Железобетонный полый стержневой элемент, способ изготовления железобетонных полых стержневых элементов и установка для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК E04G21/12 

формы выполнены с возможностью поворота навстречу одна другой, а торцовые стенки 9 выполнены составными, состоящими из наружного 22 и внутреннего съемного элементов. При этом со стороны механизма натяжения 35 стержней торцовая стенка 9 выполнена подвижной, а противоположная

торцовая стенка - неподвижной и снабжена механизмом перемещения гидропривода пустотообразователя 20 силовой формы. Торцовые стенки снабжены устройствами 26 для фиксации стержней арматурных каркасов. Установка снабжена единой крышкой 67 с фиксаторами 89. 3 с. и 5 з.п.ф-лы. 20 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении предварительно напряженных железобетонных объемных стержневых элементовтипа'колонн и балок, работающих в процессе эксплуатации соответственно как на сжатие, так и на изгиб. Целью изобретения является повышение несущей способности и трещиностойкости элемента. Продольная арматура выполнена в виде попарно сгруппированных предварительно напряженных стержней, а поперечная арматура - в виде замкнутых полосовых хомутов, переплетенных с охватом продольными стержнями. При изготовлении стержневых элементов осуществляют предварительное напряжение стержней и полосовых хомутов арматуры после установки ее в силовую форму 7, а после укладки бетонной смеси в силовую форму одновременно-С обжатием бетонной смеси осуществляют дополнительное напряжение стержней и полосовых хомутов. Это осуществляют на установке для группового изготовления элементов, которая состоит из основания 5 со сквозными каналами 10 для отвода отжатой воды из силовой формы. Смежные боковые стенки 8 силовой.86.^ 87 20 88 1 /У /wi-^Б - В•ЧОоgо\т?^/5 /5// Л\Ю П 3 37/ ттг^12 5 в 12 Tf8Фиг.5

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении предварительно напряженных железобетонных объемных стержневых элементов типа колонн и балок, работающих в процессе эксплуатации соответственно как на сжатие, так и на изгиб.

Цель изобретения - повышение несущей способности и трещиностойкости элемента.

На фиг. 1 изображен железобетонный полый стержневой элемент, вид в аксонометрии; на фиг. 2 - арматурный каркас элемента, вид сбоку; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - установка, вид в плане; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. б разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 7 - узел I на фиг. 5; на фиг. 8 - узел N на фиг. 4; на фиг. 9 разрез Г-Г на фиг. 8; на фиг. 10 - разрез Д-Д на фиг. 8; на фиг. 11 - узел III на фиг. 10; на фиг. 12 - разрез Е-Е на фиг. 11; на фиг. 13 разрез Ж-Ж на фиг. 12; на фиг. 14 - узел IV на фиг. 4; на фиг. 15 - узел V на фиг. 14; на фиг. 16 - разрез И-И на фиг. 15; на фиг. 17 пустотообразователь, вид в аксонометрии; на фиг. 18 - разрез К-К на фиг. 17; на фиг. 19 разрез Л-Л на фиг. 18; на фиг. 20 - узел V на фиг. 18.

Железобетонный стержневой элемент 1 выполнен в виде полой призмы, которая содержит продольную арматуру, выполненную в виде попарно сгруппированных предварительно напряженных стержней 2, и предварительно напряженную поперечную арматуру 3, выполненную из полосы в виде замкнутых хомутов 4. Хомуты 4 переплетены с охватом попарно сгруппированными предварительно напряженными продольными стержнями 2.

Установка для изготовления железобетонных полых стержневых элементов состоит из основания 5, выполненного в виде прямоугольной плиты 6, на которой расположены с шагом силовые формы 7 с боковыми 8 и торцовыми 9 стенками.

