ГИБКОЕ ЗАЩИТНОЕ БЕТОННОЕ ПОКРЫТИЕ И МАТ ДЛЯ ЕГО СОЗДАНИЯ

Полезная модель относится к гидротехническому строительству и может быть использована для защиты подводных переходов трубопроводов, при строительстве дорог, защиты опор мостов, укреплении берегов, защиты дна акваторий портов, для сооружения временных противопаводковых сооружений, защиты гребней плотин и дамб от размыва при переливе, при сооружении каналов, канав и стоков, для защиты дна отстойников.
Гибкое защитное бетонное покрытие (ГЗБП) представляет собой сборную конструкцию, образованную из гибких защитных бетонных матов (ГЗБМ), содержащих бетонные блоки. Для объединения ГЗБМ в ГЗБП традиционно используют монтажные петли из канатов и жесткие элементы. Например, скобы и анкеры.
Из описания полезной модели по патенту РФ №112213 известно ГЗБП, образованное из ГЗБМ, содержащих бетонные блоки, соединенные между собой с зазором канатами, в котором скрепление ГЗБМ между собой осуществляют накладывая монтажные петли друг на друга, а их соединение закрепляют фиксаторами свайно-анкерного типа.
Недостатком известного устройства является недостаточная прочность скрепления ГЗБМ между собой в единое полотно, из-за того, что под воздействием внешних факторов, в том числе сильного течения реки и собственного веса ГЗБМ в случаях его укладки на наклонной поверхности, фиксаторы свайно-анкерного типа могут быть полностью или частично вырваны из основания, что влечет за собой перекосы крайних бетонных блоков ГЗБМ. Кроме этого высока вероятность повреждения канатов вплоть до их разрыва в месте контакта монтажных петель с фиксаторами свайно-анкерного типа.
Из описания полезной модели по патенту РФ №105312 известно ГЗБП, образованное из ГЗБМ, содержащих бетонные блоки, соединенные между собой с зазором арматурными канатами, в котором связь ГЗБМ между собой предполагается осуществлять при помощи монтажных петель, которые выведены из углублений, выполненных в части бетонных блоков крайних рядов с внешних сторон ГЗБМ. Данное устройство является наиболее близким аналогом настоящей полезной модели.
К недостаткам известного устройства можно отнести невозможность демонтажа ГЗБП в аварийных ситуациях и в случае ремонта. Используемое крепление не позволяет избежать дрейфа ГЗБМ на сильных течениях реки и каменистом грунте, что неизбежно приведет к образованию широкой щели в ГЗБП, и снизит тем самым его функциональные характеристики.
Обычно для соединения бетонных блоков в ГЗБМ применяют арматурный канат диаметром более 12 мм, так как прочность данного каната должна быть достаточной для сохранения целостности ГЗБМ не только во время его возможного дрейфа, но и во время погрузочно-разгрузочных работ, при осуществлении которых требуется значительный запас прочности.
Многолетняя практика показала, что ГЗБП, образованное из ГЗБМ, скрепленных между собой при помощи монтажных петель из указанного каната, обладает рядом недостатков.
При соединении ГЗБМ монтажные петли обрезают и связывают между собой, после чего невозможен демонтаж ГЗБП из-за поврежденных монтажных петель. Кроме этого, связывать между собой в узел канаты такой толщины затруднительно. Соединение монтажных петель соседних ГЗБМ при помощи дополнительного элемента (в виде хомута или отрезка каната) также не дает должного результата. Под воздействия внешних факторов (в частности, течения, гравитации при размещении ГЗБП на склоне) ГЗБМ дрейфуют. При этом дополнительный элемент смещается (проскальзывает), что неизбежно ведет к образованию широкой (до 14 см) щели между соседними ГЗБМ. Даже если применять пару мощных хомутов (один у одного края монтажной петли, а другой - у другого края), то либо происходит передавливание хомутами каната вплоть до его разрыва, либо оба хомута при дрейфе покрытия смещаются (проскальзывают) к центру монтажной петли и в ГЗБП образуется щель.
