Железобетонный элемент обделки

 

3 : Т,,: ф""с

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнх

Республнн

<и>775326

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 251078 (2!) 2678S77/22-03

Р1)м. кп.

Е 21 0 11/08 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.1030. Бюллетень И9 40 (53) УДК 622. 683,,5(088. 8) Дата опубликования описания 10. 11. 80 (72) Авторы изобретения

A.М.Горшков, Л.И.Эпштейн, Б.A.Îñèïîâ, Ю.М.Самохвалов, A.П.Осипов, В.И.Толмачев, В.М.Назин и В.В.Чувырин

Научно-исследовательская лаборатория физико-химической механики материалов и технологических процессов (71) Заявитель (54) ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ ОБДЕЛКИ

Изобретение относится к конструкциям из железобетона и может быть использовано при сооружении метрополитенов, железнодорожных, автотранспортных туннелей и гидротехнических коллекторов.

Известны элементы обделок туннелей, у которых по стыковочным поверхностям выполнены продольные канавки. Продольные канавки при сборке элементов обделок образуют полости, заполняемые цементно-песчаным раствором (1) .

Недостатком известной конструкции является то, что при сборке обделок в кольцо происходит их деформация после выхода из проходного щита, а имеющиеся зачеканочные канавки, проходящие по средней части торцовых поверхностей, не совпадают друг с другом, и при нагнетании затем цементно-песчаного раствора в них создается большое сопротивление и раствор весь идет за внешнюю сторону обделки, оставляя полость наполовину пустой, что приводит к нарушению водонепроницаемости и снижению эксплуатационных качеств.

Наиболее близким по техническому решению являетс железобетонный элемент сборной обделки, выполненный в виде плиты. с арматурнйм каркасом и изогнутой по дуге окружности, торцы которой выполнены пе выпуклой

5 и вогнутой кривым поверхностям, а боковые стороны в местах соединения со следующим элементом имеют штыри и ниши 2) .

Недостатком такой конструкции

10 является то, что малейшее изменение диаметра кольца после выхода его из щита приводит к деформации кольца,, вызывая разрушение бетона вогнутых полуцилиндров обделок из-за одинако15 вых Радиусов и высоких концентраций напряжений, возникаккцих на кромках полуцилиндров, а это требует дополнительных трудозатрат на бетонирование коллекторов.

2О Целью изобретения является повышение надежности работы элемента обделхи путем обеспеченйя водонепроницаемости.

Поставленная цель достигается

25 тем, что поверхности:торцов элемента имеют различный радиус кривизны: для выпуклой поверхности 0,048-0,055, а для вогнутой — О,OS2-0,064 диаметра обделки, причем внутренняя поверхность элемента выполнена по все775326 му контуру с профильными канавками, в сечении имеющими форму тупого угла и образующими при сопряжении элементов разомкнутую полость для зачеканки ее бетоном, в которой отношение составляет 0,6-0,8 расстояния между вершинами тупых углов смежных элементов, На фиг. 1 изображен железобетонный элемент обделки в разрезе; на фиг. 2 — то же, вид в плане; на фиг. 3 — сопряжение двух элементов; на фиг. 4 — соединение отдельных колец обделки, общий вид; на фиг.5 то же, вид в плане; на фиг. 6 — узел

Х на фиг. 4; на фиг. 7 — разрез A-A на фиг. 5. 15

Элемент сборной обделки представляет собой изогнутую по дуге окружности железобетонную плиту 1 с арматурным каркасом 2. Торцы плиты выполнены в виде вогнутой 3 и выпуклой 4 поверхностей, очерченных по кривым различных радиусов, величина которых для выпуклой поверхности равна

0,048-0,055 диаметра, а для вогнутой поверхности — 0,052-0,064 диаметра обделки, т.е. R Ä=(0,048-0,055) и 8 1м =(0,052-0,064) Ооь

На внутренней поверхности элемента обделки выполнены профильные канавки 5 и 6, расположенные по всему внутреннему контуру поверхности и имеющие в поперечном сечении вид тупого угла.

При сборке элементов в кольцо канавки образуют разамкнутую полость

7, в которой соотношение равно 0,60,8 расстояния между вершинами тупых углов смежных элементов.

