ГИБКОЕ БЕТОННОЕ ПОКРЫТИЕ С ОПРЕССОВАННЫМИ ВТУЛКАМИ НА СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

Полезная модель относится к строительным конструкциям, а именно к универсальным защитным покрытиям, предназначенным, в частности, для укрепления берегов, дамб, русел водотоков, а также разнообразных откосов.
Известно соединение гибких плит из бетонных блоков с такелажными петлями при помощи П- или Г-образных анкерных скоб (патентные документы RU 131388 U1, RU 132094 U1). Для сборки известного покрытия анкерные скобы пропускают через совмещенные такелажные петли соседних плит. При сопряжении двух такелажных петель образуется соединительный элемент из двух частей. Положение полотна дополнительно фиксируют несущими анкерными скобами, охватывающими бетонные блоки во внутренней части плит. Однако недостатком известной конструкции является невозможность на практике вбить анкерные скобы в каменистый или скальный грунт, а также обеспечить надежность установки анкерных скоб, «плывущих» под нагрузкой в рыхлом грунте, что ведет к сильному изменению заданной величины зазоров между плитами гибкого бетонного покрытия.
Из патентного документа RU 2494186 C1 известно гибкое бетонное покрытие, содержащее гибкие плиты из бетонных блоков с арматурными канатами и соединительные элементы для связи указанных плит между собой. В известном устройстве каждый соединительный элемент состоит из двух частей, представляющих собой концы высокоэластичных монтажных канатов, выступающих из тела прилегающих бетонных блоков соединяемых плит и завязанных узлом между собой. Высокоэластичные монтажные канаты проще связать узлом, чем арматурные канаты, однако получаемый узел все равно характеризуется своей остаточной способностью ползти под внешней нагрузкой, так как под воздействием различных факторов, в частности, течения воды, гибкие плиты дрейфуют. Кроме того, под сильной внешней нагрузкой наблюдается увеличение длины дополнительных монтажных канатов. В результате специально заданные зазоры между плитами гибкого бетонного покрытия, при их соединении посредством выступающих из бетонных блоков монтажных канатов, оказываются нестабильными и увеличиваются со временем, а открытая из-за этого защищаемая поверхность подвергается разрушительному действию среды, например, водных потоков, вымывающих грунт. Проблема обусловлена тяжелыми эксплуатационными условиями на открытой местности и на гидротехнических объектах, что характерно именно для покрытий из гибких бетонных плит.
Задачей является улучшение защитных свойств покрытий из гибких бетонных плит, соединенных составными соединительными элементами.
Обеспечиваемый настоящей полезной моделью технический результат заключается в повышении стабильности заданных зазоров между плитами гибкого бетонного покрытия при их соединении посредством соединительных элементов из двух и более частей.
Технический результат достигается благодаря тому, что в гибком бетонном покрытии, содержащем гибкие плиты из бетонных блоков и соединительные элементы из двух и более частей для связи указанных плит между собой, составные части данных соединительных элементов опрессованы втулками в местах их взаимного сопряжения.
В частном случае составные части соединительных элементов опрессованы втулками в непосредственной близости от бетонных блоков соединяемых плит.
В еще одном частном случае число втулок и параметры их опрессовки выбраны из условий исключения возможности проскальзывания составных частей соединительных элементов в местах их сопряжения и снижения при этом прочности каждого из данных соединительных элементов не более чем на 10% от нормального значения.
Полезная модель поясняется следующими чертежами.
Фиг. 1: гибкое бетонное покрытие, вид в плане.
Фиг. 2: втулка для опрессования.
Фиг. 3: сопряжение частей соединительного элемента «пучком».
Фиг. 4: сопряжение частей соединительного элемента «внахлест».
Фиг. 5: плита из отдельных бетонных блоков с арматурными канатами (пример 1).
Фиг. 6: связь между двумя плитами покрытия при помощи арматурных канатов (пример 1).
Фиг. 7: усиленное соединение арматурных канатов (пример 1).
Фиг. 8: плита из бетонных блоков с дополнительными монтажными канатами (пример 2).
Фиг. 9: связь между двумя плитами покрытия с использованием дополнительных монтажных канатов (пример 2).
Фиг. 10: гибкое бетонное покрытие, соединенное кольцевыми монтажными канатами (пример 3).
Фиг. 11: связь между двумя плитами покрытия с использованием кольцевого монтажного каната (пример 3).
