RU2656399C1

RU2656399C1 - Method of construction of the port hydraulic structure

Info

Publication number: RU2656399C1
Application number: RU2017101400A
Authority: RU
Inventors: Юрий Михайлович Федоров
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2018-06-05

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to the field of hydraulic engineering construction, namely, the construction of berthing facilities and fencing structures, mainly in the open sea area. Method for constructing a port hydraulic engineering structure consisting of two mutually anchored walls and backfilling between them is proposed. Construction begins with the installation of two pile overpasses, serving for the assembly of prefabricated elements of the structure. On these overpasses with a certain step, rigid geometrically unchangeable frame structures are suspended, which are the anchor system of the structure. Then, between the crossbars of the frame structures, insert the wall panels and support them on the ground base. Sinus between the two walls of the composite rigid structure is covered with coarse-grained material, after which the installation rack is dismantled, and the above-water part of the structure is completed with prefabricated monolithic and monolithic elements. In case of occurrence during construction of storm conditions the decision on strengthening of the front of construction by the shells placed inside of a construction is offered.

EFFECT: proposed method of construction of a well-known hydraulic structure allows to minimize underwater technical work, to reduce the consumption of materials, to use relatively inexpensive construction equipment during the construction, to shorten construction time.

5 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к строительству причальных и оградительных сооружений, преимущественно в условиях открытой акватории моря.The invention relates to the field of hydraulic engineering, and in particular to the construction of berths and enclosures, mainly in the open sea.

Известен способ строительства гидротехнического сооружения, включающий устройство подводной каменной постели, изготовление и установку на каменную постель массивов-гигантов, монтаж на массивах-гигантах стен-надстроек, устройство обратной засыпки (см. книгу В.Б. Гуревич, В.Э. Даревский, В.Ф. Самарин, Ю.М. Федоров «Портовые гидротехнические сооружения». М., Транспорт, 1992, с. 42-43).A known method of constructing a hydraulic structure, including an underwater stone bed, manufacturing and installing gigantic arrays on a stone bed, mounting superstructure walls on gigantic arrays, backfill device (see the book by V.B. Gurevich, V.E. Darevsky, VF Samarin, YM Fedorov “Port hydraulic structures. M., Transport, 1992, S. 42-43).

Недостатком способа строительства гидротехнического сооружения является большая материалоемкость используемых в строительстве массивов-гигантов, высокая стоимость их изготовления и спуска на воду, сложность транспортировки массивов-гигантов к месту строительства, сложность установки на подводную каменную постель.The disadvantage of the method of constructing a hydraulic structure is the high material consumption of the gigantic arrays used in the construction, the high cost of their manufacture and launching, the difficulty of transporting the gigantic arrays to the construction site, the difficulty of installation on an underwater stone bed.

За прототип принят известный способ строительства гидротехнического сооружения (см. патент Российской Федерации №2034951 «Пирс и способ его строительства»), включающий строительство гидротехнического сооружения, состоящего из двух взаимно заанкеренных стен и обратной засыпки между ними, в том числе установку двух монтажных свайных эстакад, навешивание на эстакады ригелей, попарно соединяемых между собой шарнирно крепящимися параллельными анкерными тягами, установку на нижние опорные выступы ригелей стеновых панелей, устройство поверх стеновых панелей и ригелей объединяющего оголовка. До устройства обратной засыпки стеновые панели, опирающиеся на нижние выступы ригелей, находятся в свободно подвешенном на монтажных эстакадах состоянии, то есть низ стеновых панелей имеет неограниченную степень свободы в направлении, ортогональном оси гидротехнического сооружения. Шарнирное закрепление анкерных тяг и ригелей позволяет существенно снизить технические требования к допускам на высотное положение монтажных эстакад. После устройства обратной засыпки на стеновые панели начинает действовать распор от засыпки и, за счет этого, гидротехническое сооружение приобретает необходимую общую жесткость.The prototype is a well-known method of constructing a hydraulic structure (see Russian Federation patent No. 2034951 “Pier and method of its construction”), including the construction of a hydraulic structure consisting of two mutually anchored walls and backfill between them, including the installation of two mounting pile racks , hanging on girders of crossbars, pairwise interconnected by pivotally mounted parallel anchor rods, installation of wall panels on the lower supporting protrusions of the crossbars, device on top wall panels and crossbars of the unifying tip. Prior to the backfill device, wall panels resting on the lower ledges of the crossbars are in a state freely suspended on the mounting racks, that is, the bottom of the wall panels has an unlimited degree of freedom in the direction orthogonal to the axis of the hydraulic structure. The hinged fastening of anchor rods and crossbars can significantly reduce the technical requirements for tolerances on the high position of mounting racks. After the backfill device is installed on the wall panels, the backfill from the backfill begins to act and, due to this, the hydraulic structure acquires the necessary general rigidity.

