СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ОБОЛОЧЕК НА ПНЕВМООПАЛУБКЕ Российский патент 1998 года по МПК E04G11/04 

Изобретение относится к строительству зданий различного назначения и, в частности, может быть использовано при возведении сводчатых и купольных бескаркасных и каркасных корпусов из металлических или пластмассовых листовых элементов, из монолитного и сборно-монолитного армоцемента или железобетона, а также при строительстве, например, корпусов речных и морских маломерных судов из указанных материалов, в том числе нанесенных на пневмоопалубку методом набрызга.

Известен способ возведения железобетонного свода на пневмоопалубке, включающей изготовление фундаментов, монтаж пневмоопалубки на основании, укладку на ней облицовки, утеплителя, гидроизоляции и арматуры свода, раскладку железобетонных стен по контуру сооружения, соединение арматуры стен с арматурой свода, бетонирование и надувание опалубки. Раскладку стен по контуру сооружения осуществляют до монтажа пневмоопалубки, причем стены размещают на фундаментах внутренней поверхностью кверху и шарнирно закрепляют их нижние грани к фундаментам [1].

Наиболее близким к предлагаемому является способ возведения железобетонного свода на пневмоопалубке, включающий изготовление фундаментов, монтаж пневмоопалубки на основании, раскладку стен по контуру сооружения и шарнирное закрепление их нижних граней к фундаментам, отличающийся от приведенного выше способа тем, что раскладку стен и шарнирное соединение их с фундаментами осуществляют по внутреннему контуру фундаментов после монтажа пневмоопалубки, причем стены укладывают наружной поверхностью кверху, а вдоль продольной оси свода на всю его длину устанавливают на пневмоопалубку раздвижной вкладыш, соединяют его с арматурной свода, а после надувания опалубки удлинившийся в процессе подъема вкладыш фиксируют в раздвинутом состоянии, соответствующим проектному положению опалубки [2].

Изобретение отличается от известного тем, что в способе, включающем изготовление фундаментов, монтаж пневмоопалубки на основании, раскладку стен по контуру сооружения и шарнирное соединение их нижними гранями с фундаментами, надувание опалубки, подъем стен вместе с кровлей и их фиксацию в проектном положении, в качестве стен и кровли используют две гибкие конструкции, уложенные на пневмоопалубку до ее подъема от противоположных фундаментов навстречу друг другу, подобно двум гибким плетям, внахлест с возможностью проскальзывания между собой и по пневмоопалубке. Указанные выше отличия способа, сохраняя достоинства аналога и прототипа, представляют возможность поднимать пневмоопалубкой конструкции, предварительно разложенные на основании в пределах фундаментов, непосредственно с основания и возводить оболочки, у которых длина образующей значительно превышает расстояние между противоположными фундаментами (пролет), при этом без применения раздвижного вкладыша, а также получать конфигурацию поперечного сечения оболочки, отличающуюся от циркульной кривой.

На фиг. 1 - 5 иллюстрируется 1-й вариант способа возведения оболочек из гибких листовых элементов в различных разновидностях, в т.ч. на фиг.1 представлен разрез свода-оболочки в проектном положении с фиксацией оболочки в зените огибами в виде фальца в сочетании с болтами и бандажами и ребрами жесткости, поперечный разрез; на фиг.2 - раскладка пневмоопалубки и листовых конструкций на основании перед подъемом при использовании фиксации гибкими тросами и болтами; на фиг.3 - план раскладки на основании и пневмоопалубке гибких листовых заготовок для возведения купола; на фиг.4 - подготовленный к подъему купол, вид в разрезе на фиг.3; на фиг.5 - купол из тонколистовых треугольных заготовок в проектном положении, поднятый в проектное положение с применением центральной направляющей стойки, поперечный разрез.

На фиг.6 - 8 иллюстрируется II-й вариант способа возведения оболочек из многозвенных, выполненных из шарнирно-сочлененных жестких блоков или панелей, в т. ч. на фиг.6 представлена раскладка многозвенных конструкций на пневмоопалубке внахлест одна на другую, поперечный разрез; на фиг.7 - пример конструктивного решения зенитного сцепного (фиксирующего) устройства, узел в фазе приближения конструкций к моменту зацепления, поперечный разрез; на фиг. 8 - свод из многозвенных конструкций в проектном положении, зафиксированный посредством тросов, удерживаемых скользящими массивными грузами, здесь же - свод в фазе подъема пневмоопалубкой с арматурой, зарезервированной в стыке для образования проема в оболочке, поперечный разрез;
На фиг. 9 - 11 иллюстрируются приемы фиксации оболочек из гибких листовых и многозвенных конструкций с применением жестких формообразующих арок, в т. ч. на фиг.9 представлено предварительно возведенных торцовых стен, поперечный разрез; на фиг.10 - свод, продольный разрез; на фиг.11 - свод, поперечный разрез.

