RU2079030C1

RU2079030C1 - Expansion anchoring device for pipeline

Info

Publication number: RU2079030C1
Application number: RU94001648A
Authority: RU
Inventors: Роберт Мияссарович Хафизов
Original assignee: Роберт Мияссарович Хафизов
Priority date: 1994-01-17
Filing date: 1994-01-17
Publication date: 1997-05-10

Abstract

FIELD: construction, mainly at pipe laying. SUBSTANCE: anchoring device uses anchoring rods and expansion pieces attached to the rod ends. The expansion piece is made in the form of a casing accommodating a spring with a thrust plate. Prior to installation in the casings, the springs are prestressed by a force of not less than the buoyancy force of the water- deposited soil under the pipeline. EFFECT: enhanced reliability. 14 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при прокладке магистральных трубопроводов. The invention relates to the construction and can be used when laying trunk pipelines.

В циклически промерзающих и оттаивающих грунтах, взаимодействующих с подземным трубопроводом, он в течение нескольких циклов промерзания-оттаивания постепенно вытесняется вверх, что может привести к его разрушению. In cyclically freezing and thawing soils interacting with an underground pipeline, it is gradually displaced upward over several freezing-thawing cycles, which can lead to its destruction.

Для компенсации сил морозного пучения грунта могут быть использованы устройства для крепления трубопровода с компенсаторами двустороннего действия /1/. В устройстве каждый компенсатор выполнен в виде цилиндра, внутри которого установлена пружина, а цилиндры смонтированы между силовым поясом и анкерной тягой по обе стороны от трубопровода. Недостатком этого устройства является то, что компенсатор расположен близко к трубопроводу и поэтому попадает в зону промерзания-оттаивания грунта и активных продольных и поперечных подвижек трубопровода. Это может привести к нарушению нормальной работы компенсатора. Конструкция этого устройства не предусматривает сохранение трубопровода на проектных отметках под действием выталкивающих сил водонасыщенного грунта в первый сезон эксплуатации трубопровода. To compensate for the forces of frost heaving of the soil, devices for fastening the pipeline with double-acting compensators can be used / 1 /. In the device, each compensator is made in the form of a cylinder, inside of which a spring is installed, and the cylinders are mounted between the power belt and the anchor rod on both sides of the pipeline. The disadvantage of this device is that the compensator is located close to the pipeline and therefore falls into the zone of freezing-thawing of soil and active longitudinal and transverse movements of the pipeline. This can lead to malfunction of the compensator. The design of this device does not provide for the preservation of the pipeline at design elevations under the action of buoyant forces of saturated soil in the first season of operation of the pipeline.

В других известных устройствах для закрепления трубопровода производят предварительное напряжение пружин компенсаторов до или после засыпки трубопровода с передачей усилия непосредственно на анкеры /2, 3/. При этом не учитывается, что в отдельных случаях анкеры в указанный период не способны воспринимать эти усилия, так как требуется определенный промежуток времени для восстановления прочности грунта после погружения анкеров. Например, для вмораживания опускных и буроопускных анкеров в вечномерзлые грунты и достижения проектной удерживающей способности необходимо 30 60 сут, а передачу нагрузки на них от предварительного напряжения пружин при существующих темпах строительства необходимо осуществлять уже через 2 5 сут. Для винтовых анкеров период достижения проектной удерживающей способности меньше, но тоже составляет до 7 сут. In other known devices for securing the pipeline, prestressing springs of compensators are pre-stressed before or after filling the pipeline with the transfer of force directly to the anchors / 2, 3 /. It does not take into account that in some cases, anchors in the specified period are not able to absorb these efforts, since a certain period of time is required to restore the strength of the soil after the anchors are immersed. For example, 30 and 60 days are needed to freeze the lowering and launching anchors in permafrost soils and to achieve design holding capacity, and the load must be transferred to them from the prestressing springs at the existing construction rate after 2 to 5 days. For screw anchors, the period for achieving the design holding capacity is less, but also up to 7 days.

