Литература -->  Катафорез - движение частиц 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152

кессона в уровне потолка имеется приспособление для глухой заделки отверстия шахты. Для придания плоским стенкам должной устойчивости в шахте устанавливаются два ряда распорных болтов диам. ок. 25 мм, к-рые составляют две вертикальные лестницы в шахте. Средняя часть шахты служит для


.11:

Поперечна бапка

Фиг. и.

Разрез по AR щ

спуска и подъема рабочих, а в крайних участках могут перемещаться бадьи с грунтом.

Основным элементом кессона является рабочая камера. Она представляет собою опрокинутый вверх дном ящик, очер-гания которого в плане в большинстве случаев соответствуют плану опирающейся на него опоры. Дно этого ящика называется потолком кессона и служит опорой для кладки, возводимой на нем во время процесса опускания кессона. Потолок опирается на боковые стенки кессона, которые должны также сопротивляться боковому давлению грунта. По низу боковые стенки имеют укрепление в виде ножа, облегчающее опускание кессона в грунт. Прочность и устойчивость боковых стенок обеспечивается особыми консолями, соединяющими их с потолочными балками. Наихменьшая высота рабочей камеры от низа ножа до потолка-2,2 м. Если бадья с грунтом для передвижения внутри камеры подвешивается к особой тележке, бегающей по рельсу, прикрепленному к потолку камеры, то высота до ллена быть не менее 2,5 Jtt.

В зависимости от местных условий и наличия материалов кессон изготовляется из .ушталла, железобетона, камня или дерева. Съемные кессоны изготовляются исключительно из металла. Материалом для мета.т-лич. кессона служит сортовое мостовое и.ти котельное железо. Железный кессон состоит из жесткого скелета, покрытого листовым железом изнутри для образования рабочей камеры кессона и снаружи для создания гладкой поверхности трения о грунт. Это покрытие д. б. воздухоненроницаемо и водонепроницаемо. При обычной прямоугольной форме кессона основными элементами конструкции скелета металлич. кессона являются поперечные леесткие балки потолка, идущие параллельно наименьшему измерению кессона в плане. Перпендикулярно к поперечным балкам и между ними располо-жены продольные балки. Поперечные и продольные балки у стены кессона имеют консоли, которые поддерлсивают боковые стенки ]сессг)нной камеры. По своей конструк-

ции поперечные и продольные балки представляют сплошные или сквозные фермы одностенчатого двутаврового сечения. Для установки шахтных труб между продольными и поперечными балками укрепляют дополнительные бал очки. Листовое железо, к-рым покрывается этот скелет изнутри и снаружи, имеет толщину 8-10 мм; стыки л:елезных .листов перекрывают накладками. Ншкний край боковой стенки но всему периметру для более свободного проникания в грунт снабжают полном, к-рый состоит из пакета вертикальных железных полос шириной 100-- 150 мм и толщиной 15-25 мм, распололен-пых напуском одна над другой, и уголков, укрепляющих нижний край стенки (фиг. 12). Пазухи консолей между наружными и внутренними стенками и объем над обшивкой потолка обычно заполняют бетоном для обеспечения водонепроницаемости и для большей жесткости кессона. Для большей плотности и непроницаемости в заклепочных швах укладывают прокладки из пропитанного суриком полотна, а швы покрывают цементным раствором. Иногда внутреннее покрытие стен камеры листовым железом считают нецелесообразным, т.к. это вызывает излишний расход металла и кроме того по заполнении камеры кладкой последняя является отделенной от основной массы кладки выше

- .-.5..-----2800-т-гаоо-


Фиг. 12.

