ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ ОТКОСА ГРУНТОВОГО СООРУЖЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК E02B3/12 

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству и может быть использовано для укрепления откосов дамб, защиты берегов рек и каналов от размыва.

Известно защитное покрытие гидротехнического сооружения, выполненное из уложенных на поверхность основания рядами и соединенных между собой колец из бортовых частей утилизированных автомобильных покрышек, со сквозной прорезью и продетых в отверстие соседнего кольца, при этом прорезь выполнена тангенциально внутренней окружности кольца (А.с. №2068047, М. кл. Е02В 3/12, 1996).

Недостатками данного защитного покрытия являются сложность разделки покрышек шин на кольца и относительно малая масса защитного покрытия, не обеспечивающая прилегания его к поверхности откоса при волнении на акватории, а так же то, что для соотношения высоты профиля к диаметру наиболее распространенных шин, при предлагаемой схеме соединения колец, их кромки будут стремиться к раскрытию и самопроизвольной разборке, т.е. покрытие обладает невысокой надежностью.

Наиболее близким из известных технических решений является защитное покрытие откоса грунтового сооружения, включающее установленные послойно и горизонтально ряды скрепленных между собой блоков из утилизированных шин с образованием ступенчатой поверхности, причем ряды блоков смежных слоев смещены на величину, большую или равную ширине боковины шины, с образованием сквозных вертикальных каналов для растений, пустоты шин и промежутки между ними заполнены грунтом, а параллельно образующей откоса размещены водопроводные трубы с арматурой для полива, проходящей через обращенные друг к другу шины и снабженные фиксирующими элементами для крепления (А.с. №2050431, М. кл. Е02В 3/12, 1995).

Недостатками данного защитного покрытия являются высокая сложность профилирования откоса для укладки шин и низкий срок функционирования, определяемый стойкостью металлической арматуры, выполняющей здесь роль фиксирующих элементов, который для стали, по опыту эксплуатации в подобных климатических условиях (например, оросительных систем садовых участков) составляет не более десяти лет и что с учетом затрат на металлоконструкцию и монтаж не представляется оправданным.

Известные защитные покрытия, не относящиеся к монолитным железобетонным сооружениям, имеют невысокий технический уровень, определяемый сложностью монтажа и незначительным сроком службы, зависящим от коррозионной стойкости открытых металлических соединительных элементов.

В этой связи важной задачей является создание новой конструкции защитного покрытия откоса грунтового сооружения из утилизированных автомобильных шин, скрепляемых между собой фиксирующими элементами в виде армированного бетонного пистона.

Техническим результатом является повышение прочности и долговечности защитного покрытия, а также упрощение его конструкции и монтажа.

Указанный технический результат достигается тем, что защитное покрытие откоса грунтового сооружения содержит ряды скрепленных между собой блоков утилизированных шин, снабженных фиксирующими элементами и заполненных балластом, причем фиксирующие элементы выполнены в виде пистонов, состоящих из конической головки, цилиндрического стержня и коническо-цилиндрического хвостовика, у которого диаметр головки и хвостовика превышает диаметр стержня на 4÷5 толщин скрепляемых шин, а длина стержня в 1,0÷1,5 раза больше его диаметра, при этом в зонах скрепления на поверхностях шин выполнены звездообразные просечки, отогнутые лепестки которых сопряжены с конической поверхностью хвостовика, поверхностью стержня и торцевой поверхностью головки пистона, образуя неразъемное шарнирное соединение шин.

Выполнение фиксирующих элементов в виде пистонов, состоящих из конической головки, цилиндрического стержня и коническо-цилиндрического хвостовика позволяет, снабдив его коническую головку при монтаже наконечником с режущими кромками, осуществлять просечку скрепляемых шин, одновременно отгибая лепестки и пропуская между ними коническую головку и стержень пистона вплоть до посадки отогнутых лепестков просечки на коническую поверхность хвостовика, а упругодеформированным кромкам их соскользнуть с конуса головки на стержень пистона, защелкнув как замок само соединение. Диаметр головки и хвостовика превышает диаметр стержня на 4÷5 толщин скрепляемых шин, поскольку при соотношении меньше заявленного возможна неполная посадка острия кромок лепестков на торец конической головки, а соотношении большем, ввиду уменьшения сечения стержня снижается его изгибная прочность, длина стержня в 1,0÷1,5 раза больше его диаметра, так как при меньшем соотношении также возможна неполная посадка лепестков на торец конической головки, при большем снижается его изгибная прочность.

