Delist.ru

Разработка технологии монтажа железобетонных труб инженерных сетей на слабых грунтах (29.05.2007)

Автор: Шатилов Сергей Новомирович

- экспериментально установлено деформированное состояние арматуры, бетона, и наружной формы в процессе изготовления виброгидропрессованных железобетонных труб.

- установлены предельные значения трещиностойкости виброгидропрессованных труб со спирально-перекрёстным армированием при испытании их на изгиб по балочной схеме и экспериментально подтверждены теоретические предпосылки, на основании которых определяется величина продольного обжатия таких труб.

- определен механизм появления кольцевых трещин на стадии изготовления виброгидропрессованных труб.

- разработана методика расчёта кольцевых сечений виброгидро-прессованных труб со спирально-перекрёстным армированием на стадии изготовления;

- определены предельные значения компенсационных возможностей стыков железобетонных труб при различных значениях радиуса искривления трубопровода;

- определены значения дополнительных растягивающих напряжений в кольцевых сечениях железобетонных труб в результате искривления трубопровода при осадках основания.

- обоснованы и экспериментально установлены технологические регламенты, комплекты машин, механизмов и оборудования, обеспечивающие качественное выполнение монтажных работ при устройстве трубопроводов;

- разработаны технологические требования, определяющие качество устройства трубопроводов на слабых грунтах.

Практическое значение работы заключается в следующем:

- разработана инженерная методика расчёта кольцевых сечений виброгидропрессованных труб со спирально-перекрёстным армированием;

- разработаны рекомендации по исключению кольцевых трещин в виброгидропрессованных трубах;

- предложена методика определения компенсационной способности стыковых соединений в зависимости от ожидаемых деформаций грунтов основания и даны рекомендации по обеспечению компенсационной способности безнапорных трубопроводов.

- предложены способы производства земляных работ и монтажа при устройстве трубопроводов на слабых грунтах.

На защиту выносятся следующие положения диссертации:

- результаты экспериментальных исследований виброгидро-прессованных труб со спирально-перерестным армированием на стадии их изготовления и анализ причин появления в них кольцевых трещин.

- методика расчета кольцевых сечений виброгидропрессованных труб со спирально-перекрестным армированием на стадии их изготовления;

- конструктивные и технологические приемы производства виброгидропрессованных труб со спирально-перекрёстным армированием, позволяющие исключить появление кольцевых трещин;

- результаты экспериментальных исследований компенсационной способности стыковых соединений канализационных трубопроводов из железобетонных

- результаты экспериментальных исследований технологий монтажа виброгидропрессованных труб устраиваемых на слабых грунтах.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на научных конференциях и семинарах в НИИЖБ, МГСУ, ГАСИС и НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, а также на заседаниях научно-технических советов строительных организаций г. Москвы.

Внедрение работы. Основные результаты научных исследований внедрены при разработке рабочих чертежей труб со спирально-перекрестным армированием, составлении проектов и строительстве трубопроводов на территории Московской и Ленинградской областей.

Публикации. Основное содержание выполненных научных исследований изложено в 8 научных статьях.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка использованной литературы, имеющей 144 наименований. Общий объем диссертации составляет 209 страниц, в т.ч. 142 страницы машинописного текста, 59 рисунков и 19 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава диссертации посвящена анализу технологий изготовления железобетонных напорных труб и технологий производства работ при устройстве трубопроводов на слабых грунтах.

Опыт устройства трубопроводов различного назначения на слабых водонасыщенных глинистых и насыпных грунтах показывает, что, несмотря на успешное строительство и эксплуатацию инженерных коммуникаций, известно много случаев их деформаций и аварий. Анализ многолетнего опыта строительства и эксплуатации различных трубопроводов на слабых грунтах позволил установить причины чрезмерных и неравномерных деформаций грунтов в основании, включая ошибок допускаемых на стадии выполнения инженерно-геологических изысканий, проектирования, строительства и период эксплуатации трубопроводов. При этом в основном неправильно и необоснованно при проектировании объектов определялись физико-механические свойства грунтов оснований трубопроводов, что приводило к неправильному принятию проектных решений и технологий производства работ.

