ФИКСИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОРОЖНЫХ И ТРОТУАРНЫХ ПЛИТ

Оглавление
1. Область техники, к которой относится полезная модель.
2. Уровень техники.
3. Раскрытие полезной модели.
4. Краткое описание чертежей.
5. Осуществление полезной модели.
1. Область техники, к которой относится полезная модель
Фиксирующее устройство дорожных и тротуарных бетонных плит предназначено для фиксации дорожных и тротуарных плит относительно друг друга, для обеспечения ровной поверхности дороги в местах стыка, обеспечения постоянной величины зазора между плитами, как на ровной поверхности, так и при наличии уклона полотна дороги в вертикальной плоскости. Применяется в дорожном строительстве при сборном покрытии автомобильных дорог и тротуаров бетонными плитами. При укладке бетонных плит, фиксирующее устройство выравнивает верхние края плит, что позволяет избавиться от выступов или провалов лежащих рядом бетонных плит в местах их стыка.
2. Уровень техники
Аналогами фиксирующего устройства являются:
Железобетонная плита сборного аэродромного или дорожного покрытия
Имя заявителя Марийский государственный технический университет
Имя изобретателя Чернякевич Виктор Иосифович
Имя изобретателя Пушкаренко Николай Николаевич
Регистрационный номер заявки 2001134465/03
Дата подачи заявки 2001.12.17
Дата публикации заявки 2004.02.20
Номер редакции МПК 7
Основной индекс МПК Е 01 С 5/00
Основной индекс МПК Е 01 С 5/06
Сборное покрытие дорог и парковых дорожек
Имя заявителя Попов А.Ф.
Имя изобретателя Полов А.Ф.
Регистрационный номер заявки 96117165/03
Дата подачи заявки 1996.08.20
Дата публикации заявки 1998.11.27
Номер редакции МПК 6
Основной индекс МПК Е 01 С 5/06
Аналоги строительства сборных покрытий аэродромов и дорог, позволяют применять плиты только в одной плоскости. Наличие кривизны в вертикальной плоскости (спуск или подъем) не обеспечивает ровную поверхность дороги по причине того, что предлагаемые, выпуклости, формы многоугольников (треугольник, квадрат и др.) при наличии угла между плитами не входят в предназначенные выемки. Поэтому предлагаемые варианты сборки не получили практического применения.
От этого недостатка можно избавиться только в одном случае, если выступ и углубление выполнить в форме сектора в поперечном сечении. В основу конструкции предлагаемого фиксирующего устройства положено возможность вращения плит относительно друг друга по оси соединения, вдоль верхней кромки.
Предлагаемое фиксирующее устройство «связывает» лежащие рядом плиты, что превращает дорожное полотно в цельное монолитное строение с ровной эксплуатируемой
поверхностью, даже на участках подъема или спуска дороги (тротуара). Это позволит повысить ровность эксплуатируемой поверхности дороги, выложенной из бетонных плит и приблизить ее к уровню асфальтированных дорог, а преимущества, характерные для бетонных изделий, позволят значительно улучшить эксплуатационные качества дороги и существенно увеличить безремонтный срок эксплуатации дороги.
3. Раскрытие полезной модели
(1) Сведения, раскрывающие сущность полезной модели.
Фиксирующее устройство предназначено для технического решения обеспечения ровной поверхности дороги, выкладываемой из бетонных плит, включая участки дорог, имеющих уклоны в вертикальной плоскости. Технически исполнено путем дополнения формы бетонных плит выступами и углублениями на торцах секторообразной формы (фиг.1-5). Торцы плит, на которых выполнены выступы и углубления, должны быть исполнены не вертикально, а с углом в 5 градусов, для плотного прилегания верхних кромок плит при уклоне полотна дороги.
Основные отличительные признаки:
- Плоскость торцов плиты исполнены с углом наклона 5 градусов от вертикали;
- Выступ и углубление выполнены в форме сектора в поперечном сечении, вытянутые вдоль торца плиты;
- Углубление выполнено с учетом возможного дополнительного хода выступа плиты, при нисходящей траектории дороги (до 10 градусов);
- При укладывании, плита подводится под углом, круговым вращением с центром, по верхней кромке оси стыковки плит.