Задача изобретения повышение надежности анкерного устройства при компенсации сил морозного пучения циклически оттаивающего и промерзающего грунта. The objective of the invention is to increase the reliability of the anchor device when compensating for the forces of frost heaving cyclically thawing and freezing soil.

Это достигается тем, что:
компенсаторы прикрепляют к нижним концам анкерных стержней, а пружины при установке в кожухи предварительно напрягают с усилием не менее выталкивающей силы водонасыщенного грунта под трубопроводом;
к наружным стенкам кожуха компенсатора прикрепляют дополнительные анкерующие элементы;
соосно с анкерными стержнями над компенсатором устанавливают стойки с анкерующими элементами;
стойки изготовляют из труб;
стойки с анкерующими элементами прикрепляют к верхней части компенсатора;
на верхнем конце трубчатой стойки устанавливают кольцевую уплотняющую шайбу;
стойки с анкерующими элементами выполняют из жестко и ортогонально соединенных жестких пластин и прикрепляют к нижней части компенсатора;
внутрь цилиндров компенсаторов заполняют незамерзающий антикоррозийный состав;
в качестве пружины используют упругий гибкий линейный элемент;
внутри каждого кожуха компенсатора устанавливают несколько пружин;
каждый компенсатор состоит из нескольких соединенных между собой кожухов с пружинами;
ортогонально к поясу прикрепляют пластины, расположенные перпендикулярно продольной оси трубопровода;
анкерные стержни в верхней части изготавливают из тонких пластин, расположенных перпендикулярно направлению перемещения трубопровода;
упругие гибкие элементы устанавливают внутри кожухов зигзагообразно и в местах перегибов опирают на промежуточные опоры, прикрепленные к внутренним поверхностям крышек каждого кожуха.This is achieved by the fact that:
expansion joints are attached to the lower ends of the anchor rods, and the springs, when installed in the casings, are pre-stressed with the force of at least the buoyancy force of the water-saturated soil under the pipeline;
additional anchoring elements are attached to the outer walls of the compensator casing;
coaxially with anchor rods above the compensator install racks with anchoring elements;
racks are made of pipes;
racks with anchoring elements are attached to the upper part of the compensator;
an annular sealing washer is installed on the upper end of the tubular stand;
racks with anchoring elements are made of rigid and orthogonally connected rigid plates and attached to the bottom of the compensator;
non-freezing anti-corrosion compound is filled into the cylinders of the compensators;
an elastic flexible linear element is used as a spring;
inside each compensator housing several springs are installed;
each compensator consists of several casings interconnected with springs;
orthogonal to the belt fasten plates located perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline;
anchor rods in the upper part are made of thin plates located perpendicular to the direction of movement of the pipeline;
elastic flexible elements are installed inside the casing in a zigzag manner and in the places of kinks they are supported on intermediate supports attached to the inner surfaces of the covers of each casing.

Сопостовительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается всей совокупностью изложенных признаков. Это позволяет сделать вывод о соответствии признаку "новизна". Comparative analysis of the prototype shows that the inventive device is distinguished by the totality of the above features. This allows us to conclude that the sign of "novelty."

