ОБЪЕМНЫЙ АРМАТУРНЫЙ КАРКАС ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

Полезная модель относится к строительству и предназначена для использования при строительстве тоннелей (или многоуровневых тоннелей) для возведения плиты проезжей части.
Из уровня техники известны:
- техническое решение по патенту на ИЗ №2131005 «Перекрытие»;
- техническое решение по патенту на ПМ №47926 «Сборно-монолитное перекрытие»;
- техническое решение по патенту на ИЗ №2165501 «Монолитное перекрытие»;
- техническое решение по патенту на ИЗ №2097502 «Сборно-монолитное перекрытие».
Указанные технические решения относятся к области строительства и могут быть использованы, и широко используются при возведении перекрытий в зданиях и сооружениях различного назначения.
Однако такие конструкции нельзя применять при строительстве тоннелей для возведения плиты проезжей части. Основным недостатком, не позволяющим использовать эти конструкции при
строительстве плиты проезжей части, является недостаточная несущая способность.
Проезжая часть при эксплуатации испытывает высокие как статические, так и динамические нагрузки. Поэтому необходимо монтировать такую конструкцию плиты, которая обладала бы высокой несущей способностью, была легкой в изготовлении и монтаж такой плиты позволил бы ускорить строительный процесс.
В настоящее время известны и широко применяются технологии возведения перекрытий (в частности для возведения плиты проезжей части), в которых арматурные каркасы монтируют (собирают) на опалубке ранее установленной на рабочем участке в месте сооружения плиты перекрытия. Для этого сначала опалубку устанавливают на временные опоры. Различные типы (конструкций) опалубок монтируют грузоподъемными кранами или специальными механизмами (перестановщиками опалубок). Затем осуществляют монтаж арматурного каркаса также с использованием различных грузоподъемных средств. Бетонируют - укладывают бетон в пространство арматурного каркаса, т.е. возводят плиту перекрытия. Выдерживают заданный промежуток времени. После набора прочности бетоном, опалубку снимают (убирают стойки-опоры, опускают и перемещают к новому участку работ)
Такой процесс работ является очень дорогостоящим, трудоемким, длительным (сроки строительства значительно увеличены).
Кроме того, известны объемные арматурные каркасы с закрепленными к ним металлическими листами, которые в последующем при эксплуатации являются облицовкой сооружения.
Однако, по условиям эксплуатации сооружения (в частности транспортных тоннелей), очень часто использование металла в качестве облицовки не допускается.
Из уровня техники наиболее близкого аналога предлагаемой полезной модели не выявлено.
Технической задачей полезной модели является повышение несущей способности плиты перекрытия, снижение трудоемкости монтажа и ускорение строительного процесса.
Техническая задача достигается тем, что объемный арматурный каркас для возведения монолитного железобетонного перекрытия представляет собой пространственную конструкцию, состоящую из рабочих стержней, расположенных параллельными рядами вдоль пролета перекрытия в верхней и нижней частях каркаса и соединенных между собой в параллельной и перпендикулярной плоскостях горизонтальными и вертикальными распределительными стержнями, часть рабочих стержней верхней и нижней частей, расположенных в одной вертикальной плоскости, смонтированы парами, которые размещены на одинаковом расстоянии друг от друга по всей ширине пролета перекрытия, внутри пространственной конструкции установлены одна или более пространственных ферм, выполненных из таких же стержней и соединенных с рабочими стержнями верхней и нижней частей, на нижней поверхности каркаса ниже рабочих стержней нижней части закреплена арматурная сетка, которая покрыта бетоном по всей нижней поверхности каркаса.
В предлагаемой конструкции каркаса роль несъемной опалубки перекрытия выполняет арматурная сетка, закрепленная в нижней части каркаса и бетонированная.
Одна или более ферм, включенные в каркас, выполненные из арматурных стержней в объеме каркаса, имеют двойное назначение:
- являются несущей конструкцией, которая воспринимает нагрузку от собственного веса арматурного каркаса и бетонированной сетки в нижней его части, при погрузке, монтаже и бетонировании;
- после завершения строительства плиты перекрытия и включения в работу при воздействии на плиту расчетной нагрузки, стержни фермы работают, как и все остальные рабочие стержни арматурного каркаса.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез каркаса; на фиг.2 - узел Б, на фиг.3 - разрез А-А, на фиг.4 - узел В, на фиг.5 - каркас на строительстве при возведении плиты перекрытия проезжей части автодорожного тоннеля (поперечный разрез тоннеля), на фиг.6 - разрез Г-Г, поперечный разрез тоннеля при возведении перекрытия.
Объемный арматурный каркас 1 представляет собой пространственную конструкцию из арматурных стержней. Геометрические размеры и форма каркаса соответствуют форме и размерам плиты перекрытия или другого конструктивного элемента строительства.