В плите 6 вдоль осей силовых форм 7 выполнены каналы 10, имеющие в сечении

Т-образную форму со скругленными основаниями 11. Силовая форма 7 выполнена полой замкнутой по форме изготавливаемого элемента 1 с полыми боковыми стенками 8

трапецеидальной формы в сечении. В каналах 10 силовых форм 7 установлены обрезиненные контактирующие между собой Т-образные пластинчатые фильтры 12 для отвода отжатой воды из бетона изготавливаемого элемента 1. В нижних основаниях боковых стенок 8 силовых форм 7 выполнены вертикальные стенки 13, соединенные с продольными цилиндрическими элементами 14. которые установлены с возможностью поворота боковых стенок 8 смежных силовЬ1х форм 7 навстречу друг другу в фигурных пазах 15, выполненных по форме элементов 14 в основании 5 установки. При этом каждый фигурный паз 15 основания 5

со стороны смежных боковых стенок 8 снабжен скошенным упором 16, фиксирующим максимальный поворот боковых стенок 8 силовых форм 7. Торцы боковых стенок 8 силовых форм 7 снабжены штуцерами 17,

соединенными посредством гибких шланг (не показаны) с магистралями подачи 1б и отвода 19 теплоносителя из полостей стенок 8 при термообработке изготавливаемых элементов 1 в силовых формах 7. Силовые

формы 7 снабжены пустотообразователями 20, установленными вдоль их осей. На концевых участках силовые формы 7 снабжены механизмами поворота 21 боковых стенок 8, между которыми расположены разъемные

торцовые стенки 9, составленные из наружного 22 и внутреннего съемного 23 элементов прямоугольной формы. Съемные 23 элементы торцовых стенок 9 силовых форм 7 сопряжены с наружными элементами 22

посредством Т-образных шлицев 24, которые заведены в пазы 26, выполненные по их форме в наружных 22 элементах стенок 9. Съемные элементы 23 торцовых стенок 9 снабжены устройствами 26 для фиксации

стержней 2 арматурных каркасов элементов 1. Устройства 26 расположены по периметру элементов 23 соосно продольным стержням

2 арматурного каркаса. Корпус устройства 26 выполнен цилиндрическим, ввернут по резьбе в сквозное отверстие, выполненное в съемном элементе 23 стенки 9, и жестко зафиксирован на нем. Со стороны наружного элемента 22 стенки 9 корпус устройства

26снабжен цилиндрическим гнездом 27 с резьбовой нарезкой, выходящими из гнезда

27пазами 28 прямоугольной формы, образующими крестообразный канал 29. Два противоположных паза 28 гнезда 27 выполнены постоянного сечения, а два других - с переменной высотой. Ё цилиндрическое гнездо 27 ввернута фигурная гайка 30 с проходным отверстием 31, в которое свободно установлен хвостовик 32 вкладыша со шлицами 33, выполненными по форме пазов 28 корпуса устройства 26. В средней части пазов 28 и шлицев 33 с переменной высотой выполнены полуцилиндрические канавки 34 с рифленой поверхностью, в которых зафиксированы концевые участки продольных стержней 2 арматурного каркаса. Наружный элемент 22 одной из торцовых стенок 9 выполнен подвижным и снабжен механизмом 35 напряжения стержней 2 арматурного каркаса. Механизм 35 выполнен ,в виде червячного редуктора, выходной вал 36 которого ввернут по резьбе в гнездо, расположенное на цилиндрическом выступе 37 наружного элемента 22 стенки 9. Выходной вал 36 редуктора механизма 35 выполнен разрезным и в месте разреза снабжен муф-той предельного крутящего момента 38. Входной вал редуктора механизма 35 для всех силовых форм 7 выполне.н единым.

Наружный элемент 22 противоположной торцовой стенки 9 выполнен неподвижным и снабжён механизмом перемещения гидропровода 39 пустотообразователя 20. Механизм 39 вьтолнен в виде червячного редуктора, выходной вал 40 которого ввернут по резьбе в гнездо цилиндрического выступа 41, расположённого на магистрали 42 высокого давления гидропривода. С противоположной стороны выступа 41 магистраль 42 высокого давления соосно выходному валу 40 редуктора механизма 39 снабжена патрубком 43, концевой участок 44 которого выполнен с конусно-цилиндрическим уширением канала 45 и снабжен на торце уплотнительным кольцом 46. Пустотообразователь 20 силовой формы 7 выполнен в виде цельнометаллической оболочки 47 , которая имеет -образное сечение и выполнена из титаноникелевого сплава. Выполнение оболочки 47 Q-образного сечения позволяет уменьшить концентрацию напряжений в местах перегиба как в оболочке 47, так и в полости изготавливаемого элемента

1, что приводит к невозможности возникновения в полости элемента 1 трещин усталости. Выполнение оболочки 47 из титаноникелевого сплава, обладающего 5 упругими свойствами с эффектом памяти, позволяет упростить разопалубливание элемента 1 с сохранением высоких качеств внутренней поверхности элемента 1. Кроме того, титаноникелевый сплав оболочки 47

0 обладает высокими антикоррозийныг и свойствами.

