Гибкая бетонная плита с соединительными петлями

Полезная модель относится к области строительства, а именно к универсальным защитным бетонным покрытиям модульного типа. Техническое решение может найти применение преимущественно при укреплении или утяжелении гидротехнических объектов и инженерных сооружений, в частности, подводных трубопроводов, для их защиты от размыва водными потоками и от внешних воздействий, включая ударные. Кроме того устройство применимо для укрепления и защиты откосов карьеров и насыпей от эрозии грунта, а также для создания дорожных покрытий, в том числе и временных.
Модульные универсальные защитные покрытия из гибких бетонных плит находят широкое практическое применение. Из патентного документа RU 112213 U1 от 10.01.2012 известна гибкая бетонная плита, содержащая бетонные блоки, гибкие связи и соединительные петли. В известной плите блоки соединены порядно и в рядах посредством гибких связей в полотно прямоугольной формы, при этом соединительные петли размещены по краям плиты несимметрично. Для соединения плит известной конструкции и образования таким образом защитного покрытия соединительные петли накладывают друг на друга, а их соединение закрепляют фиксаторами свайно-анкерного типа. Однако из-за несимметричности расположения соединительных петель по краям плиты известное техническое решение требует соблюдения определенного порядка укладки плит на подстилающую поверхность, так как в противном случае наложение соединительных петель друг на друга для их соединения будет крайне затруднительно или даже невозможно. Необходимость соблюдения определенного порядка укладки известных плит ведет к дополнительным затратам времени и сил рабочих-монтажников, что способно отрицательно сказаться на качестве и скорости возведения защитного покрытия. Помимо указанного недостатка известного устройства соединение петель фиксаторами свайно-анкерного типа зачастую не обеспечивает требуемые на практике эксплуатационные качества защитного покрытия, включая надежность соединения плит, испытывающих высокие нагрузки, например, при сходе паводков.
Решаемой технической проблемой является увеличение скорости создания защитных модульных покрытий из гибких бетонных плит и снижение трудоемкости производимых при этом монтажных работ.
Обеспечиваемый настоящей полезной моделью технический результат заключается в повышении общей технологичности возведения защитных покрытий, что связано как с повышением технологичности соединения гибких бетонных плит, так и с повышением технологичности их конструкции. При этом под технологичностью понимается комплексная характеристика, выражающая, в том числе, удобство, простоту и быстроту создания покрытия в целом и его модулей, а также эксплуатационные качества.
Технический результат достигается благодаря тому, что в гибкой бетонной плите, содержащей бетонные блоки, гибкие связи и соединительные петли, в которой указанные блоки соединены порядно и в рядах посредством гибких связей в полотно прямоугольной формы, а соединительные петли размещены по краям плиты, по меньшей мере четыре соединительные петли из числа указанных расположены осесимметрично, причем материал и размеры данных петель выбраны из условия выполнения соединения петель их скручиванием.
В частном случае все петли расположены напротив друг друга так, что плита является центрально-симметричной.
В другом частном случае четыре соединительные петли, расположенные осесимметрично, находятся по разные стороны от продольной и поперечной осей плиты.
Также в частном случае соединительные петли расположены с частичным перекрытием друг друга.
В другом частном случае преимущественно все соединительные петли, то есть больше половины от общего их числа, расположены с перекрытием друг друга не менее чем на 25% по ширине петель.
В частном случае размеры преимущественно всех соединительных петель удовлетворяют соотношению (1).
где Н - максимальная длина соединительной петли (в натянутом состоянии);
W - ширина этой же петли.
В еще одном частном случае осесимметричные соединительные петли и гибкие связи представляют собой участки одного или двух арматурных канатов.
Полезная модель поясняется следующими чертежами.
Фиг. 1: гибкая бетонная плита, известная из уровня техники.
Фиг. 2: строение гибкой бетонной плиты, вид спереди.
Фиг. 3: схема укладки каната в формообразующей оснастке, вид в плане.
Фиг. 4 и 5: варианты размещения известных плит при образовании защитного покрытия, вид в плане.
Фиг. 6: гибкая бетонная плита с двойными соединительными петлями, вид в плане.
Фиг. 7: гибкая бетонная плита с симметрично расположенными соединительными петлями, вид в плане.
Фиг. 8: скрутка соединительных петель сопрягаемых плит.
Фиг. 9-13: последовательность образования скрутки соединительных петель.
Изображенная на фиг. 1 гибкая бетонная плита известной конструкции образована из блоков 1, выполняющих функцию защитных элементов в покрытии, и содержит также соединительные петли 2, необходимые для образования покрытия из плит. Блоки 1 имеют форму усеченных бипирамид, отлиты из бетона и соединены друг с другом порядно и в рядах посредством гибких связей 3, являющихся участками арматурного каната 4, замоноличенного в блоках 1 (фиг. 2) при изготовлении плиты. Полотно плиты имеет в целом прямоугольную форму в плане. Соединительные петли 2 образованы выпусками каната 4 по краям плиты.
Для соединения блоков 1 и образования соединительных петель 2 канат 4 при изготовлении известной плиты укладывают в формообразующую оснастку 5 так, чтобы он прошел через центр каждой пирамидальной ячейки, при этом условие осесимметричности расположения петель 2 в плите не соблюдается (фиг. 3).
Из-за отсутствия осевой симметрии расположения петель 2 по отношению к продольной оси плиты при одинаковом размещении плит на подстилающей поверхности невозможно добиться наложения соединительных петель одной плиты поверх соединительных петель другой плиты (фиг. 4) для их взаимного скручивания. Для достижения указанного наложения петель 2 двух плит одну из них необходимо развернуть на поверхности на 180° (фиг. 5), потратив на контроль положения или на разворот плиты время и усилия.
