FI90106C - Foerfarande foer att bygga en vaegbaedd och dess anvaendning - Google Patents

Description

1 90106

Menetelmä tien rungon rakentamiseksi ja sen käyttö. - Förfarande för att bygga en vägbädd och dess användning.

Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tien rungon rakentamiseksi. Menetelmällä valmistettua tien runkoa voidaan käyttää patenttivaatimuksessa 11 esitettyihin tarkoituksiin.

Aikaisemmassa patenttihakemuksessamme FI 894535 on esitetty menetelmä liittorakenteen valmistamiseksi muotolevyn, tavallisesti teräksisen prn-fiililevyn ja betonin yhdistelmänä siten, että muotolevyyn ruiskutetaan betonia. Teräsohutlevystä venyttämällä valmistettava leikkoverkko on tunnettu US-patenteista 1 864 598 ja 3 034 197. Paksummasta metallilevystä leikkaamalla ja venyttämällä valmistettu isorrpisilmäinen diagonaalinen verkkoristikko on tunnettu mm. US-pat.entista 3 570 086.

Nykyisten teiden rakentamismenetelmien haittana on nm. se, että tien runkoa varten joudutaan tuomaan painavia maamassoja, jotka aiheuttavat usein alla olevassa pehmeässä maaperässä haitallisia painumia. Niiden estämiseksi joudutaan tekemään kalliita pohjanvahvistuksia. Pehmeille maapohjille rakentaminen tuottaakin yleensä suuria lisäkustannuksia.

Onteloiden tekeminen teiden runkorakenteisiin tunnetuin menetelmin on kallista ja hankalaa. Erityisesti betonin valaminen kaarevaksi holvimuodoksi on vaikeata ja hidasta. Suurten maamassojen siirtäminen tien paikalle vaatii runsaasti aikaa ja aiheuttaa ympäristöhaittoja. Tien runkoon soveliaat maa-ainekset alkavat monin paikoin loppua ja ne joudutaan usein kaivamaan yrnpäristönsuojelunielessä arvokkailta alueilta. Rakennustyön suorittaminen pehmeillä maapohjilla saattaa kestää useitakin vuosia maapohjan lujittamisen hitauden vuoksi. Teiden pinta ei pysy useinkaan tasaisena, vaan teihin syntyy liikennettä häiritseviä painumia.

Teiden alustat ovat nykyisin hyödyttömässä käytössä eräänlaisina maavaras-toina. Esimerkiksi kaupunkien keskustoissa katualueet ovat erittäin arvokkaita pinta-aloja. Niille pitäisi saada parempaa käyttöä kuin esim. hiekan säilytys.

2 90106 Tämän keksinnön tarkoituksena on vähentää edellä mainittuja haittoja, ja se saadaan aikaan keksinnön mukaisella menetelmällä siten, että ruiskubetonoimalla muodostetaan tien runkoon yksi tai useampia holvimaisia onteloita betonikuoren sisään, kuten en tarkemmin esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 1.

Keksinnölle on löydettävissä suuri määrä erilaisia sovellu-tusmuotoja. Seuraavat kuvat on tarkoitettu vain esimerkeiksi ja havainnollistamaan keksinnön toimintatapaa.

Termi "tie" tarkoittaa tässä selostuksessa autoteitä, kävely-teitä, rautateitä ja katuja sekä niiden kaltaisia väyliä.

Termi "holvimainen" tarkoittaa tässä selostuksessa kaariholveja, kaarien ja suorien osista muodostuvia holvimaisia muotoja, ympyröitä, munan muotoa ja sen osia sekä parabelin ja hyperbelin osia. Holvimaisessa rakenteessa ovat usein vallitsevia puristusjännitykset, mutta myös taivutusjännityk-siä voi esiintyä. Puristusjännitykset ovat edullisia, koska betonissa ei silloin tarvita monia teräksiä ottamaan veto-jännityksiä. Rakenne tulee siten halvaksi, kun kalliita teräksiä voidaan säästää.

Kuvio 1 esittää periaatteellista poikkileikkausta nykyisin käytössä olevasta yleisestä tien rungosta.

Kuvio 2 esittää periaattellista havainnekuvaa kaarelle taivutetusta verkko- ja levyosasta ennen betonointia.

Kuvio 3 esittää osaa pitkästä verkkorakenteesta ensimmäisen betonikerroksen lisäyksen jälkeen.

Kuvio 4 esittää periaatetta ruiskubetonoinnin suorittamisesta kahden suuttimen avulla teräsosien taakse.

Kuvio 5 esittää jäykistyspoimuilla jäykistetyn leikkoverkon päälle ruiskutettua betonikuorta.

Il·

Kuvio 6 esittää molemmin puolin ruiskubetonoitua leikkoverkkoa.

3 90106

Kuvio 7 esittää havainnekuvaa etukäteen holvimaiseen muotoon taivutetun ruiskubetonointipintaelementin nostamisesta perustusten päälle.

