Гибкое бетонное покрытие с защитным экраном

Полезная модель относится к строительству инженерной защиты по предотвращению негативного воздействия вод (гидротехническому строительству).
Гибкая бетонная плита (ГБ-плита) представляет собой набор бетонных блоков, соединенных между собой гибкой связью (АС 251463). Таким образом, в общем виде (родовое понятие) ГБ-плита представляет собой конструкцию, содержащую следующие существенные признаки:
1. Бетонные блоки, преимущественно две прямоугольные усеченные пирамиды, имеющие общее большее основание, - обеспечивают сохранность защищаемого объекта;
2. Гибкая связь, выполненная преимущественно из замоноличенного в тело каждого бетонного блока каната, троса или иного гибкого стержневого элемента (далее - каната), - обеспечивает соединение бетонных блоков в единую конструкцию.
Недостатком ГБП в процессе эксплуатации, например, при защите берегов, является разрушение каната под воздействием солнечных лучей и кислорода (воздуха).
В соответствии с ГОСТ 30055-93 «Канаты из полимерных материалов и комбинированные» промышленность страны выпускает искусственные канаты из следующих материалов:
- полиамида;
- полипропилена;
- полиэфира.
В силу своих технических характеристик канаты из полиэтилена не изготавливают.
По совокупности механических характеристик при производстве ГБП чаще всего используют полипропиленовый канат. Однако указанные материалы обладают низкой устойчивостью к солнечным лучам и кислороду. В процессе эксплуатации полимерных материалов под воздействием солнечных лучей и кислорода происходит постепенное их разрушение - деструкция. Этот процесс протекает с разрывом связей основной макромолекулярной цепи.
Для уменьшения деструкции в полимер добавляют (в полипропилен - практически всегда) специальные вещества (стабилизаторы), например, сажу, т.е. углерод технический марки К354 (ГОСТ 7885-86 «Углерод технический для производства резины»). Однако добавление стабилизаторов всего лишь замедляет деструкцию, а не исключает ее.
Солнечные лучи воздействуют на материал каната через зазоры между бетонными блоками. В идеале, если уменьшить величину зазора до нуля, то проблема будет решена. Однако для придания бетонным блокам надлежащей формы используют металлическую формообразующую оснастку, в которую наливают бетонную смесь. Стенки формообразующей оснастки имеют толщину порядка 3-8 мм. Соответственно, зазор между бетонными блоками не может быть в реальных условиях меньше 6-16 мм. Это недопустимо большой зазор. Было предложено (патент №119751) уменьшить зазор между бетонными блоками до 1,2-5,3 мм. Однако реализация этого технического решения потребовала существенно снизить толщину металла формообразующей оснастки, что привело к снижению срока ее службы. Практическая реализация технического решения оказалась экономически нецелесообразной.
Было предложено (патент №106629) обустраивать между бетонными блоками относительно тонкий ободок, который бы:
- перекрывал (полностью или частично) зазор между бетонными блоками, т.е. защищал канат от солнечных лучей;
- обламывался при изгибе ГБ-плиты, т.е. обеспечивал гибкость изделию в целом.
Однако в процессе транспортировки ГБ-плит от места изготовления до места укладки на объекте строительства изделия многократно подвергаются перегрузке:
- из пропарочной камеры на площадку в цехе бетонного завода;
- с площадки в цехе бетонного завода в кузов автомобиля;
- из кузова автомобиля на склад бетонного завода;
- со склада бетонного завода в кузов автомобиля;
- из кузова автомобиля в железнодорожный вагон и так далее.
В результате многократных перегрузок бетонный ободок практически полностью разрушается и перестает выполнять свои защитные функции.
Другим направлением защиты каната от воздействия солнечных лучей было введение в ГБ-плиту прокладки из синтетической ткани, которая перекрывала зазоры между бетонными блоками и выходила за границы ГБ-плиты (патент №2364678). Для использования этого технического решения требовалось в ткани прорезать окна (обеспечение единства бетонной смеси верхней и нижней части бетонного блока), достаточно точно распределять ткань внутри формообразующей оснастки и ее надежное закрепление в каждой ячейке формообразующей оснастки, чтобы избежать ее смещение в процессе заливки бетонной смеси.
