiących, utworzonych w tym celu na metalowej kopule.

177 858

Jednakże, wysokość H1 górnych końców 32 bocznych segmentów 3 jest tak określona, że odległość D pomiędzy bocznymi końcami 41,41 kopuły jest wystarczająco krótka dla umknięcia jej nadmiernego odkształcenia pod własnym ciężarem, z uwzględnieniem rodzaju metalu, który tworzy metalową ścianę, jej grubości i jej sztywności.

Według głównej cechy wynalazku, każdy boczny segment 3, 3' jest nałożony na element podporowy 5, 5', wykonany z przedłużonego odcinka wzmocnionego i/lub wstępnie naprężonego betonu, który może być umieszczony w sąsiedztwie płyty 2 i zawiera zakrzywionąpowierzchnię 51, której profil jest sprzężony z profilem bocznego segmentu 3, który może być nałożony i przytwierdzony do elementu podporowego 5, wzdłuż całej długości powierzchni 51. Ta ostatnia sięga ponad główną częścią długości bocznego segmentu 3 od jego dolnego końca 31. W ten sposób, jedynie krótki odcinek 33 bocznego segmentu 3 wznosi się w górę odpoziomu górnego końca 52 elementu podporowego 5 i sięga po górny koniec 32 elementu 3. Wysokość H2 powierzchni podporowej 51 jest określona w taki sposób aby utrzymać sztywność bocznego segmentu 3 na jego całej wysokości, przy czym długość nadwieszonego końca 33 jest wystarczająco krótka, tak aby nie odkształcał się on nawet pod ciężarem górnej kopuły 4.

W razie potrzeby, można wkręcić do górnej powierzchni 52 elementu podporowego 5 zwory podpierające 34 w kształcie zakrzywionych prętów narożnych, dla utrzymania sztywności końca 33 bocznego segmentu 3.

W tego rodzaju konstrukcji, płyta 2, podobnie jak elementy podporowe 5,5', jest wykonana ze wstępnie wytworzonych części, umieszczonych końcami do siebie. Segmenty cienkiej ściany 3,11 mogąbyć połączone podczas odlewania z częściami w betonie 5,2, które sąkorzystnie odlewane płasko. Każda powierzchnia metalowa 3,11 tworzy zatem podstawę odlewniczą i jest wyposażona w wystające miejsca kotwiące 17, które są zatopione w betonie podczas odlewania. Po odlaniu, element betonowy wyposażony w odpowiedniąpowierzchnię metalowąjest odwracany dla utworzenia płyty 2 lub umieszczany pionowo dla utworzenia elementu podporowego 5, 5'.

Przewód taki może być wykonywany w miarę postępu robót, w kolejnych odcinkach, w następujący sposób:

- zakrzywione elementy cienkiej ściany są przycinane i kształtowane, pokrywając odpowiednio przynajmniej cztery segmenty obwodu rurowej osłony 1, a mianowicie odpowiednio dwa segmenty boczne 3, dolny segment 11 i górny segment 4,

- w miarę postępu, i w pożądanych ilościach, przygotowywane są dwa rodzaje wstępnie wytworzonych elementów ze wzmocnionego betonu, z których każdy jest wyposażony na jednej powierzchni w segment cienkiej ściany tworzący jednąwnękę osadzonąw betonie, a mianowicie odpowiednio elementy płyty 2 ze wzmocnionego betonu pokryte dolnym segmentem 11 i elementy podporowe 5, mające zakrzywioną powierzchnię pokrytą bocznym segmentem 3,

- te wstępnie wytworzone elementy zostają dostarczone na miejsce w pożądanych ilościach dla wybudowania nowego odcinka przewodu, dla kontynuowania już wybudowanej części, po czym element płyty 2 jest umieszczany na leżącej powierzchni B z dwoma elementami podporowymi 5, 5', ustawionymi w jednej linii z odpowiednimi elementami już ułożonej części i przez przyłożenie do siebie zwróconych powierzchni bocznych elementów podporowych 51 płyty 2,

