Узел соединения гибких бетонных плит в защитном полотне

Полезная модель относится к области строительства, а именно к универсальным защитным бетонным покрытиям. Преимущественными областями применения технического решения являются: укрепление различных гидротехнических объектов и инженерных сооружений с целью их защиты от размыва потоками воды и от ударов переносимых течением предметов, включая защиту и утяжеление подводных трубопроводов; укрепление откосов карьеров и насыпей для защиты от эрозии грунта; создание временных дорожных покрытий, защищающих подстилающую поверхность, предназначенных, в частности, для движения тяжелой техники на гусеничном ходу.
Защитное покрытие имеет сборную модульную конструкцию и представляет собой полотно из гибких бетонных плит, объединенных узлами соединения. Гибкие бетонные плиты содержат совокупности блоков, связанных порядно и в рядах с зазором арматурными канатами.
Из патентного документа RU 112213 U1 от 10.01.2012 известен узел соединения гибких бетонных плит в защитном полотне монтажными петлями, содержащий бетонные блоки, пару монтажных петель и пропущенный через данные петли соединительный элемент в виде стержневого фиксатора свайно-анкерного типа. Известное техническое решение характеризуется простотой, обеспечивает возможность сборки конструкции под водой, позволяет осуществлять быстрый монтаж полотна, а также не требует использования особого инструмента. Однако под встречающейся на практике значительной статической нагрузкой, разрывающей защитное полотно, гибкие плиты расползаются и в узлах их соединения основное усилие сконцентрировано в точечной области контакта монтажных петель с относительно тонким стержневым фиксатором. Именно в данных местах способно произойти повреждение петель фиксаторами с последующим перетиранием и разрывом петель, влекущим разрушение защитного полотна.
Решаемой технической проблемой является уменьшение нагрузки на монтажные петли в области контакта с соединительным элементом в узле соединения.
Обеспечиваемый настоящей полезной моделью технический результат заключается в распределении нагрузки на монтажные петли с соединительным элементом в узле соединения гибких бетонных плит в процессе эксплуатации защитного полотна и в снижении точечной нагрузки на канаты петель.
Технический результат достигается благодаря тому, что в узле соединения гибких бетонных плит монтажными петлями, содержащем бетонные блоки, монтажные петли и соединительный элемент, в котором монтажные петли связаны с блоками плит и взаимно сопряжены, соединительный элемент пропущен через общее отверстие петель, петли свиты между собой, причем их скрученные части охватывают соединительный элемент.
В частном случае пара петель скручена от 3 до 7 раз.
В другом частном случае соединительный элемент выполнен составным в виде рычага и втулки, с возможностью их взаимного осевого движения. При этом рычаг вставлен во втулку, которую охватывают петли.
Полезная модель поясняется следующими чертежами.
Фиг. 1: узел соединения гибких бетонных плит монтажными петлями.
Фиг. 2: пропускание стержня через сопряженные петли.
Фиг. 3-6: образование скрутки петель.
Фиг. 7: составной соединительный элемент.
Осуществление полезной модели показано на следующем примере конструктивного выполнения устройства.
Изображенный на фиг. 1 узел соединения двух гибких бетонных плит монтажными петлями содержит четыре бетонных блока 1 бипирамидальной формы, пару свитых между собой монтажных петель 2 и пропущенный через сопряженные петли 2 стержень 3. Два блока и одна петля относятся к первой плите. Ко второй плите относятся другие два блока и соответствующая петля.
Блоки 1 являются рабочими элементами плит и образуемого ими защитного покрытия. Блоки 1 отлиты из бетона и объединены в сетчатую однослойную конструкцию арматурными канатами. Форма блоков 1 и расстояние между соседними блоками 1 выбраны, в том числе, из условий обеспечения подвижности блоков 1 относительно друг друга и минимальности размера зазоров между ними, для обеспечения защиты подстилающей поверхности. Поверхности у представленных бипирамидальных блоков 1 с верхней и нижней стороны выполнены сужающимися асимметрично по направлению от центральной части данных блоков, а их основания имеют плоскую форму с обеих сторон плиты.
