Сборно-монолитное дорожное покрытие, железобетонная ребристая плита и стыковое соединение типа нагель

Группа полезных моделей относится к дорожному строительству, а именно к сборным дорожным покрытиям и может быть использована для устройства покрытий тротуаров, аэродромов и укрепительных сооружений из готовых сборных элементов и монолитного бетонного нижнего слоя. Сборно-монолитное дорожное покрытие, выполнено двухслойным. Верхний слой представляет собой настилы сборных железобетонных ребристых плит с периметральными бортами, соединенными между собой посредством нагелей, а нижний монолитный слой выполнен из низкомарочного раствора или бетона в межреберных пространствах, и бетона повышенной прочности в межбортовых пространствах, под настилами сборных железобетонных ребристых плит. Сборная железобетонная ребристая плита содержит периметральные борта с отверстиями, предназначенными для размещения и монтажа объемных арматурных каркасов нагелей, внутренние сплошные ребра, разделяющие межбортовые пространства и настил из высокопрочного бетона, а в настиле плит выполнены отверстия для монтажа объемных арматурных каркасов нагелей и для инъектирования бетона. Стыковое соединение типа нагель выполнено в виде монолитного железобетонного стержня, который представляет собой объемный арматурный каркас, заполненный бетоном повышенной прочности. Объемный арматурный каркас содержит проволочную спираль и продольные рабочие стержни, приваренные к виткам проволочной спирали внутри по окружности. Длина арматурного каркаса составляет не менее толщины двух периметральных бортов.

Группа полезных моделей относится к дорожному строительству, а именно к сборным дорожным покрытиям и может быть использована для устройства покрытий тротуаров, аэродромов и укрепительных сооружений из сборных элементов и монолитного бетонного нижнего слоя.

Известно множество конструктивных решений сборных покрытий дорог, тротуаров, аэродромных полос, состоящих из плит различного исполнения (металлические, железобетонные и т.д., прямоугольные и многоугольные, плоские и с бортами по краям, ребристые и с периметральными бортами, сплошного сечения и решетчатые и т.п.) (см. Тимофеев А.А. Сборные бетонные и железобетонные покрытия городских дорог и тротуаров,. - М., Стройиздат, 1986 г.).

Известно сборное дорожное покрытие из железобетонных плит с периметральным бортиком конструкции КАДИ (см. Тимофеев А.А. Сборные бетонные и железобетонные покрытия городских дорог и тротуаров. - М., Стройиздат, 1986 г., с.37, рис.15).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного сборного дорожного покрытия относится:

- малоразмерность железобетонных плит (1,5×1,75×0,14 м), что определяет множество стыков в сборном дорожном покрытии,

- большой объем высокопрочного бетона на единицу площади сборного дорожного покрытия (при толщине железобетонной плиты 14-18 см против 5-6 см предлагаемой конструкции),

- несовершенство стыковых соединений железобетонных плит (монтажные петли диаметром 10 мм), что не обеспечивает передачу нагрузок с железобетонных плит на смежные с ними,

- неплотное сцепление железобетонных плит с грунтовым основанием, что является причиной неравномерных осадков железобетонных плит под нагрузками, а отсюда - неустойчивость сборного дорожного покрытия и неровности,

- трудоемкость выравнивания железобетонных плит на песчаном основании, что является причиной неэффективного использования механизмов при укладке железобетонных плит.

Известна железобетонная плоская плита типа ПББ, содержащая периметральные борта (см. ГОСТ 21924.0-84 "Плиты железобетонные для покрытий городских дорог. Технические условия"). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных железобетонных плит относится то, что:

- конструкция боковых поверхностей (пазы) не позволяет выполнить надежного стыкового соединения смежных железобетонных плит сборного дорожного покрытия. Отсутствие надежного жесткого соединения железобетонных плит не обеспечивает их устойчивость в проектном положении в процессе эксплуатации. От этого основной недостаток сборного дорожного покрытия - неровности (вальковость),

- конструкция нижней плоскости (поверхности) железобетонной плиты при опирании на грунтовое (песчаное) основание насухо не обеспечивает ее плотного сцепления с основанием из-за его неровностей (бугристость) и из-за неравнозначной плотности основания в пределах площади смежных железобетонных плит.

Известны стыковые соединения железобетонных плит сборных дорожных покрытий, включающие различные закладные элементы (монтажные петли, деревянные бруски, арматурные стержни, стальные тяжи, сварные соединения закладных деталей и т.д.) (см. Тимофеев А.А. Сборные бетонные и железобетонные покрытия городских дорог и тротуаров. - М., Стройиздат, 1986 г., стр.106)

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных стыковых соединений относится то, что не обеспечивается равнопрочность стыка и сечения плит покрытия.