- wykonuje się spawanie zarówno pomiędzy segmentami 11,3, 3' odcinka który już został ułożony wzdłuż dolnych boków 31, 31' i górnych boków 32, 32', i w poprzecznej płaszczyźnie połączenia P, pomiędzy każdym segmentem 3,11 nowego odcinka i odpowiednimi segmentami 3a, 11a już ułożonej wzdłuż sąsiadujących boków,

- umieszcza się górny segment ściany 4 na górnych końcach 32, 32' segmentów bocznych 3, 3' i każdy górny segment 4 przyspawywuje się podłużnie do segmentów bocznych 3, 3' i poprzecznie do górnego segmentu już ułożonej części.

Korzystnie każdy element podporowy 5 spoczywa bezpośrednio na ziemi na swej poziomej powierzchni 53 i jest wyposażony, poniżej powierzchni nakładania 51 segmentu 3, w powierzchnię podporowa54, którajest przykładana do odpowiedniej powierzchni bocznej 22 płyty 2.

Nakładanie elementów podporowych 5 na płycie 2 można przeprowadzać przykładowo za pomocą licznych kołków 6 przepuszczanych przez otwory 60, utworzone w dolnej części ele8

177 858 mentów podporowych 5, 5', których końce 61 są wkręcone do nagwintowanych otworów 62 utworzonych we wkładkach, które są osadzone podczas odlewania na bokach płyty 2. Jednakże, jest również możliwe stosowanie prętów przechodzących przez całąjednostkę utworzoną przez płytę 2 i dwa elementy podporowe 5.

W najprostszym rozwiązaniu konstrukcji pokazanej na fig. 1, dwie boczne powierzchnie 22, 22'płyty 2 są poziome i stanowiąpowierzchnie podporowe 54,54' elementów podporowych 5,5'.

Na figurze 2 pokazano ulepszonąkonstrukcję, w której boczne powierzchnie 22,22 płyty 2 i sprzężone powierzchnie 54, 54' elementów podporowych 5 mają profil rozstawiony, zawierający w swej środkowej części nachylone lub poziome powierzchnie, odpowiednio 25,55, które są wzajemnie zblokowane dla uniknięcia względnego ruchu elementów podporowych względem płyty.

Należy zauważyć, że rozstawione powierzchnie 22, 54 mogą korzystnie być wzmocnione metalowymi ścianami, które służą jako jedna wnęka i zapewniają właściwe nałożenie dwóch sprzężonych powierzchni jedna na drugą, a także pozwalają na uniknięcie niebezpieczeństwa podczas manewrowania wstępnie wytworzonymi elementami.

Według powyższych zaleceń, elementy podporowe 5,5' sąprawidłowo ułożone na miejscu przez wzajemne zblokowanie z bokami płyty 2, bez niebezpieczeństwa przemieszczenia w stosunku do niej, co pozwala na wytworzenie korzystnych warunków spawania, dla montażu z bocznymi segmentami 3, 3' i dolnym segmentem 11 cienkiej ściany.

Dla polepszenia tego połączenia, korzystne jest zakończenie dolnej krawędzi 31 każdego segmentu bocznego 3,3' i przeciwległej krawędzi 11' dolnego segmentu 11 w pewnej odległości od każdego boku płaszczyzny łączącej Q pomiędzy płytą a elementem podporowym, w taki sposób aby pozostawić dwie ustawione w jednej linii szczeliny 36,16 o grubości zasadniczo podobnej do grubości cienkiej ściany, w której jest umieszczona wkładka łącząca 7, wykonana z pasu metalu o tej samej grubości i wygięta pod kątem, dla utworzenia dwóch skrzydeł 7172 łączących się stycznie odpowiednio z dolnym końcem bocznego segmentu 3 i odpowiednim końcem dolnego segmentu 11 cienkiej ściany.

Jak pokazano na fig. 2, dwa boki 36,37 szczeliny mogą być utworzone z odgiętych części, utworzonych wzdłuż zakończeń, zwróconych w stronę cienkościennych segmentów 3, 11.

