Стыковое соединение полых телескопически установленных секций винтовых свай

(54) СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПОЛЫХ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИ УСТАНОВЛЕННЫХ СЕКЦИЙ ВИНТОВЫХ СВАЙ 3Изобретение 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, поперечныи стержень, пропущенный через ото1 О верстия в патрубке и в одной из стыкуемых секций сваи, и поворотный вал, расположенный перпендикулярно оси сваи и снабженный втулкой с уста 15 новленной на ней посредством резьбового соединения дополнительной клиновидной втулкой, взаимодействующейс поперечным стержнем(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 во действием поперечной силы, обусловле ной затяжкой соединения и увеличиваю щейся 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 пе вом случае затруднится разборка соед нения 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 сооружени возведенного на сваях.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является стыковое8851136 Указанная цель достигается тем,что стыковое соединеные полых телескопически установленных секцийвинтовых свай, включающее расположенную в полостях стыкуемых секций втулку с.отверстиями в стенках, жесткосоединенную с одной из секций, размещенный во втулке патрубок, пропущенный через отверстия в ее стенкахи жестко прикрепленный к ней, и размещенныйвнутри. патрубка поперечныйстержень, концы которого заведены. в отверстия в стенках другой стыкуемой секции, снабжено закрепленным наодном из торцов втулки упорным кольцом, клиньями, обращенными широкимиторцами к упорному кольцу, расположенными между торцами клиньев и упорЧцм кольцом пружинами и размещенным 20 внутри втулки спусковцм механизмом,взаимодействующим с клиньями, причемв стенках втулки на ее внешней боковой поверхности образованы продольные"пазы под клинья, а в патрубке, состороны спускового механизма, образовано окно.При этом спусковой механизм стыкового соединения может быть выполнен в виде размещенных внутри втулкиподпружиненных упоров, поперечной перемычки с центральным отверстием, в ко,тором размещен прдпружиненнцй штырьс коническим взаимодействуоцим с поперечным стержнем, через окно в патрубке, наконечником на одном концеи головкой на другом, а в стенкахвтулки образованы сообщающиеся с пазами поперечные сквозные каналы, вкоторые заведены концы упоров.Поперечные сквознце каналы в стенках втулки стыкового соединения могут быть размещены перпендикулярнодну пазов. 1 О Соединение стыка осуществляется ффсовмещением отверстий в одной иэсекций сваи с отверстиями в патрубке и ус; ановкой в эти отверстия по"перечно;.о,.стержня, после чего осуществ.ляют осевую Фиксацию стержня, пово- Зврачивая его вокруг оси, при этом подпружйненнцй штифт выходит из гнездав стержне в щель, образованную отогнутым участком стенки патрубка.еОднако такое стыковое соединение ЗЗ.имеет недостаточную жесткость за счетлюфта в зазоре между патрубком и секцией сваи, в которую он входит, таккак секции свай, обычно представляютсобой отрезки стандартных труб, а ве Оличина внутреннего диаметра такихтруб не постоянна и изменяется впределах широкого поля допусков, пре.дусмотренных ГОСТом 8732-78 на отклонения по наружному диаметру, толщине 43стенок труб, их кривизну и бвальность,При этом никакого устройства длявыборки упомянутого люфта в известном соединении не предусмотрено. 0Люфт в соединениях секций свайсоздает опаснцй эксцентриситет,связанный с потерей устойчивостипри работе свай, и не менее опаснуюподвижность моста при динамических ззнагрузках и т.п.,Цель изобретения - повышение. жесткости соединения. соединение полых телескопически ус" тановленных 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 отвер" стия 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 оси и контактирующий с отогнутым участком боковой поверхности, а на торцах поперечного стержня выполнены шлицы для поворота его вокруг оси 1 2 1. Кли нья с ты ко во го соеди нения могутбыть 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 Фиг1 изображено стыковое соединение в вертикальном разрезе, общийвид; 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 6- варианты .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 9- вариант 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 13в них поперечные сквозные каналы 20,в которые заведены концы упоров 15.Обращенные к оси сваи концы упоров 15снабжены головками 21, причем на упорах между внутренней поверхностьювтулки 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" 15 мычкой 16 установлена пружина 23сжатия.