Недостатком данного способа строительства гидротехнического сооружения, включающего две взаимно заанкеренные стены, является невозможность гарантированного обеспечения проектного положения низа стеновых панелей при их установке в сооружение и при устройстве обратной засыпки. Обусловлено это, в первую очередь, податливостью низа стеновых панелей за счет возможного изменения геометрической формы анкерной системы, состоящей из ригелей и попарно объединяющих их параллельных шарнирно крепящихся анкерных тяг. При наступлении штормовых условий фронт строящегося сооружения оказывается незащищенным от негативного воздействия на него волн, что может привести к частичному или полному разрушению строящегося сооружения.The disadvantage of this method of constructing a hydraulic structure, including two mutually anchored walls, is the impossibility of guaranteed ensuring the design position of the bottom of the wall panels when they are installed in the structure and when backfilling device. This is due, first of all, to the flexibility of the bottom of the wall panels due to the possible change in the geometric shape of the anchor system, consisting of crossbars and pairwise combining them parallel articulated anchor rods. When storm conditions occur, the front of the building under construction is unprotected from the negative impact of waves on it, which can lead to partial or complete destruction of the building under construction.

Целью изобретения является снижение стоимости строительства, повышение его качества и обеспечение надежности и сохранности сооружения в период его строительства, в том числе при наступлении штормовых условий.The aim of the invention is to reduce the cost of construction, increase its quality and ensure the reliability and safety of the structure during its construction, including when stormy conditions occur.

Поставленная цель достигается тем, что в способе строительства гидротехнического сооружения из двух взаимно заанкеренных стен и обратной засыпки между ними, включающем установку двух монтажных свайных эстакад, навешивание на эти эстакады ригелей попарно соединенных между собой связями, установку между смежными ригелями каждой эстакады стеновых панелей, устройство поверх стеновых панелей и ригелей объединяющего их оголовка, навешиваемые на эстакады ригели и соединяющие их связи выполняют в виде единой жесткой геометрически не изменяемой рамной конструкции, причем опорные элементы ригелей снабжены фиксаторами, закрепляющими расстояние между монтажными свайными эстакадами, а стеновые панели, устанавливаемые между смежными ригелями каждой эстакады, снизу опирают на грунтовое основание. Для жесткой фиксации во время строительства взаимного планового положения стеновых панелей и ригелей вертикальные грани стеновых панелей, взаимодействующие с ригелями, снабжают металлическими анкерными элементами, а ригели выполняют с направляющими устройствами замкового типа, перехватывающими анкерные элементы при монтаже стеновых панелей и прижимающие их друг к другу, жестко фиксируя их взаимное плановое положение. Оголовки выполняют из пустотелых блоков, которые монтируют сверху стеновых панелей и ригелей и заполняют их внутренние пустоты твердеющим раствором. После устройства обратной засыпки монтажные эстакады демонтируют. На период наступления штормовых условий строительный фронт сооружения укрепляют металлическими оболочками, которые устанавливают в торце строящегося сооружения, между его жесткими геометрически не изменяемыми рамными конструкциями, сверху раскрепляют их между собой и между смонтированными стенами сооружения, затем оболочки и примыкающую к ним пазуху сооружения заполняют крупнозернистым материалом.This goal is achieved by the fact that in the method of constructing a hydraulic structure from two mutually anchored walls and backfilling between them, including the installation of two mounting pile racks, hanging crossbars in pairs connected by interconnections between them, installing wall panels between adjacent crossbars of each flyover, device over the wall panels and crossbars of the head uniting them, the crossbars hanging on overpasses and connecting them are made in the form of a single rigid geometrically without changing frame structure, and the supporting elements of the crossbars are equipped with clamps that fix the distance between the mounting pile racks, and wall panels installed between the adjacent crossbars of each flyover are supported from below on a soil base. For rigid fixation during the construction of the mutual planned position of the wall panels and crossbars, the vertical faces of the wall panels interacting with the crossbars are provided with metal anchor elements, and the crossbars are made with locking type guides that intercept the anchor elements when mounting the wall panels and press them against each other, rigidly fixing their mutual planned position. The heads are made of hollow blocks, which are mounted on top of wall panels and crossbars and fill their internal voids with a hardening solution. After the backfill device, the assembly racks are dismantled. For the period of stormy conditions, the construction front of the structure is reinforced with metal shells, which are installed at the end of the building under construction, between its rigid geometrically unchanged frame structures, they are fastened together from above and between the mounted walls of the structure, then the shells and the adjacent bosom of the structure are filled with coarse-grained material .