Гибкое бетонное покрытие 1 имеет модульную структуру и собрано из сопряженных между собой плит 2. В свою очередь каждая плита 2 состоит из множества бетонных блоков 3, объединенных в однослойное полотно плиты (мат) посредством соединительных элементов 4. Для образования связей плит 2 служат втулки 5. Типичная конструкция покрытия 1 и втулки 5 показана на фиг. 1 и 2 соответственно.
Опрессовочная втулка 5 выполняет функцию канатного зажима, имеет в исходном состоянии форму сплющенного полого цилиндра и изготовлена из алюминиевого сплава, характеризующегося высокой пластичностью, механической прочностью и коррозионной стойкостью.
Соединительные элементы 4 имеют любое выполнение, позволяющее образовывать связи между плитами 2 путем сопряжения частей элементов 4 с опрессовкой их втулками 5 для создания прочных соединений. В частных случаях соединительные элементы 4 частично замоноличены в бетонные блоки 3 или представляют собой отдельные детали, например, кольцевые соединительные канаты, охватывающие блоки 3 или иные элементы конструкции. Основные варианты соединений первой части 6 и второй части 7 одного соединительного элемента 4 представлены на фиг. 3 и 4, где изображены коренные участки 61, 71 и концы 62, 72 соответственно первой части 6 и второй части 7 двух канатов.
В зависимости от предполагаемых условий эксплуатации бетонным блокам 3 при изготовлении плит 2 придают форму пирамид, бипирамид, конусов или полусфер с гладкой или фактурной поверхностью. Форма бетонных блоков 3 и расстояние между соседними блоками 3 в плитах 2 выбраны из условий обеспечения подвижности блоков 3 относительно друг друга и минимальности просветов X между блоками 3 для более полной защиты поверхности накрываемого объекта. Гибкость плит 2 придает свойство гибкости всему бетонному покрытию 1.
Сборку гибкого бетонного покрытия осуществляют следующим образом.
2
На поверхность защищаемого объекта расстилают первую плиту 2 из бетонных блоков. Рядом с первой располагают вторую плиту 2, стараясь обеспечить минимальность зазора Z между ними и близость частей 6, 7 соединительных элементов 4. Исходя из диаметра конкретного соединительного элемента 4 подбирают размер втулки 5. Через части 6, 7 пропускают втулку 5 и продвигают ее по возможности ближе к бетонным блокам 3, натягивая концы 62, 72. Затем заделывают втулку 5 методом опрессовки с использованием ручного гидравлического или пневматического пресса, обеспечивающего необходимые для придания прочности соединению равномерность и геометрию обжима втулки 5. При этом исходя из размера втулки 5 выбирают соответствующую матрицу пресса и усилие сдавливания. Так, например, для каната диаметром 10 мм используют матрицу для пресса сечением 95 мм и прикладывают рабочее давление соответствующее весу 10 тонн. В процессе обжима втулка 5 деформируется в своей центральной части и теряя исходную форму цилиндра сильно сдавливает обе части 6, 7 соединительного элемента 4, придавая ему целостность. После завершения опрессовки убирают пресс и контролируют качество опрессовки путем визуального осмотра. Подобным образом соединяют все соседние плиты 2 в покрытии 1, по меньшей мере в двух точках.
Получаемые соединения плит характеризуются полным отсутствием завязанных узлов, обладают высокой прочностью и не расходятся даже при возникновении значительных нагрузок, препятствуя произвольному смещению плит относительно друг друга. Таким образом, благодаря образованию связи гибких плит из бетонных блоков посредством опрессования втулками частей соединительных элементов в местах их взаимного сопряжения, повышается стабильность заданных зазоров между плитами гибкого бетонного покрытия, что ведет к улучшению его защитных свойств.
При реализации возможности опрессования втулками составных частей соединительных элементов в непосредственной близости от бетонных блоков соединяемых плит, что на практике может быть затруднено по различным причинам, в частности, из-за слишком большого значения радиуса R изгиба соединительного элемента 4 (фиг. 3), длина соединительного элемента между бетонными блоками 3 и втулкой 5 в зазоре Z оказывается настолько мала, что увеличение длины данного элемента 4 под нагрузкой не способно оказать заметного влияния на стабильность заданных зазоров Z между плитами 2 гибкого бетонного покрытия 1.
