PL218502B1 - Prefabrykat stalowo-betonowy konstrukcji nośnej budowli, zwłaszcza obiektów mostowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest prefabrykat stalowo-betonowy konstrukcji nośnej, zwłaszcza obiektów mostowych, stanowiący składową część przęsła.

Prefabrykaty belkowe, stalowo-betonowe, w których element stalowy został połączony z częścią betonową lub żelbetową w sposób umożliwiający ich współpracę przy przenoszeniu obciążeń, są od wielu lat stosowane w budownictwie mostowym jako elementy przęsła a także w budownictwie ogólnym do wykonywania, np. przegród poziomych.

Zastosowanie konstrukcji zespolonej stalowo-betonowej do wykonywania obiektów mostowych znane jest z polskiego opisu patentowego 197925 oraz z polskiego opisu zgłoszeniowego P-386219.

Znany z opisu patentowego 197925 prefabrykowany dźwigar zespolony o przekroju poprzecznym w kształcie litery T. Dźwigar ten składa się z belki stalowej i płyty żelbetowej, zamocowanej do górnej półki belki stalowej. Płyta żelbetowa zespolona jest z górną półką belki stalowej łącznikami stalowymi, min. w postaci sworzniowych kołków z łbami. Przedstawiony w tym wynalazku dźwigar zespolony służy jako element deskowania dla wykonywanej na miejscu żelbetowej płyty pomostu. Rolę deskowania spełniają ułożone obok siebie i stykające się bocznymi obrzeżami płyty żelbetowe dźwigara.

Modyfikacja tego typu dźwigara zespolonego, także spełniającego rolę deskowania przy formowaniu wykonywanej na miejscu budowy płyty pomostu z betonu, jest przedstawiona w opisie zgłoszenia patentowego nr P-386219. Dźwigar mostowy stanowi połączenie półki żelbetowej, jako pasa ściskanego, z belką stalową, teową, w rozciąganej części pola przekroju poprzecznego dźwigara. Połączenie to zrealizowane jest przez łącznik uformowany w stopce teowej belki, który ma wycięcia, korzystnie w kształcie płetwy rekina. Teową belkę uzyskano z przecięcia kształtownika dwuteowego wzdłuż środnika.

Z polskiego opisu patentowego nr 200769 znany jest ustrój nośny stalowo-belkowy, składający się ze sztywnego elementu stalowego i płyty betonowej, który charakteryzuje się tym, że zabetonowana w płycie część ścianki elementu stalowego jest poprzecznie poprzecinana na kształt grzebienia z odgiętymi zębami z płaszczyzny ścianki. Ta część elementu stalowego pełni rolę łącznika, zespalającego część stalową z częścią betonową ustroju nośnego.

W publikacji Grzegorza Gremzy i Wiesława Zamorskiego, zamieszczonej w czasopiśmie „Przegląd Budowlany nr 7/8 z 2004 r., a także w polskiej normie PN-B-03300 są przedstawione różne inne rozwiązania łączników stosowanych w belkach i konstrukcjach zespolonych stalowo-betonowych, w których element stalowy został połączony z częścią betonową lub żelbetową w sposób umożliwiający ich wzajemną współpracę przy przenoszeniu obciążeń. Stosowane łączniki, to sworznie wkręcane lub spawane do elementu stalowego, kotwy i pętle, ewentualnie łączniki listwowe z otworami i wycięciami o różnych kształtach, które są przyspawane do elementu stalowego lub stanowią jego część.

Te znane rozwiązania służą również do połączenia belki stalowej z poziomą płytą przegrody budowli i w tych przypadkach belki stalowe wykorzystywane są także jako element deskowania pod wylewaną z betonu płytę.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji prefabrykatu stalowo-betonowego, w postaci belki o przekroju teowym, zespolonej przez przyczepność betonu do stali, uzyskaną w wyniku formowania prefabrykatu, a także przez połączenie mechaniczne łącznikiem po uzyskaniu przez beton wymaganej wytrzymałości na ściskanie.

