2.3.5. Якоря земляные и наземные

При производстве монтажных работ нередко при­ходится закреплять монтажные приспособления; напри­мер, лебедка должна быть закреплена за якорь или какое-либо анкерное устройство. Якорями называют неподвижные сооружения, способные воспринимать гори­зонтальные или вертикальные усилия. Якоря необхо­димы для крепления вант, расчалок и полиспастов.

Якоря бывают постоянные и временные. Постоянные якоря, например, для крепления вант высоких мачт линий электропередач, являются неотъемлемой частью самого сооружения.

Якоря могут быть свайными, заглубленными, винто­выми и наземными (поверхностными).

Свайные якоря (рис. 2.47, а) делают из бревен диаметром от 18 до 30 см. Забивка свай — очень трудо­емкая работа, поэтому свайные якоря применяют на монтаже ограниченно. Если сваи забивают под углом, то их можно использовать для закрепления вант 3, расположенных под углом к горизонтали.

Свайные якоря бывают одиночные и двойные. В оди­ночном якоре к свае 1 прикрепляют поперечину 2. Грунт перед якорем не должен быть разрыхлен.

Свайные якоря широко применяют в районах Край­него Севера. Они могут воспринимать усилия до 200 тс. Металлические сваи погружают в грунт, предварительно пробуривая его с последующим замораживанием.

Заглубленные якоря (рис. 2.47, б) можно применять при усилии от 3 до 50 тс. Для усилий 3—5 тс используют одно бревно диаметром 20 см, длиной 1,5—2 м, зарытое на глубину 1,5 м.

Для больших усилий вместо бревен используют бетонные сваи. Якорь состоит из горизонтального бревна 13 для крепления тяги 9 и вертикальных бревен 10 для крепле­ния лебедки 5 от горизонтального смещения. Для закреп­ления лебедки от опрокидывания устраивают специальное анкерное устройство 4, работающее на отрыв.

Рис. 2.47. Земляные якоря: а — свайный одиночный, б — горизонтальный, в — для закрепления ле­бедки, г — для переменного направления усилия; 1— свая, 2 — попе­речина, 3 — канат, 4 и 8 — анкерные устройства, 5 — лебедка, 6 — ка­нат от полиспаста, 7 — отводной блок, 9 и 12 — тяги, 10 — вертикальное бревно, 11 — засыпка, 13 — горизонтальное бревно, 14 — хомут, 15 — вертикальная свая

К лебедке идет канат 6 от полиспаста, который проходит через отводной блок 7. Для крепления отвод­ного блока устраивают специальное анкерное уст­ройство 8.

К якорям крепят оттяжки, ванты, полиспасты и лебедки. От сдвига лебедку закрепляют в точке А (рис. 2.47, б), а от опрокидывания — в точке В, или на лебедку укладывают балласт, масса которого должна быть равна силе G₂.

Во время работы лебедки сила Q старается ее сдвинуть. Для предотвращения сдвига лебедки около точки А забивают вертикальную сваю 15. Но поскольку сила Q приложена на расстоянии h от земли, то возникает момент сил, который способствует повороту лебедки вокруг точки А. Сила G₂, полученная от этого момента, стремится удержать конец рамы лебедки. Для предот­вращения опрокидывания в точке В устраивают анкер­ный болт, который закрепляют в железобетонном фундаменте.

Для расчета лебедки на опрокидывание относительно точки А определяют сумму моментов основных сил; при равновесии сумма моментов должна быть равна нулю:

(8)

где G₁ — вес лебедки, тс; G₂ — сила, на которую необ­ходимо рассчитать анкер, тс; а — расстояние от центра тяжести лебедки до точки опрокидывания, м; b— рас­стояние от точки опрокидывания до места закрепления анкера, м; Q — натяжение каната, тс; h — расстояние от уровня земли до каната, м.

Силу G₂, на которую необходимо рассчитать анкер, определяют по формуле

(9)

где k — коэффициент запаса устойчивости, равный 1,2-1,3.

Кроме расчета лебедки на опрокидывание, необходимо рассчитывать закрепление лебедки против горизонталь­ного смещения от силы N.

Силу N, стремящуюся сдвинуть лебедку, определяют по формуле

(10)

где Q — натяжение каната, тс; F_тр — сила трения от массы лебедки, определяемая по формуле

(11)

где f — коэффициент трения, равный 0,3—0,5; G — вес лебедки с балластом, тс.

Для восприятия усилий, направленных под различ­ными углами к горизонту, применяют заглубленные горизонтальные якоря для переменного направления усилий (рис. 2.47, г). Такой якорь состоит из нескольких горизонтальных бревен 13, скрепленных хомутом 14, который через листовую фасонку соединен с тягой 12.

Для предохранения тяги от смятия под нее около наружной поверхности грунта укладывают горизонталь­ное бревно небольшой длины. Яму, в которую уклады­вают основные горизонтальные бревна, засыпают засып­кой 11 и утрамбовывают.

На рис. 2.48 изображена схема винтового якоря. Винт 1 якоря выполнен в виде спирали, закрепленной на стержне 2. Вверху стержень заканчивается втулкой 3. На втулку надет ригель 5, который соединя­ется с втулкой пальцем 4, а с упором 8 — посредством щек 6.

Закрепление за якорь производится в верхней части ригеля за палец 4. За счет упора 8 на стержень якоря в основном действуют только вертикальные усилия. Боль­шая площадь винта 1 препятствует вырыванию якоря. Винтовые якоря применяют на усилие 3, 5 и 10 тс.

Рис. 2.48. Винтовой якорь: 1 — винт, 2 — стержень, 3 — втулка, 4, 7 — паль­цы, 5 — ригель, 6 — щека, 8 — упор

Наземные якоря (рис. 2.49), как правило, изготовляют инвентарными и рассчитывают на много­кратное использование.

Якорь представляет собой жесткую раму 5 (рис. 2.49, а) из швеллеров, на которую устанавливают необходимое количество железобетонных блоков 2.

Рис. 2.49. Наземные якоря: а — без лебедки, б — с лебедкой; 1— тяга, 2 — блоки, 3 — ось-шарнир, 4 — лебедка, 5 — рама

Рама состоит из двух половин. Между ними на оси 3 расположена тяга1, к которой крепится полиспаст, ванта или необходимое приспособление. Якорь не имеет лебедки.

Иногда на наземный якорь устанавливают лебедку 4 (рис. 2.49, б). Расположение шарнира по центру рамы создает благоприятные условия для работы всего якоря, так как якорь работает только на сдвиг, а не на опроки­дывание. Наклонная сила Р в месте шарнира расклады­вается на вертикальную Р_в и горизонтальную Р_г.