Защитное крепление откоса грунтового сооружения
Владельцы патента RU 2433223:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к гидротехнике, в частности к защитному креплению откоса грунтового сооружения от воздействия поверхностного и фильтрационного потоков воды и льда. Защитное крепление откоса грунтового сооружения включает рамно-балочную сквозную многоярусную конструкцию, заполненную камнем. Многоярусная конструкция образована из пространственных модулей прямоугольной в плане формы, выполненных из поперечных и продольных балок, стянутых по высоте. Пространственные модули уложены на откосе грунтового сооружения в шахматном порядке с возможностью опирания независимых друг от друга модулей одного ряда на модули нижерасположенного ряда и выполнения жестких или шарнирных связей между рядами модулей. В продольных и поперечных балках модулей выполнены отверстия под стяжные элементы и установлены связевые петлеобразные арматурные выпуски. Технический результат состоит в снижении трудоемкости изготовления и монтажа, снижении напряжений в элементах конструкции, повышении надежности конструкции защитного крепления откоса грунтового сооружения, подверженного воздействию поверхностного и фильтрационного потоков воды и льда. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к гидротехнике, в частности к защитному креплению откоса грунтового сооружения от воздействия поверхностного и фильтрационного потоков воды и льда.
Известно крепление низового откоса грунтового сооружения, содержащее сквозную рамно-балочную конструкцию, заполненную камнем и связанную с грунтом, выполненную из продольных и поперечных элементов, упирающихся продольными элементами в упорную конструкцию, выполненную в виде горизонтально расположенных ячеек, заглубленных в нижней части в тело низового откоса, причем связь с низовым откосом выполнена с помощью анкеров и анкерных плит, заглубленных в грунт откоса, в поперечных балках выполнены прорези со скошенными стенками, а элементы конструкции соединены жесткими или шарнирными связями (Авторское свидетельство SU №1428802, дата приоритета 25.07.86, дата публикации 07.10.88, авторы Похабов В.И. и др.).
Недостатком известной конструкции является высокая трудоемкость изготовления элементов конструкции и монтажа, обусловленная сложностью выполнения элементов и поэлементной сборкой, а также недостаточная надежность в связи с поярусной независимостью работы элементов сооружения.
Известно крепление откосов грунтового сооружения для пропуска паводковых расходов воды и льда, принятое в качестве прототипа, включающее многоярусную сборную балочную конструкцию, заполненную крупногабаритным камнем, закрепленным заанкеренными в откос балками, балки уложены в поперечном и продольном направлениях, в средней части балки выполнены с двумя фиксаторами в виде прямоугольных выступов с образованием седла, при этом выступы выполнены высотой, равной высоте балки, а расстояние между фиксаторами равно ширине балки, причем балки нижнего яруса уложены поперек откоса фиксаторами вверх, а верхние балки уложены вдоль откоса фиксаторами вниз с обеспечением сопряжения седел верхней и нижней балок, балки между собой по длине связаны шарнирно (Авторское свидетельство SU №1645345, дата приоритета 20.01.89, дата публикации 30.04.91, авторы Похабов В.И. и др., прототип).
Недостатком прототипа является высокая трудоемкость изготовления и монтажа, обусловленная сложностью выполнения как самих элементов конструкции, так и трудоемкостью поэлементной сборки и установки связей между балками, а также недостаточная надежность в связи с поярусной независимостью работы элементов сооружения.
Задачей изобретения является снижение трудоемкости изготовления и монтажа и повышение надежности конструкции защитного крепления откоса грунтового сооружения, подверженного воздействию поверхностного и фильтрационного потоков воды и льда.
Для решения поставленной задачи в защитном креплении откоса грунтового сооружения, включающем рамно-балочную сквозную многоярусную конструкцию, заполненную камнем, согласно изобретению многоярусная конструкция образована из пространственных модулей прямоугольной в плане формы, выполненных из поперечных и продольных балок, стянутых по высоте, пространственные модули уложены на откосе грунтового сооружения в шахматном порядке с возможностью опирания независимых друг от друга модулей одного ряда на модули нижерасположенного ряда и выполнения жестких или шарнирных связей между рядами модулей, при этом в продольных и поперечных балках модулей выполнены отверстия под стяжные элементы и установлены связевые петлеобразные арматурные выпуски.
Согласно изобретению в модуле использованы балки разной длины, которые скреплены между собой с образованием консолей поперечных балок с длиной консоли, равной ширине балки, а модули уложены с консольным опиранием продольных и поперечных балок.
Согласно изобретению в модуле использованы балки одинаковой длины, а модули уложены с консольным расположением продольных балок соседних рядов с возможностью опирания на шарнирные или жесткие связи с использованием связевых петлеобразных арматурных выпусков или уголков.
Согласно изобретению в модуле использованы балки одинаковой длины, а модули уложены при непосредственном опирании их на модули соседнего нижнего ряда с возможностью использования шарнирных или жестких связей между рядами модулей.
