Грунтовый анкер

(5 САНИЕ ИЗОБРЕТ ИФ" СВИДЕТЕЛЬСТ К К АВ ов ин опронтах. ер соасти, нен с пасти ны в 8 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 552391, кл, Е 02 О 5/80, 1975,Авторское свидетельство СССРМ 1728371, кл. Е 02 О 5/80, 1988.(57) Использование: закрепление трубводов в мягких водонасыщенных груСущность изобретения: грунтовый анкдержит полый корпус, поворотные лоптягу и полую штангу. Корпус выполкронштейном в виде коромысла. Лоприкреплены к коромыслу и выполне Изобретение относится к строительствуи касается конструкции грунтовых анкеров,применяемых при закреплении газопровода в мягком водонасыщенном грунте дляпредовращения его от всплытия,Известен грунтовый анкер, который содержит штангу, попарно расположенные навысоте штанги лопасти в виде пластин, шарнирно прикрепленных к штанге (1.Недостатком этого анкера является высокая металлоемкость и трудоеь кость в моментмонтажа (необходимость выдергивания анкера для раскрытия лопастей).Существенным недостатком этого анкера является ненадежность закрепления трубопровода, когда он работает в паре,Ненадежность закрепления трубопровода виде пластины с отогнутым концом, Каждая лопасть имеет центральное ребро, к нижнему торцу которого прикреплена наклонная упорная пластина. Тяга пропущена через корпус и выполнена из двух частей, Верхняя часть представляет собой плоскую ленту, а нижняя часть выполнена из двух тяжей, которые охватывают коромысло и имеют на нижних концах упоры: упоры взаимодействуют с упорными пластинами лопастей. Полая штанга опертэ на корпус. Нижний конец штанги выполнен с вильчатым фиксатором. Лапы фиксатора размещены между лопастями. Штанга фиксирована относительно тяги посредством шкворня. Расстояние между лопастями не превышает диаметра штанги. Положение тяги контролируется поворотным устройством, 2 з.п, флы, 9 ил. выражается в опасности разрыва сварного шва в месте приварки силового пояса к штанге анкера. Разрыв сварного шва происходит в результате концентрации напряже--ф. ний в корне шва; чему способствует С большое расстояние (плечо до 400 мм) от штанги анкера до трубы, Большое расстояние является следствием значительных конструктивных габаритов анкера.Механика концентрации напряжений в корне шва такова.Выталкивающая сила действует на силовой пояс, который, передавая усилия а штангу анкера. стремится штангу прогнуть или развернуть весь анкер в сторону трубы по линии действия силы, Если штангу сделать довольно жесткой и она будет сопро 1779709тивляться изгибу, то грунт, если он недостаточно плотный, позволяет развернуться анкеру, В этом случае уменьшается проекция, лопастей на грунт, а следовательно,.уменьшается несущая способность анкера. Наклон анкера приводит к большим напряжениям в месте приварки силового пояса к штанге, сварка не выдерживает и рвется, освобождая трубопровод от анкеров. Трубопровод, всплывая, передает усилие на очередную пару анкеров, причем усилие значительно большее и нарастает оно лавинообразно. Трубопровод начинает освобождаться от анкеров, вырывая их из грунта. Чтобы это не произошло, проектировщики идут на уменьшение. шага крепления трубопровода анкерами. Такое действие приводит к удорожанию строительства,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является . грунтовый анкер, который содержит полый корпус, шарнирно прикрепленные к его нижней части поворотные лопасти с ребрами, соосно расположенный в корпусе стержень с фиксатором положения лопастей на его нижнем конце, Ребра лопастей обращены к стержню и выполнены с вырезами, образующими нэ ребрах наклонные кромки, окантованные пластинами с образованием карманов, куда введены фиксаторы, выполненные в виде наклонных к оси стержня упоров. Анкер снабжен опертый на корпус полой инвентарной штангой; в которую заведен с возможностью фиксации верхний конец стержня.Существенным недостатком этого анкера являются его габариты, из-за которых он также ненадежно работает с паре, создавая опасные концентрации напряжений в корне приварки силового пояса к стержню (тяге) анкера. Цель изобретения - повышение надежности анкера при работе в паре с другим анкером, соединенным силовым поясом,Поставленная цель достигается тем, что в грунтовом анкере тяга выполнена составной из верхнего участка в виде плоской ленты и нижнего - в виде охватывающих коромысло вильчатых тяжей. Штанга выполнена с вильчатым фиксатором, лапы которого размещены между лопастями, Причем лопасти и лента тяги ориентированы перпендикулярно коромыслу, а расстояние между наружными поверхностями лопастей нв превышает наружного диаметра штанги.