9.3 Конструкції залізобетонних привантажувачів

В даний час для баластування трубопроводів використовують привантажувачі різної конструкції (табл.9.2).

За конструкціями розрізняють: сідлоподібні різних типів (УСС, шарнірні, СУГ, СГ, шарнірні з клиноподібним фіксатором); привантажувачі типу УБО; суцільне покриття із збірних залізобетонних елементів типу УКС.

Таблиця 9.2 – Конструкці залізобетонних привантажувачів

Схема конструкції привантажувача	Марка	Наявність
		технологічної документації	актів випробовування
	Сідлоподібний	Робоче креслення, технічні умови	Акт прийому і протокол перевірки
	УСС	Робоче креслення	Акт заводських випробовувань
	Шарнірний	-//-	Акт прийому і протокол перевірки
	СУГ	-//-	Акт прийому і протокол перевірки
	СГ	-//-	Акт заводських випробовувань
	УП	-//-	Акт заводських випробовувань
	УБПщ	-//-	Акт заводських випробовувань
	УБО	Робоче креслення, технічні умови	Акт прийому і протокол перевірки
	Шарнірний з клиноподібним фіксатором	Робоче креслення

Залізобетонні привантажувачі виготовляються в заводських умовах, а в окремих випадках при будівництві переходів через великі перешкоди, їхнє виробництво може бути організоване на полігонах поблизу будівельного майданчика.

Залізобетонні привантажувачі виготовляють з бетонної суміші із використанням шлакопортландцементу марки (300-400) та наповнювачів ( гравій, щебінь або подрібнені породи вулканічного походження).

З метою зменшення розмірів залізобетонних приванта-жувачів, для їх виготовлення, доцільно використовувати бетони з питомою вагою більше 2,3·10⁴ Н/м³.

В якості наповнювачів використовувати рудовмістні породи або шлаки металургійного виробництва.

Привантажувачі, які призначені для укладання в агресивне середовище, виготовлюють з добавленням сульфа-тостійкого шлакопортлантцементу і перед встановленням на трубопровід їх покривають ізоляцією в два прийоми: спочатку малоконцентрованим розчином (ґрунтовка), який складається з 25 % бітуму та 75 % бензину, а потім бітумною або бітумно-гумовою мастикою.

Привантажувачі маркують за допомогою масляної фарби із вказуванням фактичної маси та об’єму, а привантажувачі виготовлених з добавкою сульфатостійкого цементу, додат-ково ставлять літеру “С”.

Залізобетонні приважнувачі клиновидного типу 1-УБКм| (рис. 9.3) виготовляють згідно вимог ТУ 102-426-86. Технічні характеристики на приважнувачів клиновидного типу 1-УБКм| приведені в табл. 9.3.

Рисунок 9.3 – Залізобетонний приважнувач типу 1-УБКм|

Таблиця 9.3 – Технічні характеристики привантажувачів типу1-УБКм

Dз, мм	Марка привантажувача	Габаритні розміри привантажувача, мм					Об'єм, м^3	Маса, кН
		L	H	B	R	b
1420	1-УБКм-1420-10	1000	1760	2400	1100	400	2,51	60,2
1220	1-УБКм-1220-9	900	1570	2000	1100	290	1,69	40,6
1020	1-УБКм-1020-9	900	1370	1840	1100	300	1,49	35,8
820	1-УБКм-820-9	900	1120	1600	1000	300	1,12	26,9
720	1-УБКм-720-9	900	1030	1500	800	310	1,03	24,7
630	1-УБКм-720-9	900	1030	1500	800	310	1,03	24,7
530	1-УБКм-529-9	900	760	1300	800	310	0,69	16,6
478	1-УБКм-529-9	900	760	1300	800	310	0,69	16,6
426	1-УБКм-426-9	900	690	1100	800	250	0,55	13,2
377	1-УБКм-426-9	900	690	1100	800	250	0,55	13,2

Зауваження: Маса привантажувача визначена для питомої ваги бетону 24,0 кН/ м³

Залізобетонні приважнувачі охоплюючого типа УБО виготовляють згідно вимог ТУ 102-300-81, які складаються із двох залізобетонних блоків, які з’єднані між собою двома поясами (рис. 9.4).

Рисунок 9.4 – Залізобетонний приважнувачі охоплюючого типа УБО

Пояси можуть бути металевими або із довговічного синтетичного матеріалу, що виготовлюються згідно вимог ТУ 51-02-96.

Залізобетонні приважнувачі охоплюючого типа УБО-м (рис. 9.5) виготовляють згідно вимог ТУ 51-04-97.

