Способ изготовления строительных арматурных конструкций

Изобретение относится к строительству, в частности к монтажу и сборке больших арматурных конструкций, используемых для строительства зданий и сложных железобетонных сооружений. Способ включает изготовление металлических каркасов арматурных блоков в кондукторе с использованием фиксаторов арматуры. Каркасы позиционируют на строительной площадке и соединяют выпуски арматуры стыкуемых каркасов смежных армоблоков муфтами. Изготовление металлического каркаса армоблоков в кондукторе осуществляют с использованием трехкоординатных фиксаторов, длина которых не менее трех диаметров стержней арматуры, и закрепляют в них арматуру быстротвердеющей пластмассой. На стыкуемых гранях смежных армоблоков устанавливают по три ответных узла системы нулевого принудительного базирования, разнесенных в плоскости граней, и позиционируют армоблоки совмещением ответных узлов принудительного базирования. Соединение выпусков арматуры армоблоков можно осуществлять цилиндрическими резьбовыми муфтами, имеющими эксцентриковые компенсаторы несоосности, а также предварительно охлажденными в жидком газе. Кроме того, для соединения выпусков арматуры можно использовать обжимные цилиндрические муфты, закрепляя в них арматуру с помощью накидных гидравлических захватов. В еще одном частном случае предлагается фиксацию положения выпусков стержней арматуры в муфтах осуществлять быстротвердеющей пластмассой или с помощью сварки. Изобретение позволяет увеличить жесткость изготавливаемых армоблоков, точность их позиционирования при монтаже на строительной площадке, упростить монтаж строительных арматурных конструкций и повысить его качество. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к строительству, в частности к монтажу и сборке больших арматурных конструкций, используемых затем для строительства зданий и сложных железобетонных сооружений, и может быть реализовано, например, при сооружении герметичных защитных оболочек здания реактора атомных электростанций.

Традиционно строительные арматурные конструкции сложных железобетонных сооружений изготавливают непосредственно на строительной площадке путем вязки арматуры с помощью проволочных фиксаторов из вязальной проволоки. При этом позиционирование арматуры осуществляется по разметке и шаблонам геодезическими методами. Соединение выпусков арматуры осуществляют в основном сваркой ванно-дуговым методом, а высокопрочной арматуры больших диаметров с помощью цилиндрических резьбовых муфт [1, 2, 3]. Процесс создания больших строительных арматурных конструкций и железобетонных сооружений сложной формы трудоемок и длителен по времени и, кроме того, требует высокой квалификации арматурщиков и обслуживающих их геодезистов.

Так, например, известен способ изготовления строительных арматурных конструкций, принятый за прототип [4] и включающий изготовление в кондукторе арматурных модулей, выполненных в виде отдельных блоков металлического каркаса (далее армоблоков), с использованием вязки арматуры проволочными фиксаторами, затем позиционирование изготовленных армоблоков на строительной площадке традиционными геодезическими методами и соединение выпусков стержней смежных (соседних) армоблоков цилиндрическими резьбовыми муфтами.

Однако использующаяся в прототипе вязка проволочными фиксаторами не только трудоемка, но и не обеспечивает необходимой жесткости собранных армоблоков, что приводит при позиционировании к потере точности положения выпусков стержней арматуры, достигнутой в кондукторе. Кроме того, позиционирование армоблоков традиционными геодезическими методами из-за сложности создания на каркасе арматурных блоков точных баз, кроме высокой трудоемкости этих методов не обеспечивает и точности позиционирования смежных армоблоков. А это, в свою очередь, затрудняет стыкование смежных блоков резьбовыми муфтами, поскольку малые зазоры в резьбе требуют высокой степени соосности арматуры на стыках. Поэтому для стыкования несоосных выпусков арматуры с помощью резьбовых муфт требуется роспуск проволочных фиксаторов и подгиб арматуры, что при больших диаметрах арматуры требует больших усилий.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи разработки менее трудоемкого и более надежного способа изготовления качественных строительных арматурных конструкций для зданий и сложных железобетонных сооружений.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в увеличении жесткости изготавливаемых отдельных армоблоков и точности их позиционирования при монтаже на строительной площадке, что позволяет повысить качество и существенно упростить монтаж строительных арматурных конструкций зданий и сложных железобетонных сооружений.

