Способ разъемного соединения гибких бетонных плит и разборное защитное полотно
METHOD OF DETACHABLE CONNECTION OF FLEXIBLE CONCRETE SLABS AND COLLAPSIBLE PROTECTIVE SHEET

Изобретение 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, образованное из соединенных монтажными элементами гибких бетонных плит в виде совокупности блоков, связанных порядно и в рядах с зазором арматурными канатами.
Известны разнообразные способы соединения гибких бетонных плит, включающие завязывание узлов на соединительных канатах (патентный документ RU 2494186 С1 от 27.09.2013), использование соединительных цепей, тросиков и хомутов (RU 137560 U1 от 20.02.2014), крючьев (RU 138165 U1 от 10.03.2014), а также обжимных втулок на канатах (RU 151889 U1 от 20.04.2015, RU 153082 U1 от 10.07.2015, RU 153403 U1 от 20.07.2015, RU 153449 U1 от 20.07.2015 и RU 156766 U1 от 20.11.2015).
Несмотря на все свои преимущества, перечисленные способы на практике оказываются неразъемными: узлы на канатах сильно затягиваются под нагрузкой и канаты проще разрезать, чем развязать, а крючья полностью срезать с поверхности блоков; соединительные элементы из металла под воздействием воды со временем теряют свойство разборности из-за коррозии; а втулки, после их обжима ручным прессом, изначально не предназначены для отделения от канатов. Однако встречаются ситуации, требующие укладки именно разборного защитного полотна с разъемным соединением гибких бетонных плит, что исключает использование указанных известных технических решений. В частности, необходимость применения разъемных соединений может быть обусловлена тем, что защитное полотно устанавливают временно или если потребуется его частичная замена или подгонка под изменившиеся условия функционирования, причем плиты и их соединительные элементы не должны быть повреждены при разборке полотна, так как это способно осложнить проведение дальнейших сборочных работ или снизить качество вновь создаваемого защитного покрытия.
Из RU112213 U1 от 10.01.2012 известен способ соединения гибких плит из бетонных блоков с гибкими монтажными петлями и изготавливаемое в результате его осуществления защитное покрытие. Известное решение включает в себя размещение плит бок о бок, наложение петли одной плиты на петлю смежной плиты и пропускание через совмещенные петли фиксатора свайно-анкерного типа в виде стержня, который должен обладать свойством жесткости, закрепляемого в подстилающей поверхности. Известное соединение является разъемным, так как для разборки защитного полотна достаточно извлечь фиксатор из грунта, а затем вынуть его и из монтажных петель. Кроме того, известное решение характеризуется простотой, обеспечивает возможность сборки конструкции под водой, причем с высокой скоростью монтажа, а также не требует использования особого инструмента. Однако из-за относительно большого размера монтажных петель существует опасность их вытягивания и спрямления под высокой статической нагрузкой на полотно, что способно увеличить зазор между соединяемыми плитами сверх приемлемой величины, снизить этим защитные свойства полотна и привести, в частности, к вымыванию из-под него грунта. Также к недостаткам следует отнести невозможность регулирования размеров зазора между плитами. Из-за того, что петли оказываются открытыми на обширном участке, они не защищены от внешних механических разрушительных воздействий, что сокращает срок эксплуатации защитного полотна. Размешать известное полотно на твердой, в частности скальной, подстилающей поверхности на практике не представляется возможным из-за технических сложностей закрепления в подобных грунтах свайно-анкерных соединительных элементов.
Решаемой задачей является увеличение степени контроля над размерами зазоров между гибкими бетонными плитами в разборном защитном полотне, обеспечение возможности размещения данного полотна на твердых подстилающих поверхностях и увеличение срока его эксплуатации.
Обеспечиваемый настоящим изобретением технический результат заключается в повышении компактности узла разъемного соединения гибких бетонных плит в защитном полотне и его стабильности в процессе эксплуатации, обеспечении регулируемости величины зазоров между указанными плитами и возможности юстировки положения конкретной плиты относительно соседних плит в полотне, исключении необходимости фиксации соединительного элемента в подстилающей поверхности, повышении защищенности соединения от внешних механических разрушительных воздействий.
Технический результат достигается благодаря тому, что способ соединения гибких плит из бетонных блоков с монтажными петлями, характеризующимися гибкостью, включает в себя размещение указанных плит бок о бок, наложение петли одной плиты на петлю смежной плиты и пропускание через совмещенные петли жесткого стержня для соединения плит. Причем затем вращают стержень и скручивают этим движением петли. После чего, используя тот же стержень, фиксируют скрутку петель для предотвращения ее обратного самопроизвольного раскручивания. Помещают стержень в пространство между бетонными блоками.