Сравнение не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". Comparison not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art did not allow them to identify signs that distinguish the claimed method from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 приведена схема анкерного устройства для закрепления трубопровода; на фиг. 2 -поперечное сечение по А-А для варианта с трубчатой стойкой; на фиг. 3 вариант верхнего конца трубчатой стойки с кольцевой уплотняющей шайбой; на фиг. 4 фрагмент поперечного сечения анкерного устройства со стойками и анкерующими элементами из жестких пластин, прикрепленных к днищу компенсатора; на фиг. 5 вид сбоку на анкерное устройство со стойками и анкерующими элементами из жестких пластин, прикрепленных к днищу компенсатора; на фиг. 6 схема компенсатора с пружиной из упругого гибкого линейного элемента; на фиг. 7 схема компенсатора с несколькими пружинами внутри кожуха; на фиг. 8 схема компенсатора из нескольких кожухов с пружинами; на фиг. 9 фрагмент трубопровода с пластинами, расположенными перпендикулярно продольной оси трубопровода и ортогонально прикрепленными к поясу; на фиг. 10 схема анкерного устройства для закрепления трубопровода с анкерными стержнями, выполненными в верхней части из тонких полос; на фиг. 11 схема компенсатора из упругих гибких линейных элементов, установленных внутри кожуха зигзагообразно. In FIG. 1 is a diagram of an anchor device for securing a pipeline; in FIG. 2 - cross-section along AA for a variant with a tubular stand; in FIG. 3 version of the upper end of the tubular rack with an annular sealing washer; in FIG. 4 fragment of the cross-section of the anchor device with struts and anchoring elements from rigid plates attached to the bottom of the compensator; in FIG. 5 is a side view of an anchor device with struts and anchoring elements made of rigid plates attached to the bottom of the compensator; in FIG. 6 is a diagram of a compensator with a spring from an elastic flexible linear element; in FIG. 7 diagram of a compensator with several springs inside the casing; in FIG. 8 diagram of a compensator of several casings with springs; in FIG. 9 a fragment of the pipeline with plates located perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline and orthogonally attached to the belt; in FIG. 10 is a diagram of an anchor device for securing a pipeline with anchor rods made in the upper part of thin strips; in FIG. 11 is a diagram of a compensator made of elastic flexible linear elements installed inside the casing in a zigzag fashion.

Компенсирующее анкерное устройство для закрепления трубопровода содержит прикрепленные по обе стороны от трубопровода 1 к силовому поясу 2 анкерные стержни 3 и компенсаторы 4, прикрепленные к концам стержней 3. Соосно со стержнями 3 устанавливают стойки 5 с анкерующими элементами 6 /фиг. 1/. Компенсатор 4 выполнен в виде кожуха 7, внутри которого установлена пружина 8 с упорной пластиной 9. При этом стойка 5 с анкерующими элементами 6 может быть установлена соосно с анкерными стержнями 3 над компенсатором 4 /фиг. 1/, со свободным опиранием на верхнюю крышку 10 кожуха 7. Стойка 5 может быть изготовлена из отрезка трубы и жестко прикреплена к верхней крышке цилиндра 10 компенсатора /фиг. 2/. Мерзлый грунт в пространстве между трубчатой стойкой 5 и анкерным стержнем 3 может оказывать значительное сопротивление перемещению стержня 3 /фиг. 2/. В целях предотвращения попадания грунта в это пространство на верхнем конце трубчатой стойки 5 может быть установлена кольцевая уплотняющая шайба 11 из упругого материала, прижимающаяся к анкерному стержню 3 при навинчивании на трубчатую стойку 5 крышки 11 /фиг. 3/. The compensating anchor device for securing the pipeline comprises anchor rods 3 attached to both sides of the pipeline 1 to the power belt 2 and compensators 4 attached to the ends of the rods 3. Racks 5 with anchoring elements 6 are mounted coaxially with the rods 3 / Fig. one/. The compensator 4 is made in the form of a casing 7, inside which a spring 8 with a thrust plate 9 is installed. In this case, the rack 5 with anchoring elements 6 can be installed coaxially with the anchor rods 3 above the compensator 4 / Fig. 1 /, with free support on the top cover 10 of the casing 7. The stand 5 can be made of a piece of pipe and rigidly attached to the top cover of the cylinder 10 of the compensator / Fig. 2 /. Frozen soil in the space between the tubular stand 5 and the anchor rod 3 can provide significant resistance to the movement of the rod 3 / Fig. 2 /. In order to prevent soil from entering this space, an annular sealing washer 11 of elastic material can be mounted on the upper end of the tubular stand 5, which is pressed against the anchor rod 3 when screwed onto the tubular stand 5 of the cover 11 / Fig. 3 /.