Строительство портового гидротехнического сооружения начинается с установки монтажных эстакад, представляющих собой два ряда высоких свайных ростверков. На ростверки с заданным шагом навешивают жесткие рамные конструкции, предназначенные для монтажа и закрепления стеновых панелей. Стеновые панели вставляют в пазы жестких рамных конструкций, предварительно зафиксированных на ростверке, и опирают их на грунтовое основание, тем самым закрепляя снизу плановое положение стены. Стеновые панели и рамные конструкции выполняют с направляющими устройствами, обеспечивающими проектное взаимное расположение ригелей и размещаемых между ними стеновых панелей. Прочность направляющих устройств (замков) должна быть достаточной, гарантирующей обеспечение при сборке проектного взаимного расположения ригелей и стеновых панелей в невидимой подводной зоне сооружения. Пазуху между стенами сначала засыпают до высотной отметки, превышающей уровень воды в акватории. После этого монтажные эстакады, представляющие собой высокий свайный ростверк, могут быть демонтированы и использованы на строительстве других участков сооружения. Сверху стеновых панелей и ригелей рамной конструкции устанавливают сборные пустотелые блоки, которые, при необходимости, закрепляют распорками, опирающимися на противоположные ригели той же рамной конструкции, и заполняют пустоты блоков цементным раствором. Монтаж рамных конструкций, установку стеновых панелей и заполнение пазухи, например, несортированным камнем производят параллельно с небольшим опережением во времени операции навески рамных конструкций от операции заполнения пазухи грунтом. При получении метеорологического предупреждения об ухудшающихся погодных условиях, все строительные работы по возведению гидротехнического сооружения незамедлительно прекращаются, а в свободную от грунта область, расположенную между стеновыми панелями и жесткими рамными конструкциями, помещают металлические оболочки, которые вместе со стеновыми панелями и рамными конструкциями раскрепляют поверху и заполняют совместно с пазухой сооружения крупнозернистым материалом, например камнем. Последняя, замыкающая сооружение, оболочка должна иметь максимальный размер, перекрывающий свободное пространство между стеновыми панелями. По мере удаления от этой наибольшей оболочки вглубь сооружения, размеры последующих 2-3 металлических оболочек в направлении стеновых панелей уменьшаются.The construction of the port hydraulic structure begins with the installation of installation trestles, which are two rows of tall pile grillages. Rigid frame structures designed for mounting and fixing wall panels are hung on grillages with a given step. Wall panels are inserted into the grooves of rigid frame structures, previously fixed on the grillage, and rested on a soil base, thereby securing the planned position of the wall from below. Wall panels and frame structures are made with guiding devices providing design mutual arrangement of crossbars and wall panels placed between them. The strength of the guiding devices (locks) should be sufficient, guaranteeing the provision during the assembly of the design relative position of the crossbars and wall panels in the invisible underwater zone of the structure. The sinus between the walls is first filled up to a height that exceeds the water level in the water area. After that, the installation trestles, which are a high pile grillage, can be dismantled and used in the construction of other sections of the structure. Prefabricated hollow blocks are installed on top of wall panels and crossbars of the frame structure, which, if necessary, are fixed with spacers based on opposite crossbars of the same frame structure, and fill the voids of the blocks with cement mortar. The installation of frame structures, the installation of wall panels and the filling of the sinus, for example, with unsorted stone, is carried out in parallel with a slight advance in time of the operation of hanging the frame structures from the operation of filling the sinus with soil. Upon receipt of a meteorological warning about worsening weather conditions, all construction work on the construction of a hydraulic structure is immediately stopped, and metal shells are placed in the soil-free area located between the wall panels and rigid frame structures, which together with the wall panels and frame structures are fixed on top and filled together with the sinus of the structure with coarse-grained material, such as stone. The last enclosing structure, the shell should have a maximum size that overlaps the free space between the wall panels. As you move further from this largest shell deep into the structure, the dimensions of the next 2-3 metal shells in the direction of the wall panels decrease.