W ten sposób każda wkładka łącząca 7 zapewnia ciągłość metalowej ściany, a jedyny wewnętrzny występ stanowią linie spawane 73, 73', utworzone pomiędzy bocznymi krawędziami wkładki łączącej 7 i wewnętrznymi krawędziami wygiętych części 36,16 bocznego segmentu 3 i odpowiednio, dolnego segmentu 11.

Wzdłuż poprzecznych połączeń 35 pomiędzy sąsiednimi elementami, segmenty metalowe mogą być przyspawane końcami do siebie. W szczególności, jak pokazano na fig. 1, element podporowy z betonu 5 nie musi koniecznie pokrywać całej długości odpowiedniej metalowej ściany 30, przez co może ona wystawać ponad końce dla ułatwienia spawania.

Jednakże jest również możliwe, jak pokazano na fig. 3, zastosowanie wygiętych części 37, 37a na końcach sąsiednich segmentów 3,3a, 11, 11a dla ograniczenia szczeliny, w której umieszczony jest pasek 77 wkładki łączącej. Pasek ten może być umieszczony na zewnątrz dla ułatwienia jego montażu lub od wewnątrz, podobnie jak podłużne paski 71, jeżeli będzie celowe uniknięcie wystających części wewnątrz przewodu.

Dla uniknięcia spawania poprzecznego jest możliwe ustawienie schodkowe poprzecznych płaszczyzn połączenia, zarówno pomiędzy bocznymi segmentami 3, 3a jak i pomiędzy górnymi segmentami 4, 4a i dolnymi segmentami 11, 11a.

Należy zauważyć, że nałożenie na siebie bocznych powierzchni 22, 54 płyty i elementów podporowych może być dokonane poprzez jedną część 22a, 54a tych powierzchni, w których są wykonane otwory na kołki 6, z umieszczonymi przyciskami uszczelkami 64 otaczającymi kołek.

Każdy kołek 6 jest korzystnie prostopadły do powierzchni nakładania 22a, 54a, jak pokazano na fig. 2. Jednakże, w niektórych przypadkach może być korzystne pochylenie kołka 6 w stosunku do powierzchni nakładania 22a, 54a, jak pokazano na fig. 4.

1ΊΊ 858

Dla zmniejszenia ciężaru płyty 2 i dla polepszenia jej odporności na naprężenia wyginające wytwarzane poprzez przykładanie ciśnienia wewnętrznego, korzystne jest poddanie jej wstępnemu naprężeniu poprzecznemu.

W tym przypadku, kąty 6 służą zasadniczo do prowizorycznego przytrzymywania elementów podporowych 5, które są ostatecznie przyłączane do płyty 2 za pomocą wstępnie naprężonych kabli 8, które otaczają dolną część przewodu przez przepuszczenie poprzez wnęki 80 zbudowane podczas odlewania w płycie 2 i elementach podporowych 5, i które łączą się stycznie w płaszczyznach połączenia. Każdy wstępnie naprężony kabel 8 jest wyposażony w głowicę kotwiącą 81, która jest ustawiona na odpowiedniej powierzchni 57, utworzonej na zewnętrznym boku elementu podporowego 5, prostopadle do kierunku kabla przy jego wylocie.

W płycie 2 można również utworzyć wnęki 83 równoległe do osi 10 przewodu, i w razie potrzeby, w elementach podporowych 5 dla umożliwienia przejścia kabli 82, które po zaciśnięciu łączą razem sąsiednie odcinki przewodu, z całkowitym wstępnym naprężeniem podłużnym, dającym w szczególności lepszą odporność na zróżnicowane osiadanie.

W górnej części, jak wspomniano powyżej, każda kopuła 4 posiada szerokość, która jest większa niż odległość pomiędzy głównymi końcami 32,32'bocznych segmentów 3,3', tak że je przykrywa, zaś linie spawania 74, 75 są wykonane od wewnątrz wzdłuż krawędzi 32, 32' bocznych segmentów 3, 3', i na zewnątrz, wzdłuż krawędzi 4, 4' kopuły 4.