В результате использование синтетической прокладки существенно повышало стоимость ГБ-плиты, что делало экономически нецелесообразно применение данного технического решения.
Многочисленные попытки сразу после изготовления ГБ-плиты на бетонном заводе (перед отгрузкой ГБ-плит потребителю) закрепить в зазорах между бетонными блоками солнцезащитный экран (полосы ткани, каната или подобного элемента, монтажной пены и пр.) не удовлетворяло критерию «надежность».
Анализ современного уровня техники при производстве ГБ-плит показал отсутствие технических решений, которые бы позволили надежно защитить канат ГБ-плит от воздействия солнечных лучей в процессе эксплуатации.
Таким образом, возникает противоречие. Если обеспечивать надежную защиту каната ГБ-плит от солнечных лучей, то существенно возрастает стоимость ГБ-плит. Если снижать затраты на производство ГБ-плит, то отсутствуют надежные конструкции.
Техническое противоречие решается путем разнесения во времени процесса изготовления ГБ-плит, с одной стороны, и процесса защиты каната от негативного воздействия солнечных лучей, с другой стороны.
Цель настоящей полезной модели заключается в защите каната после укладки ГБ-плит на месте строительства, то есть в условиях, когда дальнейшее перемещение ГБ-плит исключается.
Задачей (техническим результатом) полезной модели является изменение конструкции гибкого бетонного покрытия (в дальнейшем - ГБ-покрытия) таким образом, чтобы:
- техническое решение можно было реализовать на объекте строительства средствами, которыми располагают строительные организации;
- техническое решение позволяло исключить воздействие на канат через зазоры между бетонными блоками солнечных лучей;
- техническое решение должно быть устойчиво к воздействию внешних факторов, таких, как потоки воды, включая паводковые воды;
- техническое решение должно быть устойчиво к техногенным нагрузкам, включая вес автомобиля и причаливающих судов, а также вандальным или хулиганским проявлениям.
Технический результат достигается путем введения в ГБ-покрытие защитного экрана, который бы исключил воздействие солнечных лучей на канат через щели между бетонными блоками. Таким образом, техническое решение представляет собой конструкцию, содержащую следующие существенные признаки:
1. Ограничительные признаки:
- Бетонные блоки, преимущественно две прямоугольные усеченные пирамиды, имеющие общее большее основание, - обеспечивают сохранность защищаемого объекта;
- Гибкая связь, выполненная преимущественно из замоноличенного в тело каждого бетонного блока каната, троса или иного гибкого стержневого элемента (далее - каната), - обеспечивает соединение бетонных блоков в единую конструкцию.
2. Отличительный признак - наличие экрана, который защищает канат между бетонными блоками от солнечных лучей.
В качестве защитного экрана может быть использован щебень, преимущественно фракции 5-20.
На объекте строительства в соответствии с существующими правилами производится укладка ГБ-плит. ГБ-плиты соединяются между собой в ГБ-покрытие.
Поверх собранного ГБ-покрытия насыпается щебень (преимущественно фракции 5-20) и разравнивается. В процессе разравнивания (фиг. 1) щебень (позиция 1) заполнит (полностью или частично) пространство (позиция 2) между бетонными блоками ГБ-плит (позиция 3).
Щебень, оказавшийся в относительно узком пространстве между бетонными блоками, будет устойчивым к внешним воздействиям. Под весом строительной техники, человека, животных и вибраций, которые создает водный поток, щебень будет уплотняться. Под воздействием иловых отложений (отложения грунта в результате ветровой транспортировки) щебень еще сильнее закрепится в зазорах между бетонными блоками и будет устойчивым к воздействию потоков воды в паводковый период.
При необходимости, без особых затрат, защитный экран может быть восстановлен в период эксплуатации (текущий ремонт) берегозащитного гидротехнического сооружения.