Предлагаемый способ строительства портового гидротехнического сооружения представлен на чертежах, где:The proposed method for the construction of a port hydraulic structure is presented in the drawings, where:

фиг. 1 - общий вид портового гидротехнического сооружения, поперечный разрез; фиг. 2 - общий вид портового гидротехнического сооружения, план; фиг. 3 - монтажные свайные эстакады, поперечный разрез; фиг. 4 - монтажные свайные эстакады, план; фиг. 5 - монтаж рамных конструкций, поперечный разрез; фиг. 6 - монтаж рамных конструкций, план; фиг. 7 - продольный разрез 1-1 ригеля рамной конструкции; фиг. 8 - монтаж стеновых панелей, поперечный разрез; фиг. 9 - монтаж стеновых панелей, продольный разрез 2-2; фиг. 10 - монтаж стеновых панелей, поперечный разрез 3-3 по стыку анкерных элементов стеновых панелей с направляющими устройствами замкового типа; фиг. 11 - схема первого этапа устройства обратной засыпки, поперечный разрез; фиг. 12 - схема первого этапа устройства обратной засыпки, продольный разрез 4-4.FIG. 1 - General view of the port hydraulic structures, cross section; FIG. 2 - general view of the port hydraulic structure, plan; FIG. 3 - mounting pile racks, cross section; FIG. 4 - assembly pile overpasses, plan; FIG. 5 - installation of frame structures, cross section; FIG. 6 - installation of frame structures, plan; FIG. 7 is a longitudinal section 1-1 of a crossbar of a frame structure; FIG. 8 - installation of wall panels, cross section; FIG. 9 - installation of wall panels, a longitudinal section 2-2; FIG. 10 - installation of wall panels, cross section 3-3 at the junction of the anchor elements of the wall panels with the guiding devices of the castle type; FIG. 11 is a cross-sectional diagram of a first step of a backfill device; FIG. 12 is a diagram of a first step of a backfill device, a longitudinal section 4-4.

Портовое гидротехническое сооружение состоит из двух взаимно заанкеренных стен, включающих жесткие рамные конструкции 1, стеновые панели 2, опирающиеся лицевой гранью на ригели 12 рамных конструкций, и обратную засыпку 3. Оголовок стены, расположенной с незащищенной от воздействия волн стороны сооружения, выполнен из пустотелых железобетонных блоков 4, раскрепленных подкосами 5 и заполненных цементным раствором 6. Со стороны закрытой от волн акватории оголовок 7 выполнен из монолитного железобетона. Поверх обратной засыпки 3 изготовлена монолитная бетонная плита 8.The port hydraulic structure consists of two mutually anchored walls, including rigid frame structures 1, wall panels 2, supported by the front face on the crossbars 12 of the frame structures, and backfill 3. The head of the wall located on the side of the structure that is not protected from the effects of waves is made of hollow reinforced concrete blocks 4, unfastened by struts 5 and filled with cement mortar 6. From the side of the water area, which is closed from waves, the head 7 is made of reinforced concrete. On top of backfill 3, a monolithic concrete slab 8 was made.

