Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Бесшовные мосты

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Термоопоры

Для искусственного понижения температуры вечномерзлых грунтов применяются полые столбы, работающие как термоопоры. Под термоопорой здесь понимается сезонно действующее охлаждающее устройство, работающее в зимний период благодаря естественному конвективному теплообмену воздуха, который служит в качестве реагента.

Охлаждающий эффект термоопор достигается за счет того, что воздух, находящийся в полости столба, в надземной его части, охлаждается при низких отрицательных температурах и опускается вниз, вызывая охлаждение окружающего грунта основания. Высота надземной части, к которой обеспечен прямой доступ наружного воздуха, принимается не менее 2 м, включая насадки. В теплое время года конвекция воздуха в полости термоопоры практически прекращается.

В качестве полых столбов, работающих как термоопоры, могут быть использованы стальные трубы, центрифугированные железобетонные оболочки или трубобетонные конструкции. С позиций теплофизики идеальным видом термоопор являются металлические трубы. Они обеспечивают теплообмен воздушной среды и грунта основания при минимальных величинах термического сопротивления.

Наиболее эффективно применять термоопоры в районах со средней годовой температурой воздуха ниже минус 6 °С при начальных температурах вечномерзлых грунтов не выше минус 1,5 °С.

Полые столбы имеют ряд преимуществ по сравнению со столбами, бетонируемыми на месте. Полые столбы не привносят в грунт основания тепловые возмущения как в процессе строительства, так и во время эксплуатации, по сравнению с монолитными столбами, которые являются проводниками тепла из внешней среды в мерзлый грунт.

Полые столбы имеют относительно небольшой вес, что способствует снижению нагрузки на основание. Небольшой вес, кроме того, упрощает транспортировку столбов и не требует кранов большой грузоподъемности на монтаже.

Применение полых столбов гарантирует отсутствие трещин (разрывов) в металлических трубах (в надземной части), что имеет место в столбах со сплошным бетонным сечением.

При буроопускном способе устройства фундаментной части опор заполнение пазух в термоопорах может быть выполнено более качественно вследствие возможности создания вибродинамических воздействий со стороны полости трубы. Качество заполнения при этом является более надежно гарантированным благодаря искусственной тепловой агрессии также со стороны полости.

Важно отметить при этом, что качество заполнения зазора между столбом и поверхностью скважины имеет принципиально важное значение, поскольку оно определяет несущую способность столба. Так, если прочность заполнителя составляет не менее 75 кгс/см2, то в расчетах несущей способности столбов на действие вертикальных сжимающих и выдергивающих нагрузок за поверхность сдвига принимается боковая поверхность скважины, а не столба, а рабочая площадь торца — равной площади сечения скважины.

Технология сооружения полых столбов более проста благодаря отсутствию (или малому объему) «мокрых» работ.

Наличие полости в термоопоре существенно повышает возможности технологического процесса в условиях вечномерзлых грунтов, поскольку эта полость позволяет как в процессе погружения трубы, так и после завершения обустройства столба вмешиваться в тепловые процессы, вводя в полость либо источники тепла, либо источники холода.

В результате принудительного прогрева через внутреннюю полость и ускорения набора прочности цементно-песчаного раствора в пазухе между столбом и стенками скважины возможно сокращение срока ввода моста в эксплуатацию. Последующее принудительное искусственное охлаждение через внутреннюю полость способствует ускорению смерзания столбов с окружающим грунтом.

При этом термический эффект термоопор может быть усилен как естественным, так и искусственным способами. Естественный способ основан на применении коаксиальных устройств, устанавливаемых в полости столбов. Искусственный способ связан с использованием установок, обеспечивающих принудительную подачу в полость холодного воздуха. Искусственное замораживание грунтов основания опор моста возможно, в частности, с помощью установки «Борей- турбо». Схема ее работы показана на рис. 6.19.

Схема искусственного замораживания

Рис. 6.19. Схема искусственного замораживания: 1 — компрессор; 2 — циклон; 3 — ТХУ; 4 — воздухопровод; 5 — вентиль;

6 — опора моста

Основные технические данные установки «Борей-Турбо» приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Основные технические характеристики установки «Борей-Турбо»

Параметр

Показатель

Рабочий хладоноситель

Атмосферный воздух

Абсолютное давление на входе в установку, кПа (атм)

343...784 (3,5...8,0)

Температура воздуха на входе в установку, °С

©

о

о

Расход рабочего воздуха, кг/ч (кг/с)

700 ±70 (0,17...0,19)

Абсолютное давление на выходе из установки, кПа (кгс/см2)

102,9...117,6 (1,05...1,20)

Температура рабочего воздуха на выходе при температуре окружающего воздуха плюс 15 °С, °С

минус 40

Масса установки, кг

47

Габаритные размеры, мм

1200 х 400 х 600

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>