Это соотношение выбрано экспериментально и является оптимальным для обеспечения надежной эачеканки фЯ цементно-песчаным раствором в полости. При меньшем соотношении бетон не удерживается в полости, а при большем соотношении — увеличивается трудоемкость на зачеканку и необоснованно повышается расход материала.

Ддя крепления собранного кольца

8 обделки к предыдущему 9 на каждом элементе с одной продольной стороны установлены два метрических штыря 10, à с другой стороны выполнены ® две ниши 11. Длина ниши составл йзт

10-15 диаметров штыря, а ширина ниши в 1,5-2 раза больше диаметра штыря., Это необходимо для обеспечения, подвижности обделок при сборке. И

На одной из боковых сторон элемента выполнено отверстие 12 для подачи через него цементно-песчаного раствора, необходимого для заделки полости.

Величины радиусов обделки, как по выпуклой, так и по вогнутым поверхностям, являются оптимальными для следующих диаметров обделки.

222

212

212

151

116

193

18.7

134

103

5,6

5,2

4,0

3,6

2,6

2,1

При Rì,ó t 0, 048-0,055) Dî и R -ì„

=(0,052-0,064) D> обеспечивается подвижное соединение элементов обделок, надежное и плотное перекрытие стыков при соединении колец.

При значении R>0 ф0,052 0 и R<>,„> 0, 048 Dð наблюдается уменьшение подвижнос .ги собранного кольца и разрушение кромок вогнутого полуцилиндра, При этом уменьшается свободный зазор между двумя радиусами, что препятствует проникновению в этот зазор цементно-песчаного раствора.

При увеличении размера К „„)0,064

D u R ц„>0,055 0 Ь повышается удельное сопротивление йа торцовое соединение обделок при их опрессовке гидродомкратами, а образовавшаяся в месте стыка пустота .имеет очень большие размеры, в результате цементно-песчаный раствор не держится. Это приводит к необходимости применять различные .дополнительные механические приспособления для удержания раствора.

Работает данный элемент следующим образом.

Готовые элементы обделок собираются в кольца необходимого диаметра и соединяются между собой при помощи штырей „10, фиксируемых в соответствующих нишах 11, приведенные размеры которых позволяют обеспечить осевую подвижность штырей 10 и собранных колец по вертикали.

После выхода иэ проходческого щита (на чертеже не показано) собранного кольца 8 оно деформируется и приобретает форму незначительного эллипса., Эта деформация кольца происходит без разрушения бетона в элементах благодаря тому, что выпуклые и вогнутые поверхности выполнены каждая по четверти цилиндра с разновеликими радиусами, которые и позволяют элементам в кольце работать как шарнир.

Подача бетона идет через отверстия 12, расположенные посредине продольной стороны элементов, и вначале бетон заполняет стыковые соединения между кольцами 8, а затем заполняется тот зазор, который образоsàëñÿ от разновеликих радиусов по торцам собранных элементов, и лишь после заполнения всех стуковых соединений элементов бетон поступает

775326 между породой и взводимой конструкцией, Формула изобретения

Железобетонный элемент обделки, выполненный в виде плиты с арматурным каркасом и изогнутой по дуге окружности, торцы которой выполнены по выпуклой и вогнутой кривым поверхностям, а боковые стороны в местах соединения со следующим элементом имеют штыри и ниши, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы элемента обделки путем обеспечения водонепроницаемости, поверхности торцов элемента имеют различный радиус кривизны: для выпуклой поверхности 0,0480,055, а для вогнутой 0,052-0,064

l диаметра обделки, причем внутренняя

IoBppxHocTb элемента выполнена по всему контуру с профильными канавками,.в сечении имекхцими форму тупого угла и образующими при сопряжении элементов разомкнутук полость цля зачеканки ее бетоном, з которой отношение составляет 0,6-0,8 расстояния между вершинами тупых углов смежных элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 110692, кл. Е 21 О 11/08, 08.11.56. 2. Авторское свидетельство СССР

Р 108362, кл. Е 21 0 11,/08, 10.04.56 (прототип).

775326

4Рие. 7

Составитель Л.Березкина редактор З.Ходакова Техред H.Ãðàá Корректор М.демчик

Эаказ 7683 42 Тираж 626 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4