АРМАТУРНЫЙ ПУЧОК ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ КАНАТОВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ С АРМАТУРНЫМИ ПУЧКАМИ Российский патент 2002 года по МПК E04C5/08 E04C5/10 E04C5/12 E04G21/12 

Изобретения относятся к области строительства, а именно - к конструкции арматурных пучков из высокопрочных канатов, используемых преимущественно в железобетонных конструкциях пролетных строений мостов, а также к технологии изготовления указанных железобетонных конструкций, имеющих арматурные пучки из высокопрочных канатов.

Известен арматурный пучок из высокопрочных канатов со смонтированными по его концам анкерами, помещенный в каналообразователь с гофрированной поверхностью, и расположенной вокруг концевого участка пучка спиралью местного армирования, а также известен способ изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций с арматурными пучками, включающий размещение в каналообразователе с гофрированной поверхностью пучков из высокопрочных канатов, установку анкеров и спирали местного армирования, укладку бетонной смеси и натяжение пучков домкратами (см. В. В. Михайлов, А. А. Фоломеев. Предварительно напряженные железобетонные конструкции с проволочной и прядевой арматурой, технология изготовления. - М. : Стройиздат, 1971, с. 246-250).

Известные конструкции и технология их изготовления не обеспечивают возможности получения требуемого качества изготовления протяженных железобетонных конструкций, например, таких как пролетные строения, к которым предъявляются требования высокой надежности и долговечности при работе в условиях знакопеременных температур, изменяющихся статических и динамических нагрузок.

Задачей настоящих изобретений является повышение качества сооружаемой конструкции при снижении трудоемкости ее изготовления и повышение надежности и долговечности.

Достигается это тем, что в арматурном пучке из высокопрочных канатов, со смонтированными по его концам анкерами, помещенными в каналообразователь с гофрированной поверхностью, и расположенной вокруг концевого участка пучка спиралью местного армирования, - внутренний диаметр канала каналообразователя превышает, по крайней мере, в 1,3 раза диаметр окружности, описанной вокруг канатов пучка, по крайней мере на одном из концевых участков которого расположен охватывающий его по периметру анкерный стакан, контактирующий одним из торцов с анкером, а другим - соединенный с выполненным из полимерного материала переходником с сечением, сужающимся не менее, чем в 1,2 раза в направлении от контактирующего с ним анкерного стакана, вокруг которого размещена спираль местного армирования, предпочтительно цилиндрической формы, диаметр которой не меньше 1,1-1,2 длины анкерного стакана. При этом на участке между переходниками арматурный пучок может быть снабжен, по крайней мере, парой отводов, предпочтительно в виде гофрированного шланга, диаметром, равным 0,3-0,4 внутреннего диаметра каналообразователя, каждый из которых соединен посредством накладки с полостью каналообразователя и имеет на свободном конце затвор, предпочтительно шиберный. Арматурный пучок из высокопрочных канатов может быть выполнен криволинейным - путем оттягивания каналов на величину, пропорциональную проектным нагрузкам, а отводы расположены в зоне верхних точек перегиба каналообразователя, а со стороны, противоположной расположению натяжного домкрата, высокопрочные канаты разведены от продольной оси пучка под углом 8-12^o с образованием петель на концевых участках на длине, превышающей 10 диаметров каната, или обжимных анкеров на каждой из них. Арматурный пучок может быть снабжен дополнительным отводом, соединенным (с торца) с полостью каналообразователя со стороны разведенных канатов пучка. При выполнении арматурного пучка составным по длине он в месте соединения его частей может быть снабжен защитным кожухом, охватывающим анкера, расположенные на соединяемых друг с другом его частях, и имеющим отвод с затвором, сообщенным с полостями каналообразователей и с полостью, ограниченной кожухом.

