Соединительный элемент для гибкого бетонного покрытия

Устройство предназначено для соединения составных частей гибких бетонных покрытий. Соединительный элемент содержит канатные части и втулку из более прочного материала. Канатные части неподвижно сопряжены опрессованной втулкой. Втулка выполнена с продольным сквозным отверстием. Со стороны входа во втулку рабочего участка канатной части отверстие расширено наружу. Уменьшено повреждение канатов втулкой. 7 з.п. ф-лы, 8 ил., 2 пр.

Полезная модель относится к средствам для соединения составных частей строительных конструкций, а именно универсальных защитных покрытий из гибких бетонных плит, предназначенных, в частности, для укрепления разнообразных гидротехнических объектов и откосов.

Защитное покрытие представляет собой сборную конструкцию, образованную из гибких бетонных плит. Связь которых осуществляют при помощи соединительных элементов.

Из патентного документа RU 112213 U1 известен соединительный элемент для гибкого бетонного покрытия, содержащий две канатные части в виде такелажных петель, которые накладывают друг на друга, а их соединение закрепляют фиксаторами свайно-анкерного типа. Однако, как известно из документа RU 2494186 C1, при этом высока вероятность повреждения канатов фиксаторами вплоть до их разрыва в месте контакта.

Наиболее близким аналогом настоящей полезной модели является упомянутый в патентном документе RU 2494186 C1 соединительный элемент для гибкого бетонного покрытия, содержащий две канатные части, сопряженные неподвижно. Канатные части известного соединительного элемента представляют собой такелажные петли соседних плит в покрытии, а неподвижность их сопряжения под внешней нагрузкой обеспечивается мощными хомутами. На практике такелажные петли представляют собой синтетические канаты, а хомуты изготовлены из металла. Значительным известным недостатком данного аналога является опасность чрезмерного передавливания хомутами каната, что способно привести к разрыву этого каната и быстрому разрушению защитного покрытия.

Задачей является повышение долговечности покрытий из гибких бетонных плит.

Обеспечиваемый настоящей полезной моделью технический результат заключается в уменьшении повреждения канатных частей соединительного элемента гибкого бетонного покрытия фиксирующей частью из более прочного и жесткого материала.

Технический результат достигается благодаря тому, что в соединительном элементе для гибкого бетонного покрытия, содержащем канатные части и фиксирующую часть для сопряжения канатных частей, выполненные из неметаллического материала и более прочного металла соответственно, фиксирующая часть представляет собой жесткую опрессованную втулку, продольное сквозное отверстие которой расширено наружу со стороны входа в данную втулку по меньшей мере одного рабочего участка любой из указанных канатных частей.

В частном случае соответствующее расширение отверстия втулки выполнено со стороны входа в данную втулку каждого рабочего участка всех канатных частей.

В еще одном частном случае расширение отверстия выполнено по всей длине внутреннего края втулки.

Также в частных случаях: расширение отверстия втулки выполнено за счет утонения части стенки данной втулки; утонение стенки втулки составляет 3÷95% и представляет собой внутреннюю фаску в 2÷89°.

В других частных случаях: расширение отверстия втулки выполнено благодаря сужению центральной части данной втулки при опрессовке; соединительный элемент характеризуется наличием зазора между внутренней поверхностью втулки и канатными частями на торце данной втулки; соединительный элемент характеризуется выполнением соотношения (1).

Где Z - размер зазора между внутренней поверхностью втулки и канатными частями на торце втулки;

R_min - минимальный радиус изгиба каната.

Полезная модель поясняется следующими чертежами.

Фиг. 1-2: гибкие бетонные покрытия.

Фиг. 3: сопряжение двух канатных частей «пучком».

Фиг. 4: сопряжение «внахлест».

Фиг. 5: канатные части в виде двух концов одного каната.

Фиг. 6: втулка для опрессования.

Фиг. 7: опрессованная втулка.

Фиг. 8: соединительный элемент с двумя фиксирующими частями.

Осуществление полезной модели показано на следующих примерах конструктивного выполнения устройства.

Гибкое бетонное покрытие 1 образовано из плит 2, включающих в себя множество соединенных арматурными канатами бетонных блоков 3.