Обеспечиваемый настоящей полезной моделью технический результат заключается в упрощении сборки и разборки ГЗБП, повышении прочности скрепления ГЗБМ между собой, а также в обеспечении высокой надежности фиксации в теле бетонного блока каната, предназначенного для соединения ГЗБМ между собой.
Технический результат достигается благодаря тому, что в ГЗБП, образованном из ГЗБМ содержащих бетонные блоки, бетонные блоки ГЗБМ соединены между собой с зазором арматурными канатами, а ГЗБМ связаны с зазором канатами. Причем по меньшей мере два связывающих ГЗБМ каната характеризуются большей эластичностью по сравнению с арматурными канатами.
В частном случае своего выполнения ГЗБП характеризуется тем, что связывающие ГЗБМ канаты имеют диаметр от 6 мм до 8 мм, одним своим концом замоноличены в бетонных блоках, а свободным концом соединены посредством узла с соответствующим свободным концом каната другого ГЗБМ и имеют одинаковую эластичность.
Также технический результат достигается благодаря тому, что ГЗБМ содержит бетонные блоки, соединенные между собой с зазором армирующими канатами. Причем по меньшей мере в один из блоков замоноличен дополнительный канат, более эластичный, чем канаты связывающие блоки. При этом дополнительный канат замоноличен с образованием свободного конца, длина которого достаточна для завязывания на нем узла.
В частном случае выполнения ГЗБМ более эластичный дополнительный канат имеет диаметр от 6 мм до 8 мм.
В другом частном случае замоноличенный конец (часть) более эластичного дополнительного каната имеет длину более 50 мм, а свободный конец имеет длину от 250 мм до 450 мм.
Также в частном случае выполнения ГЗБМ на замоноличенном конце более эластичного дополнительного каната завязан узел или жестко зафиксирован крепежный элемент.
В другом частном случае в бетонном блоке замоноличена центральная часть более эластичного дополнительного каната, а оба его конца являются свободными.
В еще одном частном случае выполнения ГЗБМ замоноличенный конец более эластичного дополнительного каната привязан к арматурным канатам в месте их перекрестия в теле блока.
Полезная модель поясняется следующими графическими материалами.
На фиг.1 показана конструкция ГЗБП, вид сверху.
На фиг.2 показаны вид снизу, вид спереди и общий вид сверху отдельного ГЗБМ.
На фиг.3 показан фрагмент периферийной части ГЗБМ вид снизу с крайним блоком в разрезе, вид фрагмента спереди.
На фиг.4-6 показаны крайние блоки ГЗБМ в разрезе, вид сверху.
ГЗБП 1 образовано из нескольких ГЗБМ 2, связанных между собой канатами 3 (фиг.1).
ГЗБМ 2 содержит бетонные блоки 4, соединенные между собой с зазором армирующими канатами 5 (фиг.2). Показанный на фиг.2 ГЗБМ имеет монтажные петли 6, обычно выполненные из такого же каната, как и армирующие канаты 5. Если конкретные условия эксплуатации требуют различия в характеристиках армирующих канатов 5 и монтажных петель 6, то их выполняют с учетом такого требования.
При этом соблюдают требование к прочности армирующих канатов 5 и монтажных петель 6, заключающееся в том, что прочность данных канатов должна быть достаточной для сохранения целостности ГЗБМ 2 во время погрузочно-разгрузочных работ, то есть армирующие канаты 5 и монтажные петли 6 должны иметь необходимый запас прочности для осуществления монтажа.
Для того, чтобы достичь упрощения сборки ГЗБП 1 необходимо облегчить связывание канатов 3 между собой. При этом канаты 3 должны иметь механическую прочность, достаточную для сохранения целостности ГЗБМ 2 во время его возможного дрейфа, а обеспечение такой же высокой прочности, как и при погрузочно-разгрузочных работ не требуется. Следовательно, целесообразно для связи ГЗБМ 2 в ГЗБП 1 использовать канаты 3, являющиеся более эластичными по сравнению с обычными арматурными канатами 5.
При связывании двух эластичных канатов 3 диаметром от 6 мм до 8 мм соединительный узел получается наиболее плотным и крепким, что повышает прочность скрепления ГЗБМ 2 между собой и исключает образование между ними широких щелей. Кроме того, канат данного диаметра имеет достаточную прочность для сохранения целостности ГЗБП 1 во время его возможного дрейфа.