Способ осуществляют следующим образом.

По контуру сооружения изготовляют фундаменты 1, затем укладывают на основание 2 в пределах внутреннего контура фундаментов 1 мягкую пневмоопалубку 3 в ненадутом состоянии (либо прикрепленную к основанию, либо в виде замкнутой оболочки) с образованием в верхнем слое необходимых складок. На основании 2 поверх опалубки 3 по контуру сооружения с внутренней стороны противоположно расположенных фундаментов укладывают плашмя навстречу друг другу внахлест с возможностью проскальзывания между собой и по пневмоопалубке секции стен, в виде двух сплошных гибких листовых конструкций 4 (фиг.1, 2, 9 - 11) и 9 (фиг. 3 - 5) или двух гибких многозвенных из шарнирно-сочлененных жестких блоков-конструкций 18 и 23 (фиг.6 - 8) - все связаны с фундаментами 1 шарнирно. Суммарная длина уложенных внахлест двух половин конструкций (частей 4, 18 и 23) во всех случаях равна длине образующей возводимой оболочки.

По первому варианту в качестве гибких конструкций используют сплошные листы 4 (фиг. 1 и 2), например, металлические или пластмассовые. Фиксацию оболочек в проектном положении, возводимых из гибких листов 4, (фиг.1, 2, 9 - 11), осуществляют либо сцепным устройством 5, расположенным на встречных стыковых кромках, например, в виде отгибов, смыкающихся подобно лежачему фальцу, в сочетании с болтами 6, либо тросовыми или полосовыми бандажами, или обручами 7 фиксированной (проектной) длины и последующим защемлением нижней части стен в фундаменте 1, например, посредством присоединения дополнительных ребер жесткости 8 (фиг.1) к оболочке 4 и фундаменту 1.

По 1-у варианту способа возможно возведение корпусов из листовых конструкций не только сводчатого типа, но и куполов. При возведении куполов по одному варианту (фиг. 9 и 10) на фундаменте 1 и основании 2 укладывают со складками пневмоопалубку 3 соответствующей формы, а сверху нее укладывают внахлест изготовленные заранее гибкие листовые заготовки, выполненные в форме симметричных криволинейных треугольников 9, образующих в проектном положении криволинейный купол. Треугольные листовые заготовки 9 шарнирно прикрепляют основаниями треугольников к фундаментам, а их противолежащие основанию углы подвижно скрепляют друг с другом посредством круглого ползуна типа шкива (с цилиндрической шейкой и с плоскими круглыми щеками по торцам) 10, размещенного в продольных пазах 11, предусмотренных вдоль оси симметрии треугольных заготовок 9 с шириной, равной диаметру шейки ползуна 10. При надувании пневмоопалубки 3 ее концентрические складки расправляются, она приобретает проектную форму и поднимает гибкие листовые треугольные заготовки 9, которые благодаря шарнирным соединением и посредством ползуна 10 в вершине равномерно распределяются по пневмоопалубке, приобретая ее форму. Прикрепленные заранее либо к концам треугольников 9, либо к нижней щеке ползуна 10 гибкие листовые нащелники 12 (фиг.4) в процессе подъема пневмоопалубки следуют за треугольниками или за ползуном 10 вверх и прикрывают продольные пазы 11 треугольников 9 со стороны пневмоопалубки 3.

Фиксирование купола в проектном положении осуществляют посредством болтовых соединений, выполняемых либо непосредственно на кромках листовых треугольных заготовок 9, либо на специальных бандажах или обручах, монтируемых на оболочку в ее проектном положении.

Для выполнения болтовых соединений треугольных заготовок 9 при надувной пневмоопалубке 3 в треугольных листовых заготовках 9 помимо отверстий под болты предусматривают в определенных местах лючки для пропуска руки монтажника с болтом, лючки на время надувания опалубки прикрывают щитками. Через лючки, отжимая в данном месте пневмоопалубку, монтируют только минимально необходимое количество болтов 1-й очереди, а остальные болты устанавливают после демонтажа пневмоопалубки. В другом случае временную фиксацию конструкций купола осуществляют с помощью наружных инвентарных обручей и бандажей, а постоянную после демонтажа пневмоопалубки - болтовыми или сварными соединениями, выполняемыми непосредственном по кромкам треугольных заготовок.

