СБОРНАЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННАЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ ДОРОЖНАЯ ПЛИТА

Полезная модель относится к строительству, а именно к конструкциям сборных железобетонных плит и может быть использована для устройства сборочных покрытий постоянных и временных городских дорог под автомобильную нагрузку Н-30 и Н-10.
Известна конструкция дорожной плиты, представляющая собой прямоугольную железобетонную плиту толщиной 14-18 см. Размеры плиты и марка бетона рассчитываются в зависимости от эксплуатируемой нагрузки. /I/
Наиболее близкой конструкцией к заявляемой дорожной плите является сборная железобетонная дорожная плита, содержащая тело бетона класса не ниже В20, предварительную напряженную продольную и поперечную арматуру и анкерные элементы, расположенные в выполненных по боковым сторонам плиты нишах для соединения плит при возведении дорожного покрытия, разработанная в соответствии с ГОСТом 21294.0-84 121.
Недостатками известной конструкции таких дорожных плит является:
- возникновение трещин, и поломок при монтаже дорожного полотна из-за расположения предварительно напряженной по центру плиты, большой вес, затруднение в соединении плит при монтаже из-за подвижек грунта и неравномерного устройства швов, высокая трудоемкость соединения плит при возведении дорожного полотна, что приводит к деформации всего дорожного полотна.
Техническая задача заключается в обеспечении несущей способности дорожной плиты при повышении технологичности изготовления плит за счет возможности безопалубочного непрерывного формования, уменьшении материалоемкости и снижении себестоимости за счет исключения поперечного армирования, повышении трещиностойкости плит при монтажных работах за счет повышения прочности плиты на изгиб.
Поставленная задача решается таким образом, что сборная предварительно напряженная железобетонная плита для дорожных покрытий с соотношением размеров сторон 1:2-1:6, содержащая тело бетона класса не ниже В20, предварительно напряженную арматуру и, расположенные в выполненных по боковым сторонам плиты нишах анкерные элементы для соединения плит в поперечном направлении при возведении дорожного покрытия, согласно полезной модели, плита выполнена без поперечного армирования и имеет сквозные отверстия для размещения в них элементов соединения плит в продольном направлении, при этом предварительно напряженная арматура размещена в теле бетона по верхней рабочей и нижней опорной поверхности плиты с возможностью размещения ее при изготовлении плиты в верхней и нижней периферийных зонах поперечного сечения. При этом плита может иметь в теле бетона как минимум две продольные пустоты. Кроме того, в одном торце плиты могут быть выполнены монтажные отверстия, а в другом торце соосно отверстиям смонтированы в теле бетона анкерные стержни для соединения плит в продольном направлении. Причем расположенные в нишах плиты анкерные элементы могут быть выполнены в виде скрытых монтажных петель. Плита может быть снабжена монтажной продольной арматурой, расположенной вдоль боковых сторон с образованием в нишах скрытых петлевых захватов. Далее, боковые стороны плиты могут быть выполнены со скосом с образованием поперечного сечения в форме параллелограмма для бесшовного соединения плит. Тело бетона плиты может быть выполнено из тяжелого, или мелкозернистого бетонов, или керамзитобетона, или серного бетона, или полимербетона, или фибробетона. А в качестве предварительно напряженной арматуры плита может содержать металлическую канатную или проволочную арматуру, или неметаллическую стеклопластиковую, или углепластиковую, или базальтопластиковую арматуру.
Предлагаемая конструкция плиты отличается от известной тем, что выполнена без поперечного армирования и имеет сквозные отверстия для размещения в них элементов соединения плит в продольном направлении, при этом предварительно напряженная арматура размещена в теле бетона по верхней рабочей и нижней опорной поверхности плиты с возможностью размещения ее при изготовлении плиты в верхней и нижней периферийных зонах поперечного сечения.
Периферийное расположение рабочей арматуры, выполнение скрытых монтажных анкерных элементов, размещенных в продольных технологических отверстиях, позволяет наиболее эффективно работать дорожной плите на изгиб во время складирования и монтажных работах с обеспечением надежного соединения плит как в поперечном, так и в продольном направлениях, а также дает возможность использовать высокотехнологичную линию безопалубочного формования, что позволяетт сократить себестоимость железобетонных дорожных плит до 30%.. Оптимальная геометрия дорожной плиты с периферийно расположенной преднапряженной арматурой, позволяет исключить поперечное армирование плиты и тем самым существенно сократить материалоемкость.
Дорожная плита может иметь в теле бетона как минимум две продольные пустоты для облегчения веса и трудоемкости по их монтажу. Дорожная плита может иметь в торцах соосно расположенные отверстия и анкерные стержни для соединения плит в продольном направлении, что позволяет получить более жесткое бессварное соединение с минимальной толщиной шва. Плита может быть выполнена с анкерными элементами в виде скрытых монтажных петель или с монтажной продольной арматурой, расположенной вдоль боковых граней и образующими в нишах скрытый петлевой захват, что позволяет соединять плиты по боковым сторонам при монтаже, а при изготовлении использовать безопалубочную технологию. Дорожная плита может быть выполнена со скосом для бесшовного соединения плит, что также дает возможность изготовления по безопалубочной технологии. Тело бетона может быть выполнено из тяжелого, или мелкозернистого бетонов, или керамзитобетона, или серного бетона, или полимербетона, или фибробетона. При использовании фибробетона, фибра выполняет роль поперечного армирования. Предварительно напряженное армирование дорожной плиты может быть выполнено из металлической канатной или проволочной арматуры, или с использованием неметаллической стеклопластиковой, или углепластиковой, или базальтопластиковой арматурой.