Kuvio 8 esittää havainnekuvaa kahdesta rinnakkain asetetusta holvimaisesta betonointipinnasta.

Kuvio 9 esittää havainnekuvaa ruiskubetonoinnin suorittamisesta kauko-ohjättävällä raskaalla koneella verkkoelementin päälle.

Kuvio 10 esittää holvimaiseen muotoon taivutettuja profiloituja ohutlevyjä perustuksen päällä ennen betonointia.

Kuvio 11 esittää havainnekuvaa valmiista tierakenteesta keksinnön mukaisesti toteutettuna.

kuvio 12 esittää havainnekuvaa valmiista tierakenteesta paalujen päälle rakennettuna.

Kuvio 13 esittää havainnekuvaa vaihtoehtoisesta tierakenteesta, jossa onteloiden suunta on poikittainen tien suuntaan nähden.

Kuvio 14 esittää paalujen päälle perustettua kaksiajorataista tietä.

Kuvio 15 esittää havainnekuvaa eräästä keksinnön mukaisesti toteutetusta kadusta.

Kuvio 16 esittää havainnekuvaa keksinnön mukaisesti toteutetusta jalankulkutiestä.

Kuvio 17 esittää havainnekuvaa keksinnön mukaisesti toteutetusta tiestä, jonka runkoon on sijoitettu pysäköintitila.

o 90106

Kuvio 18 esittää havainnekuvaa tiestä, jonka runkoon on sijoitettu toinen liikenneväylä.

Kuvio 19 esittää poikkileikkauksena periaatetta ruiskubetonoinnin suorittamiseksi maata vasten munamaiseen muotoon.

Kuvio 20 esittää munamaisen poikkileikkauksen yläosan ruiskutusta kuvan 19 mukaisen rakenteen päälle.

Kuvio 21 esittää poikkileikkausta tierakenteesta, joka on munamaisen tyhjätilan päällä.

Kuviossa 1 nähdään nykyinen tierakenne, jossa päällysrakenteen 55 alla on suuri määrä maa-ainesta. Tien runko on tavallaan hyödyttömässä käytössä ja painava.

Kuviossa 2 on kaarelle taivutettu verkko 86 asennettu kaarelle taivutetun profiloidun ohutlevyn 1 päälle. Verkko 86 on muodostettu harjamaiseksi jäykkyyden lisäämiseksi. Verkon 86 diagonaaliset säikeet pitävät rakenteen hyvin muodossaan ennen betonointia.

Kuviossa 3 on ensimmäinen ruiskubetonikerros 6 levitetty verkon 86 alaosan päälle. Ruiskubetonin läpimenon estämiseksi voidaan käyttää jotakin taustaa 27 tilapäisesti tai pysyvästi. Verkon aukoista betonimassa 6 pääsee myös verkkoharjänteen sisään.

Kuvion 4 mukaisella kaksoissuuttimella saadaan betoni ruiskutetuksi samaan paikkaan eri suunnista, jolloin mahdolliset terästen 86 katvealueet täyttyvät toisen suuttimen 5 ruiskubetonimassalla 4. Mahdollista on käyttää myös useampia suuttimia suihkuttamaan betonia eri suunnista samaan paikkaan. Suuttimet 5 voidaan kiinnittää tukivarsiin 82,jotka voi olla nivelöity nivelellä 89 niin, että eri suuttimien 5 välistä törmäyskulmaa voidaan säädellä. Betonimassa 4 saadaan haluttaessa kimpoilemaan taustasta 27 terästen 86 taaksekin.

5 90106

Kuviossa 5 on ruiskubetonointi suoritettu poimuilla 49 jäykistetyn leikkoverkon 10 päälle.

Kuvion 6 mukaisessa tapauksessa leikkoverkko 10 on ruiskubetonoitu molemmin puolin. Näin saadaan holvin lujuus kasvamaan paksuuden lisääntyessä. Samalla esim. teräksinen verkko saadaan suojaan korroosiolta.

Kuviossa 7 nostetaan nosturin 52 avulla valmiiden anturoiden 45 päälle holvimaista verkkoelementtiä 10, jossa on jäykistyspoimut 49. Toisiinsa sidotut anturat 45 on tehty aikaisemmin maahan 23.

Kuviossa 8 verkkoelementteihin on kiinnitetty jäykistysvahvikkeet 100, jotka voivat olla esim. verkkokouruja. Ne voidaan ruiskutustyön alussa ensin ruiskuttaa täyteen betonia rakenteen ollessa vielä kevyt. Betonin kovetuttua saadaan syntymään rakennetta lujittavia vahvennoksia. Diagonaalisilla jäykistysvahvikkeilla 100 saadaan holvin kuormitukset siirretyksi helposti esim. paaluille 60 pehmeällä maapohjalla.

