СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ОПОРЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ Российский патент 1997 года по МПК E04G21/12 

Изобретение относится к области производства железобетонных конструкций, преимущественно к производству железобетонных опор контактной сети и может быть использовано при производстве опор ЛЭП, свай-оболочек, колонн, других протяженных конструкций, имеющих смешанное армирование.

Известен способ изготовления железобетонных опор контактной сети, включающий установку ненапряженных арматурных стержней, бетонирование и распалубку [1]
Известен также способ изготовления железобетонных опор контактной сети, включающий установку напрягаемых стержней из высокопрочной проволоки [2] бетонирование и распалубку.

Известен также способ изготовления предварительно напряженных железобетонных изделий, включающий установку напрягаемой и ненапрягаемой арматуры из стержневой стали, бетонирование и распалубку [3]
Из известных способов наиболее близким по технической сущности является способ изготовления предварительно напряженных изделий, включающий предварительно напряженную и ненапряженную арматуру [3]
В этом способе ненапрягаемая арматура устанавливается после натяжения предварительно напряженных стержней и не имеет напряжения, что требует больших трудозатрат. Кроме того, отсутствие напряжения в ненапряженной арматуре приводит к тому, что после твердения в бетоне, вследствие его усадки и ползучести появляются дополнительные напряжения, приводящие к снижению трещиностойкости конструкций.

Задачей изобретения является снижение трудозатрат, повышение трещиностойкости и долговечности конструкций опор контактной сети.

Данная задача решается тем, что в предлагаемом способе ненапрягаемые дополнительные стержни выполнены с концевыми анкерами, а их длина превышает длину напрягаемых стержней в ненапряженном состоянии на величину (0,88-0,95) полного удлинения напряженных стержней.

Предлагаемый способ изготовления железобетонных опор контактной сети, обладая указанными ограничительными признаками, позволяет уменьшить трудозатраты при изготовлении за счет установки и фиксации ненапрягаемых стержней в специальных гнездах, а за счет небольшого натяжения на величину 0,05 0,12 от полного удлинения напряженной арматуры избежать появления в бетоне дополнительных напряжений от усадки и ползучести и тем самым повысить трещиностойкость и долговечность конструкций.

В известных способах изготовления предварительно-напряженных железобетонных изделий установка и фиксация ненапряженной арматуры требует больших трудозатрат, а отсутствие небольшого натяжения этой арматуры приводит к появлению в бетоне дополнительных напряжений от усадки и ползучести бетона и снижению трещиностойкости конструкций.

Новизна предлагаемого способа изготовления железобетонных опор контактной сети состоит в снижении трудозатрат при его изготовлении, повышения трещиностойкости и долговечности конструкций.

Предлагаемый способ, обладая указанными ограничительными признаками позволяет снизить трудозатраты на изготовление каркаса, а также повысить трещиностойкость конструкций.

В известном способе аналоге [3] для установки, фиксации ненапряженной арматуры требуются большие трудозатраты, а отсутствие напряжений дополнительной ненапряженной арматуры приводит к снижению, трещиностойкости изделий и долговечности.

Новизна предлагаемого способа, характеризуемая его отличительными признаками, состоит в снижении трудозатрат при изготовлении арматурного каркаса и повышении трещиностойкости конструкций.

Указанными свойствами не обладают ни один способ изготовления железобетонных изделий, следовательно, предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями.

На фиг. 1 представлена экспериментальная кривая зависимости соотношения удлинений ненапряженной арматуры и напряженной арматуры и срока службы железобетонных опор. Последний является интегральным показателем, в наибольшей степени характеризующий качество опор. Наибольшие значения сроков службы опор достигаются, когда соотношение удлинения ненапряженной и напряженной арматуры находятся в пределах 0,05 0,12. Данные соотношения получены для опор, у которых предварительно напряженная арматура выполнена из высокопрочной проволоки, а ненапряженная из стержневой арматуры класса A-III. Учитывая приведенные данные для обеспечения наибольшей долговечности опор в предлагаемом способе, изготовления опор контактной сети принято соотношение между удлинением ненапряженной арматуры и удлинением напряженной арматуры, равным 0,05 0,12, или превышения длины ненапряженных стержней против напряженных составляет (0,88 0,95) от требуемого удлинения напряженной арматуры.

На фиг. 2 изображен общий вид расположения арматурных стержней; на фиг. 3 арматурный каркас после осуществления натяжения арматуры; на фиг. 4 - сечение арматурного каркаса по А-А.

На фигурах показано: 1 стержень напрягаемой арматуры; 2 стержень дополнительной арматуры; 3 концевой анкер; 4 левый упорный узел механизма натяжения; 5 правый упорный узел механизма натяжения; 6 монтажное кольцо; 7 спираль.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. На Толмачевском заводе ЖБК изготавливают опоры контактной сети со смешанным армированием мощностью 80 кНм. Напряженная арматура струнопакет из высокопрочной проволоки диаметром 5 мм. Контрольное напряжение арматуры 810 МПа. Напряженные стержни из арматуры класса A-III диаметром 12 мм. Длина опоры 13600 мм.