Строительство портового гидротехнического сооружения начинается с устройства двух монтажных эстакад, включающих свайное основание 9 и высокий свайный ростверк 10, расположенный выше строительного уровня воды 11. На высокие свайные ростверки 10 монтажных эстакад с заданным шагом навешивают жесткие рамные конструкции 1, состоящие из ригелей 12 и жестко связанных с ними параллельных или не параллельных (наклонных друг к другу) связей 13. Расстояние между ростверками 10 монтажной эстакады закрепляется с помощью фиксаторов 21, которыми снабжены опорные элементы 22 ригелей 12. Стеновые панели 2 вставляют в пазы ригелей 12 и опускают их до упора в грунтовое основание 14. Стеновые панели 2 и ригели 12 жестких рамных конструкций 1 оснащают соответственно анкерами 15 и направляющими устройствами замкового типа 16, обеспечивающими проектное взаимное расположение ригелей 12 и размещаемых между ними стеновых панелей 2 в подводной зоне сооружения. Для удобства монтажа стеновых панелей 2 в верхней части ригелей 12 также размещают направляющие устройства 17. Обратную засыпку 3 сначала выполняют до высотных отметок, близких к отметке строительного уровня воды 11. После этого могут быть демонтированы монтажные эстакады, состоящие из свай 9 и ростверков 10.The construction of a port hydraulic structure begins with the installation of two mounting racks, including a pile foundation 9 and a high pile grillage 10, located above the building water level 11. Rigid frame structures 1 consisting of crossbars 12 and rigidly hang on high pile grilles 10 of installation racks with a given step associated with them parallel or non-parallel (inclined to each other) connections 13. The distance between the grillages 10 of the mounting trestle is fixed using clamps 21, which are equipped with The pivoting elements 22 of the crossbars 12. The wall panels 2 are inserted into the grooves of the crossbars 12 and lower them all the way into the soil base 14. The wall panels 2 and the crossbars 12 of the rigid frame structures 1 are equipped with anchors 15 and locking device type 16, respectively, providing the design relative positioning of the crossbars 12 and placed between them wall panels 2 in the underwater zone of the structure. For ease of installation of wall panels 2, guide devices 17 are also placed in the upper part of the crossbars 12. Backfill 3 is first carried out to elevations close to the level of the building water level 11. After that, mounting racks consisting of piles 9 and grillages 10 can be dismantled.

При получении извещения о наступлении штормовых условий строительство портового гидротехнического сооружения приостанавливается, а строительный фронт сооружения укрепляется металлическими оболочками 18 различных в плане размеров, устанавливаемых в торце строящегося сооружения, между его рамными конструкциями. Сверху оболочки 18 раскрепляют между собой и между смонтированными стеновыми панелями 2 и ригелями 12 жестких рамных конструкций 1 (на чертеже не показано). Затем оболочки 18 и примыкающую к ним пазуху сооружения заполняют крупнозернистым материалом.Upon receipt of the notification of the onset of storm conditions, the construction of the port hydraulic structure is suspended, and the construction front of the structure is reinforced with metal shells 18 of various sizes in terms of installed at the end of the construction under construction, between its frame structures. On top of the shell 18, they are unfastened between themselves and between the mounted wall panels 2 and the crossbars 12 of the rigid frame structures 1 (not shown in the drawing). Then, the shells 18 and the adjacent sinus of the structure are filled with coarse-grained material.

Продолжается строительство установкой на лицевую стену сборных пустотелых железобетонных блоков 4, раскреплением их подкосами 5 и заполнением блоков цементным раствором 6. Далее изготавливается монолитный оголовок 7, досыпается обратная засыпка 3 до проектных отметок и бетонируется плита 8. В зависимости от расчетной высоты волны дно акватории крепят камнем 19 или крупным щебнем 20.Construction continues by installing prefabricated hollow reinforced concrete blocks 4 on the front wall, unfastening them with struts 5 and filling the blocks with cement mortar 6. Next, a monolithic head 7 is made, backfill 3 is refilled to the design marks and the slab 8 is concreted. Depending on the calculated wave height, the bottom of the water area is fixed stone 19 or large rubble 20.

