Клипса для соединения гибких бетонных плит

Полезная модель относится к строительству инженерной защиты по предотвращению негативного воздействия вод (гидротехническому строительству).
Гибкая бетонная плита (в дальнейшем - ГБ-плита) представляет собой набор бетонных блоков, соединенных между собой гибкой связью (АС 251463). Таким образом, в общем виде 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.
Гибкое бетонное покрытие (в дальнейшем - ГБ-покрытие) - это скрепленные между собой ГБ-плиты.
Из уровня техники известно несколько способов скрепления ГБ-плит между собой.
Метод скрепления путем опрессовки втулок (патент RU №153403). ГБ-плиты между собой скрепляют путем обжима (оперссовки) металлической втулки за дополнительные монтажные концы, которые замоноличивают одной стороной в бетонные блоки при изготовлении ГБ-плит, с помощью ручного гидравлического пресса.
Однако скрепление ГБ-плит методом опрессовки втулок практически не осуществим под водой, так как требует выполнения ряда относительно тонких операций, которые крайне затруднительно осуществить в перчатках, защищающих водолаза от холода.
Метод скрепления путем сварки (патент RU №2503773). ГБ-плиты между собой скрепляют путем сварки за металлические закладные детали, которые замоноличивают в бетонные блоки при изготовлении ГБ-плит, с использованием сварочного оборудования.
Однако скрепление ГБ-плит методом сварки практически не осуществим под водой, так как требует высокой квалификации рабочих и специального оборудования.
Метод скрепления путем связывания обрезком каната за такелажные петли. ГБ-плиты между собой скрепляют путем связывания обрезком каната, который пропускается через такелажные петли соседних ГБ-плит, а затем концы каната связываются.
Однако скрепление ГБ-плит методом связывания за такелажные петли (патент RU №2494186) приводит к образованию значительного по величине зазора между ГБ-плитами. Кроме того, любое узловое соединение канатов диаметром свыше 10 мм (требование по прочности соединения) является не надежным, так как под воздействием вибраций, которые создает поток воды, любой узел со временем ослабевает и развязывается.
Метод скрепления П-образными скобами (патент RU №131388). В зазор между бетонными блоками первого и второго рядов соседних ГБ-плит вбивается П-образная скоба.
Однако скрепление ГБ-плит П-образными скобами обеспечивает нормативную надежность соединения при условии горизонтального воздействия сил. Если сила направлена под углом к поверхности ГБ-плит, то П-образная скоба относительно легко выдергивается из грунта, несмотря на то, что скоба оборудована якорными зацепами. Кроме того, забивка П-образных скоб под водой требует наличия специального оборудования. Забивка П-образных скоб под водой ручным инструментом невозможна.
Метод скрепления талрепом (ГОСТ 9690-71). В специальных выемках бетонных блоков в процессе изготовления ГБ-плит обустраиваются специальные крепежные петли. За крепежные петли соседних ГБ-плит заводятся крюки талрепа, а затем закручивается резьбовое соединение (уменьшить расстояние между крюками) талрепа.
Скрепление ГБ-плит с помощью талрепа обладает необходимой надежностью и в полной мере соответствует требованиям, предъявляемым к крепежным конструкциям в гидротехническом строительстве.
Недостатком скрепления ГБ-плит между собой с помощью талрепа является наличие в бетонных блоках специальных крепежных петель. Если в ГБ-плите отсутствуют специальные крепежные петли, то с помощью талрепа невозможно скрепить соседние ГБ-плиты между собой. В частности, в силу геометрической конфигурации талрепа типовой конструкции (цилиндрическая форма центральной части и ее нахождение на одной оси с крюками), невозможно осуществить зацеп крюков талрепа за канат соседних ГБ-плит через зазор между бетонными блоками: нужна плоская конструкция.
Задачей настоящей полезной модели (техническим результатом) является изменение существующих конструкций скрепления ГБ-плит под водой так, чтобы:
операцию мог выполнять любой водолаз, не обладающий специальными навыками, например, навыками сварщика;
крепежный узел обладал высокими прочностными характеристиками, в частности, противостоял высоким нагрузкам «на разрыв»;
крепежный узел позволял «выбрать слабину» между соседними ГБ-плитами, то есть исключал возможность самопроизвольного увеличения зазора между ГБ-плитами.