1 – залізобетонний блок приважнувача ; 2 - з’єднуючий пояс; 3 - монтажна петля

Рисунок 9.5 – Загальний вигляд приважнувача типу УБО-м

Технічні характеристики приважнувачів типу УБО-м приведені в табл. 9.4.

Таблиця 9.4 – Технічні характеристики привантажувачів типуУБО-м

Марка приванта-жувача	Dз|, мм	Габаритні розміри, мм							Об'єм м^3	Маса,т
		H	h	L	B	K	b	з
УБО-м-1420|	1,42	1,6	0,8	1,20	0,60	0,60	0,45	0,680	1,89	43,47
УБО-м-1220|	1,22	1,4	0,7	1,35	0,60	0,55	0,45	0,600	1,85	42,53
УБО-м-1020|	1,02	1,1	0,5	1,50	0,55	0,45	0,40	0,435	1,47	33,78
УБО-м-820|	0,82	1,1	0,5	1,50	0,55	0,35	0,40	0,435	1,47	33,78
УБО-м-720|	0,72	1,1	0,5	1,50	0,55	0,30	0,40	0,435	1.47	33,78
УБО-м-530|	0,53	0,7	0,4	1,00	0,40	0,23	0,25	0,310	0,36	28,34

Відмітною особливістю приважнувача УБО-м є наявність в кожному із залізобетонних блоків глухого пазу, в якому розміщений стрижень для навішування з’єднувальних поясів. Відсутність за межами блоку гаків, для навішування з’єднувальних поясів, підвищує надійність конструкції. М’які з’єднуючі пояси виготовляють згідно вимог ТУ 51-02-96.

Залізобетонні привантажувачі типу УБГ (рис. 9.6) виготовляють відповідно до вимог на їх виготовлення.

1 - трубопровід; 2 - приямок в траншеї для установки привантажувача; 3 - шарнірно-з’єднані плити; 4 - силовий з’єднуючий пояс; 5 - дно траншеї

Рисунок 9.6 – Залізобетонний привантажувач типу УБГ|

Технічні характеристики привантажувачів типу УБГ приведені в табл. 9.5.

Таблиця 9.5 – Технічні характеристики привантажувачів типуУБГ

Марка приванта-жувача	Dз|, мм	Маса, кН|	Об'єм|обсяг|, м^3	Витрата металу на виготовлення привантажувача, кг
УБГ-1420|	1420	56,1	2,43	142
УБГ-1220|	1220	56,1	2,43	142
УБГ-1020|	1020	34,5	1,50	91

Зауваження: Габарити плити для привантажувачів типу УБГ-1420 і УБГ-1220 складають 3000х1500х180 мм, а для УБГ-1020 відповідно 3000х1500х140 мм.

Привантажувач типу УБГ є човоподібний, заповнені мінеральним ґрунтом, і складається з трьох шарнірно-з’єднаних між собою прямокутних плит, бокові частини мають наскрізні отвори або анкеруючі елементи, через які проходять або до яких кріпляться два м’які з’єднуючі пояси, що виготовляються згідно вимог ТУ 54-02-96.

Залізобетонні привантажувачі типу УБТ (рис.9.7) виготовляють відповідно до вимог на їх виготовлення.

Заповнюваний мінеральним ґрунтом приванжувач типу УБТ складається з двох трисекційних блоків, кожний з яких має повздовжні стінки та двох поперечних діафрагм, що спираються на трубопровід, які шарнірно-з’єднані із повздовжньою стінкою.

Для захисту ізоляційного покриття трубопроводу від дії залізобетонних привантажувачів та металевих силових з’єднуючих поясів повинні бути використані захисні килимки й футерувальні щити, які виготовляються відповідно до вимог ТУ 51-05-97.

1 - трубопровід; 2 - подовжня плита; 3 - поперечні діафрагми; 4 - вузол кріплення поперечних діафрагм після монтажу блоків приванжувача Рисунок 9.7 – Залізобетонний приванжувач типу УБТ|

Технічні характеристики привантажувачів типу УБТ приведені в табл. 9.6

Таблиця 9.6 – Технічні характеристики привантажувачів типу УБТ

Марка приван-тажувача	Dз|, мм	Маса, кН	Об'єм|обсяг|, м^3	Витрата металу на виготовлення привантажувач, кг
УБТ-1420|	1420	44,3	1,92	280
УБТ-1220|	1220	42,6	1,86	278
УБТ-1020|	1020	36,9	1,60	255

Зауваження. Довжина повздовжньої стінки приванжувача - 2000 мм, висоту -1800 мм (для баластування трубопроводів діаметром 1420 і 1220 мм) і відповідно 1500 мм для баластування трубопроводів діаметром 1020 мм.