Стойки с анкерующими элементами могут быть изготовлены из жестко и ортогонально соединенных жестких пластин 12 и 13, при этом пластины 12 - анкерующие элементы, а 13 стойки. Такая стойка с анкерующими элементами может быть прикреплена к днищу компенсатора 4 и установлена в щелевую траншею 14 /фиг. 4 и 5/. Racks with anchoring elements can be made of rigid and orthogonally connected rigid plates 12 and 13, while plates 12 are anchoring elements, and 13 racks. Such a rack with anchoring elements can be attached to the bottom of the compensator 4 and installed in the slotted trench 14 / Fig. 4 and 5 /.

В коррозионно-активных грунтах необходимо полностью исключить попадание агрессивной жидкости на пружину, так как это может привести к ее коррозии и преждевременному разрушению. Для обеспечения надежности анкерного устройства в этих случаях кожух 7 компенсатора 4 можно заполнить антикоррозийным составом, не замерзающим при отрицательной температуре примыкающего мерзлого грунта /фиг. 1/. In corrosive soils, it is necessary to completely eliminate the ingress of aggressive fluid onto the spring, as this can lead to its corrosion and premature failure. To ensure the reliability of the anchor device in these cases, the casing 7 of the compensator 4 can be filled with an anti-corrosion composition that does not freeze at a negative temperature of the adjacent frozen soil / Fig. one/.

К наружной поверхности кожуха 7 компенсатора в целях повышения анкерующей способности анкерного устройства могут быть прикреплены дополнительные анкерующие элементы 15 /фиг. 1/. In order to increase the anchoring ability of the anchor device, additional anchoring elements 15 / FIG. one/.

В целях уменьшения веса компенсатора в качестве пружины может быть использован упругий гибкий линейный элемент 15, изготовленный, например, из капроновой ленты /фиг. 6/. In order to reduce the weight of the compensator, an elastic flexible linear element 15 made of, for example, nylon tape / FIG. 6 /.

Для обеспечения требуемого усилия, воспринимаемого пружинами, внутри цилиндра 7 может быть установлено несколько пружин 8 /фиг. 7/. Каждый компенсатор может быть собран из нескольких кожухов 7 с пружинами 8 /фиг. 8/. To ensure the required force perceived by the springs, several springs 8 / FIG. 7 /. Each compensator can be assembled from several casings 7 with springs 8 / Fig. 8/.

С целью уменьшения изгиба стержней 3 при продольных перемещениях трубопровода 1 путем увеличения сопротивления грунта 17 перемещениям пояса 2, ортогонально к поясу 2 могут быть прикреплены пластины 18, расположенные перпендикулярно продольной оси трубопровода 1 /фиг. 9/. In order to reduce the bending of the rods 3 during longitudinal movements of the pipeline 1 by increasing the resistance of the soil 17 to the movements of the belt 2, plates 18 can be attached orthogonally to the belt 2 located perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline 1 / Fig. nine/.

При увеличении гибкости анкерных стержней 3 при их изгибе от подвижек силового пояса 2 глубина их условной заделки уменьшается и эти стержни изгибаются на небольшой глубине от низа трубопровода 1. Для повышения гибкости анкерных стержней 3 они в верхней части могут быть изготовлены из тонких пластин 19, расположенных перпендикулярно продольной оси трубопровода 1 /фиг. 10/. Восприятие деформаций изгиба верхней частью гибких стержней 19 позволяет совместно с заглублением компенсаторов максимально уменьшить изгиб анкерных стержней в зоне контакта с верхней частью стоек 5 и компенсатора 4 и увеличить эксплуатации конструкции. With increasing flexibility of the anchor rods 3 when they are bent from the movements of the power belt 2, the depth of their conditional sealing decreases and these rods are bent at a shallow depth from the bottom of the pipeline 1. To increase the flexibility of the anchor rods 3 they can be made of thin plates 19 located in the upper part perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline 1 / Fig. 10/. The perception of bending deformations by the upper part of the flexible rods 19 allows, together with the deepening of the compensators, to minimize the bending of the anchor rods in the contact zone with the upper part of the struts 5 and the compensator 4 and increase the operation of the structure.