В части способа изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций с арматурными пучками это достигается тем, что он включает размещение в каналообразователе с гофрированной поверхностью и укладку пучков арматуры из высокопрочных канатов, установку анкеров и спирали местного армирования, укладку бетонной смеси и натяжение арматурных пучков домкратами, причем перед укладкой бетонной смеси арматурный пучок размещают в каналообразователе с гофрированной поверхностью, внутренний диаметр каната которого превышает, по крайней мере, в 1,3 раза диаметр окружности, описанной вокруг прядей пучка, по крайней мере, на одном из концевых участков которого располагают охватывающий его по периметру анкерный стакан, контактирующий одним из торцов с анкером, а другим - соединенный с выполненным из полимерного материала переходником, имеющим сечение, сужающееся не менее чем в 1,2 раза в направлении от контактирующего с ним анкерного стакана, вокруг которого размещают спираль местного армирования, предпочтительно цилиндрической формы, диаметр которой не меньше 1,1-1,2 длины анкерного стакана, причем натяжение арматурных пучков домкратами производят не менее, чем в два этапа, на первом из которых прикладывают усилие, составляющее от 0,2 до 0,3 включительно от проектного, а по достижении усилия, не менее проектного, производят выдержку не менее 5 минут. При этом гофрированный каналообразователь не позднее чем через 15 суток после натяжения арматурных пучков заполняют твердеющей массой, предпочтительно - цементным раствором, путем нагнетания через отводы в виде гофрированного шланга, имеющего на свободном конце затвор. А перед нагнетанием твердеющей массы каналообразователь предпочтительно промывают и заполняют водой, а нагнетание осуществляют с наиболее низко расположенного конца при закрытых затворах, кроме ближайшего к месту нагнетания, контролируя равномерность процесса заполнения полости каналообразователя по равномерности вытекания воды из отвода с открытым затвором.

Изобретения поясняются чертежами, где:
на фиг. 1 представлен схематично арматурный пучок из высокопрочных канатов с прямолинейным и криволинейным (ломаным) очертанием;
на фиг. 2 изображен узел "А" на фиг. 1, 5, 7, 9 и 11;
на фиг. 3 изображен узел "Б" на фиг. 1, 5, 7, 9 и 11;
на фиг. 4 изображен узел "В" на фиг. 1, 5, 7, 9 и 11;
на фиг. 5 схематично представлено выполнение арматурного пучка в расчетной схеме изделия - пролетного строения с опиранием изделия на промежуточные опоры и вариантом выполнения концевого анкера;
на фиг. 6 изображен узел "Г" на фиг. 5;
на фиг. 7 схематично изображена схема выполнения изделия с составным по длине арматурным пучком;
на фиг. 8 изображен узел "Д" на фиг. 7, защитный кожух в разрезе;
на фиг. 9 изображена схема изделия с арматурным пучком, имеющим разветвление на конце, образующее анкер;
на фиг. 10 изображен узел "Е" на фиг. 9;
на фиг. 11 изображена схема изделия с защитным кожухом в месте соединения частей арматурного пучка;
на фиг. 12 изображен защитный кожух (вариант) в разрезе - узел "Ж" на фиг. 11.

Арматурный пучок 1 из высокопрочных канатов помещен в каналообразователь 2 с гофрированной поверхностью, диаметр канала которого превышает, по крайней мере, в 1,3 раза диаметр окружности, описанной вокруг канатов пучка, что обуславливает условие равномерности заполнения каналообразователя. По крайней мере, на одном из концевых участков пучка 1 расположен охватывающий его по периметру анкерный стакан 3, контактирующий одним из торцов с анкером 4. Для натяжения пучка 1 служит домкрат 5. Вокруг анкерного стакана 3 размещена спираль 6 местного армирования, предпочтительно цилиндрической формы, диаметр которой не меньше 1,1-1,2 длины анкерного стакана, для обеспечения восприятия местных напряжений. Переходник 7 для объединения каналообразователя 2 и анкерного стакана 3 выполнен из полимерного материала с сечением, сужающимся в направлении от контактирующего с ним анкерного стакана 3. В изделии, как правило, в надопорных сечениях в каналообразователе проделывается отверстие и на него устанавливается накладка с отводом 8 в виде гофрированного шланга, на свободном конце которого установлен затвор 9 в виде шибера. В каналообразователь после размещения в нем пучка арматуры нагнетается (инъекцируется) твердеющий раствор 10 (на основе цемента) для обеспечения совместной работы пучка с конструкцией. Анкера в зависимости от принятой технологической схемы выполняются пассивными 11 - расположен со стороны, противоположной домкрату 5, в частности - в виде разведенных на оптимальный угол и распущенных в "фонарики" 12 канатов или надетых на концы канатов обжимных анкеров 13. (Анкер, расположенный со стороны домкрата, является активным. ) При значительной протяженности конструкции и наличии большого числа изгибов арматуры следует располагать домкраты с двух сторон. Отрезки пучков или пучки при изготовлении длинномерных конструкций стыкуются между собой в теле конструкции при помощи муфт 14 или 15, различаемых по выполнению стыковочного узла. Перед укладкой бетона в конструкцию эти муфты помещают в защитные кожухи 16 или 17 и на них устанавливают отводы 8 с затворами 9 для заполнения полости твердеющим материалом - водоцементной смесью, которое производится после натяжения пучков. Натяжение арматурных пучков домкратами производят не менее, чем в два этапа, на первом из которых прикладывают усилие, равное 0,2-0,3 от проектного, а по достижении усилия не менее проектного производят выдержку не менее 5 минут. Гофрированный каналообразователь не позднее чем через 15 суток после натяжения арматурных пучков заполняют твердеющей массой, предпочтительно водоцементным раствором.