Плиты 2 связаны между собой в однослойное полотно (мат) посредством соединительных элементов 4, в частности, как изображено на фиг. 1 или фиг. 2.

Соединительные элементы 4 имеют любое выполнение, позволяющее образовывать связи между плитами 2 путем сопряжения канатных частей элементов 4 по меньшей мере одной фиксирующей частью для создания прочных соединений. Представленные на фиг. 3-4 типовые варианты конструкции соединительного элемента 4 содержат первую канатную часть 5, вторую канатную часть 6 и фиксирующую часть в виде опрессованной втулки 7, выполняющей функцию канатного зажима для неподвижного сопряжения канатных частей 5, 6 в зоне их контакта.

Участки 51, 61 канатов, несущие нагрузку при работе элемента 4, называют рабочими. В свою очередь участки 52, 62 называют свободными участками. При необходимости участки 52, 62 обрезают и элемент 4 имеет при этом только рабочие участки канатных частей 5 и 6. В случае соединения плит 2 кольцевыми канатами, пропущенными, например, через угловые монтажные петли (фиг. 2), канатные части 5, 6 являются концами одного каната (фиг. 5).

Материал канатных частей 5, 6 является неметаллическим по меньшей мере в поверхностном слое канатных частей 5 и 6, что обеспечивает хорошую гибкость и коррозионную стойкость конструкции, необходимые для гибкого бетонного покрытия 1, что диктуется особенностями условий его эксплуатации. Втулка 7 сделана из более прочного металла. Кроме того, втулка 7 является более жесткой по сравнению с мягкими канатными частями 5 и 6.

Внутри втулки 7 выполнено продольное сквозное отверстие 8 (фиг. 6). Отверстие 8 расширено наружу с одного торца втулки 7 (позиция 9 на фиг. 6) или с обоих ее торцов (позиции 9, 10 на фиг. 7). Конкретные формы расширения отверстия 8 могут иметь разнообразные реализации с соблюдением условия, чтобы отверстие 8 было расширено наружу со стороны входа в данную втулку по меньшей мере одного рабочего участка любой из канатных частей.

Втулку 7 сразу изготавливают с расширенным отверстием 8 или расширяют его после, например, растачивая край обычной втулки для опрессования на фрезерным станке, формируя внутреннюю фаску 9 отверстия 8, делая тоньше на величину тем самым торцевую часть стенки втулки 7 с толщиной W (фиг. 6). Как вариант, расширение отверстия 8 выполняют уже в процессе опрессовки, благодаря сужению при этом центральной части втулки 7 в месте обжима (фиг. 7).

Сборку соединительного элемента 4 начинают с закрепления рабочих участков 51, 61 канатных частей 5 и 6 непосредственно в блоках 3 (фиг. 1), в частности, путем замоноличивания, или на арматурных канатах, монтажных петлях (фиг. 2), на иных подходящих элементах связываемых плит 2. Затем свободные участки 52, 62 канатных частей 5, 6 пропускают насквозь через втулку 7 соответствующего размера. При необходимости свободные участки 52 и 62 натягивают для исключения провисания соединительного элемента 4 и устранения этим опасности последующего увеличения зазора между сопрягаемыми плитами 2. После чего заделывают втулку 7 методом опрессовки с обеспечением равномерности и геометрии ее обжима, необходимых для придания прочности соединению. В процессе обжима происходит деформация втулки 7, которая теряет при этом свою исходную форму и сильно сдавливает обе канатные части 5, 6 соединительного элемента 4, придавая ему целостность.

Благодаря выполнению продольного сквозного отверстия опрессованной втулки расширенным наружу со стороны входа рабочего участка канатной части достигается следующее: на внешней границе зоны сильного сдавливания канатных частей стенкой втулки у нее отсутствует металлический край, достаточно острый для повреждения в этом месте менее прочных неметаллических канатных частей при опрессовке и/или при эксплуатации, когда соединительный элемент 4 подвергается повторяющимся изгибам, из-за чего сначала произойдет разрушение поверхностных слоев канатных частей 5 и 6, а впоследствии возможно их полное перетирание острым краем втулки и разрыв.

