RU2183157C1

RU2183157C1 - Method and device for manufacture of arched double-cantilever slabs-shells

Info

Publication number: RU2183157C1
Application number: RU2000125083A
Authority: RU
Inventors: Х.З. Баширов
Original assignee: Баширов Хамит Закирович
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2002-06-10

Abstract

FIELD: plant production of large-sized construction for covering of buildings and structures. SUBSTANCE: the method consists in molding of cantilever arts and transverse ribs by a plasticized lightweight concrete mix with a growing load and temperature in containers, to which ballast liquid or water at a temperature of 85 to 95 C is fed, after that the tension of stressed reinforcement is accomplished, and the slab span is molded in the upper parts of the cantilever ribs with a plasticized mix of high-strength concrete with employment of surface vibrators. The device for realizing the method in the span is made in the form of a shell with a flat bottom of a parabolic contour connected to arched moulds for ribs by brackets, and the containers are made in the form of molding vessels with a bottom of an elliptic contour with perforated flaps over the entire length of the cantilever ribs, whose end face walls are additionally provided with eyes for passage of the stressed reinforcement and fixing of the mould- shaping vessels. EFFECT: expanded capacity of manufacture of large-sized products, reduced specific consumption of materials. 6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, в частности к изготовлению облегченных тонкостенных плит-оболочек "на пролет" по стендовой технологии с использованием специального устройства. Плиты-оболочки предназначены для покрытий производственных зданий промышленности и транспорта с боковыми погрузочными площадками или вспомогательными цехами открытого типа, для производственных зданий животноводческих комплексов в сельском хозяйстве и т.п. , а также для покрытий, например, залов ожидания пассажиров на станциях с двухсторонними высокими платформами и др. The invention relates to the construction, in particular the manufacture of lightweight thin-walled slabs-shells "on the span" on the bench technology using a special device. Shell plates are intended for coatings of industrial buildings of industry and transport with side loading platforms or auxiliary workshops of the open type, for industrial buildings of livestock complexes in agriculture, etc. , as well as for coatings, for example, passenger lounges at stations with double-sided high platforms, etc.

Известны способы изготовления балочно-арочных пролетных строений, крупногабаритных сводчатых и пустотелых плит по стендовой, а также поточно-агрегатной технологии с использованием виброрезонансной опалубки с контактным электроподогревом, силовых форм и специальных стендов с виброплощадками большой мощности (см., например, кн. "Изготовление прогрессивных железобетонных транспортных конструкций"//Под ред. Е. В. Палагина. - М.: Транспорт, 1983. - С. 6-17). Основными недостатками этих известных способов является то, что они требуют громоздкого и металлоемкого оборудования, больших энерго- и трудозатрат на изготовление указанных изделий. Known methods for the manufacture of beam-arch spans, large vaulted and hollow slabs according to the bench, as well as flow-aggregate technology using vibroresonant formwork with contact electric heating, power forms and special stands with high-power vibration platforms (see, for example, the book. "Production progressive reinforced concrete transport structures "// Under the editorship of E.V. Palagin. - M .: Transport, 1983. - S. 6-17). The main disadvantages of these known methods is that they require cumbersome and metal-intensive equipment, large energy and labor costs for the manufacture of these products.