Так как при использовании эластичных канатов 3 монтажные петли 6 не задействованы в связывании ГЗБМ 2 и остаются свободными, то при необходимости демонтажа ГЗБП 1 канаты 3, не обладающие высокой механической прочностью, могут быть легко развязаны или разрезаны, а ГЗБМ 2 отделены друг от друга за монтажные петли 6.
Наиболее простой ГЗБП 1 с указанными требуемыми характеристиками, содержит связывающие ГЗБМ 2 канаты 3, одним своим концом 31 замоноличенные в бетонных блоках 4 (фиг.3 и 4), а свободным концом 32 соединенные посредством узла с соответствующим свободным концом каната другого ГЗБМ 2 и имеющие одинаковую эластичность. Если связываемые тросы будут иметь разную эластичность, то их узел будет обладать крайне малой прочностью.
Для создания ГЗБП 1 необходимы ГЗБМ 2, конструкция которых позволит обеспечить технический результат.
ГЗБМ 2 содержит бетонные блоки 4, соединенные между собой с зазором арматурными канатами 5. Причем по меньшей мере в один из блоков 4 должен быть замоноличен дополнительный канат 3, более эластичный, чем соединяющие блоки 4 арматурные канаты 5. Дополнительный канат 3 замоноличен с образованием свободного конца 32 - «уса», длина которого достаточна для завязывания на нем узла.
Для того, чтобы канат 3 прочно держался в блоке 4 ГЗБМ 2 длина его замоноличенного конца 31 должна имеет длину более 50 мм. При выполнении замоноличенного конца 31 каната 3 с длиной менее 50 мм возможно выскальзывание каната 3 даже при его закреплении с помощью элемента 7, так как возможен разрыв блока 4 в данной его части из-за хрупкости бетона.
Для соединения двух соседних ГЗБМ 2 путем связывания свободных концов 32 их канатов 3 необходимо иметь достаточный запас длины данных свободных концов, так как иначе узел завязать будет затруднительно или даже невозможно. Исходя из данного условия оптимальная длина свободного конца 32 каната 3 составляет от 250 мм до 450 мм.
Прочность фиксации замоноличенного конца 31 каната 3 в блоке 4 достигается различными вариантами конструкции.
В первом варианте конструкции блока 4 на замоноличенном конце каната 3 завязан узел или жестко зафиксирован крепежный элемент, показанные на фиг.4 под позицией 7. Узел или крепежный элемент создают утолщение на замоноличенном конце 31 каната 3, препятствующее его выскальзыванию из блока 4.
Во втором варианте конструкции в бетонном блоке 4 замоноличена центральная часть каната 3, а оба его конца являются свободными. При этом свободные концы 32 выходят со стороны одной грани блока 4 (фиг.5) или под углом примерно 90° друг к другу, через соседние грани блока 4 (фиг.6). Данная конструкция требует обязательного использования для связи ГЗБМ 2 всех свободных концов 32, иначе надежность закрепления каната 3 в блоке 4 не будет обеспечена.
В третьем варианте конструкции блока 4 замоноличенный конец 31 каната 3 привязан в месте перекрестия армирующих канатов 5 или перевит с по меньшей мере одним армирующим канатом 5 (фиг.3).
При изготовлении ГЗБМ 2 в форму для блока 4 помимо армирующего каната 5 укладывают канат 3, например с узлом или крепежным элементом 7 на подлежащем закреплению конце 31. В результате готовый ГЗБМ 2 содержит требуемое число свободных концов 32 канатов 3.
Изготовленные ГЗБМ 2 доставляют на место укладки с использованием автотранспорта и подъемным механизмом зацепляют за монтажные петли 6, поднимают и затем плавно расстилают. Канаты 3 при погрузочно-разгрузочных работах не используют.
В процессе монтажа два соседних ГЗБМ 2 скрепляются между собой при помощи канатов 3, связывая руками их свободные концы 32 в узел.
ГЗБМ 2 связывают по их углам или также в центральной части данных ГЗБМ 2.
Процесс повторяют до объединения всех ГЗБМ 2 в единое ГЗБП 1.