В частном случае осуществления способа стержень полностью помещают в пространство между бетонными блоками.
В другом частном случае скрутку петель затягивают сильнее или ослабляют.
Также в частном случае скрутки петель с одной стороны плиты затягивают сильнее, а с другой стороны соответственно ослабляют.
В еще одном частном случае упирают свободный конец стержня в поверхность бетонных блоков или в арматурный канат плит для фиксации скрутки петель от обратного раскручивания.
Также технический результат достигается благодаря тому, что защитное полотно содержит гибкие плиты из пирамидальных бетонных блоков с монтажными петлями, характеризующимися своей гибкостью, в котором данные плиты размещены бок о бок, а через петли пропущен жесткий стержень для соединения плит. Причем петли туго скручены, а их обратному раскручиванию препятствует указанный стержень, свободный конец которого упирается в боковые грани пирамидальных бетонных блоков.
В частном случае стержень вставлен во втулку, которую охватывает скрутка петель. При этом обеспечена возможность осевого движения стержня внутри втулки.
Также в частном случае стержень выполнен с боковыми упорами на обоих своих концах.
Изобретение поясняется следующими чертежами.
Фиг. 1: пример конструкции защитного полотна.
Фиг. 2: гибкая бетонная плита.
Фиг. 3: сближение гибких бетонных плит для их размещения бок о бок.
Фиг. 4: наложение монтажных петель друг на друга.
Фиг. 5: пропускание жесткого стержня через совмещенные петли.
Фиг. 6-9: последовательность движения стержня для образования скрутки петель.
Фиг. 10: узел соединения гибких бетонных плит монтажными петлями.
Фиг. 11: составной соединительный элемент.
Фиг. 12: стержень с боковыми упорами.
Осуществление изобретения показано на следующем примере предпочтительного выполнения технического решения.
Изображенное на фиг. 1 защитное полотно 1 образовано из шести гибких бетонных плит 2 размером 4×9 блоков (фиг. 2), соединенных между собой встык с небольшим зазором.
Рабочими элементами плит 2 являются блоки 3, отлитые из бетона и объединенные в сетчатую однослойную конструкцию арматурными канатами. Форма блоков 3 и расстояние между соседними блоками 3 выбраны, в том числе, из условий обеспечения подвижности блоков 3 относительно друг друга и минимальности размера зазоров между ними для обеспечения защиты подстилающей поверхности. Поверхности у представленных бипирамидальных блоков 3 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 характеризуются своей гибкостью и выполнены из неметаллического эластичного синтетического материала. На этапе проектирования защитного покрытия исходя из требуемых при эксплуатации геометрических параметров блоков 3 подбирают диаметр и гибкость канатов, замоноличивают их в бетонные блоки 3 при изготовлении плит. Выпуски данных канатов образуют монтажные петли 4 для образования соединений посредством стержней 5.
Стержни 5 выполнены из металла, являются сплошными или полыми и осуществляют функцию жесткого соединительного элемента. Торцевые части стержней 5 скошены или скруглены для предотвращения зацеплений с поверхностью блоков 3 или канатами петель 4.
Для защиты подстилающей поверхности на ней расстилают бетонные плиты 2. При этом перемещают в место установки первую плиту, поднимая ее за монтажные петли 4 автокраном. Затем таким же образом размещают бок о бок с первой вторую плиту, которую приближают к первой плите и опускают так, чтобы монтажные петли 4 первой и второй плит располагались по возможности точно напротив друг друга (фиг. 3 и 4), а зазоры между блоками 3 смежных плит 2 имели минимально достижимую величину. Таким образом петли 4 одной плиты накладывают на петли 4 смежной плиты и взаимно сопрягают.
Затем через общее отверстие совмещенных петель 4 пропускают жесткий стержень 5, который опускают сверху вниз (фиг. 5), не доводя его конец до подстилающей поверхности, чтобы не ограничить зацеплением с ней последующие движения.
Потом начинают вращать стержень 5 в продольном сечении петель 4, действуя, им как рычагом, в сторону одной или другой плиты 2 так, чтобы монтажные петли 4 стали закручиваться друг с другом (фиг. 6). После того как стержень 5 принял горизонтальное положение, его проталкивают сквозь перекрестие петель 4, совершая поступательное перемещение по оси стержня 5 (фиг. 7) в противоположное крайнее положение. Затем стержнем 5 снова действуют, как рычагом, и поднимают его в вертикальное положение (фиг. 8). Верчение стержня 5 повторяют (фиг. 9), туго скручивая этим движением петли 4 между собой для выбирания свободного провисания петель 4 и создания их натяжения.