Технический результат достигается совокупностью следующих признаков полезной модели:
а) Ограничительные признаки, характеризующие гибкое бетонное покрытие (родовое понятие):
гибкие бетонные плиты, в состав которых входят:
бетонные блоки;
гибкая связь в виде замоноличенного в бетонные блоки каната;
зазоры размером 2-15 мм между соседними бетонными блоками одной гибкой бетонной плиты.
б) Отличительные признаки, направленные на достижение заявленного технического результата:
наличие плоской клипсы - обеспечивающей скрепление соседних гибких бетонных плит между собой путем зацепа клипсы через зазоры между бетонными блоками за канаты.
Клипса состоит из трех частей:
нижнего зацепа (фиг. 1 позиция 1);
верхнего зацепа (фиг. 2 позиция 2);
бегунка (фиг. 3 позиция 3).
Нижний зацеп (позиция 1) представляет собой стальную пластину достаточной прочности, состоящей из крюка (позиция 2-1), упорной штанги (позиция 5-1), ряда зубцов (позиция 3-1), имеющие замок (позиция 4-1), представляющий собой выемку.
Верхний зацеп (позиция 2) представляет собой стальную пластину достаточной прочности, состоящей из крюка (позиция 2-2), упорной штанги (позиция 5-2), нескольких зубцов (позиция 3-2), имеющих замки (позиция 4-2), представляющих собой выемку. Горизонтальная часть нижнего зацепа (позиция 2) имеет ширину, которая плавно уменьшается от острия зацепа в сторону крюка (позиция 2-2).
Бегунок (позиция 3) представляет собой отрезок трубы овального сечения, оборудованный упорной штангой (позиция 5-3).
На берегу, перед скреплением ГБ-плит между собой, верхний зажим (фиг. 4 позиция 2) продевается сквозь бегунок (позиция 3). Бегунок (позиция 3) смещается в сторону упорной штанги верхнего зацепа (позиция 5-2). Снизу верхнего зацепа (позиция 2) прикладывается нижний зацеп (позиция 1) так, чтобы зубцы зажимов вошли в зацепление друг с другом. Сразу после этого бегунок (фиг. 5 позиция 3) смещается вдоль верхнего зацепа (позиция 2) в сторону нижнего зацепа (позиция 1). По мере смещения бегунка по расширяющейся части верхнего зацепа за счет пружинных свойств металла происходит фиксация бегунка в крайнем положении.
Под водой водолаз размещает клипсу в зазор (фиг. 6 позиция 7) между бетонными блоками (фиг. 6 позиция 8-1 и позиция 8-2) соседних ГБ-плит так, чтобы верхний и нижний зацепы легли на канат (позиция 6). После позиционирования клипсы в зазоре между бетонных блоков с помощью упорных штанг (позиции 5-1 и 5-3) бегунок немного смещается в сторону крюка верхнего зацепа (позиция 2), в результате чего становится возможным с использованием упорных штанг верхнего (позиция 5-2) и нижнего (позиция 5-1) зацепа максимально сблизить друг с другом крюки (позиции 2-1 и 2-2). При этом крюки войдут в зацепление с канатом (фиг. 5 позиция 6). После этого с использованием упорных штанг (позиции 5-1 и 5-2) бегунок (позиция 3) смещается в сторону крюка (позиция 2-1) нижнего зацепа (позиция 1).
По мере смещения бегунка по расширяющейся части верхнего зацепа за счет пружинных свойств металла происходит фиксация бегунка в крайнем положении (рабочее положение). Через несколько часов за счет естественной замутнености воды произойдет отложения мельчайших иловых частиц на все металлические поверхности, что помимо пружинных свойств металла послужит гарантией от самопроизвольного ослабления крепления (смещения бегунка в сторону крюка верхнего зацепа).
Под воздействием внешней нагрузки на ГБ-плиту в процессе эксплуатации ГБ-покрытия нагрузка придется на два-три зубца (фиг. 2 позиция 3-2) верхнего зацепа (позиция 2), которые находятся в зацеплении с двумя-тремя зубцами (фиг. 1 позиция 3-1) нижнего зацепа.
Прочность клипсы на разрыв определяется прочностными характеристиками металлической пластины, из которой изготовлены нижний (позиция 1) и верхний (позиция 2) зацепы. При изготовлении зацепов из металлической пластины толщиной 2-10 мм в полной мере реализуются прочностные характеристики клипсы.