Dla polepszenia stabilności elementów podporowych 5 korzystne może być umieszczenie przy ich podstawie klockowo ukształtowanych części, które wystają na zewnątrz, dla poszerzenia dolnej powierzchni 53 każdego elementu 5.

Klocki takie polepszająstabilność elementu podporowego 5 przez zapobieganie jego przewróceniu się na zewnątrz przed jego podparciem.

Wynalazek nie jest ograniczony do szczegółów konstrukcji opisanych powyżej, i należy uwzględnić, że można stosować inne odmiany, które nie wykracziy^poza zakres ochrony wyznaczony przez zastrzeżenia patentowe.

Przykładowo, w następnym rozwiązaniu konstrukcji z zastosowaniem tak zwanej technologii „betonu ograniczonego”, każda płyta 2 ma ograniczone wszystkie powierzchnie przez zamknięte ściany metalowe pokrywające nie tylko główną powierzchnię 11 ale również dolną powierzchnię 21 i powierzchnię boczną 22, tak aby utworzyć wydrążoną poduszką wypełnioną betonem pod niewielkim nadciśnieniem, dla skompensowania sił wypychających. W tym przypadku można pominąć elementy wzmacniające, ponieważ sąone zastąpione ścianami poduszki.

Płyta 2 może również być odlewana na miejscu, w miarę postępu robót, pomiędzy dwiema osłonami lub inaczej pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami 54,54'elementów podporowych 5,5'. W tym przypadku, dolna część 11 metalowej ściany może być wykonana z ciętych segmentów, które są wkładane do betonu przez jego zestaleniem. Uprzednio odlana płyta betonowa może również być wyposażona w wydrążone przestrzenie wypełnione zaprawą murarską, do której są włożone części kotwiące przyspawane do dolnej powierzchni każdego segmentu ściennego 11, a następnie pomiędzy metalowy segment i górną powierzchnię 23 płyty jest wtryskiwany cement, wypełniający dla zapewnienia wzajemnego zblokowania i przeniesienia sił ciśnieniowych.

W takim przypadku, przykładowo, po wykonaniu określonego odcinka przewodu i przygotowaniu wypoziomowanej powierzchni układczej dla jego kontynuacji, umieszcza się najpierw elementy podporowe 5, 5' wyposażone odpowiednio w segmenty boczne 3, 3', ustawiając je w jednej linii z już położoną częścią, a sąsiednie segmenty boczne zostająprzyspawane wzdłuż ich krawędzi poprzecznych 35. Następnie zostaje ułożone na miejscu stalowe uzbrojenie płyty 2, a także tam gdzie jest to potrzebne, wstępnie naprężone osłony, które są układane szeregowo z odpowiednimi osłonami utworzonymi w elementach bocznych 5, 5'. Następnie jest zalewana płyta betonowa, w której jest osadzony dolny segment 11. Następnie umieszczane są zaciskane wstępnie naprężone kable, i po właściwym ułożeniu rozmaitych elementów, dokonuje się przyspawania segmentu 11 wzdłuż jego poprzecznej krawędzi 15 do segmentu 11 a części już ułożonej i wzdłuż jego krawędzi bocznych do krawędzi 31 bocznych segmentów 3, 3'.

177 858

Następnie można umieścić kopułę 4 i przyspawać ją do kopuły 4a już ułożonej, a także do segmentów bocznych 3,3'.

Można również odwrócić przestawiony profil bocznych powierzchni 22, 54 płyty 2 i elementów podporowych 5,5', jak pokazano na fig. 4,przy czym w tym przypadku płyta jest wyposażona w dolne wieńce 26, które przechodzą pod górnymi wieńcami 56 elementu podporowego

5. Przy tego rodzaju konfiguracji jest możliwe, przy budowaniu nowego odcinka przewodu, układanie najpierw jednego lub kilku elementów płytowych dla kontynuowania już ułożonej części przez połączenie ich ze sobą, ewentualnie z zastosowaniem wstępnie naprężonych prętów, a następnie układanie pożądanej ilości elementów podporowych 5, 5'po każdej stronie płyty, dla utworzenia odnośnego przewodu konstrukcyjnego.