Указанный технический результат обеспечивается за счет того, что металлические каркасы арматурных блоков для строительных конструкций изготавливают в кондукторе с использованием фиксаторов арматуры, затем позиционируют каркасы на строительной площадке и соединяют выпуски арматуры стыкуемых каркасов смежных армоблоков цилиндрическими резьбовыми муфтами.

В то же время в отличие от прототипа в заявленном способе предлагается:

во-первых, сборку металлического каркаса армоблоков в кондукторе осуществлять с использованием трехкоординатных фиксаторов, длина которых не менее трех диаметров арматуры, и закреплять в них арматуру на быстротвердеющей пластмассе. Это обеспечит необходимую строительную точность и жесткость металлического каркаса армоблока и уменьшит трудоемкость его сборки;

во-вторых, устанавливать на стыкуемых гранях смежных армоблоков по три совмещаемых (сопрягаемых) узла системы нулевого принудительного базирования, а позиционирование смежных армоблоков при их монтаже на строительной площадке осуществлять, стыкуя эти узлы. Это позволит исключить или резко сократить объем геодезических работ на строительной площадке и обеспечить высокую точность стыкования смежных армоблоков.

Трехточечные системы принудительного базирования широко используются в приборостроении, например, при установке оптических узлов без потери точности их установки, а также при монтаже различных устройств на кораблях, например, при установке гироприборов [5].

В первом частном случае заявляемого способа предлагается соединение выпусков арматуры стержней армоблоков осуществлять цилиндрическими резьбовыми муфтами, имеющими эксцентриковые компенсаторы несоосности. Эксцентриковые компенсаторы несоосности позволяют собирать выпуски арматуры без подгиба и роспуска фиксаторов при значительных изломах и смещениях стыкуемых выпусков стержней арматуры.

Эксцентриковые компенсаторы представляют собой набор из четырех цилиндрических втулок, входящих одна в другую и имеющих одинаковый эксцентриситет внутренних и наружных поверхностей, равный «а», что позволяет компенсировать несоосность выпусков стержней арматуры в пределах, равных «2а». Две другие эксцентриковые цилиндрические втулки, входящие одна в другую и имеющие одинаковую непараллельность осей внутренних и наружных поверхностей, равную «ε», позволяют компенсировать излом осей выпусков арматуры в пределах «2ε» (а.с. СССР №582420). Использование таких компенсаторов позволяет резко снизить трудоемкость стыковки и соединения выпусков армоблоков.

В другом частном случае заявляемого способа предлагается соединение выпусков арматуры армоблоков осуществлять с использованием цилиндрических резьбовых муфт, предварительно охлажденных в жидком газе, например, в азоте, тем самым, временно (на время сборки) увеличивая внутренний диаметр резьбовых муфт.

В третьем частном случае заявляемого способа предлагается соединение выпусков арматуры армоблоков осуществлять с использованием обжимных цилиндрических муфт и закреплять в них арматуру с помощью накидных гидравлических захватов. В этом случае, можно не нарезать стандартную резьбу на концах арматуры, а использовать резьбовой рельеф ее ручьев, созданных при прокатке.

В еще одном частном случае заявляемого способа предлагается фиксацию положения выпусков стержней арматуры в муфтах осуществлять быстротвердеющей пластмассой или с помощью сварки.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами: фигуры 1, 2, 3, 4 и 5.