Осуществление настоящей полезной модели показано на следующих примерах конструктивного выполнения устройства.
Гибкая бетонная плита по полезной модели также в целом представляет собой полотно прямоугольной формы и содержит бетонные блоки 1, гибкие связи и соединительные петли 2, размещенные по краям плиты, то есть в пределах наружного ряда блоков 1. При этом вместо одного каната 4 в формообразующую оснастку 5 на этапе изготовления плиты укладывают два таких каната, что позволяет покрыть двойными петлями практически весь периметр плиты (фиг. 6). В другом примере выполнения полезной модели при укладке в оснастку 5 единственного каната из него создают дополнительные петли 2, в результате чего несколько соседних петель 2 плиты оказываются расположенными почти без зазора в плане или даже с взаимным перекрытием (фиг. 7).
Изображенные на фиг. 6 и 7 примеры плит содержат расположенные осесимметрично петли 2. Симметрия петель 2 определяется по расположению концов петель в симметрично расположенных блоках 1. В частности, петли 21, 22 расположены симметрично относительно продольной оси плиты А-A, также симметрично положение петель 23, 25 и 24, 26. Относительно поперечной оси плиты В-В симметрично расположены, в частности, петли 21 и 25, а также 22 и 26. Показанная на фиг. 6 плита является центрально-симметричной, так как все ее петли 2 расположены напротив друг друга относительно точки пересечения продольной А-А и поперечной В-В осей плиты.
Для образования петель 2 используют канат 4 диаметром 8-30 мм, предпочтительно из неметаллического синтетического материала. Причем диаметр и гибкость канатов выбирают не только исходя из требуемых при эксплуатации геометрических характеристик блоков 1, но и из условия выполнения соединения петель скручиванием, применяя обычные для таких условий расчеты.
Защиту подстилающей поверхности осуществляют следующим образом.
На поверхности расстилают гибкие бетонные плиты. Для этого перемещают в место установки первую плиту, поднимая ее за петли 2. Затем таким же образом размещают бок о бок с первой, без сдвига, вторую плиту, которую приближают к первой плите и опускают так, чтобы петли 2 первой и второй плит располагались по возможности точно напротив друг друга, а зазоры между блоками 1 смежных плит имели минимальную из возможных значений величину. Петли 2 одной плиты накладывают поверх петель смежной плиты с образованием их общего отверстия, достаточного для образования скрутки петель 2 при помощи стержня 6 (фиг. 8). Для этого через общее отверстие совмещенных петель 2 пропускают стержень 6, который опускают сверху вниз (фиг. 9), не доводя его конец до подстилающей поверхности, чтобы не ограничить зацеплением с ней последующие движения стержня 6. Потом начинают вращать стержень 6 в продольном сечении петель 2, действуя им как рычагом, в сторону одной или другой плиты так, чтобы монтажные петли 2 стали закручиваться друг с другом (фиг. 10). После того, как стержень 6 принял горизонтальное положение, его проталкивают сквозь перекрестие петель 2, совершая поступательное перемещение по оси стержня 6 (фиг. 11) в противоположное крайнее положение. Затем стержнем 6 снова действуют как рычагом и поднимают его в вертикальное положение (фиг. 12). Верчение стержня 6 повторяют 3-7 раз, плотно скручивая этим движением петли 2 между собой для выбирания свободного провисания петель 2 и создания их натяжения (фиг. 13). В результате петли 2 оказываются свитыми между собой и образуют скрутку петель 2, соединяющую две сопрягаемые плиты.
Для повышения технологичности соединения гибких бетонных плит при образовании защитного покрытия достаточно выполнения плит с по меньшей мере четырьмя осесимметрично расположенными соединительными петлями, так как при этом отпадает необходимость строгого соблюдения ориентации плит по петлям. Также технологичность соединения обеспечивается выбором материала и размера соединительных петель из условия выполнения соединения петель прилегающих плит скручиванием, что позволяет достичь высокой стабильности соединения, являющейся одним из основных для защитных покрытий данного вида эксплуатационным качеством.
Более технологичны плиты с четырьмя осесимметричными соединительными петлями, расположенными по разные стороны от продольной А-А и поперечной В-В осей плиты (21, 22, 25 и 26 на фиг. 7), так как это минимально необходимое число петель для образования надежного двухточечного соединения плит.
Наиболее технологично защитное покрытие из центральносимметричных плит, так как при этом рабочий-монтажник имеет возможность создать соединение плит практически в любом подходящем месте.
Соединение плит упрощается, а технологичность увеличивается, если соединительные петли расположены с частичным перекрытием друг друга, что позволяет рабочему-монтажнику использовать подходящую петлю. Для этого целесообразно выполнять плиты, в которых преимущественно все соединительные петли расположены с перекрытием друг друга не менее чем на 25% по ширине W петель.
Простота образования соединения петель скручиванием, а следовательно и технологичность соединения зависят от длины Н петель. На практике установлено, что выполнение условия (1) достаточно для скручивания петель 3-7 раз и создания надежного соединения плит.
Повышение технологичности конструкции гибкой бетонной плиты обеспечивается выполнением как осесимметричных соединительных петель, так и гибких связей из одного или двух арматурных канатов, что придает конструкции плиты простоту и надежность благодаря отсутствию лишних элементов и высокой прочности арматурного каната или канатов, определяющих прочность всей конструкции.