СЕКЦИОННАЯ ОПАЛУБКА И МЕХАНИЗМ ДЛЯ ОСВОБОЖДЕНИЯ ЕЕ СЕКЦИЙ

Настоящее техническое решение относится к области строительства, и в частности, к опалубкам, используемым в строительстве монолитных бетонных шахт лифтов.
Технология изготовления монолитных стен из бетона, в том числе, стен шахт лифтов, включает заливку бетонного раствора в промежуток между внешней и внутренней опалубками, задающими границы возводимых стен. Опалубку удаляют после того как бетон затвердеет. Для обеспечения необходимой прочности шахты лифта заливка образующих ее стен между межэтажными перекрытиями должна производиться единовременно. Последнее требует до начала заливки установки на высоту этажа как наружной, так и внутренней опалубки. Разборка наружной опалубки шахты лифта после затвердевания бетона не представляет значительной проблемы, так как к ней имеется свободный доступ снаружи, по межэтажным перекрытиям.
Спецификой шахт лифтов является то, что при значительной высоте они имеют относительно тесное внутреннее пространство, затрудняющее доступ рабочих к внутренней опалубке при условии соблюдения техники безопасности. Кроме того, разборка внутренней опалубки традиционной конструкции дополнительно затруднена тем, что она оказывается зажата стенами шахты, так как она противостоит давлению на нее снаружи бетонного раствора, заливаемого в промежуток между опалубками.
Известным решением описанной проблемы является использование различных конструкций разборных опалубок с приспособлениями для отделения бортов/щитов опалубки после затвердевания бетона, как, например, в АС 490925, 1152782, 1738973, 1823905.
Общим недостатком этих решений является сложность конструкции и, как следствие, высокая стоимость таких опалубок и трудоемкость их использования. Кроме того, известные технические решения предусматривают ручную разборку опалубок, в том, числе разборку изнутри внутренних опалубок бетонных колодцев. Это требует дополнительных мер и приспособлений для обеспечения безопасности персонала, осуществляющего разборку.
Задачей настоящего технического решения является создание секционной опалубки для формирования внутреннего пространства монолитной шахты или канала, которая имела бы невысокую стоимость, обеспечивала простоту, как ее установки, так и отделения от стен и извлечения наружу без разборки на части и без необходимости спуска рабочих внутрь опалубки, а также механизм для освобождения ее секций.
Поставленная задача решается тем, что внутренняя опалубка для шахты, изготавливаемой заливкой бетонного раствора между внутренней и внешней опалубками, содержит, по меньшей мере, четыре составляющие ее секции заданной высоты, и механизмы для установки секций в рабочее и в освобожденное положение.
Каждый механизм соединяет соседние секции, которые, в рабочем положении, стыкуются между собой смежными боковыми краями так, что лицевые поверхности секций образуют границу замкнутой по периметру опалубки, вдоль которой формируются внутренние поверхности стен шахты, в освобожденном положении, механизм содержит поворотный стержень, установленный с тыльной стороны опалубки продольно смежным боковым краям соединяемых секций, и два шарнирных соединения, оси которых расположены продольно смежным боковым краям соединяемых секций на заданном расстоянии друг от друга.
При этом первым шарнирным соединением поворотный стержень связан с первой из соединяемых секций, а вторым шарнирным соединением - со второй, механизм далее содержит средство для вращения поворотного стержня и средство для фиксации его положения.
Когда секции опалубки находятся в рабочем положении, окруженные затвердевшим бетоном стен шахты, вращение поворотного стержня в заданном направлении создает передаваемое через шарнирное соединение усилие направленное внутрь опалубки для отделения одной из секций от бетонной поверхности, при этом другая секция служит опорой. При дальнейшем вращении поворотного стержня край отделенной от бетона секции перемещается внутрь опалубки в положение за смежным краем другой секции со стороны ее тыльной поверхности, соответствующее освобожденному положению этой секции.
Одновременное или поочередное вращение всех поворотных стержней опалубки в одном заданном направлении обеспечивает отделение секций от стен
шахты по всему внутреннему контуру для извлечения опалубки из шахты без разборки. Простые механизмы настоящего технического решения имеют невысокую стоимость и обеспечивают возможность вращения поворотных тяг сверху построенного участка шахты, что исключает необходимость работы персонала внутри шахты.
Предпочтительно, чтобы средство, обеспечивающее вращение поворотного рычага содержало рычаг, установленный поперечно оси поворотного стержня на его верхнем конце, и позволяющий вращать поворотный стержень вручную.
Целесообразно, чтобы в механизме, по меньшей мере, второе шарнирное соединение было закреплено к краю второй из соединяемых механизмом секций. Этим обеспечивается снижение усилия, необходимого для отделения от бетонной поверхности второй секции, отсчитываемой в заданном направлении обхода контура опалубки, совпадающем с направлением вращения поворотных тяг для приведения опалубки из рабочего положения в освобожденное.