Кроме того, лента тяги снабжена муфтой под шкворень, а анкер снабжен поворотным устройством для контроля положения тяги, 101520 25 30 35 40 45 50 55 На фиг,1 показан анкер перед соединением его с инвентарной штангой; на фиг.2 - разрез А - А на фиг,1; на фиг.З анкер соединен с инвентарной штангой и поворотным устройством; на фиг.4 - разрез Б. - Б на фиг.З,на фиг.5 - раскрывшийся анкер с инвентарной штангой; на фиг.6 - раскрывшийся анкер с демонтированной инвентарной штангой; на фиг,7 - раскрытый работающий анкер в паре с другим аналогичным анкером; нэ фиг.8 - штанга с вильчатым фиксатором и поворотным устройством; на фиг,9 - разрез В - В на фиг,8,Грунтовый анкер (фиг,З) включает полый корпус 1 с вваренным коромыслом 2,имеющим по концам цапфы 3, шарнирно прикрепленные к цапфам 3 поворотные плоские лопасти 4, каждая из которых выполнена с ребрами жесткости: боковыми 5 и центральным 6, К торцам центрального ребра 6 прикреплены упорные пластины 7 и 8.Упорная пластина 8 выполнена наклонной к плоскости лопасти 4 для придания направления движению в момент разворота лопастей 4. Пластины лопастей 4 на конце отогнуты во внешнюю сторону,Через корпус 1 пропущена тяга 9. Тяга 9 выполнена составной из верхнего участка в виде плоской ленты с отверстием 10 с возможностью. фиксирования и нижнего - в виДе охватывающих коромысло 2 вильчатых тяжей 11, заканчивающихся в нижней части фиксатором 12, расположенным между тяжами 11 перпендикулярно к плоскости лопастей 14, Фиксатор 12 выполнен в виде наклонных к оси упоров, взаимодействующих с упорными пластинами 8 ребер 5 и 6 лопастей 4, и предназначен для фиксации лопастей 4 в момент забивки анкера в грунт и фиксации лопастей 4 в рабочем положении после их раскрытия,Анкер содержит полую штангу 13 инвентарную, опирающуюся на корпус 1, в которой размещен шкворень 14, посредством которого обеспечивается возможность фиксирования тяги 9 со штангой 13 путем введения шкворня 14 в муфту 15, вставленную в отверстия 16 штанги 13, выполненные в определенном месте.Кроме того, анкер снабжен поворотным устройством (фиг.З, 5, 8), состоящим из упора 17 поворотного, выполненного в виде полурамки из круглого прутка и пропущенного через сквозные отверстия в верхней части штанги 13 (в определенном месте) и жестко насаженной на упор 17 (снаружи штанги) стрелки 18.Назначение поворотного устройства - обеспечить контроль положения тяги 9, 177970940 45 50 55 Штанга 13 содержит обойму 19 и прикрепленный на ней вильчатый фиксатор 20 (фиг.8), лапы 21 которого размещены между лопастями 4 (фиг.З).Основное назначение фиксатора - обеспечить устойчивое продольное состояние парно скрепленных лопастей 4, причем лопасти 4 и лента тяги 9 ориентированы перпендикулярно коромыслу 2, а расстоя-. ние между наружными поверхностями лопастей 4 не превышает наружного диаметра штанги 13,Перед забивкой анкера в грунт его собирают со штангой 13 инвентарной.В начале, как показано на фиг,1, необходимо собрать сам энкер. Для этого тяга 9 совместно с тяжами 11 и фиксатором 12 сдвигается в сторону лопастей так, чтобы фиксатОр 12 при развороте лопастей по ходу забивки анкера был за наклонными упорами 8, После этого разворачиваются лопасти по ходу забивки анкера до полного соприкосновения центральных ребер, при этом наклонные упоры 8 должны войти между тяжами, образовав карман, ограниченный наклонным упором и по бокам тяжами, и в таком положении производится фиксация лопастей путем подтягивания тяги 9 и ввода наклонных упоров фиксатора 12 под упоры 8. На собранный анкер насаживается инвентарная штанга 13(фиг.З), Сэтой целью тяга 9 со вставленной втулкой 15 в отверстие 10 вводится вовнутрь штанги инвентарной до совмещения аси отверстия втулки с осью отверстия 16 инвентарной штанги, при этом обойма 19 штанги инвентарной должна сесть на корпус 1 анкера, В образовавшийся отверстием муфты 15 и отверстием 10 канал вводится шкворень 14. На этом подготовка анкера к монтажу заканчивает.ся. В собранном положении, как показано на фиг,2, с максимальным приближением плоскости анкера к боковой поверхности трубы анкер забивается в грунт посредством ударов по верхней части инвентарной штанги.Воспринимая удары, инвентарная штанга совместно с анкером погружается в грунт. Под действием реактивного топора грунта на отогнутые концы лопасти лопасти стремятся развернуться, однако этому препятствуют упоры 8, которые упираются вупоры фиксатора 12, который через тяжи итягу удерживается шкворнем 14. По достижении концами лопастей проектной отметки производится раскрытие лопастей. С этой целью шкворень 14 выдергивается из отверстия, освобождая тягу 9 и соответственно фиксатор 12 от удерживания лопастей от раскрытия. 