Торцы 48 пустотообразователя 20 со стороны полости 49 оболочки 47 снабжены патрубками 50, которые выполнены-по форме оболочки 47 в виде полого усеченного конуса и меньшими основаниями обращены навстречу друг другу. В полости 51 каждого патрубка 50 установлен вкладыш 52 из легкого сплава, выполненный по форме

0 полости 51 патрубка 50 и имеющий цилиндрический канал 53. Через каналы 53 вкладышей 52 и полость 49 пустотообразователя 20 пропущена труба 54, которая в средней части пустообразователя 0 выполнена

5 разрезной и снабжена в месте разреза пружинными амортизатором 55и патрубком (не показан) для подачи и отбора жидкости из полости 49 пустотообразователя 20. Концевые участки 56 трубы 54 за пределами пус0 тотообразователя 20 снабжены шлицами 57, которые сопряжены с пазами 58 отверстий 59, выполненных во внутренних съемных элементах 23 торцовых стенок 9. Отверстия 59 во внутренних съемных элементах 23 торцовых стенок 9 выполнены переменного сечения. Концевой участок,56 трубы 54 пустотообразователя 20 со стороны механизма натяжения арматуры 35 выполнен глухим, а концевой участок 56 трубы

0 54 пустотообразователя 20 и патрубок 43 гидропривода пустотообразователя 20 со стороны механизма 39 его перемещения заведены в соосные отверстия 59 и 60, выполненные соответственно в наружных 22 и

5 внутренних 23 элементах неподвижной торцовой стенки 9 и коаксиально сопряжены в них. Концевой участок 56 трубы 54 каждого пустотообразователя 20 со стороны механизма 39 выполнен по форме конус0 но-цилиндрического уширения канала 45 концевого участка 44 патрубка 43 гидропривода пустотообразователя 20. Концевой участок 56 трубы 54 снабжен кольцевыми

канавками 61, в которых установлены уплот5 нительные кольца 62. Кольцевые канавки 61 соединены радиальными каналами 63 с полостью трубы 54 пустотообразователя 20.

Механизм поворота 21 боковых стенок 8 силовых форм 7 установки выполнен в виде силовых цилиндров 64 двойного деистВИЯ, штоки 65 которых шарнирно соединены с наружными боковыми стенками 8 установки. При этом каждая наружная боковая стенка 8 шарнирно соединена через одну с внутренними боковыми стенками 8 силовых форм 7 установки посредством штанг 66, свободно пропущенных через проемы (не показаны), которые выполнены в промежуточных боковых стенках 8 силовых форм 7. Установка снабжена крышкой 67, выполненной в виде прямоугольной плиты 68 с прямоугольными выступами буртов 69 Гобразного сечения, фиксируемыми на наружных боковых стенках 8 силовых форм 7 установки посредством замковых устройств 70. При этом полость наружной боковой стенки 8 разделена горизонтальной стенкой

71на верхний 72 и нижний 73 отсеки. В стенке 71 отсеков 72 и 73 замкового устройства 70 вдоль каждой наружной боковой стенки 8 установки выполнены с шагом прямоугольной формы проемы 74, примыкающие к вертикальным стенкам 75 и 76 отсеков 72 и 73. В местах расположения каждого из проемов 74 над стенкой 71 и под ней выполнены проемы 77 и 78, форма которых аналогична форме проема 74. В отсеке

72установлен подвижный подпружиненный элемент 79, выполненный по форме поперечного сечения отсека 72. Элемент 79 снабжен со стороны проемов 74, 77 и 78 спаренными ригелями 80 и 81, при этом элемент 79 в местах расположения ригелей ВО и 81 имеет Г-образное сечение. Перемычка 82 ригелей 80 и 81 пропущена через проем 74 в стенке 71, а ригели 80 и 81 - через проемы 77 и 78 в стенках 75 и 76. Скошенный концевой участок ригеля 80 контактирует с поверхностью прямоугольного выступа бурта 69 крышки 67, а скошенный участок ригеля 81 - с проставкой 83 L-образных за-. хватов 84 устройства 85 для снятия крышки 67. Верхние концы захватов 84 шарнирно закреплены на концевых участках балок 86, которые снабжены монтажными петлями 87 и закреплены на балках 88 крышки 67 с возможностью плавного вертикального перемещения. При этом концевые участки балок 88 в поперечном направлении крышки 67 жестко соединены с плитой 68. С нижней стороны плита 68 крышки 67 снабжена фиксаторами 89, выполненными в виде швеллеров со скошенными полками, контактирующими со смежными боковыми стенками 8 силовых форм 7.

