ГИБКОЕ ПОКРЫТИЕ ИЗ БЕТОННЫХ БЛОКОВ

Изобретение относится к транспортному и гидротехническому строительству и представляет собой гибкое защитное поверхностное покрытие (ГПП) из бетонных блоков, соединенных между собой гибкими связями, монтируемых в единое целое на месте устройства либо предварительно, в заводских условиях. ГПП может применяться для укрепления склонов, откосов насыпей и выемок, конусов малых и средних мостов, оголовков водопропускных труб, русел водотоков, берегов рек, каналов и водоемов, при сооружении покрытий пешеходных дорог, для укрепления грунтовых оснований, устройства ограждений и возведения армогрунтовых конструкций.
Известен (а.с. №2325474) универсальный гибкий бетонный мат, представляющий собой конструкцию покрытия из бетонных блоков, связанных между собой порядно гибкими тросами, при этом блоки выполнены в верхней части в виде прямоугольных параллелепипедов. Предпочтительные габариты отдельного блока составляют при этом 400×400×300 мм.
Известно («Типовые строительные конструкции, изделия и узлы. Серия 3.501.1-156. Укрепления русел, конусов и откосов насыпи у малых и средних мостов и водопропускных труб», ЦИТП Госстроя СССР, 1990). также предназначенное для укрепления русел, конусов и откосов насыпи у малых и средних мостов и водопропускных труб семейство гибких конструкций из связанных между собой арматурными стержнями бетонных блоков. Масса применяемых в данных конструкциях блоков составляет от 230 до 1820 кг, монтаж блоков в единую конструкцию осуществляется в заводских условиях в процессе изготовления блоков, с применением закладных элементов (арматурные стержни).
Анализ вышеуказанных технических решений показал, что монтаж бетонных блоков в единое гибкое покрытие непосредственно на месте сборки затруднителен для первого из них (блоки соединяют не только порядно, но и в рядах, а масса бетонного блока с предпочтительными габаритами составляет более 100 кг) и невозможен для второго в силу применяемой конструкции. Это означает, что укладка таких гибких покрытий из бетонных блоков требует применения тяжелой погрузочной техники, что в условиях реального производства строительных работ далеко не всегда возможно.
Кроме того, бетонные блоки, применяемые в составе гибких поверхностных покрытий в вышеперечисленных технических решениях, изготавливают литьевым методом, что ограничивает возможность достижения высоких показателей прочности и долговечности готового покрытия.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в увеличении номенклатуры строительных конструкций с использованием ГПП.
Основной технический результат, который может быть получен в результате осуществления изобретения, заключается в создании конструкции гибкого покрытия повышенной надежности и долговечности.
Данный технический результат достигается за счет того, что в гибком покрытии, содержащем соединенные порядно гибкими связями бетонные блоки, в каждом блоке, на его боковой стороне, прилегающей к блокам соседнего ряда, выполнены два сквозных отверстия, оси которых параллельны друг другу и расположены в горизонтальной плоскости симметрично относительно вертикальной плоскости симметрии блока, а каждый последующий ряд блоков смещен относительно предыдущего в направлении вдоль ряда таким образом, что вышеуказанные отверстия каждого блока одного ряда, выстраиваясь соосно с отверстиями двух смежных блоков соседнего ряда, образуют прямолинейные каналы для гибких связей, при этом каждый элемент гибкой связи пропускают через два соседних прямолинейных канала с образованием петли за периферийным рядом блоков покрытия, после чего его свободные концы соединяют между собой.
Высокая надежность заявленной конструкции ГПП обеспечивается вышеуказанным способом соединения блоков, при котором, даже в случае локального (в одном месте) разрыва гибкой связи, сохраняется целостность общего ковра покрытия. Прочность гибкой связи рассчитана таким образом, что возможность ее разрыва практически исключена.
Использование в предложенном способе лишь порядного (блоки одного ряда соединены с блоками другого ряда), с перевязкой каждого ряда соединения блоков упрощает технологию сборки блоков в единую конструкцию по сравнению с прототипом, где применяется дополнительно и соединение блоков в рядах.
Предпочтительные габариты блока - 145×200×440 мм, вес блока - не более 30 кг. Рекомендуемая технология изготовления блоков - полусухое вибропрессование.
Изготовление бетонных блоков методом полусухого вибропрессования обеспечивает их высокую прочность (не менее В20), морозосоленостойкость (не менее F200), водонепроницаемость (не менее W6) и долговечность - не менее 50 лет.
В сравнении с таким блоком литьевой (полученный методом литья) блок примерно на 5% плотнее и, соответственно, тяжелее. Снижения веса используемых в конструкции ГПП блоков до 30 кг позволяет монтировать покрытие вручную и непосредственно на месте производства строительных работ (укладки ГПП), без применения тяжелой погрузочной техники, что снижает себестоимость монтажных работ (дополнительный технический результат).
При этом расширяется область применения (дополнительный технический результат) ГПП, т.к. появляется возможность производить укладку ГПП в местах, где применение тяжелой погрузочной техники нежелательно или невозможно.