Іншою великою конструктивною групою для баластування трубопроводів на ґрунтах із низькою несучою здатністю є використання в якості баласту мінерального ґрунту, який засипається в емкості виготовлені із нетканих синтетичних матеріалів.

Полімено-контейнерні баластуючі пристрої (ПКБП). ПКБП складається із жорсткої розпірної рамки 1; двох м’яких контейнерів (ємкості із тканини) 2; силових поясів – нижньої та верхньої завантажуючи стрічок 3, 4; противодорозмивної перегородки 5 рис.9.8. Технічні характеристики приван-тажувачів типу ПКБП приведені в табл. 9.7.

1 - рамка жорсткості; 2 - ємкість|ємкість| з|із| м'якої тканини; 3 - нижня завантажувальна стрічка;4 - верхня завантажувальна стрічка; 5 - противодорозмивна| перегородка

Рисунок 9.8 – Схема конструкції полімерно-контейнерного баластуючого пристрою

Ємкості з м’якої синтетичної тканини призначені для засипання баластуючого мінерального ґрунту.

Жорстка розпірна рамка прямокутної форми складається з чотирьох елементів, а саме двох несучих і двох розпірних.

Розпірні елементи розміщують в короткі патрубки, що приварені до несучих елементів. Елементи при зборці між собою з’єднуються шплінтовими або гвинтовими з’єднаннями.

Таблиця 9.7 – Технічні характеристика привантажувачів типу ПКБП

Діаметр трубопроводу, мм	Габаритні розміри ПКБП, мм			Об'єм ґрунту в комплекті, м^3
	L	h	I
1420	4200	1450	1600	8,0
1220	3800	1250	1600	6,0
1020	3100	1100	1600	3,5
820	3000	850	1600	3,1
720	2900	800	1600	3,0

Приважнувачі текстильні контейнерного типа (КТ) виготовляють із полімерних матеріалів відповідно до вимог:

• ТУ 102-588-91 для трубопроводів діаметром від 1020 мм включно до 1420мм;

• ТУ 102-592-91 для трубопроводів діаметром від 630 мм включно до 820мм;

• ТУ 102-591-91 для трубопроводів діаметром від 377 мм включно до 530мм;

• ТУ 102-589-91 для трубопроводів діаметром від 219 мм включно до 325мм;

Приважнувачі є замкнутими оболонковими конструк-ціями, які заповнені мінеральним ґрунтом (рис. 9.9), що з’єднані між собою нероз'ємно. Технічні характеристики контейнерних привантажувачів типу КТ приведені в табл. 9.8.

Рисунок 9.9 – Контейнерний приважнувач типу КТ на трубопроводі

Таблиця 9.8 – Технічні характеристики контейнерних привантажувачів типу КТ

Марка контей-нера	Dз, мм	Матеріал контей- нера	Об’єм, м^3-	Вага на повіт-рі, кН	Вага у воді, кН	Розмі-ри в плані, м
КТ-1400|	1420	НСМ|	3,5±0,1	53±3	28±2	1,6х3,2
КТ-1200|	1220	НСМ|	3,5±0,1	53±3	28±2	1,6х2,8
КТ-1000|	1020	НСМ|	3,5±0,3	53±3	28±2	1,6х2,6
КТ-800Т|	630-820	НСМ|	2,4±0,1	40±2	20±1	1,6х2,1-2,3
КТ-500Т|	377-530	НСМ|	1,2±0,2	18±3	10±1	1,2х1,3
КТ-300Т|	219-325	НСМ|	0,5±0,2	0,8±0,1	0,7±0,1	1,0х1,1

Для баластування трубопроводів мінеральними ґрунтами в поєднанні із полотнищами з нетканого синтетичного матеріалу (НСМ) залежно від характеру ґрунтів та категорії місцевості можуть бути використані наступні конструктивні схеми:

Схема 1 (рис. 9. 10), в якій НСМ укладають в траншею на укладений в проектне положення трубопровід. При цьому кінці полотнищ розміщують на бермі траншеї, закріплюючи їх металевими штирями, після чого траншея засипається ґрунтом.

