Железобетонные неподвижные щитовые опоры – это конструктивные элементы тепловых и других инженерных сетей, которые используются для закрепления труб и увеличения срока службы трубопроводов, теплотрасс и других систем коммуникаций. Железобетонные опоры предотвращают линейные и угловые, вертикальные и горизонтальные перемещения труб, обеспечивая полную неподвижность фиксируемого участка трубопровода и надежность работы системы в целом.

Щитовые опоры являются важнейшей, неотъемлемой частью трубопровода, благодаря этим железобетонным изделиям трубопровод не деформируется и не изменяет своего проектного положения под воздействием разнообразных усилий. Все усилия воспринимаются и преобразовываются опорами, защищая трубопровод от механических повреждений. Полная неподвижность труб достигается следующим образом: трубопровод условно разбивается на равные отрезки, а в месте разделения устанавливаются опоры. Таким образом, труба или несколько труб, заключенные между щитовыми опорами, не сдвигаются и не провисают. Такой способ применения опор, помимо основной функции – обеспечение жесткой фиксации труб, преследует еще одну важную цель: распределение общей нагрузки. Создание отдельных, независимых друг от друга участков трубопровода позволяет уменьшить и равномерно распределить воздействие усилий, а значит – повысить эксплуатационную способность труб.

Трубы теплотрасс испытывают динамические воздействия не только со стороны собственного веса и окружающей среды, но и со стороны движущихся по сети массам, которые вызывают температурные расширения внутри труб и вибрации, которые в итоге могут привести к сдвигу трубы. Общая действующая нагрузка рассчитывается как геометрическая сумма всех нагрузок на конструкцию. Поэтому для создания нормального условий работы трубопровода размещение опор должно происходить таким образом, чтобы обеспечивать сохранение прямолинейности линии трубопровода без прогибов труб между опорами и достаточную устойчивость трубопровода при гидравлических ударах. Помимо этого, при проектировании опор следует учитывать доступ в любую часть трубопровода при необходимости проведения ремонтных работ без устройства дополнительных временных опор.

Железобетонные щитовые опоры применяются при устройстве: подземных тепловых сетей и других коммуникаций как в проходных, полупроходных и непроходных каналах (при размещении опор вне камер), так и при бесканальной прокладке трубопроводов непосредственно в грунте; надземных теплотрасс на низких или высоких отдельно стоящих опорах.

Неподвижные опоры воспринимают не только вертикальные нагрузки, которые образуются из-за веса трубопровода, веса транспортируемых по нему масс и изоляции, снеговой или ледовой нагрузки для наружных трубопроводов, но и значительные горизонтальные нагрузки, которые возникают при температурных деформациях и смещениях грунта. Боковые и осевые усилия, которые воспринимают неподвижные опоры, зависят от глубины заложения трубопроводов и от габаритов щита, которые определяются проектами.

Железобетонные щитовые опоры относятся к фасонным изделиям и представляют собой плиту с отверстиями, соответствующими диаметрам проходящих через плиту труб. Плиты опор устанавливаются вертикально, располагаясь под прямым углом в оси труб. Неподвижные опоры защемляются в канале и устанавливаются на бетонные плиты. При бесканальной прокладке опоры устанавливаются на бетонном фундаменте. С двух сторон щитовой неподвижной опоры к трубам привариваются фланцы, усиленные стальными косынками, через которые передаются усилия от трубопровода на неподвижную опору.

Железобетонные неподвижные щитовые опоры изготавливаются разных размеров, в зависимости от нагрузок, которые обрушиваются на опору, количества проходящих через опоры труб и характеристик грунта, на котором будут установлены конструкции опор. Протяженность участка определяется компенсирующей особенностью компенсаторов, которые устанавливаются между двумя ближайшими неподвижными опорами для принятия на себя деформаций трубопровода, вызванных изменениями температуры. Как правило, железобетонные опоры изготавливаются цельными, однако при значениях наружного диаметра стальных труб от 700 мм и выше их делают составными. Опоры предполагают двойное симметричное армирование, так как действующие усилия от труб направлены в противоположные стороны. Для сети трубопроводов диаметром более 400 мм и при больших усилиях сборные неподвижные опоры представляют собой конструкции с тавровым сечением.

Применение железобетона, из которого изготавливаются неподвижные щитовые опоры, обуславливается очевидными преимуществами перед другими строительными материалами:

• высокая прочность, позволяющая изделиям с легкостью противостоять обрушивающимся на них нагрузкам;
• надежная антикоррозийная защита элементов конструкции благодаря высокой водонепроницаемости материала;
• высокая степень теплоизоляции элементов опор;
• отсутствие прямой связи и гальванической развязки между металлическими элементами конструкции щитовой опоры и стальной трубой;
• легкость ремонта;
• долговечность – при грамотном изготовлении и эксплуатации изделия служат около 50-70 лет, не теряя при этом первоначальных характеристик.

Железобетонные неподвижные щитовые опоры изготавливаются в соответствии с ГОСТ 30732-2006 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой. Технические условия», сериями 3.903 КЛ-14, выпуск 1-1 «Теплоснабжение. Каналы непроходные. Опоры неподвижные щитовые», СК 3303-87 «Конструктивные решения двухтрубных тепловых сетей с пенополиуретановой изоляцией диаметром Ду 50 – 1000 мм», СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» и альбомом НТС-62-91 «Нормали тепловых сетей» из тяжелого бетона классом В15 по прочности на сжатие. Указанные проекты предусматривают прокладку трубопровода в непросадочных грунтах и вне зоны грунтовых вод. При наличии грунтовых вод следует предусматривать устройство попутного дренажа. Класс бетона по морозостойкости – от F100 и выше. Класс бетона по водонепроницаемости – не менее W4.

Неподвижные опоры армируются симметрично расположенными сетками из арматурной стали классов A-I и A-III. Соединение стержней в сетках осуществляется во всех пересечениях контактной точечной сваркой.

Железобетонные неподвижные щитовые опоры маркируются буквенно-числовым значением, где буквы характеризуют тип изделия: НО, ЩНО – неподвижная щитовая опора. Цифры, стоящие после букв обозначают порядковый номер опоры по расчетным усилиям и геометрическим размерам.