Jak pokazano na fig. 5, boczne krawędzie zwrócone do każdego elementu podporowego 5, 5' i płyta 2 mogąbyć pokryte ochronnymi zabezpieczeniami narożnymi, które tworzą jednostronnąosłonę i na których sąprzyspawane zakończenia 31,11' segmentów ściennych 3,11, które są zakończone w pewnej odległości od płaszczyzny połączenia Q dla utworzenia dwóch boków 36, 16 ze szczeliną, w której jest umieszczona wkładka łącząca 7.

Korzystne może być również, w szczególności dla zredukowania szerokości rowu, w którym umieszczony jest przewód, zamontowanie kołków 6 od wewnątrz przewodu, jak pokazano na fig 5 i 6.

W tym przypadku, dla wybudowania nowego odcinka przewodu, dwa elementy podporowe 5, 5' sąnajpierw umieszczane wjednej linii z elementami już ułożonej części. Elementy podporowe 5, 5' są wyposażone w dolne wieńce przy powierzchni 54, w których osadzono wkładki 62 z wewnętrznym gwintem.

Po umieszczeniu połączeń 64 przy wylocie każdej wkładki 62, układa się elementy płyty 2, które sąwzajemnie zblokowane pomiędzy elementami podporowymi 5,5'i które mająotwory 60 wjednej linii z wkładkami 62.

Następnie umieszcza się kołki 6, których głowica 63 mogąca stanowić śrubę jest wprowadzana w szczelinę 27, utworzoną w górnej powierzchni płyty 2.

Po zaciśnięciu kołków 6, umieszcza się na miejscu pokrywę połączenia 71 przyspawy wuje do występów narożnych 28, 58.

Należy zauważyć, że w przypadku niebezpieczeństwa wyślizgnięcia z terenu, górne segmenty 4 mogąbyć zamontowane na bocznych segmentach 3,3', gdy tylko elementy płyty 2 zostaną ułożone tak, że pracujący na miejscu pracownicy nie są narażeni na niebezpieczeństwo, podczas przytwierdzania kołków i spawania połączeń.

Według następnej korzystnej cechy pokazanej na fig. 6, otwory przepustowe 60 kołków 6 przechodzą w całości przez płytę 2 i elementy podporowe 5. Po właściwym umieszczeniu wstępnie wytworzonych elementów składowych, jest możliwe wykonanie przewierconych otworów w ziemi, w których zostaną osadzone pręty cięgnowe 6' o dużej długości. Tego rodzaju zabezpieczenie może być zastosowane przykładowo w przypadku, gdy przewód przechodzi przez wodę podziemną i występuje niebezpieczeństwo niewystarczającego skompensowania efektu balastowego elementów podporowych 5, 5' i płyty 2 względem siły wyporu Archimedesa.

Na figurze 6 pokazano również, że jest możliwe aby płyta 2 była cieńsza niż boczne powierzchnie 54 elementów podporowych 5,5', tak że płyta nie opiera się na ziemi a jedynie na elementach podporowych 5, 5', za pomocą górnych wieńców 26a. Profil płyty 2, w przekroju, w tym przypadku powinien być tak zaprojektowany aby z uwzględnieniem uzbrojenia miał możliwość wytrzymywania naprężeń od wyginania, przykładanych przez dolny segment 11 poddawany oddziaływaniu ciśnienia panującego wewnątrz osłony.