Целесообразно, чтобы длина поворотного стержня равнялась высоте секций, шарнирные соединения в механизме, соединяющем соседние секции, были выполнены многоэлементными, а места установки элементов шарнирных соединений были распределены по длине поворотного стержня.
Такая конструкция механизма обеспечивает достаточную жесткость опалубки в рабочем положении.
При этом предпочтительно, чтобы первое и второе шарнирные соединения содержали одинаковое количество элементов, а элементы первого и второго шарнирных соединений были установлены попарно друг против друга.
В реализации для шахты с прямоугольным просветом опалубка содержит четыре секции, каждая секция содержит первое и второе крылья, соединенные под прямым углом так, что лицевая поверхность секции имеет в поперечном сечении Г-образную форму, в рабочем положении лицевые поверхности второго крыла первой секции и первого крыла второй секции образуют плоскость для формирования стены шахты.
При относительно небольших размерах поперечного сечения шахты, например, в случае шахты обычного лифта жилого дома, предпочтительной является опалубка из четырех секций. В то же время, при изготовлении шахты с большими поперечными размерами, или, например, туннеля, количество секций
опалубки может быть большим, при этом могут быть использованы Г-образные секции по углам опалубки, чередующиеся с плоскими секциями вдоль стен шахты или туннеля с тем, чтобы ширина секций не превышала оптимальную, при которой отделение секции от затвердевшей бетонной поверхности при воздействии на секцию с бокового края, не требует слишком большого усилия.
В предпочтительной реализации механизм, выполнен так, что ось первого шарнирного соединения расположена на расстоянии от лицевой поверхности второго крыла первой секции одинаковом с расстоянием от оси второго шарнирного соединения до лицевой поверхности первого крыла второй секции.
В такой реализации, усилие от поворотного стержня приложенное к краю первого крыла второй секции в начальный момент имеет только одну составляющую, направленную перпендикулярно бетонной поверхности, то есть целиком используется для отделения второй секции от бетонной поверхности.
В предпочтительной реализации опалубки для шахты с прямоугольным просветом секция содержит металлический каркас и закрепленный на нем щит, металлический каркас включает угловую балку и распределенные по высоте секции поперечные балки, закрепленные концами к угловой балке, при этом лицевая поверхность первого крыла секции образована внешней стороной щита, а лицевая поверхность второго крыла секции образована краем щита и примыкающей к нему боковой стороной угловой балки, элементы первого шарнирного соединения соединяют поворотный стержень с угловой балкой первой секции, а элементы второго шарнирного соединения соединяют поворотный стержень с концами поперечных балок второй секции, противоположными угловой балке второй секции.
Поставленная задача решается также с помощью механизма для соединения секций съемной опалубки, используемой при изготовлении монолитных бетонных сооружений.
Такой механизм, предназначенный для установки секций в рабочее положение и в освобожденное положение, содержит поворотный стержень, устанавливаемый продольно смежным боковым краям соседних секций с тыльной стороны опалубки, средство для вращения поворотного стержня, средство для фиксации поворотного стержня в заданном положении, и два шарнирных соединения, закрепленных на поворотном стержне так, что оси шарнирных
соединений расположены продольно смежным боковым краям соединяемых секций на заданном расстоянии друг от друга, при этом первое шарнирное соединение используется для соединения с первой из соседних секций, а второе - для соединения со второй секцией.
Целесообразно, чтобы шарнирные соединения механизма были выполнены многоэлементными, причем места установки элементов шарнирных соединений были распределены по длине поворотного стержня.
При этом предпочтительно, чтобы первое и второе шарнирные соединения содержали одинаковое количество элементов, причем элементы первого и второго шарнирных соединений были установлены попарно друг против друга.
В одной из реализации механизма средство, обеспечивающее вращение поворотного стержня содержит рычаг, установленный поперечно оси поворотного стержня на его верхнем конце, и позволяющий вращать поворотный стержень вручную.
Настоящее техническое решение далее подробно описано на примерах его реализации со ссылками на чертежи, на которых:
Фиг.1 схематически изображает вид сверху опалубки, выполненной согласно настоящему техническому решению для шахты с прямоугольным просветом, секции которой находятся в рабочем положении;
Фиг.2 изображает опалубку, показанную на Фиг.1, секции которой находятся в освобожденном положении;
Фиг.3 изображает вид сверху фрагмента опалубки с механизмом, выполненной согласно предпочтительной реализации настоящего технического решения;
Фиг.4 - вид 4-4 фрагмента опалубки, изображенного на Фиг.3.