Упругая деформация материала лепестков просечки обеспечивает податливость шарнирного соединения в плоскостях, проходящих через ось пистона, и поворот скрепляемых шин относительно оси пистона, обеспечивая высокую стойкость защитного покрытия к волновому воздействию воды и деформации поверхности откоса, а выполнение пистона из армированного металлическим прутом бетона обеспечивает высокую прочность и долговечность защитного покрытия во влажной среде при упрощении самого фиксирующего элемента и его монтажа.

Введение наконечника для просечки шин, надеваемого на коническую головку пистона при его монтаже, и снабжение пресса держателями также способствует упрощению процесса скрепления шин и повышает оперативность монтажа защитного покрытия.

На чертежах изображено защитное покрытие грунтового сооружения, его фиксирующие элементы и устройство для монтажа.

На фиг.1 изображен поперечный разрез защитного покрытия грунтового сооружения; на фиг.2 - фронтальная проекция покрытия; на фиг.3 - схема соединения шин пистонами; на фиг.4 - пистон; на фиг.5 - вид на прорезь в шине с установленным пистоном; на фиг.6 - сечение пистона с наконечником для просечки; на фиг.7 - схема установки пресса с пистоном и наконечником при монтаже скрепляемых шин.

Защитное покрытие откоса грунтового сооружения выполнено в виде рядов 1 блоков 2 (фиг.1,2) утилизированных шин, уложенных на поверхность грунтового откоса 3 и шарнирно скрепленных между собой фиксирующими элементами, выполненными в виде пистона 4 (фиг.3), которые запрессованы в звездообразные просечки 5 (фиг.5), выполненные в зонах скрепления на поверхностях соприкасающихся шин, а отгибаемые при этом лепестки просечек 5 обеспечивают их фиксацию.

Пистон 4 (фиг.3,4) выполнен из армированного металлическим прутом 6 бетона 7 (фиг.6) и имеет коническую головку 8 (фиг.4), цилиндрический стержень 9 и коническо-цилиндрический хвостовик 10. Стержень 9 пистона 4 выполняет роль шарнирного соединительного элемента, коническая часть хвостовика 10 обеспечивает сопряжение лепестков просечек 5 соединенных шин по конической поверхности для максимального их сближения в собранном состоянии, конус головки 8 пистона 4 служит для удержания наконечника-просечки 15 при монтаже и запирания шарнирного соединения при посадке кромок лепестков на поверхность стержня 9 и упора их в торцевую поверхность конической головки 8. Длина стержня в 1÷1,5 раза больше его диаметра, а диаметр головки и хвостовика превышает диаметр стержня на 4÷5 толщин скрепляемых шин, лепестки которых сопрягаются с конической поверхностью хвостовика 10, поверхностью стержня 9 и торцевой поверхностью головки пистона 8 с образованием неразъемного шарнирного соединения шин (фиг.3).

Для запрессовки пистона 4 в шины при монтаже защитного покрытия он устанавливается в пресс, содержащий шарнирно связанные рычаги 11 (фиг.7), гидравлический цилиндр 12 и держатели, один из которых выполнен в виде глухого стакана 13, удерживающего пистон 4 и передающего ему осевое усилие, а другой в виде трубчатого упора 14, выполняющего роль матрицы, снабжается при монтаже стальным наконечником 15 в виде стального конуса 16 с режущими пластинами 17 (фиг.6) для просечки шин, обеспечивающим при ходе сжатия гидравлического цилиндра 12 (фиг.7) внедрение наконечника 15, а затем пистона 4 в материал обеих шин с образованием звездообразной просечки 5 (фиг.5) и следующей за этим запрессовкой в нее пистона 4 и образованием неразъемного шарнирного соединения шин.