Пневмоопалубку после выпуска из нее воздуха удаляют из корпуса купола через оконный или дверной проем или через лаз, оставляемый в основании.

По другому способу 1-го варианта куполообразную оболочку из гибких листов возводят с применением направляющей стойки 13 (фиг.5), на которую при укладке на основание 2 надевают пневмоопалубку 3 ее скользящей втулкой-муфтой 14 с уплотняющим рукавом 15, а затем поверх пневмоопалубки 3 при укладке гибких треугольных листов 9 монтируют на стойке 13 скользящий кольцеобразный ползун 16 типа шкива, выполненный с осевым отверстием по форме и размеру сечения стойки 13 и скрепляющий подвижно вершины гибких треугольных листов 9 в их продольных пазах 11 посредством своих цилиндрической шейки и торцевых щек.

Порядок операций и приемы по подъему купола, его фиксации в проектном положении и демонтажу пневмоопалубки аналогичны предыдущему варианту.

Центральную направляющую стойку 13 можно демонтировать, поднимая ее вверх или опуская вниз, предусмотрев в необходимых местах стойки стыки, например, телескопические. По другому варианту стойка 13 может быть оставлена в сооружении и использоваться в качестве внутреннего конструктивного элемента или канала, например, вентиляционного.

При необходимости возведения сводчатых и купольных оболочек из гибких листов (по 1-у варианту) с оконными или дверными проемами в гибких листах 4 и 9 (фиг.1, 2 и 3 - 5) предусматривают нужных размеров и форм отверстия, которые до укладки листов 4 и 9 на опалубку 3 закрывают гибкими щитами 17, прикрепленными к листам 4 и 9 кромкой, обращенной книзу, т.е. к фундаменту.

По второму варианту при возведении, главным образом, сводчатых оболочек в качестве гибких стеновых конструкций используют многозвенные, выполненные из шарнирно-сочлененных жестких блоков, например железобетонных, связанных между собой и фундаментом гибкой арматурой (фиг.6 - 8 и 9 - 12). При возведении, например, железобетонных сводов поверх расстеленной на основании 2 со складками пневмоопалубки 3 вначале бетонируют, например левую, нижнюю гибкую цепную конструкцию. Для этого в инвентарных переставных формах бетонируют железобетонные блоки или панели 18 (фиг.6 - 8), связанные между собой и с фундаментом сплошной гибкой арматурой 19 и отделенные друг от друга зазорами 20. Противоположную от фундамента 1 торцевую грань крайней (зенитной) панели заглушают закладным элементом 21, включающим сцепные устройства известных конструкций 22. После набора бетоном необходимой прочности и демонтажа инвентарной опалубки на левой цепной конструкции бетонируют таким же образом панели 23 правой плети с укладкой их внахлест на панели 18 левой части и устройством на крайней (зенитной) панели торцевого закладного элемента 21 с ответными деталями сцепного (фиксирующего) устройства 22 (фиг.7).

Фиксацию многозвенных шарнирно-сочлененных стеновых конструкций в проектном положении осуществляют заполнением зазоров 20 между жесткими панелями или блоками 18 и 23 клеящими или отвердевающими составами пластичной консистенции: либо с замедлителями твердения, если они вводятся в зазоры 20 до подъема пневмоопалубки 3, либо - быстротвердеющими, если их вводят после подъема оболочки в проектное положение, т.е. в условиях поддержания давления в пневмоопалубке 3.

В зенитный зазор между торцевыми закладными элементами 21 предложенной в качестве примера конструкции (фиг.6 - 8) клеящие или отвердевающие составы вводят, как правило, после подъема оболочки в проектное положение, осуществления механического соединения их деталями сцепного устройства 22 и выполнения фиксации соединения шкворнями, болтами или сваркой.

После набора клеящими или отвердевающими составами, например бетоном, в зазорах 20 требуемой проектом прочности пневмоопалубку 3 демонтируют.