177 858

ΠΊ 858

177 858

59a

&

» fe©a%O : - Λ? · λ d—j·., : b£> *°ę>.; β;;;

1ΊΊ 858

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład Ί0 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims (19)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Przewód do prowadzenia płynu pod ciśnieniem, zawierający rurową osłonę, przytwierdzoną na sztywnej płycie podstawowej z materiału formowanego, składającą się z wielu sąsiadujących ze sobą paneli, z których każdy tworzy fragment cienkiej ściany, przy czym osłona zawiera, w przekroju poprzecznym, przynajmniej cztery segmenty, z których każdy tworzy fragment cienkiej ściany, odpowiednio: dolny segment, umieszczony na górnej powierzchni sztywnej płyty i do niej przymocowany, dwa boczne segmenty oraz z przynajmniej jednego górnego segmentu łączącego górne krawędzie bocznych segmentów i zamykającego rurową osłonę, znamienny tym, że sztywna płyta (2) połączona jest z dwoma elementami podporowymi (5,5),' z których każdy przymocowany jest u podstawy do odpowiedniego boku płyty (2) i zwrócony jest powyżej poziomu górnej powierzchni (23) płyty (2), swą wewnętrzną powierzchnią (51, 5Γ) w stronę osłony (1) oraz tym, że każdy boczny segment (3,3' jest umieszczony na wewnętrznej powierzchni (51,510 odpowiedniego elementu podporowego (5,5') i do niej przymocowany, zaś każda powierzchnia (51, 51'), o profilu sprzężonym z profilem bocznego segmentu (3, 30, który jest na nią nałożony, wystaje ponad poziom górnej powierzchni (23) płyty (2) do wysokości (H2), dostatecznej dla utrzymania sztywności tego bocznego segmentu (3,3') na całej jego wysokości (H1).
2. 2. Przewód według zastrz. 1, znamienny tym, że wysokość (H1) górnych krawędzi (32,32') bocznych segmentów (3,3') jest dobrana odpowiednio dla nadania wystarczającej sztywności górnemu segmentowi (4), rozpiętemu pomiędzy tymi górnymi krawędziami.
3. 3. Przewód według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że obydwa elementy podporowe (5,5' są ułożone na ziemi przy każdym boku płyty (2), przy czym każdy leży na podstawie o poziomej dolnej powierzchni (53).
4. 4. Przewód według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że każdy element podporowy (5,5') jest ograniczony, poniżej poziomu górnej powierzchni (23) płyty (2) i na jej boku, przez wewnętrznąpowierzchnię boczną (54), której przynajmniej część (54a) jest przyłożona do przynajmniej jednej odpowiedniej części przeciwległej powierzchni bocznej (22) płyty (2), przy czym te boczne powierzchnie (22) płyty (2) i (54) elementów podporowych (5,5') mająprofile sprzężone.
5. 5. Przewód według zastrz. 4, znamienny tym, że sprzężone powierzchnie boczne (54,22) każdego elementu podporowego (5,5' i płyty (2) mająprofil schodkowy, tworzący wzdłuż tych sprzężonych powierzchni bocznych (54, 22) odpowiednio części wystające i wgłębione, które wzajemnie się sprzęgają.
6. 6. Przewód według zastrz. 5, znamienny tym, że sprzężone powierzchnie boczne (54) elementów podporowych (5,5') i (22) płyty (2) zawierają w swej części środkowej część (54a, 22a) tworzącą kąt mniejszy niż 45° z linią poziomą.
7. 7. Przewód według zastrz. 6, znamienny tym, że wewnętrzna powierzchnia boczna (54) każdego elementu podporowego (5, 5) zawiera przy swej podstawie dolny wystający wieniec, umieszczony poniżej odpowiadającego wieńca, utworzonego w górnej części odpowiedniej bocznej powierzchni (22) płyty (2).
8. 8. Przewód według zastrz. 4, znamienny tym, że każdy element podporowy (5, 50 jest połączony z płytą (2) za pomocą środków łączących (6, 8) przez przyłożenie do siebie przynajmniej odpowiednich części (54a, 22a) sprzężonych powierzchni bocznych (54, 22).
9. 9. Przewód według zastrz. 8, znamienny tym, że środki łączące dwa elementy podporowe (5,5') z płytą (2) stanowią liczne poprzeczne sprężające kable (8) przeprowadzone przez ustawione w jednej linii osłony (81), utworzone wewnątrz elementów podporowych (5) i płyty (2) podczas odlewania i zasadniczo równoległe do odpowiednich części osłony, przy czym te sprężające kable (8) zaczepione są po naprężeniu o podkładki (57'), utworzone na elemencie podporowym (5, 5') podczas odlewania, przy wylocie z tych osłon (81).