Рабочие стержни каркаса - верхние 2 и нижние 3 - расположены соответственно в верхней и нижней частях каркаса параллельными рядами вдоль пролета возводимого перекрытия. Рабочие стержни 2 верхнего ряда, а также рабочие стержни 3 нижнего ряда, каждые соответственно в своей горизонтальной плоскости, связаны между собой отрезками распределительной арматуры - распределительными стержнями 4 и 5, направленными поперек соответственно рабочих стержней 2 и 3. Рабочие стержни 2 верхнего ряда и рабочие стержни 3 нижнего ряда, расположенные в одной вертикальной плоскости, соединены вертикальными распределительными стержнями 6 в объемный каркас. Часть рабочих стержней 2 и рабочих стержней 3, расположенных в одной вертикальной плоскости, смонтированы парами (фиг.3 и фиг.4). Пары рабочих стержней расположены на
одинаковом расстоянии друг от друга по всей ширине пролета перекрытия.
Во внутреннем пространстве объемного каркаса 1 в одном или более местах установлены одна или более пространственных ферм, выполненные из таких же стержней, что и рабочие стержни 2 и 3. Пространственная ферма представляет собой конструкцию, в которой рабочие стержни 2 верхнего ряда и рабочие стержни 3 нижнего ряда, расположенные в одной вертикальной плоскости, объединены с помощью вертикальных 7 и наклонных 8 стержней с образованием фермы. Ферма является конструктивным элементом каркаса, который воспринимает вертикальную нагрузку от собственного веса каркаса при его подъеме грузоподъемным механизмом и при установке его в пролете сооружения в процессе возведения перекрытия 9.
До начала бетонирования перекрытия для восприятия нагрузок, возникающих в процессе укладки бетона, под каркас необходимо установить инвентарные винтовые стойки 10. Стойки снимают только после достижения необходимой прочности бетона перекрытия в соответствии с разработанным регламентом работ.
Снизу к рабочим стержням 3 нижнего ряда закреплена арматурная сетка 11, которую в процессе изготовления каркаса бетонируют. При укладке бетона в объемный каркас 1 перекрытия 9 сетка 11 с закрепленным на ней слоем бетона служит несъемной опалубкой перекрытия, а в процессе эксплуатации перекрытия дополнительным защитным слоем для нижнего ряда рабочей арматуры.
Предлагаемую конструкцию используют следующим образом.
Объемный арматурный каркас 1 изготавливают на специальной установке в арматурном цехе строительства или на заводе железобетонных изделий.
Готовый каркас 1 грузят краном на автотранспорт и везут к месту монтажа плиты перекрытия 9. На месте строительства плиты перекрытия 9 каркас 1 поднимают краном и перемещают к месту монтажа. Устанавливают (см. фиг.5, фиг.6) каркас 1 в рабочее (проектное) положение на опорные конструкции 12 сооружения (тоннеля). Если необходимо, стержни каркаса соединяют с арматурными выпусками опор, а затем снизу каркаса устанавливают инвентарные винтовые опорные стойки 10 для восприятия нагрузки на каркас 1, возникающей в процессе укладки бетона и набора прочности.
Таким же образом транспортируют и устанавливают рядом, вплотную к установленному ранее каркасу 1, следующий каркас и другие по всей длине участка для одновременного бетонирования. Если необходимо, смежные каркасы 1 соединяют между собой в единый блок бетонирования при помощи штучных стержней распределительной арматуры.
Устанавливают торцевую опалубку в конце блока и укладывают бетон в плиту перекрытия 9. После перехода бетона в твердое состояние снимают торцевую опалубку и рядом вплотную монтируют первый каркас 1 следующего блока бетонирования и далее другие. Опорные стойки 10 снизу каркасов снимают только после набора прочности бетона в соответствии с регламентом.
Снятые опорные стойки 10 перемещают к месту монтажа каркасов в головной части комплекса и устанавливают под вновь смонтированные каркасы.
Использование предлагаемого объемного арматурного каркаса при возведении железобетонного перекрытия позволит:
- отказаться от изготовления и применения комплекта механизированной опалубки для бетонирования перекрытия непосредственно на местах;
- сократить количество технологических операций при подготовке строящегося участка перекрытия для бетонирования, так как основные операции по изготовлению арматуры перекрытия перенесены со строительства в заводские условия;
- в связи с изложенным выше механизировать процесс армирования, сократить сроки сооружения и соответственно снизить стоимость строительства;
- фермы, включенные в каркас и выполненные из арматурных стержней в объеме каркаса, имеют двойное назначение:
- являются несущей конструкцией, которая воспринимает нагрузку от собственного веса арматурного каркаса и бетонированной сетки в нижней его части, при погрузке, бетонировании и монтаже;
- после завершения строительства плиты перекрытия и включения в работу при воздействии на плиту расчетной нагрузки, стержни фермы работают, как и все остальные рабочие стержни арматурного каркаса.
Таким образом, предлагаемая полезная модель полностью решает поставленную техническую задачу.