В необходимых случаях между пневмоопалубкой 3 и жесткими, например железобетонными, блоками или панелями 18 и 23 до укладки или изготовления последних помещают гибкие листы-прокладки 24 (фиг.6 - 8), уложенные внахлест (сплошные или в виде поперечных лент), уменьшающие трение уложенных внахлест блоков или панелей друг по другу и по опалубке, а также упрощающие бетонирование панелей или блоков на расстеленной пневмоопалубке 3, так как используются в качестве днища опалубки блоков.

Для устройства проемов в оболочках, возводимых из многозвенных шарнирно-сочлененных жестких блоков, в местах проемов в зазорах 20 между стеновыми блоками 18 и 23 обеспечивают необходимый запас арматуры 25 (фиг.8), позволяющий стыку расшириться до требуемого размера проема, а пневмоопалубку в этих местах защищают гибкими листами, прикрепленными к блоку, примыкающему к проему снизу, с возможностью проскальзывания.

Запас арматуры (резерв удлинения) создают путем устройства, например, отогнутых петель 25 (фиг.8), уложенных поперек стыковых зазоров 20 или удлиненных концов арматуры с конечными фиксаторами, пропущенных сквозь панели с возможностью проскальзывания (в каналах).

Фиксация оболочек в проектном положении, возводимых как из гибких листов, так и из многозвенных шарнирно-сочлененных конструкций, помимо указанных выше способов может быть осуществлена также к жестким аркам 26 (фиг.9), например, сооружаемым предварительно, снаружи оболочки. Такие арки 26 (фиг. 9) могут устраиваться как стационарные (постоянные), так и временные, предназначенные только для первоначальной фиксации с помощью инвентарных жестких арок, демонтируемых после устройства стационарных ребер жесткости внутри оболочки 27. Наружные жесткие арки 26 могут быть предусмотрены разнообразными, отличными от конфигурации циркульной оболочки, поэтому они являются формообразующими, т. е. определяющими конфигурацию оболочки. Листы 4 или блоки 18 и 23 крепят, например, болтами, через отверстия, предусмотренные в местах их сопряжения с жесткими арками.

В другом случае, как правило, при ограниченной длине сводов оболочек фиксацию оболочек в проектном положении, возводимых из гибких или многозвенных конструкций, можно производить непосредственно к предварительно возведенным торцевым стенам 28, плоским или сферическим, путем крепления гибких листов 4 или жестких панелей 18 и 23, например, болтами к консолям или козырькам 29 (фиг. 10), выпущенным из торцевых стен 28 в сторону поднимаемой оболочки.

В необходимых случаях, главным образом, для целей временного фиксирования свода в проектном положении до момента закрепления болтами применяют, например, тросовые бандажи 7 фиксированной (проектной) длины. Для удерживания конструкций свода в процессе надувания пневмоопалубки - до достижения проектного положения - тросовые бандажи 7 удлиняют от начальной длины, равной ширине пролета до конечной (проектной) посредством лебедок, полиспастов, кнехтов, пружин и др. приспособлений. В простейшем виде могут быть использованы массивные грузы 30, подтягиваемые тросовыми бандажами 7 по мере подъема пневмоопалубки к месту закрепления их на фундаменте 1 (фиг.2, 6, 8, 10, 11).

Как видно из изложенного, изобретение обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества:
позволяет возводить криволинейные оболочки, у которых длина образующей значительно превышает расстояние между противоположными фундаментами (пролет);
не требуется применение раздвижного вкладыша;
позволяет возводить оболочки с поперечными сечениями разнообразных конфигураций;
позволяет возводить криволинейные оболочки из сборных жестких элементов;
позволяет возводить купольные оболочки, в том числе на высоте с использованием в качестве опоры центральной стойки, опертой внизу на фундамент;
упрощает производство работ;
повышает безопасность проведения работ за счет их выполнения преимущественно на основании, внизу.

Использование: возведение сводчатых и купольных бескаркасных и каркасных корпусов из металлических или пластмассовых листовых элементов и из монолитного или сборно-монолитного армоцемента и железобетона, в том числе - корпусов судов. Сущность изобретения: изготавливают фундаменты 1 и основание 2, монтируют мягкую надувную опалубку 3 на основании 2, а поверх опалубки 3 по контуру сооружения с внутренней стороны противоположно расположенных фундаментов 1 укладывают плашмя навстречу друг другу внахлест с возможностью проскальзывания между собой и по пневмоопалубке две сплошные гибкие листовые конструкции 4 или две гибкие многозвенные из шарнирно-сочлененных жестких блоков конструкции, связанные с фундаментами 1 шарнирно, при этом фиксацию оболочек в проектном положении после надувания пневмоопалубки 3 осуществляют в различных вариантах, например, сцепными устройствами 5 и 6, расположенными на встречных стыковых кромках гибких конструкций, или тросовыми, или полосовыми бандажами, или обручами 7 фиксированной длины, защемлением нижней части стен дополнительными ребрами жесткости 8, жесткими наружными или внутренними арками, заполнением зазоров между жесткими блоками клеящими или отвердевающими составами. 11 з.п. ф-лы. 11 ил.