Установка пружин из упругих гибких линейных элементов 15 большой длины может быть достигнута методом их зигзагообразной установки с опиранием на промежуточные опоры 20 внутри кожуха 7 компенсатора. Такие пружины позволяют компенсировать большие перемещения трубопровода при пучении грунта при ограниченной высоте кожуха 5. The installation of springs from elastic flexible linear elements 15 of large length can be achieved by the method of their zigzag installation based on intermediate supports 20 inside the casing 7 of the compensator. Such springs make it possible to compensate for large displacements of the pipeline during soil heaving with a limited height of the casing 5.

Компенсирующее анкерное устройство работает следующим образом. Рассмотрим трубопровод, уложенный в вечномерзлый грунт. В теплое время года грунт в окрестностях трубопровода оттаивает и находится в водонасыщенном состоянии, что приводит к появлению сил, стремящихся вытолкнуть трубопровод вверх /фиг. 1/. Эти усилия через силовой пояс 2 и анкерующие стержни 3 передаются на компенсаторы 4, а через стойку 5 с анкерующими элементами 6 на пружину 8, расположенную внутри кожуха 7 компенсатора. Пружина 8, предварительно сжатая при установке в кожух 7 с усилием не меньшим, чем выталкивающая сила водонасыщенного грунта, на этой стадии работы устройства дополнительного сжатия не испытывает. Compensating anchor device operates as follows. Consider a pipeline laid in permafrost soil. In the warm season, the soil in the vicinity of the pipeline thaws and is in a water-saturated state, which leads to the appearance of forces tending to push the pipeline up / Fig. one/. These efforts through the power belt 2 and anchor rods 3 are transmitted to the compensators 4, and through the rack 5 with anchor elements 6 to the spring 8 located inside the casing 7 of the compensator. The spring 8, previously compressed when installed in the casing 7 with a force no less than the buoyant force of water-saturated soil, does not experience additional compression at this stage of operation.

В холодное время года грунт в окрестностях трубопровода промерзает, и под действием морозного пучения грунта происходит дополнительный подъем трубопровода 1 вверх. Эти приводит к дополнительному сжатию пружины 8. При этом в пружине 8 возникают реактивные усилия. В процессе следующего цикла оттаивания грунта трубопровод 1 опустится вниз под действием реактивных усилий в пружинах компенсатора 4 на величину, а при повторном промерзании грунта поднимается на эту же величину /фиг. 1/. В дальнейшем эти циклы подъема-опускания трубопровода на величину будут повторяться, компенсируя подъем трубопровода 1 при морозном пучении циклически промерзающего и оттаивающего грунта. In the cold season, the soil in the vicinity of the pipeline freezes, and under the influence of frost heaving of the soil there is an additional rise of the pipeline 1 up. These leads to additional compression of the spring 8. In this case, reactive forces occur in the spring 8. In the process of the next soil thawing cycle, the pipeline 1 will fall down under the action of reactive forces in the springs of the compensator 4 by an amount, and when the soil freezes again, it rises by the same amount / Fig. one/. In the future, these cycles of raising and lowering the pipeline by an amount will be repeated, compensating for the rise of the pipeline 1 during frosty heaving of cyclically freezing and thawing soil.

