ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ ТРУБА Российский патент 2005 года по МПК E01F5/00 

Изобретение относится к дорожному строительству.

Известны дорожные железобетонные водопропускные трубы. Такие трубы обычно состоят из сборных водопропускных блоков, разделенных поперечными швами, и фундаментов. Вертикальное давление грунта и подвижной нагрузки, передающееся на водопропускной блок, расположенный в средней части трубы, больше в 2-4 раза вертикального давления, передающегося на водопропускной блок, расположенный в крайней части трубы (в зависимости от высоты насыпи). В тех случаях, когда под трубой расположены слабые грунты, применяют фундаменты глубокого заложения (свайные или на естественном основании), опирающиеся на прочные грунты, расположенные ниже слабых. Такой фундамент по сравнению с фундаментом мелкого заложения в несколько раз дороже и его стоимость составляет 60-80% от стоимости трубы. Если в таких случаях применять фундаменты мелкого заложения, опирающиеся на слабые грунты, произойдут значительные неравномерные осадки по длине труб (из-за большой разницы удельных давлений на грунт по длине труб). В результате поперечные швы между водопропускными блоками раскроются и вода будет поступать из труб в дорожные насыпи. Это недопустимо, так как приведет к значительным просадкам насыпей. Для того чтобы уменьшить материалоемкость фундаментов сборных железобетонных труб, под которыми располагаются слабые грунты значительной толщины, могут применяться трубы-балки (см. ЯНКОВСКИЙ О.А. Водопропускные трубы под насыпями, Москва, Транспорт, 1982, с. 19-34 прототип).

В трубе-балке сборные водопропускные блоки соеденены между собой монолитными железобетонными стыками. Последние превращают водопропускные блоки в балку, работающую на продольный изгиб. Труба-балка высотой 2,5-3,5 м и длиной 15-40 м является жесткой конструкцией-штампом, который обеспечивает одинаковое давление на слабый грунт основания по всей длине трубы. Это исключает неравномерные осадки трубы. При этом максимальное удельное давление на грунт уменьшается в 1,7-2-5 раза по сравнению с трубами, в которых используются блоки, разделенные поперечными швами. Поэтому в трубах-балках, под которыми располагаются на большую глубину слабые грунты, используются экономичные фундаменты мелкого заложения, опирающиеся на эти грунты.

Трубы-балки применяются редко. Это объясняется следующим.

1. Сборный водопропускной блок трубы-балки имеет значительное продольное армирование и выпуски продольной арматуры из обоих торцов блока. Изготовление таких блоков более трудоемко по сравнению с блоками без выпусков.

2. Технологически очень сложно обеспечить высокое качество многочисленных ответственных монолитных железобетонных стыков толщиной 30-40 см, расположенных между блоками, особенно зимой.

Цель изобретения - упрощение конструкции и технологии строительства труб-балок. Достигается это следующим.

Железобетонная труба, расположенная в дорожной насыпи и образованная сборными водопропускными блоками, разделенными поперечными швами и фундаментом, отличающаяся тем, что она содержит предварительно напряженную арматуру, прикрепленную к закладным деталям водопропускных блоков, расположенную вдоль продольной оси трубы, а фундамент выполнен в виде плит.

Технический результат состоит в упрощении конструкции и технологии строительства труб.

В качестве предварительно напряженной арматуры используются металлические стержни. Сборные водопропускные блоки выполнены в виде арок. Фундаментные плиты выполнены с выступами, расположенными вдоль продольной оси трубы.

На фиг.1 изображен продольный разрез трубы. На фиг.2 изображено поперечное сечение трубы (насыпь не показана).

Труба состоит из сборных арок 1, в которых закреплены закладные детали 2, фундаментных плит 3 с выступами 4, предварительно напряженных стержней 5, прикрепленных сварными швами к закладным частям 2. Между концами арок и выступами 4 расположены монолитные бетонные стыки 6. Верхние предварительно напряженные стержни защищены от коррозии покрытием 7 из цементного раствора. Между блоками арок расположены швы 8 толщиной 1-2 см, заполненные цементным раствором. Труба расположена в дорожной насыпи 9 и опирается на грунт 10.

В такой трубе арки, сжатые предварительно напряженными стержнями, являются жесткой балкой, работающей на продольный изгиб и обеспечивающей прямолинейность по вертикали трубы, опирающейся на слабый грунт.

В качестве фундамента трубы применяются фундаментные плиты, на которые опираются водопропускные блоки. Фундаментные плиты опираются на грунт и распределяют поперек продольной оси трубы вертикальную нагрузку, действующую на водопропускные блоки. Это обеспечивает значительное снижение удельного давления на грунт и, как следствие, уменьшение просадок трубы.

Применяется предварительно напряженная арматура, т.к. по сравнению с ненапряженной арматурой она обеспечивает значительно большую вертикальную жесткость балки, образованной сборными блоками трубы и продольной арматурой. Увеличение жесткости балки путем применения предварительно напряженной арматуры обеспечивает равномерную передачу нагрузки на фундаментные плиты вдоль оси трубы.

Работы по строительству трубы выполняются в следующей последовательности. Грунтовое основание трубы уплотняется и покрывается слоем песка или щебня. Производится монтаж сборных блоков трубы. Заполняются раствором швы между арками и обеспечивается твердение раствора. Производится предварительное натяжение стержней 5. С этой целью каждый стержень нагревается до получения заданного удлинения (до Т=100-120 градусов С⁰) и затем его концы привариваются к закладным деталям 2. Выполняется омоноличивание бетонных стыков 6 и покрытие цементным раствором 7 верхних стержней 5. Выполняется гидроизоляция трубы.

Изобретение относится к дорожному строительству. Железобетонная труба расположена в дорожной насыпи и образована сборными водопропускными блоками, разделенными поперечными швами и фундаментом. Содержит предварительно напряженную арматуру, прикрепленную к закладным деталям водопропускных блоков, расположенную вдоль продольной оси трубы, а фундамент выполнен в виде плит. Технический результат состоит в упрощении конструкции и технологии строительства труб. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Железобетонная труба, расположенная в дорожной насыпи и образованная сборными водопропускными блоками, разделенными поперечными швами и фундаментом, отличающаяся тем, что она содержит предварительно напряженную арматуру, прикрепленную к закладным деталям водопропускных блоков и расположенную вдоль продольной оси трубы, а фундамент выполнен в виде плит.2. Железобетонная труба по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве предварительно напряженной арматуры используются металлические стержни.3. Железобетонная труба по п. 1, отличающаяся тем, что сборные водопропускные блоки выполнены в виде арок.4. Железобетонная труба по п. 1, отличающаяся тем, что фундаментные плиты выполнены с выступами, расположенными вдоль продольной оси трубы.