Caisson (strojírenství) - Caisson (engineering)

Schematický průřez tlakovým kesonem

V geotechniky , je keson ( / k s ə n / nebo / k s ɒ n / , převzato z francouzského kesonu , z italské Cassone , což znamená velké krabice , augmentativum z Cassa ) je vodotěsný přídržná struktura použita, například pracovat na základech jednoho mostu mola , pro stavbu betonové hráze , nebo pro opravu lodí . Kachny jsou konstruovány tak, aby bylo možné vodu odčerpávat a udržovat tak pracovní prostředí v suchu. Pokud se pilíře staví pomocí otevřeného kesonu a není praktické dosáhnout vhodné půdy, mohou být třecí pilíře poháněny, aby vytvořily vhodný podklad. Tyto hromady jsou spojeny základovou podložkou, na kterou je postaven sloupový sloup.

Typy

K instalaci kesonu na místo je spuštěn dolů měkkým bahnem, dokud nenarazí na vhodný podkladový materiál. I když se dává přednost skalnímu podloží , někdy se používá stabilní tvrdé bahno, když je skalní podloží příliš hluboké. Čtyři hlavní typy kesonu jsou kesonový keson , otevřený keson , pneumatický keson a monolitický keson .

Krabice

Box keson je betonová prefabrikovaná krabice (s stranách a dolní); stanoví se na připravené podklady. Jakmile je na místě, je vyplněn betonem, aby se stal součástí stálých prací, jako je základ pro mostní molo. Duté betonové konstrukce jsou obvykle méně husté než voda, proto musí být skříňový keson zatěžován nebo ukotven, aby nemohl plovoucí, dokud nebude možné jej naplnit betonem. Někdy mohou být zapotřebí komplikované kotevní systémy, například v přílivových zónách . Nastavitelné kotevní systémy v kombinaci s průzkumem GPS umožňují technikům umístit kesonovou krabici s přesnou přesností.

Otevřeno

Otevřená keson je podobný krabici kesonu, kromě toho, že nemá spodní plochu. Je vhodný pro použití v měkkých jílech (např. Na některých korytech řek), ale ne tam, kde mohou být v zemi velké překážky. Otevřený keson, který se používá na měkkém podloží nebo na vysokých vodních hladinách, kde jsou otevřené výkopy nepraktické, lze také použít k instalaci hlubokých šachet, čerpacích stanic a přijímacích / odpalovacích šachet pro mikro tunelování , zvedání potrubí a další operace.

Keson je potopen vlastní tíhou, betonem nebo vodním balastem umístěným nahoře nebo hydraulickými zvedáky. Přední hrana (nebo řezací botka ) kesonu je skloněna pod ostrým úhlem, aby se napomohlo vertikálnímu ponoření; obvykle je vyroben z oceli. Bota je obecně širší než keson, aby se snížilo tření, a náběžná hrana může být zásobena tlakovou bentonitovou suspenzí, která bobtná ve vodě a stabilizuje usazování vyplněním prohlubní a dutin. Otevřený keson se může během potopení naplnit vodou. Materiál je ražen lopatovým rýpadlem na jeřábu.

Podloží na úrovni formace nemusí být stále vhodné pro hloubení nebo únosnost . Voda v kesonu (kvůli vysoké hladině podzemní vody) vyrovnává tlakové síly měkkých půd pod ní. Pokud je odvodněn, může základna „potrubí“ nebo „vřít“, což způsobí potopení kesonu. V boji proti tomuto problému mohou být hromady vyhnány z povrchu, aby fungovaly jako:

  • Nosné stěny v tom smyslu, že přenášejí zatížení do hlubších půd.
  • Kotvy v tom, že odolávají flotaci kvůli tření na rozhraní mezi jejich povrchy a okolní zemí, do které byly zatlačeny.

Profily H-paprsku (typické profily sloupů, kvůli odolnosti proti ohybu ve všech osách) mohou být poháněny v úhlech „hrabaných“ na skálu nebo jiné pevnější půdy; paprsky H jsou ponechány prodloužené nad základnou. Pod vodu lze umístit železobetonovou zátku, což je proces známý jako umístění betonu Tremie . Když je keson odvodněn, působí tato zátka jako hromádkový uzávěr, který odolává silám podloží směrem nahoru.

Monolitické

Monolitické keson (nebo jednoduše jako monolit ) je větší, než ostatní typy kesonu, ale podobně jako otevřené kesony. Takové kesony se často nacházejí ve hrázi, kde je vyžadována odolnost proti nárazu lodí.