Перед нагнетанием смеси в каналообразователь его промывают и заполняют водой. Нагнетание осуществляют с наиболее низко расположенного его конца при закрытых затворах, кроме ближайшего к месту нагнетания, контролируя равномерность процесса заполнения полости каналообразователя по равномерности вытекания воды из отвода с открытым затвором.

Изобретения относятся к области строительства, а именно к конструкции арматурных пучков из высокопрочных канатов и технологии железобетонных конструкций. Технический результат - повышение качества сооружаемой конструкции при снижении трудоемкости ее изготовления и повышение надежности и долговечности. В арматурном пучке из высокопрочных канатов со смонтированными по его концам анкерами, помещенными в каналообразователь с гофрированной поверхностью, и расположенной вокруг концевого участка пучка спиралью местного армирования, - внутренний диаметр канала каналообразователя превышает, по крайней мере, в 1,3 раза диаметр окружности, описанной вокруг каналов пучка, по крайней мере, на одном из концевых участков которого расположен охватывающий его по периметру анкерный стакан, контактирующий одним из торцов с анкером, а другим - соединенный с выполненным из полимерного материала переходником с сечением, сужающимся не менее чем в 1,2 раза в направлении от контактирующего с ним анкерного стакана, вокруг которого размещена спираль местного армирования, предпочтительно цилиндрической формы, диаметр которой не меньше 1,1-1,2 длины анкерного стакана. Способ изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций с арматурными пучками включает размещение в каналообразователе с гофрированной поверхностью и укладку пучков арматуры из высокопрочных канатов, установку анкеров и спирали местного армирования, укладку бетонной смеси и натяжение арматурных пучков домкратами, причем перед укладкой бетонной смеси арматурный пучок размещают в каналообразователе с гофрированной поверхностью, внутренний диаметр канала которого превышает, по крайней мере, в 1,3 раза диаметр окружности, описанной вокруг канатов пучка, по крайней мере, на одном из концевых участков которого располагают охватывающий его по периметру анкерный стакан, контактирующий одним из торцов с анкером, а другим - соединенный с выполненным из полимерного материала переходником, имеющим сечение, сужающееся не менее чем в 1,2 раза в направлении от контактирующего с ним анкерного стакана, вокруг которого размещают спираль местного армирования, предпочтительно цилиндрической формы, диаметр которой не меньше 1,1-1,2 длины анкерного стакана, причем натяжение арматурных пучков домкратами производят не менее чем в два этапа, на первом из которых прикладывают усилие, составляющее от 0,2 до 0,3 включительно от проектного, а по достижении усилия, не менее проектного, производят выдержку не менее 5 мин. 2 с. и 7 з. п. ф-лы, 12 ил.