Kuviossa 9 ruiskubetonointia suoritetaan tehokkaasti kaukosäädöllä varustetusta koneesta rinnakkaisten verkkoelementtien päälle. Betonointi voidaan suorittaa kerroksittain niin, että rakenteen lujuus kasvaa edellisten betonikerrosten kovettuessa vaiheittain. Rakenteen paino ja lujuus saadaan lisääntymään samassa tahdissa.

Kuvion 10 mukaisessa tapauksessa ruiskubetonointi voidaan suorittaa esim. profiloidun metallilevyn 1 päälle.

Kuvion 11 mukaisessa tilanteessa on tierakenteeseen 96 muodostettu ruiskubetonoimalla kaksi holvimaista onteloa 92 rinnakkain. Betonikuorien 6 vaakasuuntaiset jännitykset perustusten tasossa saadaan suuntautumaan keskikohdalla vastakkain.

6 90106

Kuvion 12 mukaisessa tapauksessa holvimaiseen kuorirakenteeseen 6 on lisätty esim. ruiskubetonoimalla meluesteeltä ja päällysrakennetta tukevia kohoumia.

Kuvion 13 ja 14 mukaisessa tapauksessa ontelot 92 on sijoitettu rinnakkain, joten perustusten tasossa vaakasuuntaiset voimat pääpiirtein kumoavat toisensa. Tiehen nähden poikkisuuntaiset ontelot voivat toimia esim. alikulkukäytävinä tai siltoina, varastopaikkoina jne.

Kuvioissa 15 ja 16 katualueen alle on sijoitettu tyhjä tila 92 esim. liikennettä, putkia 26, 26a tai muita laitteita varten.

Kuvioissa 17 ja 18 tien alusta on otettu myös liikenteen tarpeisiin esim. ahtailla keskusta-alueilla, missä tilaa ei riitä laajoille pysäköintialueille tai monikaistaisille teille.

Kuvioissa 19, 20 ja 21 muodostetaan munamainen tyhjä tila 92 tien 55 runkoon. Munamainen muoto on jännitysopillisesti edullinen. Alussa betonointi voidaan suorittaa esim. maata 23 vasten. Tarpeellisia verkko- tai levyelementtejä käytetään yläosan ruiskutusalustana. Tarvittavia ulokkeita voidaan helposti tehdä myös ruiskubetonoimalla. Haluttaessa voidaan käyttää myös ympyrän muotoa tai muuta muotoa munamuodon sijasta ontelossa 92.

Tämän keksinnön keskeisenä tavoitteena on saada muodostetuksi ontto tien runko mahdollisimman kevyeksi ja vähällä ihmistyöllä. Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan tehdä rakenteita, joilla on suuri kantavuus ja taivutusjäykkyys.

Il

Claims (11)

1. Menetelmä tien rungon (96) rakentamiseksi, muodostamalla tien runkoon (96) yksi tai useampia holvimaisia ontelolta (92) betonikuoren (6) sisään, tunnettu siitä, että mainittu betonikuori (6) tehdään ruiskubetonoimalla (4) siten, että kuorirakenteen (6) yhteyteen tehdään yksi tai useampia tukivah-vikkeita (100), jotka ruiskutetaan ruiskutustyön alussa rakenteen ollessa vielä kevyt.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että verkko (10) tai profiloitu muotolevy (1) asennetaan holvimaiseen muotoon ja ruiskubetonointi suoritetaan verkon (10) tai profiloidun muotolevyn (1) pinnalle.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että verkkona (10) käytetään metal 1iohutle-vystä tehtyä niin sanottua 1eikkoverkkoa, johon on tehty jäykistyspoimuja (49).

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että betonointialustana käytettävä verkko (10) tai profiloitu muotolevy (1) on esivalmistuksel la taivutettu holvimaiseen muotoon.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että betonointialustana käytettävä verkko (10) tai profiloitu muotolevy (1) on jäykistetty ristikkojäykisteel1ä (86).

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että verkon (10) taakse on asetettu . betonointi tausta (27).

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä. 8 90106 tunnettu siitä, että betonointialustana käytettävä verkko (10) tai profiloitu muotolevy (1) on tehty oleellisesti betonia läpäisemättömäksi.

7 90106

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että holvimainen ontelo (92) ruisku-betonoidaan sekä uiko- että sisäpuolelta.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuorirakenne (6) tehdään ainakin osittain poimutetuksi.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaksi tai useampia holvimaisia ontelolta (92) tehdään rinnakkain betonikuorien (6) vaakajännitysten ainakin osittaiseksi vastakkain saattamiseksi.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukaisella menetelmällä valmistetun tien rungon käyttö, tunnettu siitä, että tien runkoa käytetään 1iikennetunnelina; pysäköintitilana; huoltokäytävänä; johtokanaalina; väestönsuojana; varastona; vesirumpuna tai siltana. il; 9 90106