Несмотря на вышесказанное, возможен монтаж гибкого сборного покрытия в заводских условиях. При этом фрагменты покрытия (например, размерами 3150×1960 мм) поставляются к месту строительства, где укладываются на поверхность с помощью грузоподъемной техники, оснащенной строповочным оборудованием.
Однако следует заметить, что в конструкции ГПП, применяемого в водотоках, поверхностная плотность покрытия зависит от скорости течения, а потому в составе такого ГПП используют более массивные блоки.
Применяемые в составе заявленного изобретения бетонные блоки могут иметь различные размеры и конфигурацию. Предпочтительно использование одинаковых блоков, каждый из которых имеет форму прямоугольного параллелепипеда (фиг.1) с двумя, выполненными на противоположных боковых гранях сквозными отверстиями, оси которых перпендикулярны длинной боковой грани блока. Использование в одном ряду блоков одинакового размера, а также смещение каждого последующего ряда блоков относительно предыдущего в направлении вдоль ряда на половину длины блока является предпочтительным, т.к. увеличивает плотность покрытия (взаимного расположения блоков в покрытии).
Для увеличения гибкости покрытия уменьшают выступы блоков в местах изгиба покрытия путем выполнения скосов на верхней и нежней гранях блока. Угол и длина скосов имеют принципиальное значение: скос предназначен для того, чтобы при изгибе конструкции наружу не выступали углы блоков.
В отличие от кирпичной кладки, ряды блоков в ГПП могут иметь не горизонтальную ориентацию.
Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами:
Фиг.1 - вид блока в изометрии
Фиг.2 - эскиз блока с размерами (вид сверху и сбоку)
Фиг.3 - схема соединения блоков в ГПП (1 - блок, 2 - трос)
Фиг.4 - фрагмент монтажа ГПП на наклонной и криволинейной поверхности
(размещение тросов на поверхности)
Фиг.5 - фрагмент монтажа ГПП на наклонной и криволинейной поверхности (крепление
свободных концов тросов)
Фиг.6 - последовательность сборки ГПП при его монтаже на наклонной и
криволинейной поверхности
Ниже приводятся сведения, подтверждающие осуществление заявленного изобретения с получением вышеуказанного основного технического результата.
На фиг.1 и 2 изображен бетонный блок наиболее оптимальной формы с предпочтительными размерами. Соединение таких блоков между собой гибкими связями в единое ГПП производят по схеме, представленной на фиг.3.
Гибкая связь между блоками может быть обеспечена применением, например:
- каната (троса) полипропиленового крученого трехпрядного;
- каната (троса) полиамидного крученого трехпрядного;
- каната (троса) стального одинарной свивки;
- гибкой арматуры
Процесс монтажа гибкого сборного покрытия из бетонных блоков осуществляют порядным соединением блоков, например, тросами, путем протаскивания последних сквозь отверстия в боковых гранях блоков с последующей фиксацией свободных концов каждого троса (соединение узлом или сваркой, или зажимом, или скруткой).
При этом существуют различные условия монтажа ГПП в зависимости от ориентации покрываемой поверхности:
1. Монтаж на горизонтальной поверхности.
2. Монтаж на наклонной поверхности (откосе).
3. Монтаж со спуском покрытия на дно водоема.
Монтаж на горизонтальной поверхности осуществляют в следующей последовательности. Заготавливают и раскладывают на поверхности тросы (гибкие связи) необходимой длины. Затем на место сборки доставляют бетонные блоки, которые нанизывают на тросы в соответствии со схемой (фиг.3). Возможна сборка покрытия, как единым полотном проектных размеров, так и отдельными фрагментами, соединяемыми затем между собой.
Монтаж на наклонной и криволинейной поверхности требует обеспечения безопасного перемещения работников. Для этого могут быть использованы различные временные съемные трапы, страховочные ограждения, переставные площадки. Сборка на наклонных и криволинейных поверхностях должна производиться снизу вверх.
Вариант сборки со спуском блоков на дно водоема предполагает использование плавучего средства. Рекомендуется следующий порядок сборки:
1. Сначала на дно водоема опускается труба или толстый металлический прут с длиной, равной ширине монтируемого покрытия, с привязанными с шагом, равным расстоянию между осями отверстий в блоке, концами соединительных тросов, как это показано на фиг.4.
2. Свободные концы тросов закрепляются на борту плавсредства при помощи приспособления (монтажного стопора), изготавливаемого из доски или металлического профиля. Приспособление снабжается накладками, выполняющими функцию стопоров, позволяющими упорядочить расположение свободных концов тросов и препятствует их стравливанию в воду (фиг. 5).
3. На пары соединительных тросов надеваются бетонные блоки (тросы протаскивают в отверстия бетонных блоков), затем, удерживая свободные концы тросов, ряды блоков сбрасывают на дно. Перегруппировав пары тросов, надеваются и сбрасываются блоки следующего ряда и т.д. Последовательность сборки представлена на фиг.6.