Железобетонный элемент обделки Советский патент 1980 года по МПК E21D11/08 

1

Изобретение относится к конструкциям из железобетона и может быть использовано при сооружении метрополитенов, железнодорожных, автотранспортных туннелей и гидротехнических 5 коллекторов.

Известны элементы обделок туннелей, у которых по стыковочным поверхностям выполнены продольные канавки. Продольные канавки при сборке 10 элементов обделок образуют полости, заполняемые цементно-песчаным раствором l .

Недостатком известной конструкции является то, что при сборке обделок в кольцо происходит их деформация после выхода из проходного 1дита, а имеквдиеся зачеканочные канавки, проходящие по средней части торцовых поверхностей, не совпадают друг с 20 другом, и при нагнетании затем цементно-песчаного раствора в них создается большое сопротивление и раствор весь идет за внешнюю сторону обделки, оставляя полость наполовину 25 пустой, что приводит к нарушению водонепроницаемости и снижению эксплуатационных качеств.

Наиболее близким по техническому решению являете железобетонный элемент сборной обделки, выполненный в виде плиты с арматурным каркасом и изогнутой по дуге окружности, торцы которой выполнены по выпуклой и вогнутой кривым поверхностям, а боковые стороны в местах соединения со следующим элементом имеют штыри и ниши |2.

Недостатком такой конструкции является то, что малейшее изменение диаметра кольца после выхода его из щита приводит к деформации кольца,. вызывая разрушение бетона вогнутых полуцилиндров обделок из-за одинаковых радиусов и высоких концентрация напряжений, возникаквдих на кромках полуцилиндров, а это требует дополнительных трудозатрат на бетонирование коллекторов.

Целью изобретения является повышение надежности работы элемента обделки путем обеспечения водонепроницаемости.

Поставленная цель достигается тем, что поверхности ; торцов элемента имеют различный радиус кривизны: для выпуклой поверхности 0,048-0,055, а для вогнутой - 0,052-0,064 диаметра обделки, причем внутренняя поверхность элемента выполнена по всему контуру с профильными канавками, в сечении имеющими форму тупого угл и образующими при сопряжении элементов разомкнутую полость для зачеяанки ее бетоном, в которой отношение составляет 0,6-0,8 расстояния между вершинами тупых углов смежных элементов. На фиг. 1 изображен железобетонный элемент обделки в разрезе; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - сопряжение двух элементов; на фиг. 4 - соединение отдельных колец обделки, общий вид; на фиг.5 то же, вид в плане; на фиг. б - узе / на фиг. 4; на фиг. 7 - разрез А-А на фиг. 5. Элемент сборной обделки представ ет собой изогнутую по дуге окружнос ти железобетонную плиту 1 с арматур ным каркасом 2. Торцы плиты выполнены в виде вогнутой 3 и выпуклой 4 поверхностей, очерченных по кривым различных радиусов, величина которых для выпуклой поверхности равна 0,048-0,055 диаметра, а для вогнуто поверхности - 0,052-0,064 диаметра Обделки, т.е. R.. (0,048-0 ,055) ..охи (0,052-6,064ГОоб. а внутренней поверхности элемен та обделки выполнены профильные канавки 5 и 6, расположенные по всему внутреннему контуру поверхности и имеющие в поперечном сечении вид тупого угла. При сборке элементов в кольцо канавки образуют разамкнутую полост 7, в которой соотношение равно 0,60,8 расстояния между вершинами тупых углов смежных элементов. Это соотнсвдение выбрано экспериментально и является оптимальным для обеспечения надежной зачеканки цементно-песчаным раствором в полос ти . При меньшем соотношении бетон не удерживается в полости, а при большем соотношении - увеличивается трудоемкость на зачеканку и необоснованно повышается расход материала Дця крепления собранного, кольца 8 обделки к предыдущему 9 на каждом элементе с одной продольной стороны установлены два метрических штыря id, ас другой стороны выполнены две ниши 11. Дпина ниши составляет диаметров штыря, а ширина ниши в 1,5-2 раза больше диаметра шты ря.; Это необходимо для обеспечения в подвижности обделок при сборке. На фдной из боковых сторон элемента выполнено отверстие 12 для по чи через него цементно-песчаного раствора, необходимого для заделки полости. Величины радиусов обделки, как п выпуклой, так и по вогнутым поверхностям, являются оптимальными для следующих диаметров обделки. вижное соединение элементов обделок, надежное и плотное перекрытие стыков при соединении колец. При значении ,052 и Rg,n 0,048 Dgg наблюдается уменьшение Ьодвижности собранного кольца и разрушение кромок вогнутого полуцилиндра. При этом уменьшается свободный зазор меиаду двумя радиусами, что препятствует проникновению в этот зазор цементно-песчаного раствора. При увеличении размера ,064 Wft. повышается удельное сопротивление на торцовое соединение обделок при их опрессовке гидродомкратами, а образовавшаяся в месте стыка пустота имеет очень большие размеры, в результате цементно-песчаный раствор не держится. Это приводит к необходимости применять различные дополнительные механические приспособления для удержания раствора. Работает данный элемент следующим образом. Готовые элементы обделок собираются в кольца необходимого диаметра и соедин ются между собой при помощи штырей J.O, фиксируеь«5х в соответствующих нишах 11,приведенные размеры которых позволяют обеспечить осевую подвижность штырей 10 и собранных колец по вертикали. После выхода из проходческого щита (на чертеже не показано) собранного кольца 8 оно деформируется и . приобретает форму незначительного эллипса., Эта деформация кольца происходит без разрушения бетона в элементах благодаря тому, что в1лпуклые и вогнутые поверхности выполнены кгикдая по четверти цилиндра с разновеЛИКИ1ИИ радиусами, которые и позволяют элементам в кольце работать как шарнир. Подача бетона идет через отверстия 12, расположенные посредине продольной стороны элементов, и вначале бетон заполняет стыковые соединения между кольцами 8, а затем заполняется тот зазор, который образовался от разновеликих радиусов по торцёш собранных элементов, и лишь после заполнения всех стыковых соединений элементов бетон поступает

между породой и взводимой конструкцией.

Формула изобретения

Железобетонный элемент обделки,, выполненный в виде плиты с арматурным каркасом и изогнутой по дуге окружности, торцы которой выполнены по выпуклой и вогнутой кривым поверхностям, а боковые стороны и местах соединения со следуквдим элементом имеют штыри и ниши, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы элемента обделки путем обеспечения водонепроницаемости, поверхности торцов элемента имеют различный радиус Кривизны: для выпуклой поверхности 0,0480,055, а для вогнутой .0,052-0,064

диаметра обделки, причем внутренняя поверхность элемента выполнена по всему контуру с профильными канавками,, в сечении имеющими тупого угла и образующими при сопряжении элементов разомкнутую полость цля зачеканки ее бетоном, в которой отношение составляет 0,6-0,8 расстояния между вершинами тупых углов смежных элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 110692, кл. Е 21 О 11/08, 08.11.56.

5

2. Авторское свидетельство СССР № 108362, кл. Е 21 D 11/08, 10.04.56 (прототип).

.. I i г- - :1A-i-v-.4- Фiqit „ .