На фиг.1 схематично изображено защитное крепление откоса грунтового сооружения, продольный разрез по отношению к направлению потока; на фиг.2 показана поперечная схема укладки модулей по отношению к направлению потока с разной длиной балок в модуле в изобретении по п.2, вид в плане; на фиг.3 показана поперечная схема укладки модулей по отношению к направлению потока с одинаковой длиной балок в модуле в изобретении по п.3, вид в плане; на фиг.4 показана поперечная схема укладки модулей по отношению к направлению потока с одинаковой длиной балок в модуле в изобретении по п.4, вид в плане; на фиг.5 изображена схема сборки модуля с разной длиной балок; на фиг.6 - то же, с одинаковой длиной балок.
Защитное крепление откоса грунтового сооружении представляет собой рамно-балочную сквозную многоярусную конструкцию, образованную из пространственных модулей 1 прямоугольной в плане формы, заполненную камнеобразным грунтом 2. Пространственные модули 1 выполнены из поперечных 3 и продольных 4 балок, стянутых по высоте с помощью стяжек 5. При этом в балках 3, 4 выполнены отверстия 6 под стяжки. Кроме того, по длине балок выполнены технологические отверстия 6 и установлены связевые петлеобразные арматурные выпуски 7 для возможной установки в модулях дополнительных балок, каркасов и соответственно стяжек. Пространственные модули 1 уложены на откосе грунтового сооружения в шахматном порядке либо с возможностью свободного опирания модулей одного ряда на модули нижерасположенного ряда, либо с использованием шарнирных 8 или жестких 9 связей между рядами модулей и образованием массивной пространственной конструкции.
В изобретении по п.2 в модуле использованы балки разной длины, которые скреплены между собой с образованием консолей 10 у поперечных балок 3 с длиной консоли, равной ширине балки. При этом модули уложены с двойным консольным опиранием продольных и поперечных балок, а также с возможной дополнительной установкой шарнирных связей 8 между рядами (условно не показано).
В изобретении по п.3 в модуле использованы балки одинаковой длины. При этом модули уложены с консольным расположением продольных балок 4 соседних рядов с возможностью опирания на шарнирные 8 или жесткие 9 связи с использованием связевых петлеобразных арматурных выпусков или уголков.
В изобретении по п.4 в модуле также использованы балки одинаковой длины. При этом модули уложены при непосредственном опирании их на модули соседнего нижнего ряда с возможностью использования шарнирных 8 или жестких 9 связей между рядами модулей.
Конструкция защитного крепления откоса грунтового сооружения работает следующим образом.
Нагрузка под воздействием поверхностного потока передается поперечной балке 3 модуля. Возникающая от нагрузки реакция передается продольной балке 4. Нагрузка от фильтрационного потока также воспринимается балками модуля по направлению потока сверху вниз.
В изобретении по п.2 нагрузка на продольные балки 4 передается через консольные участки 10 поперечных балок 3 и может передаваться через дополнительные шарнирные связи 8.
В изобретении по п.3 нагрузка, воспринимаемая поперечной балкой 3, передается продольной балке 4 через шарнирные связи 8 петлеобразных арматурных выпусков.
В изобретении по п.4 нагрузка воспринимается поперечной балкой 3 и передается непосредственно продольной балке 4 и дополнительно посредством шарнирной связи 8 через петлеобразные арматурные выпуски.
Преимущество защитного крепления откоса грунтового сооружения заключается в модульном исполнении конструкции, обуславливающем снижение трудозатрат при изготовлении и монтаже, снижение напряжений в элементах конструкции, а также повышение надежности защитного крепления откоса, исключающего повреждения откоса грунтового сооружения совместно с явлением переукладки грунта, в связи с массивностью самих модулей и пространственной работой конструкции за счет связевых элементов.
1. Защитное крепление откоса грунтового сооружения, включающее рамно-балочную сквозную многоярусную конструкцию, заполненную камнем, отличающееся тем, что многоярусная конструкция образована из пространственных модулей прямоугольной в плане формы, выполненных из поперечных и продольных балок, стянутых по высоте, пространственные модули уложены на откосе грунтового сооружения в шахматном порядке с возможностью опирания независимых друг от друга модулей одного ряда на модули нижерасположенного ряда и выполнения жестких или шарнирных связей между рядами модулей, при этом в продольных и поперечных балках модулей выполнены отверстия под стяжные элементы и установлены связевые петлеобразные арматурные выпуски.
2. Защитное крепление откоса грунтового сооружения по п.1, отличающееся тем, что в модуле использованы балки разной длины, которые скреплены между собой с образованием консолей поперечных балок с длиной консоли, равной ширине балки, а модули уложены с консольным опиранием продольных и поперечных балок.
3. Защитное крепление откоса грунтового сооружения по п.1, отличающееся тем, что в модуле использованы балки одинаковой длины, а модули уложены с консольным расположением продольных балок соседних рядов с возможностью опирания на шарнирные или жесткие связи с использованием связевых петлеобразных арматурных выпусков или уголков.
4. Защитное крепление откоса грунтового сооружения по п.1, отличающееся тем, что в модуле использованы балки одинаковой длины, а модули уложены при непосредственном опирании их на модули соседнего нижнего ряда с возможностью использования шарнирных или жестких связей между рядами модулей.