5 10 15 20 25 30 Получив свободу, тягу 9 совместно сфиксатором 12 под действием вертикальной составляющей силы на наклонных упорах 8, возникшей от действия реактивного отпора грунта на отогнутые концы лопастей, "проседает", освобождая лопасти ат зацепления наклонных упоров 8 от наклонных упоров фиксатора 12. При дальнейших ударах по верхней части штанги инвентарной освобожденные лопасти от зацепления начинают разворачиваться, В это время тяга 9 с фиксатором 12 (фиг.5) остаются на месте, а штанга 13 инвентарная с корпусом 1 анкера погружаются в грунт, приближаясь ниж-ним концом корпуса 1 к фиксатору 12. При достижении эаданнага разворота лопастей корпус 1 анкера совместно с упорами 7 "садится" на наружные поверхности фиксатора 12.Происходит замыкание лопасти ат складывания при действии на анкер выдергивающей силы, На этом забивка анкера в грунт немедленно прекращается, так как дальнейшая забивка анкера приведет к "выворачиванию" лопастей и потере несущей способности анкера.Контроль забивки анкера в грунтасуществляется поворотным устройствам по внешним признакам, характеризующимся началом поворота стрелки 18. Начало поворота стрелки указывает, чта тяга 9 подошла к упору 17 поворотному, а окончание поворота стрелки указывает, чта корпус анкера 1 сел на фиксатор 12 и что наружные поверхности фиксатора 12 подошли к упорам 7.Па окончании забивки анкера в грунт извлекается из грунта штанга инвентарная, а из отверстия 10 тяги 9 извлекается муфта 15, которая служит для уменьшения удельного давления на шкворень 14 и извлечения грунта, попавшего в полость штанги инвентарной при забивке анкера в грунт. После раскрытия лопастей, извлечения из грунта штанги инвентарной, а из отверстия тяги- втулки анкер приобретает вид, как показано на фиг.б.Аналогичным образом на противоположной стороне трубы монтируется второй анкер и, как показано на фиг.5, анкеры соединяются между собой. Для этого на поверхность трубопровода накладывается бризалавая прокладка 22, мат 23, выполненный из деревянных реек, и пояс 24 силовой, представляющий из себя паласовую сталь, на которой загибаются концы тяг 9 анкеров, Загнутые концы тяг привариваются к поясу силовому,На этом монтаж анкерного устройства заканчивается,Как видно из вышеуказанного, благодаря выполнению анкера плоским, появиласьвозможность значительно приблизить анкер к трубе, тем самым практически устранить плечо. (расстояние от тяги анкера ктрубе) и направить выталкивающую силу состороны трубы не под углом, как в аналоге, 5а по вертикали и этим самым полностьюиспользовать проекцию лопастей на грунт,а следовательно, использовать расчетнуюнесущую способность анкера, Направлениевыталкивающей силы по вертикали позволяет улучшить работу сварки штанги анкерас силовым поясом, охватывающим трубу.Сварной шов стал работать не на разрыв, ана растяжение, что увеличило гарантию сварочного соединения. 15Ори сравнении с базовым объектом, вкачестве которого принят грунтовый анкерАРна участке КС "Таежная", применение анкера предложенной конструкции позволяет получить экономию на 1 комплект 20161.6 руб. Потребиость на строительство газопровода Ямбург-Тула П 16000 комплектовв год. Экономический эффект составит 2,58млн.руб,Формула изобретения 1. Грунтовый анкер, включающий полыйкорпус с кронштейном в виде коромысла,шарнирно прикрепленные к коромыслу поворотные плоские лопасти, каждая из которых выполнена с центральным ребром с прикрепленной к его торцу наклонной упорной пластиной, спертую на корпус полую штангу, тягу, прикрепленную к корпусу и размещенную в полости штанги с возможностью фиксирования посредством шкворня, и прикрепленный к нижнему концы тяги фиксатор в виде упоров, взаимодействующих с упорными пластинами ребер лопастей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности анкера при заанкерировании трубопровода, тяга выполнена составной из верхнего участка в виде плоской ленты и нижнего участка в виде охватывающих коромысло вильчатых тяжей, а штанга выполнена с вильчатым фиксатором, лапы которого размещены между лопастями, причем лопасти и лента тяги ориентированы перпендикулярно коромыслу, а расстояние между наружными поверхностями лопастей не превышает наружного диаметра штанги.2. Анкер по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 5 что лента тяги снабжена муфтой под шкворень,3. Анкер по пп 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что он снабжен поворотным устройством для контроля положения тяги.1779709 Реда кто ктор Н,Гунько Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгор Гагарина, 10 аказ 4418 ВНИИПИ Госу оставител ехред М.М А,Василенкогентал К