Максимально возможное уменьшение повреждения канатных частей будет достигнуто, если соответствующее расширение отверстия втулки выполнено со стороны входа в данную втулку каждого рабочего участка всех канатных частей (фиг. 3-5) и при выполнении расширения отверстия по всей длине внутреннего края втулки (фиг. 6).

В следующих примерах предпочтительного выполнения соединительного элемента 4 втулка перед опрессовкой имеет форму сплющенного полого цилиндра (фиг. 6), изготовлена из алюминиевого сплава с высокой пластичностью, механической прочностью и коррозионной стойкостью, а канатные части выполнены из синтетического волокна.

Пример 1. Две канатные части сопряжены «внахлест», а втулка опрессована по всей своей длине и плотно охватывает канатные части. Утонение стенки выполнено в виде внутренней фаски на каждом торце втулки, так как нагруженные рабочие части входят во втулку с двух сторон. Внутри втулки канаты сильно сжаты и имеют меньший диаметр, чем снаружи. Изменение диаметра канатов вдоль соединительного элемента благодаря указанным фаскам происходит более плавно, чем в случае их отсутствия. В результате у данной конструкции отсутствуют зоны возникновения опасных механических напряжений, что ведет к уменьшению повреждения канатных частей.

На практике приемлемое уменьшение повреждения канатных частей наблюдается при утонении стенки втулки на 3÷95%. Если при этом утонение выполнено в виде внутренней фаски, то угол фаски должен лежать в диапазоне 2÷89°.

Пример 2. Две канатные части сопряжены «пучком», а втулка опрессована в своей центральной части и плотно охватывает канатные части только в данной области. На том торце втулки, через который входят рабочие участки канатных частей, выполнено утонение в виде внутренней фаски.

При этом расширение отверстия втулки носит комплексный характер и образовано как указанной фаской, так и благодаря сужению центральной части втулки при опрессовке, в результате чего образуется характерный «раструб» с плавными внутренними переходами. «Раструб» втулки позволяет избежать чрезмерного и разрушительного изгиба мягких канатных частей на границе контакта с жесткой втулкой, а фаска выступает в качестве дополнительной защиты на самом краю втулки от перетирания канатов. Выполнение фаски целесообразно несмотря на то, что при наличии «раструба» канаты в меньшей степени подвергаются перетиранию о край втулки.

Кроме того, в случае использования относительно жестких канатов с большим значением величины R_min, целесообразно оставлять зазор на торце втулки между ее внутренней поверхностью и канатными частями и следить при этом за соблюдением условия выражения (1).

На практике, если это требуется условиями связи фрагментов 2, в состав соединительного элемента 4 входит большее число канатных частей и более одной фиксирующей части. Так, благодаря использованию двух втулок 7 (фиг. 8) можно увеличить зону контакта первой и второй канатных частей 5 и 6, что позволит распределить и снизить усилие опрессовки, уменьшив этим повреждение данных канатов.

1. Соединительный элемент для гибкого бетонного покрытия, содержащий канатные части и фиксирующую часть для сопряжения канатных частей, выполненные из неметаллического материала и более прочного - металла соответственно, отличающийся тем, что фиксирующая часть представляет собой жесткую опрессованную втулку, продольное сквозное отверстие которой расширено наружу со стороны входа в данную втулку, по меньшей мере, одного рабочего участка любой из указанных канатных частей.

2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что соответствующее расширение отверстия втулки выполнено со стороны входа в данную втулку каждого рабочего участка всех канатных частей.

3. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что расширение отверстия выполнено по всей длине внутреннего края втулки.

4. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что расширение отверстия втулки выполнено за счет утонения части стенки данной втулки.

5. Элемент по п. 4, отличающийся тем, что утонение стенки втулки составляет 3÷95% и представляет собой внутреннюю фаску в 2÷89°.

6. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что расширение отверстия втулки выполнено благодаря сужению центральной части данной втулки при опрессовке.

7. Элемент по п. 6, отличающийся тем, что имеет зазор между внутренней поверхностью втулки и канатными частями на торце данной втулки.

8. Элемент по п. 6, отличающийся тем, что зазор выполнен с соблюдением соотношения Z=0,01÷0,2R _min, где Z - размер зазора между внутренней поверхностью втулки и канатными частями на торце втулки, a R_min - минимальный радиус изгиба каната.

РИСУНКИ