Задачей полезных моделей является создание сборно-монолитного дорожного покрытия, железобетонной ребристой плиты и стыкового соединения типа нагель, обеспечивающих получение технического результата, состоящего в:

- экономии расхода высокопрочного бетона в 1,5-2 раза за счет толщины настила железобетонных ребристых плит,

- повышении устойчивости сборно-монолитного дорожного покрытия за счет плотного примыкания нижнего слоя сборно-монолитного дорожного покрытия к грунтовому основанию и за счет надежности жесткого стыкового соединения типа нагель,

- механизированной укладки железобетонных ребристых плит без какой-либо доводки их до проектных отметок,

- механизированной укладки (нагнетании) бетона в нижний слой сборно-монолитного дорожного покрытия.

Для решения задачи предложена группа полезных моделей, объединенных единым изобретательским замыслом.

Поставленная задача решается следующим образом.

Указанный технический результат в сборно-монолитном дорожном покрытии достигается тем, что оно выполнено двухслойным, при этом верхний слой представляет собой настилы сборных железобетонных ребристых плит с периметральными бортами, соединенными между собой посредством нагелей, нижний монолитный слой выполнен из низкомарочного (тощего) раствора или бетона путем инъекции в межреберные пространства под настил сборных железобетонных ребристых плит и бетона повышенной прочности в пространство, образованное периметральным бортом и внутренним сплошным ребром.

Указанный технический результат в сборной железобетонной ребристой плите достигается тем, что она имеет периметральные борта, в которых выполнены отверстия, предназначенные для размещения и монтажа объемных арматурных каркасов нагелей, внутренние сплошные ребра, разделяющие межбортовые и межреберное пространства, и настил из высокопрочного бетона, при этом в настиле плит выполнены отверстия для монтажа объемных арматурных каркасов нагелей и инъектирования бетона.

Указанный технический результат в стыковом соединении типа нагель достигается тем, что оно выполнено в виде монолитного железобетонного стержня, который представляет собой объемный арматурный каркас, заполненный бетоном повышенной прочности.

При этом:

объемный арматурный каркас содержит проволочную спираль и продольные рабочие стержни, приваренные к виткам проволочной спирали внутри по окружности,

длина объемного арматурного каркаса составляет не менее толщины двух периметральных бортов.

Заявляемые полезные модели поясняются чертежами, где:

на фиг.1 изображено сборно-монолитное дорожное покрытие, вид сверху,

на фиг.2 - разрез I-I,

на фиг.3 - разрез II-II,

на фиг.4 - разрез III-III,

на фиг.5 - сборная железобетонная ребристая плита, вид сверху,

на фиг.6 - разрез IV-IV,

на фиг.7 - вид А,

на фиг.8 - разрез V-V,

на фиг.9 - стыковое соединение типа нагель.

Сборно-монолитное дорожное покрытие выполнено двухслойным. Нижний монолитный слой сборно-монолитного дорожного покрытия выполнен из низкомарочного (тощего) раствора или бетона 1 путем инъекции в межреберное пространство под настил 2 сборных железобетонных ребристых плит и бетона повышенной прочности 3 в пространство, образованное периметральным бортом 4 и внутренним сплошным ребром 5.

Нижний монолитный слой образован под настилом 2 сборных железобетонных ребристых плит в межбортовых и межреберных пространствах.

Верхний слой сборно-монолитного дорожного покрытия представляет собой настилы 5 сборных железобетонных ребристых плит с периметральными бортами, изготовленных в заводских условиях. Настил 2 выполнен из высокопрочного бетона толщиной 50-60 мм, что обеспечивает износостойкость и долговечность сборно-монолитного дорожного покрытия, снижает расход высокопрочного бетона в 2-2,5 раза по сравнению с покрытиями из сборных железобетонных плоских плит по ГОСТ 21924,0-84.

Сборная железобетонная ребристая плита имеет периметральные борта 4, в которых отформованы отверстия 6 для нагелей, внутренние сплошные ребра 5, разделяющие межбортовые пространства. В настиле 2 сборная железобетонная ребристая плита имеет отверстия 7, 8 и 9 - технологические отверстия. Отверстия 7 служат для монтажа объемных арматурных каркасов нагелей и для укладки (нагнетания) бетона повышенной прочности 3 в межрбортовое пространство сборно-монолитного дорожного покрытия. Отверстия 8 в настиле 2 сборной железобетонной ребристой плиты служат для нагнетания низкомарочного (тощего) раствора или бетона 1 в межреберное пространство.

Отверстия 9 (сапуны) в настиле 2 сборной железобетонной ребристой плиты служат для контроля заполнения нижнего монолитного слоя.

Стыковое соединение для сборных железобетонных ребристых плит - нагель выполнен в виде монолитного железобетонного стержня и расположен в отверстиях 6 в двух смежных периметральных бортов 4 смежных сборных железобетонных ребристых плит. Нагель представляет собой объемный арматурный каркас, например, цилиндрической формы, заполненный бетоном повышенной прочности.