В соответствии с проектом и с учетом анкеров заготавливается струнопакет из 48 проволок длиной 13800 мм. При заданном контрольном напряжении требуемое удлинение струнопакета составит:

Приняв (фиг. 1) отношение удлинения ненапряженных стержней к удлинению напряженных проволок, равным 0,1, получим необходимую длину ненапряженных стержней, равной (Δl_нн55•0,1=5,5 ≈ 6 мм);
l 13655 6,0 13649 мм.

Или с учетом длины концевых анкеров длина ненапряженных стержней составит:
l 13649 + 240 13729 мм.

После заготовки арматуры струнопакет 1 устанавливают на упорные узлы 3 и 4 механизмов натяжения и затем натягивается на 50% требуемого усилия, т.е. до напряжения в проволоках, равным 400 МПа. Затем устанавливают ненапряженные стержни 2, монтажные кольца 5 и навивают спираль 6. После этого напрягаемую арматуру дотягивают до контролируемого напряжения 810 МПа и одновременно ненапрягаемая арматура получает небольшое натяжение. После этого под каркас проводится полуформа, укладывается бетон, стыкуется вторая полуформа и предварительное напряжение передается на форму. После центрифугирования, пропарки и распалубки опора готова к испытаниям.

Проведенные испытания на трещиностойкость показали увеличение момента трещинообразования на 10% против момента трещинообразования у опор, у которых ненапряженная арматура не имела начального небольшого напряжения.

Пример 2. На том же заводе изготавливают опоры контактной сети со смешанным армированием мощностью 60 кНм. Напряженная арматура та же, из высокопрочной проволоки диаметром 5 мм. Контролируемое напряжение 820 МПа, ненапряженные стержни из арматуры класса A-III диаметром 12 мм. Длина опоры 10800 мм.

В соответствии с проектом и с учетом анкеров длина струнопакета составит 11000 мм. Тогда удлинение струнопакета в пределах габарита опоры составит

Приняв соотношение удлиненной ненапряженной и напряженной арматуры равным 0,1 получим необходимую длину ненапряженных стержней (Δl_нн 44•0,1 4,4 ≈ 5 мм);
l 10800 + 44 5 10839 мм.

Или с учетом длины концевых анкеров
l 10839 + 2•40 10919 мм.

Далее струнопакет устанавливают на упорные узлы 3, 4 механизмов натяжения, натягивают пакет на 50% требуемого натяжения. После этого устанавливают ненапряженные стержни 2, монтируют монтажные кольца 5 и навивают спираль 6. После этого напрягаемую арматуру дотягивают до требуемого контролируемого напряжения, одновременно ненапрягаемая арматура получает небольшое натяжение. Далее выполняют операции по установке опалубки, бетонированию, центрифугированию, распалубке.

Испытания на трещиностойкость изготовленной опоры показали увеличение ее трещиностойкости на 8% против опор с ненапрягаемой стержневой арматурой.

Источники информации:
1 Кудрявцев А.А. Несущая стойкость опорных конструкций контактной сети. М. Транспорт, 1988, с. 15.

2. Типовые конструкции, изделия и узлы зданий и сооружений. Серия 3.501.1-138 Опоры консольные железобетонные контактной сети электрифицированных железных дорог. Выпуск 1/87. Изделия заводского изготовления. Рабочие чертежи. Гипропромтрансстрой.

3. Авт. св. СССР N 1323685. Способ изготовления предварительно-напряженных железобетонных изделий.

Использование: в области производства железобетонных конструкций, преимущественно при производстве железобетонных опор контактной сети. Сущность изобретения: способ изготовления железобетонной опоры контактной сети включает укладку в гнезда упорных узлов стержней основной продольной арматуры, их предварительное натяжение до половины требуемой величины напряжения, установку дополнительной продольной, монтажной и спиральной арматуры, окончательное натяжение основной продольной арматуры до заданной величины напряжения, бетонирование и распалубку, при этом окончательное натяжение основной продольной арматуры производят совместно с дополнительной, длина стержней которой превышает длину стержней основной продольной арматуры в ненапряженном состоянии на величину (0,88-0,95) от их полного удлинения. 4 ил.

Способ изготовления железобетонной опоры контактной сети, включающий укладку в гнезда упорных узлов стержней основной продольной арматуры, их предварительное натяжение до половины требуемой величины напряжения, установку дополнительной продольной, монтажной и спиральной арматур, окончательное натяжение основной продольной арматуры до заданной величины напряжения, бетонирование и распалубку, отличающийся тем, что окончательное натяжение основной продольной арматуры производят совместно с дополнительной, длина стержней которой превышает длину стержней основной продольной арматуры в ненапряженном состоянии на величину 0,88 0,95 от их полного удлинения.