воздвигнутой опоры, вследствие наличия металлической обшивки; это облегчает проникновение воды в основную массу опоры, что особенно нежелательно при небольшом возвышении опоры над потолком кессона, В этих случаях вместо внутренней обшивки потолка в балочных клетках укладывают кирпичные сводики или бетонные плиты. Точно так же и в консольных пазухах иногда внутренняя обшивка не применяется, и пазухи заполняются плотной кладкой или бетоном. В таком случае, для непроницаемости, образованную таким образом внутреннюю поверхность потолка и стенок тщательно промазывают леирным цементным раствором. Совершенная непропицаемость камеры также имеет свои недостатки, именно-ухудшение гигиенич. условий работы вследствие затруднения вентиляции, что может отразиться на повышении заболеваемости рабочих. Поэтому рациональнее применять более мощные компрессоры для компенсации нек-рой доли утечки воздуха че-i рез неплотности в кессоне, благодаря чему



улучшаются условия работы, в особенности в тяжелых глинистых грунтах. Кессоны больших размеров, для уменьшения давления на отдельные балки потолка и для уменьшения давления, к-рому подвергается нолх кессона, разделяют внутри камеры на всю высоту разделительными стенками, которые, как и боковые стенки, имеют консоли и нож. Эти стенки обычно не обшивают листовым железом. В случае заполнения их. для большей несткости, кладкой или бетоном в них оставляют отверстия для сообщения меледу отдельными частями камеры.

При недостатке металла применение его для изготовления кессона, который используется только один раз и навсегда оставляется в толще кладки, является неэкономичным в тех случаях, когда исключена возможность появления непредвиденных напряжений в кессоне при опускании. Более целесообразным является применение для кессонов вместо металла более дешевых материалов: железобетона и дерева и только в крайнем случае-бетона и камня. В тех же случаях, когда проходимый грунт включает препятствия или кессон имеет большие размеры и сложное очертание в плане, предпочтительным является кессон металлич. или железобетонный.

Каменный кессон обычно или представляет самостоятельн. конструкцию или же


Фиг. 13.

преобразовывается из каменного опускного колодца, когда, вследствие большого притока воды и встретившихся препятствий, работа в опускном колодце обычными способами становится невозможной. В этом последнем случае на заранее подготовленных пятах, опирающихся на стенки колодца, возводится свод, образующий потолок камеры. В отверстии в потолке камеры укрепляется нижнее звено железной шахтной трубы, на верхнем конце к-рой устанавливается железный шлюз.Так. обр., опускной колодец превращается в каменный кессон. В случае устройства каменного кессона как самостоятельной конструкции, потолок камеры также делается сводчатым. Железный нож, на 1с-рый опирается каменная кладка боковых стен, связывается при помощи металлическ. тяжей с падпотолочной кладкой. Шахтная труба укрепляется в надпотолочной кладке при помощи консольного кольца, приклепанного к нижнему звену шахты (фиг. 13). Внутренняя поверхность д. б. тщательно обмазана жирным цементным раствором, т. к. кирпичная кладка очень проницаема для слсатого воздуха. Сводчатый потолок является ненадежным местом в каменном кессоне вследствие ноявления трещин при неизбежных сотрясениях и перекосах во время опуо-каиия кессона; поэтому в каменных кес-

сонах вместо свода иногда применяют для потолка плоские нелезобетонные покрытия, оставляя все остальное устройство из каменной кладки. Большой вес каменного кессона при спуске с подмостей также представляет некоторые трудности. При значительных размерах каменного кессона рабочая камера перекрывается купольными сводами, опирающимися на поперечные металлическ. связи. В настоящее время неармированньп! каменный кессон является устаревшим.


Фиг. 14.

Все большее применение получает железобетонный кессон. Он может быть применен при самых сложных очертаниях фундамента и значительно уменьшает расход металла, сохраняя вследствие однородности материала хорошую связь между всей массой кессона и кладкой опоры. При Л1алых размерах железобетонный кессон представляет монолитный ящик, состоящий из потолка и стенок. При больших размерах железобетонный кессон представляет сложную конструкцию из рам ребристых балок и плит, которые здесь имеют то же назначение, что балки с консолями и металлическ. обшивка в лелезном кессоне. Потолок камеры обычно представляет сплошную неразрезную плиту, опирающуюся на потолочные балки, к-рые передают вертикальную нагрузку потолка на боковые стены, заканчивающиеся в нижней части в форме пояса. На -


фиг. 14 представлен железобетонный кессон значительных размеров (длиною 34 м, шириной 9,5 м). Потолок рабочей камеры состоит из сплошной плиты опирающейся на отдельные поперечные потолочные балки. .Для большей продольной жесткости эти поперечные балки связаны между собой посредством средней продольной балки. На фиг. 15 представлена схема арматуры боко-



вой стенки и поперечной балки этого кессона. Для подвешивания кессона при опускании его с подмостей, в тело кессона заделаны


Фиг. 16.