Расположение компенсатора 4 на конце анкерующих стержней 3 позволяет максимально отдалить его от активных продольных и поперечных подвижек трубопровода 1 и благодаря этому обеспечить его расположение в зоне вечномерзлого грунта. В этой зоне, где грунт находится в твердом состоянии, устраняется возможность попадания грунтовых частиц и воды внутрь компенсатора 4, а при достаточно большом заглублении компенсаторов 4 практически исключается изгиб стержней 3 возле крышки 10 компенсатора 4 /фиг. 1/. Величину этого изгиба можно уменьшить также за счет прикрепления пластин 16 к силовому поясу 2 /фиг. 9/ и изготовления верхней части анкерных стержней из тонких стальных пластин 19 /фиг. 10/. The location of the compensator 4 at the end of the anchoring rods 3 allows you to maximize distance it from the active longitudinal and transverse movements of the pipeline 1 and thereby ensure its location in the zone of permafrost. In this zone, where the soil is in a solid state, the possibility of soil particles and water getting inside the compensator 4 is eliminated, and with a sufficiently large depth of the compensators 4, the bending of the rods 3 near the cover 10 of the compensator 4 / fig. one/. The magnitude of this bend can also be reduced by attaching the plates 16 to the power belt 2 / Fig. 9 / and the manufacture of the upper part of the anchor rods from thin steel plates 19 / Fig. 10/.

При использовании упругих линейных пластин 15 их предварительное напряжение осуществляют при сборке компенсатора предварительным растяжением внутри компенсатора 5 и фиксированием анкерующего стержня 3 после натяжения пружин фиксатором 21 /фиг. 6/. When using elastic linear plates 15, their prestressing is carried out during the assembly of the compensator by preliminary stretching inside the compensator 5 and fixing the anchoring rod 3 after tensioning the springs with the clamp 21 / Fig. 6 /.

Пример 1. Трубопровод диаметром 1420 мм погружен в пучинистый грунт. Максимальная величина выпучивания трубопровода при промерзании составляет 200 мм. Стойки изготовлены из стальных труб диаметром 40 мм и толщиной стенки 4 мм, анкерующие элементы изготовлены из шести стальных полос размером 100х53х2,4 мм, приваренных вдоль стойки. Диаметр анкерных стержней 24 мм. Пояс изготовлен из стальной полосы с размером поперечного сечения 100х4 мм. Example 1. A pipeline with a diameter of 1420 mm is immersed in heaving soil. The maximum amount of buckling of the pipeline during freezing is 200 mm. Racks are made of steel pipes with a diameter of 40 mm and a wall thickness of 4 mm, anchoring elements are made of six steel strips measuring 100x53x2.4 mm, welded along the rack. The diameter of the anchor rods is 24 mm. The belt is made of a steel strip with a cross-sectional size of 100x4 mm.

Кожух компенсатора изготовлен из стальной трубы диаметром 114 мм, высотой 1900 мм, в которой установлены четыре винтовые пружины сжатия. Высота ненагруженной пружины 2660 мм, установочная длина 1859 мм /с учетом предварительного сжатия/, количество витков 122, шаг 22 мм. К внешним поверхностям стенок кожуха вдоль образующих трубы приварены анкерующие элементы из 12 стальных полос размером 1900х16х2,4 мм. The compensator housing is made of a steel pipe with a diameter of 114 mm and a height of 1900 mm, in which four compression screw springs are installed. The height of the unloaded spring is 2660 mm, the installation length is 1859 mm / taking into account preliminary compression /, the number of turns is 122, the pitch is 22 mm. Anchoring elements from 12 steel strips of 1900x16x2.4 mm in size are welded to the outer surfaces of the walls of the casing along the generatrix of the pipe.

Расчетная нагрузка на анкерное устройство от выталкивающих сил водонасыщенного грунта составляет 48 кН,расчетная нагрузка на анкерное устройство от пучения грунта 60 кН. The design load on the anchor device from the buoyancy forces of water-saturated soil is 48 kN, the design load on the anchor device from heaving of the soil is 60 kN.