Zgodnie z wynalazkiem prefabrykat stalowo-betonowy o kształcie belki teowej ma element stalowy, w postaci płaskownika lub ceownika, tworzący podstawę stopki teowej, który połączony jest prętowymi łącznikami z przeciwległą powierzchnią półki z betonu. Prętowe łączniki są usytuowane w osi przekroju poprzecznego prefabrykatu wzdłuż osi podłużnej i rozmieszczone symetrycznie na tej osi z zagęszczeniem przy końcach. W korzystnym wykonaniu każdy prętowy łącznik, jest umieszczony w tulei i zamocowany połączeniem śrubowym z jednej strony w gnieździe przytwierdzonym do elementu stalowego a z drugiej strony w nakrętce dociskowej, sprężającej, osadzonej na końcu prętowego łącznika, wystającym ponad powierzchnię półki betonowej.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest łatwość wykonania prefabrykatu stalowobetonowego, a przez to przęseł obiektu mostowego. Przęsło wykonuje się przez ustawienie na podporach prefabrykatów obok siebie w taki sposób, że półki prefabrykatu teowego stykają się wzdłuż bocznych krawędzi i tworzą powierzchnię umożliwiającą wykonanie betonowej płyty pomostu. W konstrukcji obiektu mostowego, występujące od obciążenia zewnętrznego, siły rozciągające są przenoszone

PL 218 502 B1 przez element stalowy, ceowy i przez zbrojenie podłużne stopki teowej części żelbetowej. Zastosowanie sprężanych łączników prętowych do połączenia części stalowej z częścią betonową umożliwia zmniejszenie siły rozwarstwiającej, a powstające w wyniku połączenia siły tarcia zapewniają lepszą współpracę części stalowej z częścią betonową prefabrykatu.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny prefabrykatu, fig. 2 - przekrój podłużny wzdłuż osi, fig. 3 - przekrój poprzeczny przęsła obiektu mostowego, fig. 4 - przekrój przez podporę przęsła.

Prefabrykat stalowo-betonowy 1 składa się z elementu stalowego 2 o kształcie ceownika i betonowej części teowej 3. Element stalowy 2 usytuowany jest w podstawie stopki części teowej 3 i stanowi dno formy, w której formowany jest z betonu prefabrykat. Do elementu stalowego 2 zamocowane są przez spawanie gniazda gwintowane 4, na których osadzone są tuleje 5, usytuowane wzdłuż osi podłużnej prefabrykatu i w osi przekroju poprzecznego. W tuleje 5 wkłada się nagwintowane prętowe łączniki stalowe 6 i mocuje się je w gniazdach 4 przez wkręcenie. Następnie po uformowaniu z betonu części teowej 3 i uzyskaniu przez beton wytrzymałości na ściskanie, wynoszącej nie mniej niż 70% projektowanej wytrzymałości końcowej, sprężą się łączniki prętowe 6 przy użyciu nakrętki 7, umieszczonej na ich górnym końcu, wystającym ponad półkę teowej części 3. Do sprężenia stosuje się siłę o wartości wynoszącej około połowy obliczeniowej wytrzymałości na rozciąganie prętowego łącznika 6.

Prętowe łączniki 6 rozmieszczone są wzdłuż osi podłużnej symetrycznie, przy czym odległości między nimi zmniejszają się przy końcach prefabrykatu 1, jak to pokazano na fig. 2.

Przęsło obiektu mostowego, pokazane na fig. 3, składa się z kilku ułożonych obok siebie, na styk, prefabrykatów stalowo-betonowych 1, opartych końcami na podporach 8. Na górnej powierzchni półek prefabrykatów teowych 1 ułożone jest zbrojenie poprzecznic podporowych 9 i uformowana płyta pomostu 10 z betonu. Tak wykonana konstrukcja obiektu mostowego charakteryzuje się monolitycznością.

Prefabrykat zespolony stalowo-żelbetowy może być stosowany do wykonywania obiektów mostowych, zwłaszcza drogowych.

Claims (4)

1. Prefabrykat stalowo-betonowy konstrukcji nośnej budowli, zwłaszcza obiektów mostowych, w kształcie teownika, składający się z elementu stalowego i zespolonego z nim elementu betonowego znamienny tym, że elementem stalowym (2) jest płaskownik ewentualnie ceownik, formujący podstawę stopki betonowej części teowej (3), zespolony z betonową częścią prętowymi łącznikami (6), usytuowanymi wzdłuż osi przekroju poprzecznego i przechodzącymi przez całą wysokość przekroju, które są zamocowane jednym końcem do elementu stalowego (2), a na drugim końcu, wystającym ponad półkę części betonowej (3), osadzona jest nakrętka (7) dociskowa.

2. Prefabrykat według zastrz. 1, znamienny tym, że element stalowy (2) tworzy zbrojenie zewnętrzne, zespolone z częścią betonową (3) przez sprężenie prętowych łączników (6) nakrętką (7).

3. Prefabrykat według zastrz. 1, znamienny tym, że prętowe łączniki (6) są osadzone przez wkręcenie w gniazdach (4), zamocowanych trwale do elementu stalowego (2).

4. Prefabrykat według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że prętowe łączniki (6) umieszczone są w tulejach (5).