На фиг.1 представлена схема металлического каркаса армоблока, где использованы следующие обозначения: 1 - арматура; 2 - трехкоординатный фиксатор арматуры; 3 - быстротвердеющая пластмасса; L - длина фиксатора; D - наружный диаметр арматурного стержня; L≥3D.

На фиг.2 представлена одна из шести кондукторных рам кондуктора, где использованы следующие обозначения: 4 - кондукторные втулки для позиционирования арматуры; 5 - связь; 6 - базовые элементы системы принудительного базирования.

Размеры и форма кондукторных рам, геометрия и число кондукторных втулок, положение базовых элементов определяются конструкцией металлического каркаса армоблоков. Все кондукторные рамы после их стыковки образуют единый кондуктор для сборки армоблока в цеховых условиях. Проверка геометрических параметров кондуктора осуществляется методами промышленной геодезии с использованием трехмерных систем измерения.

На фиг.3 представлены две схемы системы нулевого принудительного базирования, где использованы следующие обозначения: а - схема принудительного базирования с явным центром и образующим направлением; б - схема принудительного базирования с неявным центром и образующим направлением; 7 - стыкуемые базовые элементы типа «сфера - плоскость»; 8 - стыкуемые базовые элементы типа « сфера - конус»; 9 - стыкуемые элементы типа «сфера - V-образный паз».

На фиг.4 представлены схемы соединения выпусков стержней армоблоков с использованием резьбовых муфт с эксцентриковыми компенсаторами несоосности, где использованы следующие обозначения: в - схема крепления арматуры на быстротвердеющей пластмассе; г - схема крепления арматуры на сварке; 10 - выпуски стержней арматуры смежных армоблоков; 11 - эксцентриковые втулки с непараллельными осями для компенсации изломов выпусков; 12 - эксцентриковые втулки с параллельными осями для компенсации смещений выпусков; 13 -слои быстротвердеющей пластмассы; 14 - цилиндрическая резьбовая муфта с эксцентриковыми компенсаторами несоосности; 15 - сварной шов, выполненный, например, ванно-дуговым способом; 16 - резьба.

На фиг.5 представлены схемы соединения выпусков стержней армоблоков с использованием обжимных муфт и два из множества различных вариантов закрепления в них арматуры с помощью накидных гидравлических захватов, где использованы следующие обозначения: д - схема крепления арматуры с использованием обжимной муфты с расходящимися конусными наружными поверхностями; ж - схема крепления арматуры с использованием обжимной муфты со сходящимися конусными наружными поверхностями; 10 - выпуск арматуры армоблока; 17 - поршни накидного гидравлического захвата, деформирующие обжимную муфту; 18 - накидной гидравлический захват; 19 - обжимная муфта из отожженной мягкой углеродистой стали.

В конкретной реализации предлагаемого способа изготовления строительных арматурных конструкций металлический каркас армоблока, представленный на фиг.1, собирают в кондукторе из шести кондукторных рам, представленных на фиг.2. Арматуру вставляют во втулки (фиг.2 позиция 4) кондукторных рам и отверстия трехкоординатных фиксаторов арматуры (фиг.1 позиция 2). Арматуру закрепляют в фиксаторах быстротвердеющей пластмассой (фиг.1 позиция 3), которую либо наносят кистью на арматуру предварительно либо подают в фиксаторы принудительно под давлением через специальные отверстия в фиксаторах. После формирования каркаса армоблока с помощью фиксаторов на смежных стыкуемых гранях армоблоков устанавливают по кондуктору по три обратных (сопрягаемых) узла системы нулевого принудительного базирования, представленные на фиг.3.

В зависимости от изготавливаемой железобетонной конструкции можно применять одну из двух систем принудительного нулевого базирования, а именно:

- система принудительного базирования с явным центром и образующим направлением, которая содержит элементы узлов системы нулевого принудительного базирования (фиг.3а элементы 7, 8, 9). Эта система используется в случае, если требуется позиционировать армоблок в некоторой внешней системе координат, например, при позиционировании закладного (первого) блока;

- схема принудительного базирования с неявным центром (фиг.3б элементы 9). Эта система используется в случае, если требуется обеспечить только собираемость конструкции армоблоков без точного позиционирования во внешней системе координат.

