Сетка защитная комбинированная пространственная Российский патент 2025 года по МПК B21F27/08 

Настоящее изобретение относится к области строительства, точнее к защитным конструкциям от оползней, камнепадов, селей и к другим геотехническим и ограждающим конструкциям.

Известны геотехнические конструкции (сетки, решетки и т.п.), выполненные из полимерных материалов (Щербина Е.В. Геосинтетические материалы в строительстве. М.: АСВ, 2004). Такие сетки используются для армирования грунтовых насыпей и оснований дорог. Недостатком известных конструкций является их низкая прочность и высокая деформируемость (растяжимость) и слабое сцепление с грунтом (скользкость) при решении геотехнических задач.

Известна металлическая заградительная противокамнепадная система UNIMESH (Мариничев М.Б., Макушева А.В. Защита территорий от камнепадных процессов. Краснодар: Изд-во Кубанского государственного аграрного университета имени И.Т. Трубилина, 2017). Она представляет собой конструкцию, в составе стальной сетки двойного кручения в сочетании с высокопрочными стальными тросами. Поставляется в рулонах 3×25м, причем троса пронизывают сетку с шагом 50*50,100*100 и 150*150 см. Основные нагрузки воспринимает стальной канат, а сетка собирает мелкие обломки породы. Недостаток известной системы - сложность изготовления, а также монтажа в условиях горной местности.

Известны композитные стеклопластиковые заградительные сетки кольчужного плетения (RU 122316 U1, МПК B21F 31/00, опубл. 27.11.12, Бюл. № 33). Сетки состоят из колец, связанных между собой и предназначены для использования в качестве ограждения и камнепадной защиты. Кольца изготавливаются из каната путем скручивания готовых полимерных композитных прутков на специальном станке. Практического применения не нашли. Недостатки известной конструкции сеток следующие. Сетки очень деформативные, поскольку гладкие композитные прутки в составе каната скользят и смещаются относительно друг друга при небольших усилиях.

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения являются металлические заградительные сетки кольчужного плетения (ТУ-1275-001-75212412-04, «Сетка стальная с кольцевыми ячейками», ООО «Гео-Барьер», 2004). Сетки используют в качестве ограждения и камнепадной защиты.

Сетки изготавливают из колец, свитых в виде «бесконечного» каната из стальной оцинкованной проволоки по ГОСТ 7372-79 или ГОСТ 9850-72, нержавеющей проволоки по ГОСТ 18143-73. Прочность проволоки на разрыв - 1000-2000 МПа. Сечение каната обычно состоит из 3-19 проволок. Сетка изготавливается на специальных линиях, состоящих из нескольких станков. Кольца соединяют между собой в виде кольчужной сетки. Ячейки (кольца) сетки могут пересекаться между собой в четырех или шести точках. Размер сеток до 20 кв. м, вес до полутора тонн. Сетка очень эластичная, предельные деформации на растяжение превышают первые десятки процентов.

Недостатками известной конструкции сетки, принятой в качестве прототипа, являются - большой вес изделия, затрудняющий монтаж на крутых склонах и на сильнопересеченной местности, а также повышенный расход металла, вызванный неэффективным расположением колец. Жесткость сетки на растяжение трудно регулируется, кроме того, сетка не приспособлена к повторению рельефа пересеченной местности.

Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных качеств защитной сетки за счёт возможности регулирования энергопоглощающей способности сетки, возможности регулирования степени натяжения сетки, придания сетке пространственной формы, возможности замены поврежденных элементов без нарушения целостности всей сетки, а также снижения общего и удельного веса сеток путем более рационального размещения колец; снижение трудоемкости изготовления и монтажа на площадках строительства; за счет возможности сборки сетки из отдельных элементов на месте возведения защитной системы.