После образования скрутки 6 петель 4 данную скрутку фиксируют для предотвращения ее обратного самопроизвольного раскручивания тем же стержнем 5, проталкивая его в горизонтальном положении сквозь перекрестие петель 4 назад и упирая свободный конец 7 в поверхность бетонных блоков 3 или в арматурный канат. При этом стержень 5 оказывается полностью помещенным в пространство 8 между блоками 3 одной плиты или обеих соединяемых плит 2 и удерживается силами трения.
В результате узел соединения двух гибких бетонных плит монтажными петлями (фиг. 10) содержит четыре бетонных блока 3 бипирамидальной формы, пару свитых между собой монтажных петель 4 и пропущенный через сопряженные петли 4 стержень 5. Два блока и одна петля относятся к первой плите. Ко второй плите относятся другие два блока и соответствующая петля.
Стержень 5 целесообразно использовать совместно с Н-образной втулкой 9 в виде, например, короткой относительно стержня 5 трубки, завальцованной с двух сторон с образованием буртика по ее краям. Втулка 9 выполнена с возможностью осевого движения стержня 5 внутри нее. Стержень 5 вставляют во втулку 9 и помещают ее в перекрестие петель 4 (фиг. 11). Дальнейшая работа по образованию скрутки 6 включает в себя аналогичные действия, как и при действии одним стержнем 5. При каждом повороте втулки 9 стержень 5 перемещают внутри данной втулки, которая непосредственно передает вращение канатам петель 4. Также целесообразно выполнение на обоих концах стержня 5 боковых упоров в виде выступов изогнутых его частей (фиг. 12) для зацепления канатов петель 4, что помогает предотвратить случайное выскакивание стержня 5 из перекрестия петель 4.
При необходимости скрутку 6 петель 4 затягивают сильнее, повторяя указанные действия, или ослабляют, работая стержнем 5 в обратной последовательности. Данные действия допустимо производить также в процессе эксплуатации защитного полотна 1.
Если требуется осуществить юстировку положения конкретной плиты 2 и немного сдвинуть ее относительно соседних плит в полотне 1, то скрутки 6 петель 4 с одной стороны юстируемой плиты затягивают сильнее, а с другой стороны соответственно ослабляют. При этом одна плита 2 перемещается, а все остальные плиты в полотне 1 остаются на своих прежних местах.
В результате получают временное или постоянное разборное защитное полотно 1, в котором гибкие бетонные плиты 2 соединены посредством стержня 5, пропущенного насквозь через их туго скрученные петли 4.
Повышение компактности узла разъемного соединения гибких бетонных плит в защитном полотне достигается благодаря скручиванию гибких монтажных петель плит жестким стержнем с фиксацией скрутки для предотвращения ее обратного самопроизвольного раскручивания. Еще большая степень компактности достигается размещением стержня в пространстве между бетонными блоками (клиновидный зазор между боковыми гранями пирамидальных бетонных блоков особенно хорошо подходит для того, чтобы полностью спрятать в нем стержень, сохраняя возможность работы с ним), что также позволяет получить надежное соединение плит и стабильность узла соединения в процессе эксплуатации защитного полотна. Использование втулки снижает механическую нагрузку на канаты монтажных петель в скрутке благодаря ее большему внешнему диаметру по сравнению с диаметром стержня, что позволяет более туго стягивать скрутку без риска повреждения петель, уменьшая ее размер и одновременно с этим повышая стабильность узла соединения. Кроме того, стабильность узла соединения обеспечивается боковыми упорами стержня, благодаря которым исключается опасность выхода стержня из скрутки во время эксплуатации покрытия под внешней нагрузкой.
Благодаря возможности затягивать скрутку петель сильнее или ослаблять ее обеспечивается регулируемость величины зазоров между плитами в полотне. В частности, юстировка положения конкретной плиты относительно соседних плит в полотне реализуется тем, что скрутки петель с одной стороны плиты затягивают сильнее, а с другой стороны соответственно ослабляют.
Размещение стержня в пространстве между бетонными блоками и фиксация его положения путем упора свободного конца в поверхность бетонных блоков, включая грани пирамидальных бетонных блоков, или в арматурный канат плит исключает необходимость фиксации соединительного элемента в подстилающей поверхности.
Так как размер соединения уменьшается благодаря скручиванию петель, то также снижается вероятность внешних механических разрушительных воздействий на канаты петель, что означает повышение их защищенности. Кроме того, наружные витки скрутки защищают ее внутренние витки от внешних воздействий.
Таким образом, добиваются увеличения степени контроля над размерами зазоров между гибкими бетонными плитами в разборном защитном полотне, получают возможность размещения данного полотна на твердых подстилающих поверхностях и увеличивают срок его эксплуатации.