Поперечные сквозные каналы 20в стенках втулки 3 размещены перпендикулярно диуф продольных пазов 13 20 в ней (фиг. О и 9). В этом случаеширокие торцы Ь клиньев 11 выполнены перпендикулярно их плоской сторонеС, контактирующей с дном д пазов 13, а поверхностьупорного 25 кольца 10 выполнена конической. Кроме того, на внутренней поверхностивтулки 3 в зоне каналов 20 обраэоОван конический пояс 24 для упорапружин 22, что обеспечивает прямо линейное положение их осей при любомрасположении клиньев относительноупорного кольца 10.Для обеспечения жесткости стыкового соединения при наличии неровностей 55и других дефектов на внутреннеи необработанной поверхности секции 2 сваиклинья 11 выполнены по длине составными из двух подпружиненных между собой секцийи (фиг.5 и 6), причем площадь широкого торцаудаленной от упорного кольца 10 секциикаждого клина меньше площади смежного с ним торцадругой секции ц;,Между смежными секциями клиньев 45установлены пружины 25 сжатия.Для обеспечения осевой Фиксациипоперечного стержня 7 на его боковойповерхности выполнена кольцевая проточка 26, стенкикоторой контактируют с коническим наконечником 18штыря 17До начала завинчивания сваи клинья 11 устанавливают в пазах 13 втулки 3 во взведенное положениефиг,4 ) и выступающий конец втулки закрывают предохранительным кожухом (не показан).Установку клиньев во взведенноеположение осуществляют следующимобразом.-,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 20так, чтобы их головки 21 упиралисьв головку 19 штыря 17. Затем в пазы13 втулки 3 закладывают клинья 11 1 Отак, чтобы их нижние торцы разместились на выступающих в пазах 13концах упоров 15, после чего наверхние торцы клиньев 11 устанавливают пружины 12 сжатия и к торцу 1 звтулки 3 прикрепляют винтами 9 коль 1 о 10, сжимая пружины 12. После завинчивания сваи с секцией 1 с втул-ки 3 снимают защитный кожух и на секцию 1 устанавливают секцию 2. Затемсекцию 2 разворачивают вокруг оситак, чтобы отверстия 8 в секции 2и отверстия М в стенках втулки 3под стержень 7 совпали, после чегов них вводится поперечный стержень д7, который при проходе его через патрубок 6 воздействует на конический наконечник 18 штыря 17 и при-.поднимает последний вверх. Головка19 штыря 17, поднимаясь вместе сним 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, утапливаютсяв каналы 20 и клинья 11 под действием пружин 12 перемещаются в пазах 13 до тех пор, пока их цилиндрические поверхнос Ь 8 не войдут вконтакт с внутренней поверхностьюсекции 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 ффс составными клиньями (фиг.5 и 6) происходит аналогично вышеописанному стой только разницей, что секции 1клиньев перемещаются в пазах 13 по"средством своих пружин 25, размещенных между торцами 1 исмежныхсекций клиньев,В варианте с осевой фиксацией поперечного стержня 7 .после установки последнего в отверстиях втулки исекции 2 сваи конический наконечник18 штыря попадает в кольцевую проточку 26 на стержне 7 и, контактируя с ее стенками ( 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 11 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 колебатьсяпри 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 соединенпри 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 мм) приведет к смещению оси верхней секции сваи относительно нижней до 170 мм при длине секции Й м. Кроме того, люфт обусловливаетподатливость 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 сооруженияДело в том, что в мостах на винтовых сваях стыковка всех секций свайне требуется, Она необходима толькодля свай средней части моста, т.е,в наиболее ответственном месте.формула изобретения1. 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 сообщаю О щиеся с пазами поперечные сквозныеканалы, в которые заведены концы упоров.3. Соединение по п.2, о т л и ч .аю щ е е с я тем, что поперечныесквозные каналы в стенках втулкиразмещены 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 двухподпружиненных между собой секций,причем площадь широкого торца удаленной от упорного кольца секции каждого клина меньше площади смежного сним торца другой секции.5. Соединение по пп, 1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюобеспечения осевой фиксации поперечного стержня, он имеет кольцевуюпроточку под конический наконечникштыря, выполненную на его боковойповерхности,Источники инФормациипринятые во внимание при экспертизеЗЗ1. Авторское свидетельство СССРИ 600248, кл, Е 02 О 5/52, 1977.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке й 2772009/29-33,кл, Е 02 О 5/52, 03.12.79