На Фиг.1, показана внутренняя опалубка для шахты с прямоугольным просветом, содержащая четыре секции, пару секций 1 и пару секций 2, расположенных противоположно друг другу. Секции 1, 2 соединены четырьмя механизмами 3, служащими для установки секций 1, 2 в рабочее и в освобожденное положение. Секции 1, 2 содержат по два крыла 10, 11 и 20, 21, соответственно, соединенных под прямым углом так, что лицевые поверхности секций 1, 2 имеют в поперечном сечении Г-образную форму. Лицевая поверхность секции 1 образована лицевыми поверхностями 12, 13 ее крыльев. Лицевая
поверхность секции 2 образована, соответственно, лицевыми поверхностями 22, 23 ее крыльев. Секции 1, 2 изображены в рабочем положении, в котором они стыкуются между собой смежными боковыми краями крыльев 11, 20, или боковыми краями крыльев 21, 10, соответственно.
В рабочем положении лицевые поверхности секций 1, 2 образуют границу опалубки, по которой формируются внутренние поверхности стен шахты при заливке бетонного раствора между внутренней и наружной опалубками (стены шахты и наружная опалубка не показаны).
Механизм 3 содержит поворотный стержень 30, средство для вращения поворотного стержня в виде рычага 31 и средство для фиксации положения поворотного стержня, выполненное в виде откидной скобы 32. У одной пары механизмов 3, соединяющих крылья 11 и 20 секций 1, 2, поворотный стержень 30 соединен с секцией 1 шарнирным соединением 33, закрепленным на крыле 11, а с секцией 2 - шарнирным соединением 34, закрепленным на крыле 20. У другой пары механизмов 3 стержень 30 соединен с секцией 2 шарнирным соединением 33, закрепленным на крыле 21, а с секцией 1 - шарнирным соединением 34, закрепленным на крыле 10. Шарнирные соединения 33, 34 имеют оси 35, 36, соответственно.
В данном примере реализации рычаг 31 неподвижно закреплен на верхнем конце поворотного стержня 30 прямоугольного сечения так, что при рабочем положении секций свободный конец рычага 31 находится над верхним краем секции, на котором закреплена откидная скоба 32, позволяющая удерживать рычаг 31 в этом положении и, таким образом, фиксировать поворотный стержень 30 от проворачивания в положении, соответствующем рабочему положению соединяемых секций.
Фиг.2 иллюстрирует работу механизмов 3.
Граница 7 опалубки, задаваемая рабочим положением секций 1, 2 изображена на Фиг.2 пунктирной линией.
Установка секций 1, 2 из рабочего в освобожденное положение, показанное на Фиг.2, производится следующим образом. Опалубку соединяют стропами с внешним подъемным устройством. Отводят откидные скобы 32, освобождая, таким образом, поворотные стержни 30 всех механизмов 3. С помощью рычагов 31 поворотные стержни 30, одновременно, или поочередно, поворачивают в
направлении по часовой стрелке (по отношению к виду, изображенному на Фиг.1). При вращении поворотного стержня 30 по часовой стрелке усилие, передаваемое через шарнирное соединение 34 соединенному с ним крылу 20 (10), направлено на отделение этого крыла от бетонной поверхности. При этом смежное крыло 11 (21), испытывающее усилие, направленное в сторону бетонной поверхности, служит опорой. После отделения секций 1, 2 от бетонной поверхности они устанавливаются в освобожденное положение путем дальнейшего вращения поворотных стержней 30. При этом край крыла 20 (10) перемещается внутрь опалубки за край смежного крыла 11 (21) по дуговой траектории с радиусом, задаваемым расстоянием между осями 35, 36 шарнирных соединений.
Секции 1, 2 выполнены Г-образной формы, чтобы обеспечить пространство за крыльями 11, 21 для перемещения туда крыльев 20, 10, соответственно. Этим определяется требуемая ширина крыльев 11, 21, при этом ширина крыльев 11, 21 выбирается минимально необходимой с тем, чтобы обеспечить малое усилие для отделения от бетонной поверхности смежных крыльев 20, 10, которые для этого должны иметь ширину практически такую же, как ширина соответствующей стены шахты с прямоугольным просветом.
Оси 35, 36 шарнирных соединений расположены на одинаковых расстояниях от лицевых поверхностей крыльев секций 1, 2, на которых они закреплены. При этом плоскость, в которой лежат оси 35, 36 механизма 3 параллельна плоскости, образуемой лицевыми поверхностями крыльев соединяемых этим механизмом секций. Такое расположение осей шарнирных соединений обеспечивает наилучшие условия для отделения секций от бетонной поверхности, так как усилие от поворотного стержня, приложенное к отделяемой секции имеет только одну составляющую, перпендикулярную поверхности стены шахты.
В освобожденном положении смежные края крыльев секций должны заходить друг за друга настолько, чтобы обеспечить свободное извлечение опалубки из внутреннего пространства шахты. Практически эта величина может быть выбрана в пределах 5-10 сантиметров.