- Небольшие допуски уклонений от расчетных размеров плиты, а так же необходимость прикладывания плиты не горизонтально, а под углом, - требуют высокой точности при выполнении сборных работ. Для упрощения работы дорожными плитами, рекомендуется применение выравнивающих шарниров, расположенных по углам плит. Фиксирующее устройство позволяет:
- выровнять верхние края плит в местах их стыка как на ровной дороге, так и при наличии кривизны в вертикальной плоскости;
- обеспечить постоянный зазор между плитами;
- исключить расшатывание плиты во время эксплуатации (фиг.12);
- уменьшить удельное давление на единицу площади грунта за счет распределения части веса нагрузки на соседние плиты (фиг.11);
- исключить смещение плиты вдоль оси дороги за счет наличие кривизны на рабочих поверхностях выступа и углубления.
(1.2) Задача, на решение которой направлена полезная модель. Обеспечение ровной поверхности дороги (тротуара) и одинаковую величину зазора между плитами, как при ровной ее поверхности, так и при наличии кривизны дороги в вертикальной плоскости, на участках спуска и подъема. Это обеспечивается за счет предлагаемых конструктивных элементов:
- выступ и углубление выполнены в форме сектора в поперечном сечении;
- углубление выполнено с учетом возможного дополнительного хода выступа плиты, при нисходящей траектории дороги;
- плоскость кромки плиты имеет уклон 5 градусов от вертикали.
- центр сектора углубления вынесен на величину зазора между плитами, от верхнего края плиты.
(2) Признаки, используемые для характеристики полезной модели.
Фиксирующее устройство выполнено в виде чередующихся выступов и углублений(фиг.1, 2, 3, 4), исполненных в форме сектора в поперечном сечении, радиус которого равен половине толщины плиты. При сборке дорожного покрытия, выступы пииты круговым вращением заходят в предусмотренные углубления и жестко связывают бетонные плиты, что исключает смещение одной плиты относительно другой (фиг.6 и 7). Допустимый угол отклонения между плоскостями плит до 10 градусов. Чередующиеся выступы и углубления расположены с торцевых сторон плиты вдоль линии, равной половине толщины плиты. Количество и длина выступов и углублений зависит от размеров плиты. Фиксирующее устройство изготавливается из того же материала, что и бетонная плита, в момент ее производства (отливки).
4. Краткое описание чертежей.
Для пояснения формы и работы фиксирующего устройства, прилагаются схемы и чертежи разреза фиксирующего устройства, расположение его на бетонной плите, распределение нагрузок, порядок укладки. Всего приложено 16 схем:
Фиг.1. Чертеж выступа и углубления фиксирующего устройства.
Фиг.2. Поперечный разрез выступа. Выступ исполнен в форме сектора, с центром круга в крайней торцевой линии плиты. Радиус равен половине толщины плиты. R=0.5B. Угол сектора составляет 50 градусов. Основание сектора усилено арматурой.
Фиг.3. Поперечный разрез углубления для выступа. Исполнено в форме сектора с углом 50 градусов с центром окружности в крайней торцевой линии плиты. Центр окружности смещен на величину зазора между плитами(Т). Нижнее основание углубления выступает за контуры плиты на 20 градусов. Основание углубления усилено арматурой.
Фиг.4. Поперечный разрез выступа. Плита Б. Параметры и форма аналогична выступу плиты А.
Фиг.5. Поперечный разрез углубления для выступа. Плита А. Параметры и форма аналогична углублению плиты Б.
Фиг.6. Схема работы фиксирующего устройства при наличии кривизны дороги в вертикальной плоскости. Выступающие части углубления и выступа, фиксируют пииты при подъеме плоскости дороги. Увеличение углубления дополнительно на 10 градусов, обеспечивает запас хода выступа при снижении полотна дороги в вертикальной плоскости.
Фиг.7. Поперечный разрез выступа и углубления бетонных плит. Выступ в плите А и углубление в плите Б исключает смещение плиты Б по вертикали вверх. Сила F вызванная воздействием нагрузки на плиту Б, направленная вверх, уравновешивается силой упругости Fуп плиты А.
Фиг.8. Поперечный разрез выступа и углубления бетонных плит. Углубление в плите А и выступ в плите Б исключает смещение плиты Б по вертикали вниз. Сила F вызванная воздействием нагрузки на плиту Б, направленная вниз, уравновешивается силой упругости Fуп плиты А.