На фиг.1 представлена сборная железобетонная плита - общий вид; фиг.2, 3, 4, - тоже, что и на фиг.1, варианты; фиг.5 - сечение фиг.1.; фиг 6 - сечение фиг.2; фиг.7 - сечение плиты, боковые стороны которой выполнены со скосами; фиг.8 - схема технологии устройства дорожного покрытия.
Дорожная плита состоит из бетонного тела 1 и предварительно напряженной нижней и верхней арматуры 2 и 3. Дорожная плита имеет сквозные отверстиями 4. На боковых гранях плиты выполнены ниши 5 с анкерными элементами 6 для соединения плит в поперечном направлении (фиг.1, 5). Для облегчения веса дорожная плита может быть выполнена с продольными пустотами 7 (фиг.2, 6). Плита может иметь дополнительно элементы жесткости соединения плит в продольном направлении в виде выполненных в одном торце плиты монтажных отверстий 8, а в другом торце анкерных стержней 9, заделанных в теле бетона соосно отверстиям (фиг.3).
В плите может быть заложена продольная монтажная арматура 10, расположенная вдоль боковых граней, образующая в нишах 5 скрытый петлевой захват (фиг.4). Боковые стороны плиты могут быть выполнены со скосами 11 с образованием поперечного сечения в форме параллелограмма для бесшовного соединения плит (фиг.7).
Дорожные плиты изготавливают непрерывным методом формования по безопалубочной технологии и содержат только продольную рабочую арматуру по всей длине дорожной плиты и продольные сквозные технологические отверстия. Особенностью армирования дорожной плиты является периферийное расположение арматуры. Конструкция дорожной плиты подразумевает расположение растянутой арматуры в сжатой зоне бетона. Разработанная конструкция дорожной плиты позволяет использовать для ее изготовления любую технологию безопалубочного формования, что делает ее универсальной. Периферийное расположение рабочей арматуры позволяет наиболее эффективно работать дорожной плите на изгиб во время складирования и монтажных работ.
До начала формования дорожку стенда очищают, раскладывают арматуру и натягивают. Затем формующая машина с бункером, заполненным жесткой бетонной смесью, движется по рельсам, бетонируя и оставляя за собой непрерывную ленту железобетона. Дорожку накрывают теплоизоляционным материалом и выдерживают до набора бетоном распалубочной прочности, затем разрезают алмазной пилой на отрезки нужной длины. Скорость формующей машины (0,8…4,0 м/мин) обеспечивает суточную производительность до 250 м железобетонного изделия.
Для облегчения веса изделия, непосредственно во время формования, выполняются продольные пустоты (фиг.2). Бетонная смесь нагнетается в формовочный орган машины и образование пустот происходит с помощью пустотообразователей.
После формования устраивают ниши, отсекая бетон, и обнажают предварительно установленную дополнительную монтажную арматуру, которая образует скрытый петлевой захват. Или, если продольная арматура отсутствует, устанавливают монтажные петли перед формованием.
При необходимости изготовления дорожных плит для бесшовного соединения боковые стороны выполняют скошенными с образованием в сечении плиты параллелограмма с помощью специальных бортовых элементов форм, установленных в формующую машину.
Универсальность способа изготовления по безопалубочной технологии позволяет использовать бетон марки не ниже В20 различных видов, например тяжелый или пескобетон, керамзитобетон или серный бетон или полимербетон за счет уплотнения бетонной смеси вибропрессованием. В качестве предварительно напряженной арматуры могут быть испльзованы высокопрочная проволока класса Вр-II, стальная канатная арматура, неметаллическая стеклопластиковя, или углепластиковая, или базальтопластиковой арматура.
Оптимальная геометрия дорожной плиты с периферийно расположенной преднапряженной арматурой, позволяет существенно сократить расходы стали и бетона, а технология безопалубочного формования сокращает себестоимость железобетонных изделий до 30%. Использование предварительно напряженных дорожных плит расширяет технологические возможности безопалубочного формования. Минимальный класс бетона, который возможно использовать для производства дорожных плит - В20, что обеспечивает в совокупности несущую способность конструкции.
Дорожное покрытие из предлагаемых плит выполняют в следующей технологической последовательности (см. фиг.8).
На подготовленном уплотненном грунтовом основании 12 нарезают с определенным шагом канавки для монтажа продольных плит нижнего яруса 13. Затем на грунт монтируют плиты, соединяя между собой крепежными элементами 14 через упругие компенсаторы температурных деформаций 15. Поверхность плит должна быть ниже поверхности грунта на 2-3 см. По верху плит укладывают упругие прокладки 16. Затем на них монтируют поперечные плиты верхнего яруса 1, которые соединяют через компенсаторы 15 крепежными элементами 14. В процессе эксплуатации покрытия грунт сжимается и прокладки обеспечивают равномерное опирание плит.
Источники информации:
1. ГОСТ 21294.0-84. Плиты железобетонные для покрытий городских дорог.
2. ГОСТ 21294.1-84. Плиты железобетонные предварительно напряженные для покрытий городских дорог.