Наконечник 15 для просечки шин устанавливается на пистон 4 (фиг.7) и выполнен в виде стального конуса 16 (фиг.6) с толщиной стенки 4÷5 мм и режущих пластин 17 треугольной формы толщиной 3,5÷4,5 мм, расположенных крестообразно и параллельно образующей конуса и соединенных между собой и с конусом сваркой, закаленных до твердости HRC 55-60 единиц и с заточенными по фронту режущими кромками.

Для удержания покрытия откоса 3 при волновом воздействии, с целью его загрузки, нижний из блоков 2 шин, а при необходимости и часть других залиты армированным бетоном 18, а внутренние полости остальных скрепленных шин и пространство между ними заполнены гравийным балластом 19.

Защитное покрытие откоса грунтового сооружения монтируется следующим образом.

Выравнивается поверхность откоса 3 (фиг.1,2), у основания которого выкладывается блок 2 утилизированных шин. Пресс присоединяется к мобильному источнику питания. В глухой стакан держателя 13 пресса (фиг.7) вставляется пистон 4, а на коническую головку 8 (фиг.4) надевается наконечник 15 (фиг.7) для выполнения просечки шин. Оба держателя 13 и 14 разведенных рычагов 11 пресса вводятся во внутренние полости шин уложенных рядом.

При включении питания пресса наконечником 15 осуществляется выполнение звездообразных просечек с одновременной запрессовкой в них пистона 4, в результате чего образуется неразъемное шарнирное соединение двух шин.

По завершении монтажа пистона рычаги 11 пресса разводятся, из его держателя 14 извлекается наконечник 15 для просечки шин. За этим следует аналогичный цикл скрепления следующей шины блока, а в последующем - другого блока шин между собой, вплоть до верхнего уреза откоса.

Блок шин, расположенный у основания откоса, заливается армированным бетоном 18. Им же заливается и часть шин верхних рядов. Внутренние полости остальных шин и пространства между ними заполняются щебеночным балластом 19.

Защитное покрытие откоса грунтового сооружения при его осуществлении предназначено для защиты грунтовых откосов рек, дамб и каналов от волновой или ветровой эрозии.

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству и может быть использовано для укрепления откосов дамб, защиты берегов рек и каналов от размыва. Защитное покрытие откоса содержит ряды блоков утилизированных автомобильных или тракторных шин, в зонах скрепления которых на их поверхностях выполнены звездообразные просечки, в которые запрессованы пистоны, фиксируемые отгибаемыми при этом лепестками просечек с образованием неразъемного шарнирного соединения. Пистон выполнен из армированного металлическим прутом бетона и имеет коническую головку, цилиндрический стержень и коническо-цилиндрический хвостовик. Диаметр головки и хвостовика превышает диаметр стержня на 4÷5 толщин скрепляемых шин, а длина стержня составляет 1,0÷1,5 его диаметра. Монтаж защитного сооружения выполняется посредством мобильного гидропресса-скобы, снабженного держателями для крепления пистона и наконечником для просечки шин, устанавливаемым на головку пистона при выполнении самих звездообразных просечек в скрепляемых шинах при одновременной запрессовке в них пистона. Внутренние полости скрепляемых шин и пространство между ними заполнены гравийным балластом. Часть шин для большей загрузки залита армированным бетоном. Изобретение позволяет повысить прочность и долговечность защитного покрытия, а также упростить его конструкцию и монтаж. 7 ил.

Защитное покрытие откоса грунтового сооружения, включающее ряды скрепленных между собой блоков утилизированных шин, снабженных фиксирующими элементами и заполненных балластом, отличающееся тем, что фиксирующие элементы выполнены в виде пистонов, состоящих из конической головки, цилиндрического стержня и коническо-цилиндрического хвостовика, причем диаметр головки и хвостовика превышает диаметр стержня на 4÷5 толщин скрепляемых шин, а длина стержня составляет 1,0÷1,5 его диаметра, при этом в зонах скрепления на поверхностях шин выполнены звездообразные просечки, отогнутые лепестки которых сопряжены с конической поверхностью хвостовика, поверхностью стержня и торцевой поверхностью головки пистона, образуя неразъемное шарнирное соединение шин.