Чем более сложные условия эксплуатации гибкого бетонного покрытия 1 предполагаются, тем требуется большая степень опрессовки втулок 5 для исключения возможности проскальзывания частей 6, 7 соединительного элемента 4 относительно друг друга и втулки 5 в местах взаимного сопряжения, что способно привести к чрезмерному передавливанию втулками 5 элементов 4 вплоть до их разрыва. По данной причине необходимо контролировать усилие опрессовки и следить за тем, чтобы снижение прочности каждого из соединительных элементов 4 составляло не более чем 10% от нормального значения, то есть при отсутствии втулочного соединения. Указанное значение установлено экспериментально как достаточное на практике для любых соединительных элементов 4; в противном случае возможен отрыв от покрытия 1 отдельной плиты 2 или группы плит 2, что ведет к нарушению стабильности заданных зазоров Z. Для осуществления контроля проводят предварительные испытания с получением экспериментальных значений прочностных показателей определенного соединительного элемента 4 и втулочного соединения в целом в зависимости от усилия опрессовки.
Для снижения повреждения соединительных элементов 4 при опрессовке вместо одной втулки 5 применяют две или более таких втулок, размещая их последовательно, что позволяет прилагать меньшее давление опрессовки и исключить возможность проскальзывания частей 6, 7 соединительного элемента 4 относительно друг друга и втулки 5 в местах взаимного сопряжения при снижении их прочности не более чем на 10% от нормального значения при самых высоких расчетных нагрузках на полотно 1.
Осуществление полезной модели показано на следующих примерах предпочтительного конструктивного выполнения гибкого бетонного покрытия.
Пример 1. Связь плит при помощи арматурных канатов.
Плиты 2 состоят из множества бетонных блоков 3, объединенных в однослойное полотно плиты арматурными канатами 8, замоноличенными в бетонных блоках 3 и расположенными с взаимным пересечением в плане (фиг. 5). В качестве арматурных используют толстые синтетические канаты (неметаллические тросы), выпуски которых образуют такелажные петли 9. По меньшей мере две связи в покрытии 1 между прилегающими плитами 2 образованы соединением выступающих из бетонных блоков 3 частей арматурных канатов 8 (в частности, разрезанных такелажных петель 9) при помощи металлических опрессовочных втулок 5 (фиг. 6, 7).
Пример 2. Соединение плит посредством дополнительных монтажных канатов.
Помимо арматурных канатов 8 плиты 2 содержат дополнительные монтажные канаты 10 (фиг. 8). По меньшей мере две связи в покрытии 1 между прилегающими плитами 2 образованы соединением выступающих из бетонных блоков 3 частей 6 и 7 монтажных канатов 10 при помощи металлических опрессовочных втулок 5 (фиг. 9). В качестве арматурных используют толстые синтетические канаты диаметром 13÷19 мм. Монтажные канаты 10 являются дополнительными по отношению к арматурным канатам 8. Толщина монтажных канатов 10 составляет 6÷23 мм. Один конец монтажных канатов 10 надежно замоноличен в теле бетонных блоков 3 по краю плит 2, включая, например, угловые блоки 3, а другой конец данных канатов является свободным и имеет длину 250÷450 мм. Канаты 10 имеют достаточную механическую прочность для сохранения целостности покрытия 1 во время его возможного дрейфа. Дополнительные монтажные канаты 10 позволяют обойтись без использования при соединении плит 2 арматурных канатов 8, что исключает повреждение данных канатов. Кроме того, при изготовлении плит 2 дополнительные монтажные канаты 10 можно расположить в любом требуемом месте периметра плит 2, в частности, по углам, где технологически невозможно сделать выпуски арматурных канатов 8.
Пример 3. Использование кольцевых соединительных канатов.
Гибкое бетонное покрытие 1 собрано из сопряженных между собой плит 2 монтажными узлами. Показанный на фиг. 10 узел А соединяет четыре прилегающие плиты 2, а монтажный узел на фиг. 11 соединяет две плиты 2. Расположенные по углам плиты 2 блоки 3 выполнены асимметричными в плане и характеризуются скосом 11 на каждом из указанных блоков 3. Со стороны скосов 11 в тело блоков 3 замоноличены угловые монтажные петли 12. По меньшей мере две связи между прилегающими плитами 2 образованы в покрытии 1 соединением монтажных петель 12 и кольцевых соединительных канатов 13. Каждый канат 13 пропущен через две или более угловые монтажные петли 12. Концы соединительного каната 13 жестко соединены при помощи опрессованной втулки 5, в результате чего рабочие части всех соединительных канатов 13 расположены в виде замкнутых линий, то есть колец. При этом арматурные канаты 8, угловые монтажные петли 12 и соединительные канаты 13 выполнены из синтетических материалов и имеют диаметр 13÷19 мм, что обеспечивает достаточную механическую прочность для сохранения целостности покрытия 1 во время его возможного дрейфа.