Поставленная задача решается таким образом, что в сетке защитной, пространственной, комбинированной, состоящей из соединенных между собой колец, согласно изобретению, кольца соединены между собой в 3-6 точках промежуточными элементами, выполненными в виде металлических стержней с концевыми замками, обеспечивающими шарнирное соединение с кольцами, при этом для получения пространственной формы сетки стержни промежуточных элементов выполнены разной длины, а кольца сетки выполнены из бесконечного проволочного металлического или композитного каната.

В случае упругоподатливых сеток, промежуточные элементы могут быть выполнены изогнутыми по дуге для придания пружинящего эффекта и возможности регулирования степени натяжения сетки.

Для повышения коррозионной стойкости внутренние зазоры между металлических проволок канатов готовых колец могут заполняться пропиткой упругой полимерной смолой, например, эпоксидной. Пропитка композитных колец склеивает их в единый элемент, повышает прочность и жесткость, превращая канат из отдельных проволок в композитный «канатовидный» профиль.

Сетка из колец большого диаметра может быть блокирована с более тонкой сеткой, например, из полипропиленового рукава для удержания мелких камней и грунта.

Общие размеры сетки защитной пространственной, комбинированной определяют в соответствии с площадью укрепляемого участка.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена функциональная схема сетки из круглых колец с четырьмя промежуточными элементами на каждое кольцо; на фиг. 2 - то же, что и на фиг.1, с шестью промежуточными элементами на каждое кольцо; на фиг. 3 - схема сопряжения кольца и промежуточного элемента с открытым (упругим) замком (узел А на фиг. 1); на фиг. 4 - вид закрытого замка; на фиг. 5 - общий вид пространственной сетки.

Сетка защитная пространственная, комбинированная (фиг. 1, 2, 4) состоит из колец 1 диаметром 0.2-2.0 м. Кольца 1 в защитной сетке не пересекаются, а соединены между собой в 3-6 точках промежуточными элементами 2.

Кольца 1 выполняют из бесконечного проволочного, металлического или полимерного композитного, каната диаметром 5-25 мм, свитого из 3-19 проволок, диаметром 2-4 мм прочностью на растяжение 800-2000 МПа.

Промежуточные элементы 2 выполняют из металлических полос толщиной 2-6 мм или стержней диаметром 2-6 мм с концевыми замками 3.

Длина каждого промежуточного элемента 2 составляет от 0.2 до 2.5 диаметров кольца 1.

Концевые замки 3 могут быть выполнены в упругом (открытом) 4 или жестком (закрытом) 5 варианте.

Сетки проектируют с заданной энергопоглощающей способностью (ЭПС). Для случая низкой ЭПС, а также для армирования грунтовых насыпей, сетки целесообразно выполнять из колец 1 с шестью промежуточными элементами 2, обеспечивающими более высокую жесткость на растяжение.

В случае упругоподатливых сеток, промежуточные элементы 2 могут быть выполнены изогнутыми по дуге для придания пружинящего эффекта и возможности регулирования степени натяжения сетки.

Сетки из «раздвинутых в плане колец» можно использовать для защиты склонов от камнепадов и селей, для изготовления габионов, в качестве ограждений лесов и пастбищ, виноградников и хранилищ.

Использование промежуточных элементов 2 разной длины позволяет создавать пространственные сетки, учитывающие реальный рельеф местности и наличие существующих сооружений, типа опор ЛЭП или канатных дорог.

Сетки с кольцами 1 из композитного каната можно использовать для армирования грунтовых насыпей, оснований и покрытий автодорог, в качестве элемента противокарстовой защиты строящихся зданий и сооружений, а также в качестве элемента антисейсмической защиты в грунте.

Сетки в подводном положении на поплавках хорошо защищают от морских хищников, служат надежной защитой от беспилотных надводных и подводных аппаратов. Промежуточные элементы 2 для плавучих и подводных сеток выполняют из деревянных стержней с ввинчиваемыми концевыми замками 4 или 5.

Для повышения коррозионной стойкости внутренние зазоры между металлических проволок канатов готовых колец 1 могут быть заполнены упругой полимерной смолой, например, эпоксидной. Пропитка композитных колец 1 склеивает их в единый элемент, повышает прочность и жесткость, превращая канат из отдельных проволок в композитный «канатовидный» профиль.