Расстояние между осями шарнирных соединений целесообразно задавать близким к минимальному, так как усилие, которое необходимо прилагать к
поворотному стержню, для отделения секции от бетонной поверхности пропорционально расстоянию между осями шарнирных соединений.
Минимальное расстояние между осями шарнирных соединений определяется толщиной секций. Применительно к данной реализации это расстояние должно не менее такого, какое обеспечивает возможность перемещения крыла 20 (10) за крыло 11 (21). При этом соответствующие боковые края секций, если требуется, должны быть выполнены закругленными или скошенными, чтобы они не были препятствием для перемещения смежных с ними краев секций при вращении поворотных стержней, например, так, как боковые края крыльев 11, 21 секций 1, 2.
На Фиг.3, 4 показан фрагмент опалубки для шахты с прямоугольным просветом, выполненной в соответствии с предпочтительной реализацией настоящего технического решения. Секции 4, 5 опалубки показаны в рабочем положении.
В этой реализации секции 4, 5 опалубки, как и секции 1, 2 опалубки на Фиг.1 имеют по два крыла с взаимно перпендикулярными лицевыми поверхностями. Каждая секция содержит металлический каркас, включающий угловую балку и соединенные с ней концами поперечные балки, распределенные по высоте секций 4, 5.
Секция 4 содержит угловую балку 40 и поперечные балки 41. На балках 40, 41 закреплен фанерный щит 42, внешняя сторона которого задает лицевую поверхность 43 первого крыла секции 4. Лицевая поверхность 44 второго крыла секции 4 образована краем щита 42 и боковой стороной угловой балки 40.
Секция 5 также содержит угловую балку (не показана), поперечные балки 51 и щит 52, внешняя сторона которого задает лицевую поверхность 53 первого крыла секции 5.
Механизм 6 содержит поворотный стержень 60 и средство для вращения поворотного стержня в виде рычага 61. Механизм содержит также средство для фиксации положения поворотного стержня, выполненное в виде консоли 62 с отверстием 63 для прохождения в него рычага 61, соединенного с поворотным стержнем 60 с возможностью перемещения вдоль оси рычага 61.
Рычаг 61 изображен вставленным в отверстие 63, в положении фиксации поворотного стержня 60. Для вращения поворотного стержня 60 рычаг 61 передвигается в положение 64, изображенное на Фиг.3 пунктирной линией.
Поворотный стержень 60 связан с секциями 4, 5 шарнирными соединениями, каждое из которых, как показано на Фиг.4, состоит из элементов в виде отдельных петель 65 и 66 с осями 67 и 68, соответственно. Петли 65, 66 установлены попарно на поворотном стержне 60. Поворотный стержень 60 соединен петлями 65 с угловой балкой 40, а петлями 66 с концами поперечных балок 51. Петли 65, 66 соединены с секциями 4, 5 болтами 69 и имеют неразборное соединение с поворотным стержнем 60, например, сварное.
В настоящем примере реализации оси 67, 68 расположены симметрично относительно поворотного стержня 60. Возможно также иное взаимное расположение осей поворотного стержня и шарнирных соединений, например, ось одного из шарнирных соединений может совпадать с осью поворотного стержня.
Установка секций 4, 5 в освобожденное положение осуществляется вращением поворотного стержня 60 с помощью рычага 61 по часовой стрелке (применительно к виду, изображенному на Фиг.3). Усилие от поворотного стержня 60, приложенное к краю секции 5, направлено внутрь опалубки и обеспечивает отделение лицевой поверхности 53 секции 5 от стены шахты. Угловая балка 40 служит при этом опорой.
Вращение поворотного стержня 60 заставляет секцию 5 перемещаться в освобожденное положение, в котором край щита 52 секции 5 заходит за ребро 45 угловой балки 40 секции 4.
Особенности и преимущества настоящего технического решения рассмотрены выше на примерах реализации опалубки для вертикальной шахты с прямоугольным просветом, в частности, шахты лифта. Однако, понятно, что настоящее техническое решение без отступления от его существа может быть применено в конструкциях внутренних опалубок как для вертикальных сооружений, шахт, колодцев с различной формой внутреннего сечения, например, округлой, так и для горизонтальных, как каналы или туннели.
Кроме того, механизм для соединения секций опалубки и их освобождения, выполненный в соответствии с настоящим техническим решением, может использоваться для опалубок с плоскими секциями при строительстве стен
протяженных монолитных объектов. Для таких опалубок настоящий механизм обеспечивает преимущество использования пакетов соединенных механизмами секций. Такие пакеты из нескольких секций, при должным образом подобранном расстоянии между осями шарнирных соединений, могут компактно складываться «гармошкой» для транспортировки без их разъединения.