Арматурные канаты являются гибкими и выполнены из неметаллического синтетического материала. На этапе проектирования защитного покрытия подбирают диаметр и гибкость канатов, исходя из требуемых при эксплуатации геометрических характеристик блоков 1. Арматурные канаты замоноличивают в бетонные блоки 1 при изготовлении плит. Выпуски данных канатов образуют монтажные петли 2.
Стержень 3 выполнен из металла, является сплошным или полым и осуществляет функцию жесткого соединительного элемента.
Для защиты подстилающей поверхности на ней расстилают бетонные плиты. При этом перемещают в место установки первую плиту, поднимая ее за монтажные петли 2 автокраном. Затем таким же образом размещают бок о бок с первой вторую плиту, которую приближают к первой плите и опускают так, чтобы монтажные 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 3.
Затем через общее отверстие совмещенных петель 2 пропускают стержень 3, который опускают сверху вниз (фиг. 2), не доводя его конец до подстилающей поверхности, чтобы не ограничить зацеплением с ней последующие движения стержня 3.
Потом начинают вращать стержень 3 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. 3). После того, как стержень 3 принял горизонтальное положение, его проталкивают сквозь перекрестие петель 2, совершая поступательное перемещение по оси стержня 3 (фиг. 4) в противоположное крайнее положение. Затем стержнем 3 снова действуют как рычагом и поднимают его в вертикальное положение (фиг. 5). Верчение стержня 3 повторяют преимущественно 3-7 раз, плотно скручивая этим движением петли 2 между собой для выбирания свободного провисания петель 2 и создания их натяжения (фиг. 6).
В результате петли 2 оказываются свитыми между собой на участках канатов W от блоков до соединительного элемента и образуют скрутку 4 петель 2, а скрученные их части охватывают стержень 3 с двух сторон. Данную скрутку фиксируют для предотвращения ее обратного самопроизвольного раскручивания тем же стержнем 3, проходящим через центральную часть скрутки 4, проталкивая его в горизонтальном положении сквозь перекрестие петель 2 назад и упирая свободный конец в поверхность бетонных блоков 1 или в арматурный канат.
Стержень 3 целесообразно использовать совместно с Н-образной втулкой 5 в виде, например, короткой относительно стержня 3 трубки, завальцованный с двух сторон с образованием буртика по ее краям. Втулка 5 выполнена с возможностью осевого движения стержня 3 внутри нее. Втулку 5 помещают в перекрестие петель 2, после чего вставляют внутрь втулки 5 стержень 3 (фиг. 7). Дальнейшая работа по образованию скрутки 4 включает в себя аналогичные действия как и при действии одним стержнем 3. При каждом повороте втулки 5 стержнем 3, его перемещают внутри данной втулки, которая непосредственно передает вращение канатам петель 2. На обоих концах стержня 3 также целесообразно выполнять упоры в виде выступов изогнутых его частей для зацепления канатов петель 2 и повышения надежности удержания стержня 3 в скрутке 4.
В результате получают узел соединения гибких бетонных плит монтажными петлями 2.
Благодаря тому, что монтажные петли свиты между собой, причем их скрученные части охватывают соединительный элемент, между данным элементом и точками соединения петель с бетонными блоками присутствует скрутка и прилагаемая к плитам нагрузка не ложится на канаты исключительно в области их контакта с соединительным элементом, а более равномерно распределяется за счет сил трения и эластичных свойств канатов вдоль свитых монтажных петель, ослабевая при подходе к месту расположения соединительного элемента. Таким образом достигается распределение нагрузки на монтажные петли с соединительным элементом в узле соединения гибких бетонных плит в процессе эксплуатации защитного полотна, что ведет к снижению точечной нагрузки на канаты петель.
Экспериментально установлено, что наилучшие результаты по распределению нагрузки наблюдаются, если пара петель скручена от 3 до 7 раз. Использование втулки дополнительно снижает механическую нагрузку на канаты монтажных петель в скрутке благодаря ее большему внешнему диаметру по сравнению с диаметром стержня, а следовательно, большему пятну контакта, распределяющему нагрузку на монтажные петли.