Сетка из колец 1 большого диаметра может быть блокирована с более тонкой сеткой, например, из полипропиленового рукава для удержания мелких камней и грунта.

Пример реализации изобретения

На участке местности со сложным рельефом, подлежащем защите от оползня, выполняют сканирование поверхности для составления наиболее оптимального проекта.

Проектом закрепления склона принимают решение с использованием комбинированной сетки из колец диаметром 35 см и промежуточных элементов длиной 15-45 см.

На заводе метизов изготавливают кольца 1 и промежуточные элементы 2 с замками 4 или 5. Внутренние зазоры между проволок готовых колец могут заполнять пропиткой упругой полимерной смолой, например, эпоксидной. Часть изделий объединяют в сетки в виде полос непосредственно на заводе. Размер сеток должен быть приемлем для условий транспортирования и монтажа на площадке строительства. Остальное количество колец 1 и промежуточных элементов 2 поставляют в раздельном виде. На месте проектной установки предварительно выполняют работы по изготовлению нагельного крепления, к которому затем крепят полотна сеток, а труднодоступные места покрывают сетками, которые монтируют на месте путем соединения колец 1 разнодлинными промежуточными элементами 2. Участки сетки, деформированные в процессе эксплуатации, подлежат подтяжке, путем замены промежуточных элементов на более короткие или повторным изгибом распрямившихся элементов.

Сетка из колец 1 большого диаметра может быть блокирована с более тонкой сеткой, например, из полипропиленового рукава для удержания мелких камней и грунта.

Таким образом, общий эффект достигают за счет снижения общего и удельного веса сеток, путем более рационального размещения колец; снижение трудоемкости изготовления и монтажа на площадках строительства, за счет возможности сборки сетки из отдельных элементов на месте возведения защитной системы; возможность регулирования энергопоглощающей способности сетки за счет изменения жесткости на растяжение сеток путем регулирования длины промежуточных элементов; возможности регулирования степени натяжения сетки путем изменения расстояния между кольцами за счет изгиба промежуточных элементов; возможность создания пространственной формы сетки использованием разнодлинных промежуточных элементов; возможность замены поврежденных элементов без нарушения целостности всей сетки.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в защитных конструкциях от оползней, камнепадов, селей и других геотехнических и ограждающих конструкций. Сетка защитная пространственная комбинированная состоит из соединенных между собой колец, которые соединены между собой в 3-6 точках промежуточными элементами, выполненными в виде металлических стержней с концевыми замками, обеспечивающими шарнирное соединение с кольцами. Стержни промежуточных элементов выполнены разной длины из условия получения сетки пространственной формы. Кольца сетки выполнены из бесконечного проволочного металлического или композитного каната. Обеспечивается улучшение эксплуатационных качеств защитной сетки, регулирование степени натяжения, возможность замены поврежденных элементов без нарушения целостности сетки, снижение удельного веса и снижение трудоемкости изготовления. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Сетка защитная пространственная комбинированная, состоящая из соединенных между собой колец, отличающаяся тем, что кольца соединены между собой в 3-6 точках промежуточными элементами, выполненными в виде металлических стержней с концевыми замками, обеспечивающими шарнирное соединение с кольцами, при этом стержни промежуточных элементов выполнены разной длины из условия получения сетки пространственной формы, а кольца сетки выполнены из бесконечного проволочного металлического или композитного каната.

2. Сетка по п. 1, отличающаяся тем, что промежуточные элементы выполнены изогнутыми по дуге из условия обеспечения пружинящего эффекта и возможности натяжения сетки.

3. Сетка по п. 1, отличающаяся тем, что внутреннее пространство между проволоками металлического или композитного каната заполнено упругой полимерной смолой.

4. Сетка по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью блокирования с более тонкой сеткой, например, из полипропиленового рукава, обеспечивающей удержание мелких камней.