При этом в любом случае на стыкуемой грани одного армоблока устанавливают три сферических штыря, а на стыкуемой грани смежного армоблока устанавливают ответные сочленяемые элементы, выполненные в виде конического отверстия, V-образного паза или плоскости. Указанные элементы устанавливают в кондукторе в максимально удаленных друг от друга точках грани армоблока. За счет такого расположения на гранях смежных армоблоков центры сферических штырей и ответные части армоблоков образуют систему координат, в которой координируются все выпуски арматуры смежных (соседних) армоблоков.

Затем на строительной площадке устанавливают первый (закладной) армоблок со сферическими штырями, которые позиционируют относительно разметки строительной площадки, либо по кондуктору с использованием схемы 3а. Второй (смежный) армоблок стыкуют с первым по ответным частям принудительного базирования, например, по трем «V-образным пазам» по схеме, представленной на фиг 3б. Аналогичным образом последовательно позиционируют и устанавливают остальные армоблоки.

Соединение выпусков стержней стыкуемых армоблоков осуществляют в зависимости от требуемой работоспособности стыковых соединений выпусков одним из вышеприведенных способов:

- с использованием цилиндрических резьбовых муфт с эксцентриковыми компенсаторами несоосности (фиг.4) с закреплением арматуры в муфтах на быстротвердеющей пластмассе (фиг.4а) или на сварке (фиг.4b);

- с использованием резьбовых муфт, предварительно охлажденных в жидком газе, например, в азоте, временно увеличивая ее внутренний диаметр.

- с использованием обжимных муфт и закрепляют в них арматуру с помощью накидных гидравлических захватов (фиг.5).

Источники информации.

1. С.С. Атаев и др. Технология строительного производства. Учебник для вузов. Стройиздат.1984 г.

2. СНИИП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры».

3. РД ЭО 0657-2006 «Положения по применению механических соединений арматуры для железобетонных зданий и сооружений атомных станций».

4. 63-04 ТК «Технологическая карта на установку арматуры ленточных монолитных фундаментов из готовых сеток, каркасов и блоков». Институт промышленного строительства ОАО ПКТИПРОМСТРОЙ, 2004 г.

5. Л.П. Гаврилюк, «Принципы базирования конструкций и оборудования при их сборке и монтаже», «Вестник технологии судостроения» №16, 2008 г.

1. Способ изготовления строительных арматурных конструкций, например, для гермооболочки здания реактора, при котором изготавливают в кондукторе металлические каркасы армоблоков с использованием фиксаторов арматуры, затем позиционируют каркасы на строительной площадке и соединяют выпуски арматуры стыкуемых каркасов смежных армоблоков муфтами, отличающийся тем, что изготовление металлического каркаса армоблоков в кондукторе осуществляют с использованием трехкоординатных фиксаторов, длина которых не менее трех диаметров стержней арматуры, и закрепляют в них арматуру быстротвердеющей пластмассой, устанавливают на стыкуемых гранях смежных армоблоков по три ответных узла системы нулевого принудительного базирования, разнесенных в плоскости граней, и позиционируют армоблоки совмещением ответных узлов принудительного базирования, при этом для соединения выпусков арматуры используют цилиндрические резьбовые или обжимные муфты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соединение выпусков армоблоков осуществляют цилиндрическими резьбовыми муфтами с эксцентриковыми компенсаторами несоосности.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что соединение выпусков армоблоков осуществляют цилиндрическими резьбовыми муфтами, предварительно охлажденными в жидком газе.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что фиксацию положения выпусков стержней арматуры в муфтах осуществляют быстротвердеющей пластмассой или с помощью сварки.