1. Арматурный пучок из высокопрочных канатов, со смонтированными по его концам анкерами, помещенный в каналообразователь с гофрированной поверхностью, и расположенную вокруг концевого участка пучка спираль местного армирования, отличающийся тем, что внутренний диаметр канала каналообразователя превышает, по крайней мере, в 1,3 раза диаметр окружности, описанной вокруг прядей канатов, по крайней мере, на одном из концевых участков которого расположен охватывающий его по периметру анкерный стакан, контактирующий одним из торцев с анкером, а другим - соединенный с выполненным из полимерного материала переходником с сечением, сужающимся не менее чем в 1,2 раза в направлении от контактирующего с ним анкерного стакана, вокруг которого размещена спираль местного армирования, предпочтительно цилиндрической формы, диаметр которой не меньше 1,1-1,2 длины анкерного стакана. 2. Арматурный пучок из высокопрочных канатов по п. 1, отличающийся тем, что на участке между переходниками он снабжен, по крайней мере, парой отводов, предпочтительно в виде гофрированного шланга, диаметром, равным 0,3-0,4 внутреннего диаметра каналообразователя, каждый из которых соединен посредством накладки с полостью каналообразователя и имеет на свободном конце затвор, предпочтительно шиберный. 3. Арматурный пучок из высокопрочных канатов по п. 2, отличающийся тем, что он выполнен криволинейным путем оттягивания канатов на величину, пропорциональную проектным нагрузкам, а отводы расположены в зоне верхних точек перегиба каналообразователя. 4. Арматурный пучок из высокопрочных канатов по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что со стороны, противоположной расположению натяжного домкрата, высокопрочные канаты разведены от продольной оси пучка под углом 0-20^o с образованием петель на концевых участках на длине, превышающей 10 диаметров пряди, или обжимных анкеров на каждой из них. 5. Арматурный пучок из высокопрочных канатов по п. 4, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным отводом, соединенным с полостью каналообразователя со стороны разведенных канатов пучка. 6. Арматурный пучок из высокопрочных канатов по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен составным по длине и в месте соединения его частей снабжен защитным кожухом, охватывающим анкера, расположенные на соединяемых друг с другом его частях, и имеющим отвод с затвором, сообщенным с полостями каналообразователей и с полостью, ограниченной кожухом. 7. Способ изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций с арматурными пучками, включающий размещение в каналообразователе с гофрированной поверхностью арматуры из высокопрочных канатов, установку анкеров и спирали местного армирования, укладку бетонной смеси и натяжение арматурных пучков домкратами, отличающийся тем, что перед укладкой бетонной смеси арматурный пучок размещают в каналообразователе с гофрированной поверхностью, внутренний диаметр канала которого превышает, по крайней мере, в 1,3 раза диаметр окружности, описанной вокруг канатов пучка, по крайней мере, на одном из концевых участков которого располагают охватывающий его по периметру анкерный стакан, контактирующий одним из торцов с анкером, а другим - соединенный с выполненным из полимерного материала переходником, имеющим сечение, сужающееся не менее чем в 1,2 раза в направлении от контактирующего с ним анкерного стакана, вокруг которого размещают спираль местного армирования, предпочтительно цилиндрической формы, диаметр которой не меньше 1,1-1,2 длины анкерного стакана, причем натяжение арматурных пучков домкратами производят не менее чем в два этапа, на первом из которых прикладывают усилие, составляющее от 0,2 до 0,3 включительно от проектного, а по достижении усилия, не менее проектного, производят выдержку не менее 5 мин. 8. Способ изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций с арматурными пучками по п. 7, отличающийся тем, что гофрированный каналообразователь, не позднее чем через 15 суток после натяжения арматурных пучков, заполняют твердеющей массой, предпочтительно цементным раствором, путем нагнетания через отводы в виде гофрированного шланга, имеющего на свободном конце затвор. 9. Способ изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций с арматурными пучками по п. 8, отличающийся тем, что перед нагнетанием твердеющей массы каналообразователь, предпочтительно промывают, и заполняют водой, а нагнетание осуществляют с наиболее низко расположенного конца при закрытых затворах, кроме ближайшего к месту нагнетания, контролируя равномерность процесса заполнения полости каналообразователя по равномерности вытекания воды из отвода с открытым затвором.