Анализ аварий и деформаций трубопроводов показал, что во многих случаях качество возводимых на слабых водонасыщенных глинистых грунтах инженерных сооружений в основном зависит от правильности и обоснованности применяемых технологий производства работ.

При устройстве инженерных сооружений (трубопроводов), возводимых на слабых водонасыщенных глинистых грунтах, в качестве искусственного основания применяют: песчаные подушки, песчаные сваи, песчаные прорези, известковые сваи, цементацию грунтов, уплотнение пригрузкой и т.д.

В главе приведены изучение и анализ технологий виброгидропрессования на современном этапе, путей совершенствования технологии и конструкций, проблем обеспечения качества труб нового поколения. Основное направление развития данной технологии, позволяющее резко снизить ее трудоемкость и материалоемкость и повысить качество и эксплуатационные характеристики труб - переход на выпуск труб со спирально-перекрестным армированием. Однако внедрение этих труб было остановлено появлением при производстве массового дефекта – кольцевых трещин во втулочной части (до 85-90 % от

Анализ существующих представлений о причинах возникновения трещин показал, что они не могут достоверно объяснить характер расположения и раскрытия трещин, а также частоту их появления в зависимости от типа армирования, диаметра и класса труб. Это вызвано тем, что на трещиностойкость кольцевых сечений помимо конструктивных оказывает влияние комплекс различных технологических факторов. Выполненные экспериментально-теоретические исследования посвящены: разработке единого подхода к объяснению причин образования кольцевых трещин в концевых зонах виброгидропрессованных труб с различными типами армирования, который позволяет принять предпосылки для расчёта кольцевых сечений, а также разработать эффективные рекомендации конструктивного и технологического характера для устранения упомянутого дефекта.

Вторая глава посвящена экспериментальным исследованиям, выполненным с целью определения причин и нагружающих факторов технологического и конструктивного характера, вызывающих массовое образования кольцевых трещин в концевых зонах виброгидропрессованных труб со спирально-перекрёстным армированием в процессе их изготовления и не позволивший внедрить в производство труб эту технологию.

Был проведён комплекс экспериментальных исследований на 44-х натурных образцах виброгидропрессованных труб диаметром 500, 600, 800, 1000, 1200 мм с ортогональным и спирально-перекрёстным армированием на стадии изготовления и распалубки. Базовые исследования проводились при изготовлении 20 труб со спирально-перекрестным армированием диаметром 1200 мм разбитых в зависимости от класса и параметров армирования на 5

Выполнена оценка деформированного состояния виброгидропрессованных труб со спирально-перекрёстным и ортогональным армированием в процессе распалубки наружной формы и снятия втулочного калибрующего кольца.

Кольцевые деформации, возникающие на внутренней и внешней поверхности трубы в процессе распалубки позволяют предположить, что по мере снятия пружинных болтов, на части длины трубы за втулочным калибрующим кольцом возникает линейная вертикальная двухсторонняя сжимающая нагрузка, которая в процессе распалубки перемещается вдоль образующей трубы в соответствии с направлением распалубки.

Результаты экспериментальных исследований деформированного состояния труб со спирально-перекрёстным армированием в процессе их распалубки позволили:

1. Определить стадию распалубки трубы, на которой происходит образование кольцевых трещин – распалубка формы (снятие 3…5 болта).

2. Наметить расчётную схему трубы для определения усилий, действующих в кольцевых сечениях на стадии распалубки.

3. Определить последовательность обжатия кольцевых сечений труб со спирально-перекрёстным и ортогональным армированием в процессе их распалубки.

Выполнена экспериментальная оценка влияния силовой наружной формы на образование кольцевых трещин в концевых зонах

Предыдущие исследования показали, что труба в процессе распалубки нагружена двухсторонней линейной сжимающей нагрузкой, приложенной в плоскости вертикальной оси симметрии трубы. Эта нагрузка на данной стадий изготовления изделия может возникать только от пружинных болтов, скрепляющих сегменты наружной формы. Для оценки этой нагрузки, проведено определение деформаций разных частей формы и усилия в пружинных болтах.

загрузка...