1 - трубопровід; 2 - полотнище із НСМ; 3 - металевий штир; 4 - грунт засипки

Рисунок 9.10 – Схема баластування трубопроводів мінеральним ґрунтом засипки з використанням полотнищ із НСМ (для піщаних ґрунтів) за 1 схемою

Схема 2 (рис. 9.11), в якій НСМ укладається у траншею на укладений в проектне положення трубопровід та після часткової засипки замикається над трубопроводом, утворюючи над ним замкнутий контур.

1 - грунт засипки: 2 - полотнище із НСМ; 3 - трубопровід

Рисунок 9.11 – Схема баластування трубопроводів з використанням полотнищ із НСМ (для суглинних ґрунтів та сільгоспугідь) за 2 схемою

Схема 3 (рис.9.12) є комбінованим способом баластування трубопроводів з використанням залізобетонних привантажувачів охоплюючого типа або анкерних пристроїв.

1 - трубопровід; 2 - траншея; 3 - полотнище з|із| НСМ|; 4 - грунт засипки; 5 - привантажувач типу УБО|

Рисунок 9.12 – Схема баластування трубопроводів з використанням із НСМ за 3 схемою

Полімерконтейнери типу ПКР-Ф (рис. 9.13), формуються безпосередньо в траншеї над укладеним в проектне положення трубопровід і виготовляють відповідно до вимог на їх виготовлення. Після заповнення ґрунтом полімерконтейнер є привантажувачем сідлоподібного типа.

1- трубопровід; 2 - полімерконтейнер; 3 - грунт засипки

Рисунок 9.13 – Заповнюваний ґрунтом полимерконтейнер типу ПКР-Ф

Заповнювані ґрунтом полімерконтейнери типу ПКУ (рис.9.14) виготовляють згідно вимог ТУ 2296-001-00158631-97. Вони виготовлені у вигляді П - подібного привантажувача, стінки якого виконані із НСМ, просоченого полімерною смолою, що надає порожнині ПКУ необхідну міцність й жорсткість. Верхній силовий пояс зберігає форму ємкості при засипці її ґрунтом.

ПКУ виготовляють в двох модифікаціях: з жорсткими (ПКУ) та гнучкими (ПКУм) кишенями.

Модифікацією ПКУ є також полімерконтейнер типу СПУ. Даний полімер контейнер є таким, що складається. Основні параметри полімерконтейнера приведені в табл. 9.9.

Одним із різновидностей баластування трубопроводів це гнучкі штучні привантажувачі. Схема баластування трубопро-водів за допомогою гнучких штучних приванта-жувачів показана на рис.9.15.

Баластування трубопроводу може проводитися як одиночними так і групами гнучких штучних привантажувачів

1 - криволінійне склепіння; 2 – силовий пояс; 3 – бічна стінка; 4 – лобова частина; 5 – кишені для ПКУ; 6 - кишені для ПКУм.

Рисунок 9.14 – Полімер контейнер типу ПКУ|

Таблиця 9.9 – Технічні характеристики приважнювачів типу ПКУ|

Dз, мм	Розміри, мм			Об'єм, м	Маса, кг	К-ть поясів
	довжина	ширина	висота			шт.
1420	2,3	1,0	1,65	1,83	48	2
1220	2,1	1,0	1,45	1,6	42	2
1020	1,7	0,8	1,25	0,86	29	2
820	1,5	0,8	1,05	0,71	24	1
720	1,4	0,8	0,95	0,65	21	1
530	1,0	0,6	0,7	0,25	12	1
426	0,9	0,6	0,6	0,2	10	1
325	0,8	0,6	0,5	0,18	9,5	1

Груповий спосіб баластування трубопроводу є найбільш перспективний із-за своєї універсальності. Так, як вони можуть використовуватися як при прокладанні трубопроводів в заболоченій, болотистій місцевості, так і при будівництві підводних переходів незалежно від способів прокладання трубопроводів.

Рисунок 9.15 – Гнучкі штучні привантажувачі

Конструкція гнучкого привантажувача складається з трьох елементів: гнучкої пористої оболонки, сухої бетонної суміші та пристрою, що забезпечує початкове (до затвердіння бетону) кріплення пористої оболонки до трубопроводу.

Після встановлення привантажувача на трубопровід вода, проникаючи крізь пористу оболонку, утворює гідрат цементу, внаслідок чого утворюється жорстке бетонне або армоване бетонне кільце, що щільно прилягає до трубопровода.

Початкове закріплення гнучкого привантажувача до трубопровода може бути здійснено пружинним елементом (арматура) або поплавками, що утримують його в проектному положенні (див.рис.9.15).

У світовій практиці будівництва морських трубопроводів намічається тенденція використання саме гнучких привантажувачів різних конструкцій.