   1ΊΊ 858
10. 10. Przewód według zastrz. 8, znamienny tym, że środki łączące elementy podporowe (5,5') z płytą (2) stanowią liczne kołki (6) biegnące poprzecznie tak daleko jak sprzężone części (54a, 22a) powierzchni bocznych i rozmieszczone wzdłuż długości każdego elementu (5), przy czym każdy kołek (6) jest oparty na elemencie podporowym (5) i na płycie (2).
11. 11. Przewód według zastrz. 10, znamienny tym, że każdy wzajemnie blokujący kołek (6) przechodzi przez linię otworów w elemencie podporowym (5, 5) i płycie (2) i ma wewnętrzny koniec (61) osadzony na płycie (2) i głowicę (63) ustawionąna elemencie podporowym (5,5⁷).
12. 12. Przewód według zastrz. 10, znamienny tym, że każdy wzajemnie blokujący kołek (6) przechodzi przez linię otworów w elemencie podporowym (5, 5⁷) i płycie (2) i ma wewnętrzny koniec (61) osadzony w elemencie podporowym (5,57), zaś głowicę (63) osadzonąw płycie (2).
13. 13. Przewód według zastrz. 11, znamienny tym, że kołki (6) sąumieszczane od zewnątrz, przy czym każdy opiera się głowicą (63) na zewnętrznej bocznej powierzchni (50) elementu podporowego (5, 57).
14. 14. Przewód według zastrz. 7, znamienny tym, że płyta (2) ma grubość mniejszą niż odległość pomiędzy dolną częścią (11) ściany osłony (1) a ziemią (B) i jest podparta poprzez swe górne wieńce przy powierzchniach (25) na dwóch otaczających elementach podporowych (5,57).
15. 15. Przewód według zastrz. 10 albo 11, znamienny tym, że kołki (6) sąumieszczane od wewnątrz osłony (1) i przechodząprzez części (54a, 22a), przy czym każdy kołek (6) jest podparty swoją głowicą (63) na górnej powierzchni (23) płyty (2).
16. 16. Przewód według zastrz. 12, znamienny tym, że kołki (6) sąprzedłużone tak, że dosięgają wywierconych otworów, utworzonych w leżącym pod spodem gruntem i są w nich osadzone.
17. 17. Przewód według zastrz. 1, znamienny tym, że boczne krawędzie (35) każdego segmentu bocznego (3,37) cienkiej ściany i odpowiednie boczne krawędzie (117) dolnego segmentu (11) nałożonego na płytę (2) są nieco oddalone z każdej strony od łączącej płaszczyzny (Q) pomiędzy elementem podporowym (5, 5⁷) a płytą (2), pozostawiając przy każdym boku tej płaszczyzny (Q) szczelinę przykrytą łącznikiem (7), spawanym po zamontowaniu do bocznego segmentu (3, 37) i dolnego segmentu (11).
18. 18. Przewód według zastrz. 17, znamienny tym, że krawędź (35) segmentu bocznego (3) i krawędź (117) dolnego segmentu (11) są wyposażone w wygięte części (36, 16) ograniczające szczelinę, w której jest umieszczony łącznik (7).
19. 19. Przewód według zastrz. 2, znamienny tym, że szerokość (D) górnego segmentu (4) cienkiej ściany osłony (1), zamykającego osłonę (1) od góry, jest większa, niż odległość pomiędzy górnymi krawędziami (32,327) bocznych segmentów (3,37), tak że górny segment nieco na nie zachodzi, przy czym, po zmontowaniu segmentów na obu powierzchniach, wewnętrznej i zewnętrznej, cienkiej ściany osłony (1), wykonane sądwie spoiny (74,75) wzdłuż krawędzi każdego segmentu bocznego (3) i górnego (4).