Фиг.9. Схема расположения выступов и углублений на тротуарной плите.
Выступы и углубления чередуются. Количество углублений и выступов зависит от размеров плиты, но не должно быть менее 3.
Фиг.10. Схема расположения выступов и углублений на дорожной плите.
Фиг.11. Схема распределения нагрузки на грунт. Наличие жесткой конструктивной связи между плитами позволяет распределить нагрузку на большую площадь.
Фиг.12. Схемы воздействия нагрузки и грунта на плиту без жесткой связи с соседними, в зависимости от ее места приложения. Без жесткой связи с соседними плитами, при приложении силы на край плиты, появляется вращающий момент, который со временем может расшатать плиту.
Фиг.13. Схема укладки тротуарной плиты. Особенностью сборки тротуара является необходимость укладки под острым углом в пределах β=10-30 градусов. Под углом плита подводится к лежащей, до касания верхними кромками, и в дальнейшем, круговым движением - кладется на подготовленный грунт.
Фиг.14. Схема укладки дорожной плиты. Особенностью сборки дороги является необходимость укладки под острым углом в пределах β=10-30 градусов. Для этого ближние тросы крана должны быть длиннее дальних. Под углом плита подводится к лежащей, до касания верхними кромками. Для выравнивания плит предлагается применение выравнивающих шарниров, расположенных по углам плиты. Они обеспечивают круговое движение плиты при дальнейшем опускании плиты вниз.
Фиг.15. Схема расположения шарниров на дорожной плите. Шарниры упрощают выравнивание по верхней кромке плиты, в момент укладки дорожной плиты.
Фиг.16. Поперечный разрез шарнира. Исполнен в виде выступа и углубления в форме сектора в поперечном сечении, радиусом равным 0.25 толщины плиты.
Фиг.17. Продольный разрез шарниров. Вид сверху. Шарниры так же упрощают выравнивание укладываемой плиты по оси дороги за счет изготовления внутреннего торца выступа и углубления шарнира под острым углом.
5. Осуществление полезной модели
Фиксирующее устройство предназначено для технического решения обеспечения ровной поверхности дорог (тротуаров) и одинокого зазора между плитами в местах стыка, включая участки дорог, имеющих уклоны в вертикальной плоскости. Технически исполнено путем дополнения формы бетонных плит выступами и углублениями на торцах секторообразной формы с центром окружности в оси верхнего торца плиты. Такая форма исполнения допускает круговое движение плиты при укладке, при наличии кривизны дороги в вертикальной плоскости. Фиксирующее устройство представляет собой цельную конструкцию с бетонной плитой и изготавливается одновременно с плитой. Торцы плит, на которых выполнены выступы и углубления, должны быть исполнены не вертикально, а с углом в 5 градусов, для плотного прилегания верхних кромок плит при уклоне полотна дороги.
Позволяет кардинально увеличить область применения бетонных плит при дорожном строительстве.
При кладке тротуаров из плиток небольшого размера, работы можно выполнять вручную, при этом не требуется большого опыта для ровной кладки. Плита под углом подводится к лежащей, до касания верхними кромками, и в дальнейшем, круговым движением - кладется на подготовленный грунт (фиг 13). Фиксирующее устройство обеспечивает ровную поверхность тротуара.
При кладке дороги из бетонных плит, используется обычная техника: грузовая машина и кран. Особенностью кладки плиты является то, что плита должна подводиться под углом β=10-30 градусов (фиг.14). Это связано с цилиндрической формой рабочих поверхностей выступа и углубления. В этом случае, укладываемая плита верхним краем упирается в другую, и при дальнейшем ее опускании - за счет кругообразного движения, выступы плиты заходят в предусмотренные углубления. При использовании фиксирующего устройства в дорожных плитах, целесообразно предусмотреть выравнивающие шарниры для упрощения кладки плиты (фиг.15 и 16). Они расположены по углам плиты и предназначены для выравнивания:
- укладываемой плиты по верхней кромке в плоскости лежащей плиты;
- по оси дороги.
Укладываемая плита первоначально ложится на выравнивающие шарниры, а при дальнейшем опускании плиты, кругообразным движением, заходит выступами в предусмотренные углубления.