Пример 2. Исходные данные о трубопроводе, анкерных стержнях, силовом поясе, величине выпучивания трубопровода те же, что и в первом примере. Расчетная нагрузка на анкерное устройство от выталкивающих сил воды равна 140 кН, а от пучения грунта 175 кН. Кожух изготовлен из стальной трубы диаметром 89 мм длиной 2400 мм. В нем зигзагообразно установлена лента с четырьмя ветвями из капрона шириной 40 мм, длиной 6700 мм по схеме, показанной на фиг. 11. Расчетная величина относительного удлинения ленты 30% К внешним поверхностям стенок кожуха приварены ребра из 9-ти стальных полос размером 2400х28х2,4 мм. В связи с тем, что функции стойки и анкерующих элементов выполняют кожух с прикрепленными к нему пластинами, стойки с анкерующими элементами не устанавливали. Example 2. The initial data on the pipeline, anchor rods, power belt, the amount of buckling of the pipeline are the same as in the first example. The design load on the anchor device from the buoyancy forces of water is 140 kN, and from heaving of the soil 175 kN. The casing is made of a steel pipe with a diameter of 89 mm and a length of 2400 mm. A tape with four branches of nylon 40 mm wide and 6700 mm long is installed in it in a zigzag fashion according to the scheme shown in FIG. 11. The calculated value of the relative elongation of the tape is 30%. Ribs of 9 steel strips 2400x28x2.4 mm in size are welded to the outer surfaces of the casing walls. Due to the fact that the casing with the plates attached to it performs the functions of the rack and anchoring elements, racks with anchoring elements were not installed.

При сборке компенсатора в процессе изготовления в заводских условиях капроновая лента предварительно натянута с усилием 140 кН. При этом она удлинилась на 24% от первоначальной длины половины ленты, то есть на 804 мм, и была зафиксирована в этом напряженное состоянии фиксатором. В качестве фиксатора использована стальная кольцевая шайба, приваренная к анкерному стержню. When assembling the compensator during the manufacturing process in the factory, the nylon tape is pre-tensioned with a force of 140 kN. At the same time, it was extended by 24% of the initial length of half the tape, that is, by 804 mm, and was fixed in this stressed state by a retainer. A steel ring washer welded to the anchor rod was used as a retainer.

В процессе пучения грунта лента была дополнительно растянута на 200 мм, то есть на 5,97% от первоначальной длины. Общее относительное удлинение упругой ленты в предельном состоянии составило 29, 97% что меньше расчетной величины. In the process of soil heaving, the tape was further stretched by 200 mm, that is, 5.97% of the original length. The total elongation of the elastic tape in the limiting state was 29, 97%, which is less than the calculated value.

Пример 3. Исходные данные о трубопроводе, анкерных стержнях, силовом поясе, величине выпучивания трубопровода те же, что и в предыдущих примерах. Кожух компенсатора имеет форму параллелепипеда высотой 1200 мм с размером в плане 70х350 мм. В нем зигзагообразно установлена лента с восемью ветвями из капроновой ленты шириной 20 мм и длиной 7000 мм. Расчетное значение относительного длинения ленты 15% Анкерующие элементы и стойки выполнены из двух швеллерных балок с высотой стенки 200 мм, уложенных в щелевую траншею, и прикреплены к нижней крышке кожуха компенсатора. Расчетная нагрузка на анкерное устройство от выталкивающих сил воды равна 56 кН, а от сил морозного пучения 70 кН. Example 3. The initial data on the pipeline, anchor rods, power belt, the amount of buckling of the pipeline are the same as in the previous examples. The compensator casing has the shape of a parallelepiped with a height of 1200 mm and a plan size of 70x350 mm. It has a zigzag ribbon with eight branches made of kapron ribbon 20 mm wide and 7000 mm long. The estimated value of the relative length of the tape is 15%. Anchoring elements and racks are made of two channel beams with a wall height of 200 mm, laid in a slotted trench, and attached to the bottom cover of the compensator casing. The calculated load on the anchor device from the buoyancy forces of water is 56 kN, and from the forces of frost heaving 70 kN.