Способ изготовления железобетонных полых стержневых элементов реализуется следующим образом.

Вначале с помощью мостового крана, оборудованного специальной траверсой (не

показана) за монтажные петли 87 плавно поднимают балки 86 над балками 88 крышки 67. Одновременно с противоположных сторон крышки 67 проставками 83 L-образных

захватов 84 устройства 85 отодвигают скошенные ригели 81 и 80 замковых устройств 70 в проемы 78 и 77 стенок 76 и 75 заподлицо с их наружной поверхностью. Освобожденную таким образом от фиксации

0 замковыми устройствами 70 крышку 67 снимают с верхней части силовых форм 7 установки и устанавливают на подготовленную для монтажа площадку (не показана). Предварительно осуществляют сборку арматурных каркасов. Сборка каждого арматурного каркаса заключается в следующем. В кондуктор (не показан) по периметру поперечного сечения каркаса заводят попарно продольные стержни 2 с перекрещиванием

0 их концевых участков и фиксируют последние. Затем со стороны свободных концов стержней 2 заводят замкнутый полосовой хомут 4 и переплетают последний с охватом попарно сгруппированными стержнями 2.

5 После этого со стороны свободных концов стержней 2 снова заводят с шагом хомут 4 и переплетают его аналогично первому хомуту 4. Такую сборку арматурного каркаса осуществляют до требуемой длины каркаса.

0 Затем освобождают от фиксации концевые участки стержней 2 каркаса. И на монтажной площадке внутрь каждого арматурного каркаса заводят пустотообразоеатели 20. На концевые участки 56 трубы 54 пустотооб5 разователя 20 устанавливают сьемные элементы-23 торцовых стенок 9 силовых форм 7. В элементах 23 посредством устройств 26 фиксируют концевые участки стержней 2 арматурных каркасов. Арматурные каркасы с

0 пустотообразователями 20 и элементами 23 на концевых участках с помощью мостового крана, оборудованного специальной траверсой (не показана), транспортируют к месту монтажа в oткpыtыe сверху силовые

5 формы 7 установки. В полости силовой формы 7 собранную таким образом конструкцию арматурного каркаса с Т-образными шлицами 24 на съемных элементах 23 заводят в пазы 25 наружных элементов 22 торцовых стенок 9. Затем с помощью механизма 35 предварительно напрягают продольные стержни 2 и замкнутые хомуты 4 из полосы арматурного аркаса до расчетных величин в каждой из силовых форм 7. В

5 подготовленные таким образом формы 7 укладывают с послойным уплотнением бетонную смесь заподлицо с верхней поверхностью стенок 8 и 9. После укладки бетона в формы 7 установки мостовым краном с монтажной траверсой на них устанавливают

крышку 67, которую автоматически фиксируют с помощью замковых устройств 70. В полость каждой из стенок 8 силовых форм 7 через штуцеры 17 подают теплоноситель для обогрева бетона в формах 7. После этого с помощью механизма 39 концевой участок 44 патрубка 43 магистрали 42 высокого давления с конусно-цилиндрическим уширением канала 45 коаксиально сопрягают с концевым участком 56 трубы 54 пустотообразователя 20. В полости 49 пустотообразователя 20 одновременно с началом схватывания цементного теста в бетоне с помощью насоса гидропривода (не показан) создают расчетное давление. При этом стенками оболочки 47 пустотообразователя 20 производят обжатие бетонной смеси в форме 7 и создают дополнительное напряжение поперечной 4 и продольной 2 арматуры каркаса с одновременным отжатием воды из бетона через пластинчатые фильтры 12 в каналы 10 основания 5 силовых . фирм 7. После набора бетоном элементов 1 требуемой прочности подачу теплоносителя в полости боковых стенок 8 силовых форм 7 прекращают, Усилия предварительного напряжения арматуры каркаса с механизма 35 передают на бетон изделия. В полостях 49 пустотообразователей 20с помощью насоса гидропривода снимают избыточное давление (не показано). Затем тем же насосом гидропривода Ьткачивают жидкость из пустотообразователей силовых форм в прием-, ную емкость гидропривода (не показана). Патрубок 43 гидропривода выводят из сопряжения с концевым участком 56 трубы 54 пустотообразователя 20. Снимают крышку 67 с силовых форм 7 установки по описанной технологии. С помощью механизма 21 поворота боковых стемок 8 силовых форм 7 производят разопалубливание элементов 1. После этого за монтажные петли (не показаны) внутренних элементов 23 торцовых стенок 9 специальной траверсой с помощью мостового крана изготовленные железобетонные стержневые элементы 1 транспортируют на склад. На складе с торцов элементов 1 снимают внутренние элементы 23 торцовых стенок 9. Изнутри элементов 1 извлекают пустотообразователи 20.