В предложенном способе строительства портового гидротехнического сооружения объединение ригелей 12 с соединяющими их связями 13 в жесткую рамную конструкцию 1 геометрически не изменяемой формы, обеспечивает невозможность смещения низа стен от проектного положения при монтаже стеновых панелей 2. Сверху взаимное расположение ригелей 12 и стеновых панелей 2 контролируется за счет фиксации планового положения ригелей 12 на ростверках 10 и направляющими устройствами 17, расположенными в верхней части ригелей 12. Так как жесткие рамные конструкции подвешены на ростверках 10 и низ их может свободно перемещаться в продольном направлении монтируемой стены, то для фиксации и закрепления снизу проектного взаимного расположения стеновых панелей 2 и ригелей 12 предусмотрены специальные замковые соединения, состоящие из установленных на панелях анкеров 15 и установленных на ригелях направляющих устройств замкового типа 16. После монтажа стеновых панелей 2 обе взаимно заанкеренные стены представляют собой относительно жесткую в продольном и поперечном направлениях сборную конструкцию, установленную на грунтовое основание 15, что обеспечивает неизменяемость проектного взаимного расположения всех элементов сооружения при устройстве обратной засыпки 3 и гарантирует его надежность.In the proposed method for the construction of a port hydraulic structure, the joining of the crossbars 12 with the bonds 13 connecting them into a rigid frame structure 1 of a geometrically unchanged shape, makes it impossible to move the bottom of the walls from the design position when mounting wall panels 2. From above, the relative position of the crossbars 12 and wall panels 2 is controlled by fixing the planned position of the crossbars 12 on the grillages 10 and the guiding devices 17 located in the upper part of the crossbars 12. Since the rigid frame structures and suspended on grillages 10 and their bottom can freely move in the longitudinal direction of the wall being mounted, then for locking and fixing from below the project relative positioning of wall panels 2 and crossbars 12, special locking joints are provided, consisting of anchors 15 mounted on panels and guide devices mounted on crossbars castle type 16. After mounting the wall panels 2, both mutually anchored walls are relatively rigid in the longitudinal and transverse directions prefabricated, tanovlenii on subgrade 15, which provides immutability project mutual arrangement of all elements in the device structures backfill 3 and guarantee its reliability.

Claims

1. A method of constructing a hydraulic structure, consisting of two mutually anchored walls and backfill between them, including the installation of two mounting pile racks, hanging girders on these racks, pairwise interconnected, installing wall panels between adjacent crossbars of each racks, and installing them on top of wall panels and crossbars of the head uniting them, characterized in that the crossbars hanging on overpasses and connecting them are made in the form of a single rigid geometrically unchanged p of amine construction, and the supporting elements of the crossbars are equipped with clamps, fixing the distance between the mounting pile racks, and the wall panels installed between the adjacent crossbars of each flyover are supported from below on a soil base.

2. The method of construction of a hydraulic structure according to claim 1, characterized in that for rigid fixation during construction of the mutual planned position of the wall panels and crossbars, the vertical faces of the wall panels interacting with the crossbars are provided with metal anchor elements, and the crossbars are made with locking type guides intercepting anchor elements during the installation of wall panels, pulling together wall panels and crossbars and rigidly fixing their mutual planned position.

3. The method of construction of a hydraulic structure according to claim 1, characterized in that the heads are made of hollow blocks that are mounted on top of wall panels and crossbars and fill their internal voids with a hardening solution.

4. The method of construction of a hydraulic structure according to claim 1, characterized in that after the backfill device, the mounting racks are dismantled.

5. The method of construction of a hydraulic structure according to claim 1, characterized in that for the period of stormy conditions, the construction front of the structure is reinforced with metal shells, which are installed at the end of the structure under construction, between its rigid geometrically unchanged frame structures, from above they are fastened together and between mounted walls of the structure, then the shell and the adjacent bosom of the structure are filled with coarse-grained material.