При сборке компенсатора в процессе изготовления в сборочном цехе лента предварительно натянута с усилием 56 кН. При этом она удлиняется на 12% от половины длины ленты на 420 мм и зафиксирована в этом напряженном состоянии. When assembling the compensator during the manufacturing process in the assembly shop, the tape is pre-tensioned with a force of 56 kN. At the same time, it is extended by 12% of half the length of the tape by 420 mm and is fixed in this stressed state.

После доставки анкерного устройства к месту проведения строительных работ его погрузили в грунт, закрепили на трубопроводе и произвели засыпку траншеи с трубопроводом. После обводнения траншеи компенсатор с анкерующими элементами был загружен силами выталкивания водонасыщенного грунта величиной 56 кН. Так как упругая капроновая лента имела предварительное напряжение 56 кН, то ее дополнительное растяжение не произошло, а силы выталкивания были восприняты анкерующими элементами. При морозном пучении грунта силы выталкивания трубопровода превысили величину 56 кН и упругая лента начала дополнительно растягиваться, достигнув в итоге величины 200 мм, то есть 2,9% от половины длины ленты. Усилие в ленте составило при этом 70 кН. After the anchor device was delivered to the construction site, it was immersed in the ground, secured to the pipeline and the trench with the pipeline was backfilled. After flooding the trench, a compensator with anchoring elements was loaded with forces of pushing out water-saturated soil of 56 kN. Since the elastic nylon tape had a preliminary stress of 56 kN, its additional tension did not occur, and the buoyancy forces were perceived by the anchoring elements. With frost heaving of the soil, the forces of the pipeline ejection exceeded 56 kN and the elastic tape began to stretch further, eventually reaching 200 mm, that is 2.9% of half the length of the tape. The force in the tape was 70 kN.

Компенсирующее анкерное устройство позволяет сохранить трубопровод на проектных отметках в сложных условиях циклически промерзающих и оттаивающих обводненных грунтов. Compensating anchor device allows you to save the pipeline at design elevations in difficult conditions of cyclically freezing and thawing flooded soils.

Claims

1. Compensating anchor device for securing the pipeline, including a power belt, anchor rods and compensators made in the form of casings, inside of which springs with thrust elements are installed, characterized in that the compensators are attached to the lower ends of the anchor rods, and the springs are pre-installed in the casings they strain with an effort not less than the buoyancy force of water-saturated soil under the pipeline.

2. The device according to claim 1, characterized in that anchoring elements are attached to the outer walls of the compensator casing.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that coaxially with the anchor rods above the compensator set racks with anchoring elements.

4. The device according to paragraphs. 1 3, characterized in that the racks are made of pipes.

5. The device according to paragraphs. 1 to 4, characterized in that the racks with anchoring elements are attached to the top cover of the compensator.

6. The device according to claims 1 to 5, characterized in that an annular sealing washer is installed on the upper end of the tubular stand.

7. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the racks with anchoring elements are made of rigidly and orthogonally connected rigid plates and attached to the bottom of the compensator.

8. The device according to paragraphs. 1 7, characterized in that inside the cylinders of the compensators are filled with a non-freezing anticorrosive composition.

9. The device according to PP.1 to 8, characterized in that the spring uses an elastic flexible linear element, and the emphasis is attached to one of the covers of the casing.

10. The device according to PP.1 to 9, characterized in that several springs are installed inside each compensator housing.

11. The device according to PP.1 to 10, characterized in that each compensator consists of several casings interconnected with springs.

12. The device according to PP.1 to 11, characterized in that orthogonally to the belt attach plates located perpendicular to the axis of the pipeline.

13. The device according to PP.1 to 12, characterized in that the anchor rods in the upper part are made of thin plates located perpendicular to the direction of movement of the pipeline.

14. The device according to PP.1 to 13, characterized in that the elastic flexible linear elements are installed inside the casing in a zigzag manner and in places of bends are supported on intermediate supports attached to the inner surfaces of the covers of each casing.