ПЛИТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННАЯ ДОРОЖНАЯ

Полезная модель относится к области строительства, и может быть использована при строительстве дорожных покрытий автомобильных дорог в местах со сложными грунто-гидрологическими и климатическими условиями - с температурой в холодное время года до минус 55°С включительно.
Плиты железобетонные предварительно напряженные дорожные представляют собой железобетонную конструкцию, в которой в процессе изготовления искусственно создают напряжения сжатия в бетоне всего сечения конструкции или ее части при растяжении всей или части арматуры. Это позволяет эффективно использовать арматуру повышенной прочности, предотвратить деформацию конструкций и снизить образование трещин в плитах, подвергаемых воздействию многократных нагрузок в процессе эксплуатации.
Известна предварительно напряженная железобетонная плита сборного дорожного покрытия, включающая несущую конструкцию со стержневой, расположенной параллельно продольной оси плиты напрягаемой арматурой, концы стержней которой заведены в обоймы переменной длины (а. св-во СССР №1663081, опубл. 15.07.91 г.).
Несмотря на то, что известная плита имеет значительную несущую способность за счет снижения уровня суммарных растягивающих напряжений в торцовой зоне, ее трещиностойкость недостаточно высокая из-за неравномерности распределения напряжений сжатия в бетоне в торцовой зоне, обусловленного переменной длиной обойм, что приводит к образованию трещин в этой зоне.
Известна предварительно напряженная железобетонная плита сборного дорожного покрытия, имеющая соотношение ширины к длине, равное 1/3-1/4, включающая в конструкцию продольную предварительно напряженную стержневую арматуру основного армирования расположенную в верхней и нижней зонах, и размещенную с наружных сторон от основного армирования распределительную арматуру, расположенную в нижней зоне и по всей плоскости плиты в верхней зоне, стержни которой на концевых участках верхней и нижней зон плиты выполнены с направленными навстречу друг другу отгибами (а. св-во СССР №1661261, опубл. 07.07.91 г.).
Недостатком известной железобетонной плиты является ее недостаточная трещиностойкость, так как усиление верхней и нижней зоны плиты распределительной арматурой с направленными навстречу друг другу отгибами, снижение напряжений растяжения по торцам плиты эффекта практически не дает.
Наиболее близкой предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является плита железобетонная предварительно напряженная дорожная, имеющая соотношение ширины к длине 1/3-1/4, содержащая армированную напрягаемую арматуру в виде стержней, расположенных в продольном направлении в двух уровнях по пять стержней в каждом (ТУ 5846-006-01374760-2009, ОАО «Мелеузовский завод ЖБК», 2009 г.).
Недостатком известной плиты является ее недостаточная трещиностойкость, увеличивающаяся при использовании автомобильной техники с нагрузкой более 5 тонн на каждое колесо. Согласно техническим условиям, расстояние между тремя средними стержнями составляет 540 мм, что не соответствует требованиям п.7.3.6. СНиП 52-01-2003 по предельно допустимым расстояниям между стержнями рабочей арматуры и не позволяет эффективно вовлекать в работу бетон в средней части плиты при отпуске напряжения арматуры, не обеспечивает равномерность распределения напряжений сжатия в бетоне по ширине сечения плиты. Такая неравномерность в распределении напряжений приводит к развитию продольных трещин в плите с выходом их на лицевую поверхность.
Задачей полезной модели является повышение трещиностойкости плиты.
Поставленная задача решается тем, что в плите железобетонной предварительно напряженной дорожной, имеющей соотношение ширины к длине 1/3-1/4, содержащей армированную напрягаемую арматуру в виде стержней, расположенных в продольном направлении в двух уровнях по пять стержней в каждом, арматура каждого уровня снабжена двумя дополнительными стержнями, установленными между тремя средними стержнями на равном удалении от них
Установка в плите каждого уровня двух дополнительных стержней между тремя средними стержнями на равном удалении от них позволяет при сохранении мощности предварительного напряжения по усилию обжатия снизить поперечное напряжение растяжения до уровня ≈2 МПа, что находится в пределах прочности бетона на осевое растяжение, и тем самым эффективно вовлечь в работу бетон, т.е. обеспечить равномерное распределение напряжений и деформаций по ширине сечения плиты. Увеличение количества стержней рабочей арматуры в средней части плиты и уменьшение расстояния между ними предотвращает образование трещин, обеспечивает трещиностойкость плиты на стадии ее изготовления и дальнейшей эксплуатации.
На фиг.1 изображена плита железобетонная предварительно напряженная дорожная; на фиг.2 - разрез Α-A фиг.1.
Плита железобетонная предварительно напряженная дорожная 1, имеющая соотношение ширины к длине 1/3-1/4, содержит пять стержней 2, расположенных в двух уровнях 3. Между расположенными тремя средними стержнями 2 каждого уровня 3, установлены два дополнительных стержня 4 на равном удалении от средних стержней 2. Плита железобетонная предварительно напряженная дорожная 1 снабжена монтажно-стыковыми скобами 5 и стыковыми скобами 6.
Предлагаемую плиту изготавливают с использованием традиционной схемы натяжения выпусков напрягаемой арматуры на упоры формы (на чертежах не показаны). Для изготовления плиты железобетонной предварительно напряженной дорожной 1, размеры которой 2000×6000×140 мм, используют четырнадцать стержней диаметром 12 мм AV (AtV), которые располагают в двух уровнях 3. На каждом уровне 3 располагают по семь стержней, из которых два дополнительных стержня 4 устанавливают между тремя средними стержнями 2 на расстоянии 270 мм друг от друга (фиг.1) Стержни подвергают предварительному напряжению 5400+10% кг/см. По периметру плиты устанавливают монтажно-стыковые скобы 5 и стыковые скобы 6. После формования и набора бетоном необходимой прочности выпуски напрягаемой арматуры (не показаны) обрезают, передавая усилие предварительного напряжения от стержней 2 и 4 на затвердевший бетон плиты.
В соответствие с предлагаемой конструкцией были изготовлены 30 опытных плит. Анализ этих плит на трещиностойкость показал отсутствие продольных трещин, а их опытно-промышленные испытания подтвердили отсутствие трещин.
Таким образом, предлагаемая конструкция позволит повысить несущую способность плит железобетонных предварительно напряженных дорожных, имеющих соотношение ширины к длине, равное 1/3-1/4, предотвратить появление трещин от обжатия бетона.