тяжи. Нижний край стенки армирован в виде ножа. В случае сложного очертания опоры железобетонный кессон при рациональной конструкции представляет наиболее экономичное решение задачи.

В местностях, богатых лесом, часто применяют деревянные кессоны, т. е. рабочая камера и самый кессон делаются из дерева, а шахты и шлюзы-из железа (фиг. 16). Такие кессоны получили наибольшее распространение в Америке и в России (Сибирская ж. д.). В местностях, бедных лесом, деревянные кессоны применяются только тогда, когда требуется возможно меньший вес кессона. Недостатком деревянных кессонов является пожарная опасность, к-рая особенно велика выше грунтовых вод, т. к. сжатый

-W -т-0! -Т--


Фиг. 17.

воздух высушивает дерево и возбуждает тягу. Обычно остов деревянного кессона составляется из сквозных брусчатых рам, обшитых снаружи и внутри шпунтованными досками для уменьшения утечки воздуха (фиг. 17). Для обеспечения непроницаемости широко применяется конопатка, а внутрен-ноеть рабочей камеры окрашивается соответствующими составами. Надпотолочное пространство и пазузи боковых стенок заполняются бетоном. Деревянные кессоны, применявшиеся на Сибирской железн. дор., имеют наружи, боковые стенки, составленные сплошь из вертикальных брусьев, продол-лсающихся значительно выше потолка кес-

сона с уклоном 0,03 и образующих над ним таким образом понтон (фиг. 18).Потолок над рабочей камерой кессона образован из ряда составных поперечных балок, уложенных на расстоянии 0,75 м одна от другой. Брусья, составляющие консоли, верхним концом врублены в потолочные брусья, а ншк-ними-в брусья стенки. Внутренняя поверхность рабочей камеры обшита досками. Нижний край стенки укреплен железным ножом, составленным из вертикальных полос и уголков. Деревянные кессоны так же, как и железобетонные, вследствие большей экономичности, в особенности при недостатке металла, получают все большее распространение.

Расчет основных элементов металлич. или дергвянного кессона обычно ограничивается расчетом потолочных балок и консолей. Толщина обшивки принимается около 8 мм без расчета. Для расчета надпотолочная на-грузкапредполагает-ся расположенной по одной из трех схем, представленных на фиг. 19, в зависимости от состава над-потолочной кладки. Поперечные балки рассчитываются в 2 предположениях: 1)в случае быстрого падения давления воздуха в камере; 2) в случае погружения камеры в грунт при отсутствии сжатого воздуха. В первом случае вес надпото-лочной кладки принимается без учета потери веса в воде. Второй случай может оказаться более неблагоприятным; тут потеря веса в воде учитывается. Допус-ти-м во втором случае (фиг. 20): д-вес половины кладки, передающийся на потолочную балку, с учетом потери веса в воде; G-вес остальной части половины надпото-лочной кладки, за вычетом веса д, с учетом потери веса в воде; R-нормальная составляющая реакции грунта на внутреннюю стенку; fiR-возникающая от реакции грунта сила трения; S-длина внутренней стенки, подвергающаяся давлению грунта; тогда д + G = R sin а -f- fiR cos a = = R (sin a-{-fi cos a) ,

a = - cos a -hi sin a ,

с = sin a -f fe, cos a - I

Изгибающий момент, действующий в середине поперечной балки, в сечении, прохо-


Фиг. 18.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152