УСТРОЙСТВО ПОСТНАПРЯЖЕНИЯ УЗЛА СРАЩИВАНИЯ ПРЕДНАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Полезная модель относится к устройствам для постнапряжения узлов сращивания преднапряженных железобетонных конструкций и может быть применена в строительстве, мостостроении и железобетонном судостроении.
Известен стыковочный патрон для натянутых балок, состоящий из корпуса, имеющего проход, втулок, установленных на первом и втором концах корпуса, с внутренними коническими поверхностями, в которых расположены клинья, распределительного и двух упругих элементов (см. патент на ПМ №73895 кл. E04C 5/00 опубл. 10.08.2008 г.).
Недостатком этого устройства является то, что оно предназначено только для соединения концов натянутых арматурных стержней железобетонных конструкций без создания усилия сжатия бетона в зоне соединения.
Другим известным устройством для создания предварительного напряжения в железобетонных конструкциях является шпренгельная затяжка, выполненная в виде полого металлического стержня, разрезанного по длине с противоположных сторон на одинаковые отрезки. Создание сжимающего усилия осуществляется заполнением внутреннего объема затяжки расширяющейся смесью (см. патент RU №2029038 кл. E04C 3/10 опубл. 20.02.1995 г).
Недостатками данного устройства являются большая габаритная длина затяжки и относительно низкое создаваемое сжимающее усилие.
Ближайшим аналогом, выбранным в качестве прототипа, является устройство для стыкового соединения предварительно напряженных железобетонных элементов, состоящее из муфты стаканного типа, в которой установлены пружина и поршень со штоком, снабженным фиксатором его положения, имеющем на свободном конце накидную гайку, в корпусе муфты выполнено отверстие, а противоположная торцевая стенка снабжена накидной гайкой (см. А.С. 1548379 кл. E04C 3/10 опубл. 07.03.90).
Недостатками данного технического решения являются:
- сложность приведения устройства из заряженного состояния в рабочее;
- отсутствие возможности регулирования создаваемого усилия сжатия;
- повышенные требования к соосности арматурных элементов, к которым крепится устройство;
- необходимость применения высокоточной обработки сопрягаемых поверхностей для удержания воды между торцевой стенкой муфты и поршнем;
- повышенные требования техники безопасности при работе с устройством.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является усовершенствование устройства, способного осуществить стыковое соединение преднапряженных железобетонных конструкций с последующим постнапряжением зоны сращивания.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство постнапряжения узла сращивания преднапряженных железобетонных конструкций содержит цилиндр со стержнем блока пружин, на котором установлен пакет пружин, фиксирующийся в заряженном состоянии втулкой разъемной с намотанной на нее проволокой. Устройство соединяется с анкерными элементами на торцах сращиваемых преднапряженных железобетонных конструкций посредством гаек накидных, одетых на стержень левый и стержень правый, причем стержень правый соединен со стержнем блока пружин посредством резьбовой муфты. Цилиндр дополнен регулировочной гайкой, допускающей изменение высоты пакета пружин, а оголовки стержней левого и правого и сопрягаемые с ними поверхности гаек накидных выполнены сферическими.
Введение в состав устройства регулировочной гайки позволяет применить пакеты пружин различной высоты без изменения габаритной длины устройства, а выполнение оголовков стержней левого и правого и внутренней поверхности гаек накидных сферическими дает возможность соединить сращиваемые конструкции с несоосными анкерными элементами. Выполнение фиксатора в виде втулки разъемной с намотанной на нее проволокой обеспечивает плавное срабатывание устройства.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется рисунком, на котором устройство постнапряжения узла сращивания преднапряженных железобетонных конструкций показано в «заряженном» состоянии.
Предлагаемое устройство постнапряжения узла сращивания преднапряженных железобетонных конструкций состоит из цилиндра 1 со стержнем блока пружин 2, на котором установлен пакет пружин 3 (например, тарельчатых). В цилиндр 1 вкручена гайка регулировочная 4, удерживающая в заряженном состоянии пакет пружин 3. Стержень левый 5 с одетой на него гайкой накидной 6 вкручен в цилиндр 1. Стержень правый 7 с одетой на него гайкой накидной 8 посредством резьбовой муфты 9 соединен со стержнем блока пружин 2. Пакет пружин 3 зафиксирован в заряженном состоянии втулкой разъемной 10, состоящей из двух частей, с намотанной на нее проволокой 11. Втулка разъемная 10 удерживает от осевого перемещения стержень блока пружин 2. В корпусе цилиндра 1 выполнено отверстие 12 для заполнения внутренней полости 13 полимерным или цементным раствором.
Две сращиваемые преднапряженные железобетонные конструкции 14 имеют в своем составе ниши 15 и анкерные элементы 16, расположенные зеркально относительно плоскости соединения.
Перед установкой устройства производится его настройка и «зарядка» в цеховых условиях. Пакет пружин 3 сжимается расчетным усилием и фиксируется в «заряженном» состоянии путем установки на стержень блока пружин 2 втулки разъемной 10 и намотки на нее проволоки 11.
Соединение двух преднапряженных железобетонных конструкций 14 с помощью предлагаемого устройства постнапряжения узла сращивания преднапряженных железобетонных конструкций выполняется следующим образом: устройство в заряженном состоянии устанавливается в ниши 15 и посредством накидных гаек 6 и 8 крепится к анкерным элементам 16, установленным на торцах соединяемых преднапряженных железобетонных конструкций 14. Резьбовой муфтой 9 выбираются все имеющиеся зазоры. Далее, постепенно, срезается проволока 11 (например, резаком). При постепенном срезании проволоки 11, усилие, действующее на нее со стороны втулки разъемной 10, остается неизменным. При этом площадь поперечного сечения кольца, образованного витками проволоки 11, уменьшается на величину срезанных витков. Происходит увеличение удельной силы, с которой втулка разъемная 10 воздействуют на проволоку 11, стремясь разделиться на две части. Одновременно с увеличением удельной силы воздействия втулки разъемной 10, происходит ослабление межвиткового трения в кольце, образованном проволокой 11. Разъединение втулки разъемной 10 происходит плавно и сопровождается лишь постепенным растяжением и медленным проскальзыванием друг относительно друга оставшихся витков проволоки 11 без резкого ее разматывания. Этот процесс будет происходить до тех пор, пока стягивающая сила устройства, полученная за счет стремления пакета пружин 3 разжаться, не создаст проектного сжимающего усилия. После срабатывания устройства внутренняя полость 13 цилиндра 1 через отверстие 12 заполняется полимерным или цементным раствором, что позволит заневолить пружину и исключить явление релаксации.
Использование предлагаемого технического решения позволит:
- осуществить плавное срабатывание устройства (перевод из «заряженного» состояния в рабочее) за счет выполнения фиксатора в виде втулки разъемной с намотанной на нее проволокой;
- регулировать габаритную длину устройства и развиваемое усилие за счет гайки регулировочной, допускающей установку различных по высоте пакетов пружин;
- соединять преднапряженные железобетонные конструкции с несоосно установленными анкерными элементами за счет выполнения оголовков стержней левого и правого и сопрягаемых с ними поверхностей накидных гаек сферической формы;
- обеспечить более высокий уровень безопасности на строительной площадке.