1. Способ возведения оболочек на пневмоопалубке, включающий изготовление фундаментов, монтаж пневмоопалубки на основании, раскладку стен по контуру сооружения и шарнирное соединение их нижними гранями с фундаментами, надувание опалубки, подъем стен и из фиксацию в проектном положении, отличающийся тем, что стены выполняют гибкими из секций, каждую из которых изготавливают в виде листа или многозвенных шарнирно сочлененных жестких элементов, которые укладывают на пневмоопалубку, начиная от фундаментов, расположенных на противоположных сторонах оболочки, закрепляют одни концы секций на фундаменте, а другие укладывают навстречу друг другу внахлест с возможностью проскальзывания не закрепленных на фундаменте концов секций между собой и по пневмоопалубке в процессе подъема пневмоопалубки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стены выполняют из металлических или пластмассовых листов. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что фиксацию листов в проектном положении осуществляют либо сцепными устройствами, например, в виде отгибов фланцевого типа, образованных на встречных стыковых кромках, либо тросовыми или полосовыми бандажами фиксированной длины с последующим замещением нижней части стен в фундаменте посредством присоединения дополнительных жестких элементов углового сечения с ребрами к оболочке и фундаменту. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что листы выполняют в форме симметричных криволинейных треугольников, образующих в проектном положении криволинейный купол, шарнирно прикрепляют листы основаниями треугольников к фундаментам, а их противолежащие основанию углы подвижно скрепляют друг с другом посредством ползуна в виде шкива с цилиндрической шейкой и круглыми щеками по торцам, размещенного в продольных пазах, образованных вдоль оси симметрии треугольников с шириной, равной диаметру шейки ползуна, при этом либо к концам треугольников, либо к нижней щеке ползуна прикрепляют гибкие листовые накидки в виде нащельников, прикрывающих продольные пазы треугольников со стороны пневмоопалубки. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в центре основания оболочки устанавливают направляющую стойку, на которую перед подъемом оболочки в проектное положение устанавливают скользящую уплотнительную втулку и скользящий кольцеобразный ползун в виде шкива. 6. Способ по п.2, отличающийся тем, что проемы для окон и дверей, образованные в листах со стороны пневмоопалубки, предварительно закрывают гибкими щитами, прикрепленными к листам своей нижней кромкой. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что жесткие элементы многозвенных секций выполняют из железобетона и соединяют их между собой и с фундаментами гибкой арматурой. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что фиксацию многозвенных жестких элементов в проектном положении осуществляют заполнением промежутков между железобетонными элементами клеящими или отверждающими составами пластической консистенции, причем составы с замедлителями твердения используют при фиксации до подъема пневмоопалубки, а быстротвердеющие - при фиксации после подъема пневмоопалубки. 9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что заполнение промежутков между жесткими элементами многозвенников осуществляют бетонной смесью с замедлителями схватывания или бетонной смесью на быстротвердеющем цементе. 10. Способ по пп.7 - 9, отличающийся тем, что между пневмоопалубкой и жесткими элементами многозвенников до укладки этих элементов размещают гибкие листовые прокладки сплошные или в виде лент для уменьшения трения уложенных внахлест стен друг по другу и по пневмоопалубке. 11. Способ по п.7, отличающийся тем, что в местах проемов между жесткими элементами многозвенников устанавливают арматуру с возможностью расширения стыка до требуемого размера проема, а пневмоопалубку в этих местах защищают гибкими листами, прикрепленными к жесткому элементу, примыкающему к проему снизу с возможностью проскальзывания. 12. Способ по пп.2 и 7, отличающийся тем, что фиксацию листов или жестких элементов многозвенников в проектном положении производят к жестким предварительно смонтированным формообразующим аркам, например наружным, к которым листы и элементы многозвенников прикрепляют крепежными средствами, например болтами, через отверстия, предусмотренные в местах их сопряжения с арками.