Pneumatický

Mělké kesony mohou být otevřeny do vzduchu, zatímco pneumatické kesony (někdy nazývané tlakové kesony ), které pronikají měkkým bahnem , jsou bezedné krabice uzavřené nahoře a naplněné stlačeným vzduchem, aby voda a bahno zůstaly v hloubce. Přechodová komora umožňuje přístup do komory. Pracovníci, nazývané sandhogs , pohyb bahno a úlomky hornin (tzv Muck ) od okraje pracovního prostoru do naplněné vodou jámy, spojeny trubkou (nazvaný Muck trubice ) k povrchu. Jeřáb na povrchu odstraňuje půdu s véčko kbelíku . Tlak vody v trubici vyrovnává tlak vzduchu, přičemž přebytečný vzduch uniká nahoru z trubice. Proud stlačeného vzduchu musí být stálý, aby zajistil pravidelné výměny vzduchu pro pracovníky a zabránil nadměrnému přítoku bahna nebo vody na základně kesonu. Když keson narazí na skalní podloží, pískovci vycházejí přes přechodovou komoru a naplní krabici betonem, čímž vytvoří pevný základový pilíř.

Pneumatické (stlačený vzduch) keson má tu výhodu, že poskytuje suché pracovní podmínky, což je lepší pro umístění betonu. Je také vhodný pro základy, u nichž by jiné metody mohly způsobit usazení sousedních struktur.

Stavební dělníci, kteří opouštějí tlakové prostředí kesonu, musí dekomprimovat rychlostí, která umožňuje bez příznaků uvolňování inertních plynů rozpuštěných v tělních tkáních, pokud se mají vyhnout dekompresní nemoci , což je stav, který byl poprvé identifikován u kesonových dělníků a původně byl pojmenován „keson“ nemoc “jako uznání pracovního rizika. Stavba Brooklynského mostu , který byl postaven pomocí tlakových kesonů, vyústila v to, že při jeho stavbě bylo zabito nebo trvale zraněno mnoho pracovníků. Barotrauma uší, dutin dutin a plic a dysbarická osteonekróza jsou další rizika.

Jiná použití

Jiné významy

  • Lanovkové kesony : Slovo keson se také používá jako synonymum pro pohybující se koryto části kesonových zámků , výtahů a sklonů kanálů, ve kterých odpočívají lodě a lodě, když jsou zvedány z jedné výšky kanálu do druhé; voda je zadržována na vnitřní straně kesonu nebo je z kesonu vyloučena podle příslušného pracovního principu.
  • Strukturální kesony : Caisson se také někdy používá jako hovorový výraz pro železobetonovou konstrukci vytvořenou nalitím do dutého válcového tvaru, typicky umístěním formy kesonu pod stupeň v otevřeném výkopu a nalitím po dokončení zásypu nebo vrtáním na stupeň , i když u hlubokých kesonů to může být problematické, protože nepodporované výkopy se mohou před vložením kesonové formy zhroutit. Tímto způsobem poskytuje země umístěná kolem prázdné formy kesonu stabilitu a pevnost, což umožňuje nalití betonu s menšími komplikacemi a s menším rizikem výbuchu formy. I když je technicky keson ve skutečnosti pouze samotná forma, není neobvyklé, že se o jakémkoli podlitinovém litém betonovém pilíři hovoří jako o kesonu .
  • Ventilační filtrační systémy : Slovo keson se také používá jako název pro vzduchotěsné pouzdro pro ventilační filtry v zařízeních, která manipulují s nebezpečnými materiály. Pouzdro má obvykle předřazenou část pro předfiltrový prvek a dolní část pro vysoce účinný filtrační prvek. Může mít více sad přihrádek. Pouzdro má přístupová dvířka s těsněním, která umožňují výměnu filtračních prvků. Pouzdro je obvykle vybaveno připojovacími body používanými k testování účinnosti filtrů a monitorování změn diferenčního tlaku na filtračním médiu.

Viz také

  • Sací keson  - Otevřená kotva s trubkovým dnem zapuštěná a uvolněná tlakovým rozdílem
  • Závod na potápění se zvonem  - podvodní člun podporující práci používaný na Gibraltaru, mobilní technický keson namontovaný na člunu používaný v gibraltarském přístavu
  • Cofferdam  - Bariéra umožňující čerpání kapaliny z uzavřeného prostoru, dočasná konstrukce vylučující vodu postavená na místě, někdy obklopující pracovní prostor stejně jako otevřený keson.
  • Offshore geotechnické inženýrství  - Podoblast inženýrství zabývajícího se lidskými konstrukcemi v moři, informace o geotechnických hlediscích.

Patenty

Reference

externí odkazy