Изготовленные по такой технологии железобетонные стержневые элементы готовы к восприятию эксплуатационных нагрузок. Формула изобретения 1. Железобетонный полый стержневой элемент, включающий продольную арматуру, выполненную из попарно сгруппированных предварительно напряженных стержней, и поперечную арматуру, отличающийся тем, что, с целью повышения

несущей способности и трещиностойкости элемента, поперечная арматура выполнена в виде предварительно напряженных хомутов из полосы и переплетения с охватом стержнями продольной арматуры.

5 после установки в силовую форму арматурного каркаса предварительно напрягают его продольную и поперечную арматуры, а после укладки бетонной смеси одновременно с ее обжатием дополнительно напрягают

0 поперечную и продольную арматуры.

5 стенки, соединенные с продольными цилиндрическими элементами, которые установлены с возможностью поворота боковых стенок смежных силовых форм посредством привода навстречу друг другу в фигурных

0 пазах, выполненных по форме продольных цилиндрических элементов в основании установки, причем каждый фигурный паз основания со стороны смежных боковых стенок снабжен скошенным упором, фиксирующим максимальный поворот боковых стенок, между которыми расположены разъемные торцовые прямоугольные стенки силовых форм, каждая из которых состоит из наружного и внутреннего элементов, соп.ряженных между собой, при этом внутренние съемные элементы торцовых стенок с противоположных сторон форм снабжены устройствами для фиксации стержней арматурных каркасов элементов, наружные

5 элементы одних торцовых стенок с одной стороны силовых форм выполнены подвижными и снабжены механизмом натяжения арматуры, а с противоположной стороны силовых форм выполнены неподвижными и снабжены механизмом перемещения гидропривода пустотообразователей, которые установлены вдоль осей силовых форм и каждый из них выполнен в виде цельнометаллической оболочкиООбразного сечения из титаноникелевого сплава, торцы которой со стороны ее полости снабжены патрубками, выполненными по форме оболочки в виде полого усеченного конуса и меньшими основаниями обращенными навстречу друг другу, а в патрубки установлены вкладыши из легкого сплава, выполненные по внутренней полости патрубка и снабженные цилиндрическими каналами, через каналы в полость оболочки пустотообразователя пропущена труба, которая в средней части выполнена разрезной «снабжена в месте разреза пружинным амортизатором и патрубком подачи и отбора жидкости, при этом концевые участки трубы за пределами пустотообразователя снабжейы шлицами, которые сопряжены с пазами отверстий во внутренних съемных элементах торцовых стенок силовой формы, причем концевой участок трубы со стороны подвижной торцовой стенки формы выполнен глухим, а в разъемных элементах неподвижной торцовой стенки формы выполнены соосно проходные отверстия и в них заведеиы навстречу друг другу концевой участок трубы пустотообразователя и патрубок магистрали высокого давления гидропривода пустотообразователя, которые сопряжены между собой коаксиально с уплотнением.

в пазы, выполненные по их форме в наружных элементах стенок.

с внутренними боковыми стенками посредством штанг, свободно пропущенных через проемы, выполненные в промежуточных боковых стенках силовых форм.

М

Фиг. I

/

Фиг. 2.

@. 1б

.г77

Фт. 9

S-6

f/2 f3

Фи1.6 /„ ri PL JL

. JL

д-д 23

Фиг iO 9

Ж32

Фиг. ff J±f.

аз |-Ж /L/ Ф«г./2

oic-ж

ФигП

7,/ Si/Sj/ . S3/ Й

Sd

s- J. Фа 3.15

25

Фие./6

t«

/1-Й

Фи1. 19