В качестве армирующего элемента нагеля используется объемный арматурный каркас длиной не менее двух толщин периметральных бортов 4. Объемный арматурный каркас состоит из проволочной спирали 10 и продольных рабочих стержней 11, приваренных к виткам проволочной спирали 10 по окружности внутри.

Сборка дорожного покрытия осуществляется следующим образом.

На выровненное и подготовленное (уплотненное) основание на маяки-подложки укладывают сборные железобетонные ребристые плиты. В отверстия 6 вставляют объемные арматурные каркасы для армирования нагелей.

Затем укладывают смежную сборную железобетонную ребристую плиту. Вставленные в предыдущую сборную железобетонную ребристую плиту объемные арматурные каркасы вручную через технологические отверстия 7 в настиле 2 сборной железобетонной ребристой плиты вдвигают в отверстия 6 смежной сборной железобетонной ребристой плиты. Таким образом, отверстия 6 в двух смежных периметральных бортах 4 двух сборных железобетонных ребристых плит становятся готовы к заполнению бетоном повышенной прочности 3. Через технологические отверстия 7 производят укладку и виброуплотнение бетона повышенной прочности 3 в межбортовые пространства нижнего слоя сборно-монолитного дорожного покрытия, заполняя при этом отверстия 6, куда вмонтированы объемные арматурные каркасы нагелей.

После этого с помощью бетононасоса через отверстия 8 нагнетается низкомарочный (тощий) раствор или бетон 1 в межреберное пространство под настил 2 сборной железобетонной ребристой плиты, образуя при этом нижний монолитный слой сборно-монолитного дорожного покрытия. Контроль за заполнением нижнего монолитного слоя выполняют визуально через отверстия 9. Доуплотнение нижнего монолитного слоя выполняют накладными вибраторами через настил 2 сборной железобетонной ребристой плиты.

После набора прочности нагелей и нижнего монолитного слоя производят вибропосадку сборных железобетонных ребристых плит виброкатками. Затем производят расчистку стыков сборных железобетонных ребристых плит, технологических отверстий 7, 8 и 9 в настиле 2 сборных железобетонных ребристых плит, их заделку железнением.

Нагель позволяет повысить надежность жесткого стыкового соединения, которое обеспечивает устойчивость сборно-монолитного дорожного покрытия.

Нижний монолитный слой сборно-монолитного дорожного покрытия обеспечивает несущую способность сборно-монолитного дорожного покрытия на эксплуатационные нагрузки и за счет более равномерного и плотного сцепления бетона с основанием снижает его неравномерные осадки и, как следствие, деформацию покрытия.

Применение предлагаемого сборно-монолитного дорожного покрытия для облицовки откосов дамб, набережных в гидротехническом строительстве упрощает производство работ, т.к. сборные железобетонные ребристые плиты при этом выполняют дополнительную функцию опалубки, а нижний слой покрытия (бетон) укрепляет песчано-щебеночное основание и обеспечивает покрытию надежность от вымывания.

Таким образом, предлагаемая группа полезных моделей позволяет обеспечить:

- экономию расхода высокопрочного бетона в 2-2,5 раза за счет толщины настила сборных железобетонных ребристых плит,

- повышение устойчивости сборно-монолитного дорожного покрытия за счет плотного примыкания нижнего слоя сборно-монолитного дорожного покрытия к проектному основанию и за счет надежности жесткого стыкового соединения типа нагель,

- механизированную укладку сборных железобетонных ребристых плит без какой-либо доводки их до проектных отметок при монтаже,

- механизированную укладку (нагнетание) бетона в нижние слои сборно-монолитного дорожного покрытия.

1. Сборно-монолитное дорожное покрытие, отличающееся тем, что оно выполнено двухслойным, при этом верхний слой представляет собой настилы сборных железобетонных ребристых плит с периметральными бортами, соединенными между собой посредством нагелей, а нижний монолитный слой выполнен из низкомарочного раствора или бетона в межреберных пространствах и бетона повышенной прочности в межбортовых пространствах под настилами сборных железобетонных ребристых плит.

2. Сборная железобетонная ребристая плита, содержащая периметральные борта, отличающаяся тем, что она содержит внутренние сплошные ребра, разделяющие межбортовые пространства и настил из высокопрочного бетона, при этом в периметральных бортах выполнены отверстия, предназначенные для размещения и монтажа объемных арматурных каркасов нагелей, а в настиле плит выполнены отверстия для монтажа объемных арматурных каркасов нагелей и для инъектирования бетона.

3. Стыковое соединение типа нагель, отличающееся тем, что оно выполнено в виде монолитного железобетонного стержня, который представляет собой объемный арматурный каркас, заполненный бетоном повышенной прочности.

4. Стыковое соединение по п.3, отличающееся тем, что объемный арматурный каркас содержит проволочную спираль и продольные рабочие стержни, приваренные к виткам проволочной спирали внутри по окружности.

5. Стыковое соединение по п.3, отличающееся тем, что длина объемного арматурного каркаса составляет не менее толщины двух периметральных бортов.