Наиболее близким из известных по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемым способу и устройству является способ изготовления слоистых полимербетонных плит покрытий, включающий установку арматуры, формование конструктивной и теплоизоляционной частей при виброуплотнении с плавно возрастающей нагрузкой и термообработкой в устройстве, содержащем жесткий рамный стенд и емкостные пригрузы с фиксаторами их положения (см., например, авт. св. СССР 874923 по кл. Е 04 С 1/00; С 04 В 39/00; В 28 В 7/06; 1981). Недостатками этого способа и устройства являются ограниченные возможности по размерам изготавливаемых изделий, многодельность при послойном формовании с демонтажем и перемещениями емкостного пригруза в устройстве, повышенная энергоемкость всего процесса изготовления. The closest known from the technical essence and the achieved result to the proposed method and device is a method of manufacturing a layered polymer concrete coating plates, including the installation of reinforcement, forming structural and heat-insulating parts during vibration sealing with a gradually increasing load and heat treatment in a device containing a rigid frame stand and capacitive weights with clamps for their position (see, for example, aut. St. USSR 874923 according to class E 04 С 1/00; С 04 В 39/00; В 28 В 7/06; 1981). The disadvantages of this method and device are limited capabilities in terms of the size of manufactured products, busyness during layer-by-layer molding with dismantling and displacement of the capacitive load in the device, increased energy consumption of the entire manufacturing process.

Технический результат заключается в расширении возможностей изготовления крупногабаритных изделий при сниженных трудозатратах, уменьшении энерго- и материалоемкости всего технологического процесса, устройства и готовых изделий. The technical result consists in expanding the possibilities of manufacturing large-sized products with reduced labor costs, reducing the energy and material consumption of the entire technological process, device and finished products.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления арочных двухконсольных плит-оболочек, включающем установку и фиксацию обычной и напрягаемой арматуры в устройстве, последовательное послойное формование консольных и пролетной частей с использованием емкостных пригрузов и термообработки, формование консольных частей и опорных поперечных ребер осуществляют при виброуплотнении с возрастающими нагрузкой и температурой в емкостных пригрузах, куда подают нагретую до 85-95^oС воду или другую технологическую жидкость, затем осуществляют предварительное натяжение напрягаемой арматуры и формуют пролетную часть плиты-оболочки пластифицированной смесью высокопрочного бетона с использованием реечных вибраторов, а при формовании консольных частей и опорных поперечных ребер может использоваться подогретая пластифицированная смесь легкого бетона плотной структуры, причем ее подогрев осуществляют использованием горячей воды затворения с температурой 60-70^oС, при этом пластифицирующую водорастворимую добавку вводят в бетонную смесь на завершающем этапе ее перемешивания в бетоносмесителе с количеством воды в добавке, не превышающем 10-15% расчетного количества воды затворения на один замес, а общий объем легкобетонной смеси определяют так, чтобы расстояние между напрягаемой арматурой и поверхностью уплотненного легкого бетона было не менее нормируемой толщины защитного слоя для данного вида арматуры; в устройстве для осуществления этого способа, содержащем жесткий рамный стенд со съемными продольными бортами, криволинейное днище и ребра в пролетной части, плоские днища и емкостные пригрузы с фиксаторами на консолях, пролетная часть выполнена в виде оболочки с плоским днищем параболического очертания и арочными формами для ребер кругового очертания, причем между собой они соединены вутами, а пригрузы выполнены в виде формующих емкостей с днищем эллиптического очертания и фиксаторами формообразующего положения на продольных бортах и торцевых частях консолей; вуты параболического днища пролетной части могут быть выполнены с уклоном от 1:6 до 1: 8, а вуты внутренних стенок арочных ребер - с уклоном от 1:3 до 1:4; формующие емкости могут дополнительно снабжаться перфорированными пригрузочно-фиксирующими закрылками по всей длине продольных ребер консолей, а съемные продольные борта на торцевых частях консольных ребер дополнительно снабжены усиленной жесткой стенкой с проушиной в верхней части для выпуска напрягаемой арматуры, причем в этих проушинах фиксируются закрылки формообразующих емкостных пригрузов в процессе виброуплотнения легкобетонной смеси при формовании консольных частей плиты-оболочки.The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing arched two-console plate-shells, including the installation and fixation of conventional and prestressed reinforcement in the device, sequential layer-by-layer molding of cantilever and span parts using capacitive weights and heat treatment, the formation of cantilever parts and supporting transverse ribs is carried out during vibration sealing with increasing load and temperature in the capacitive cargo, which serves heated to 85-95 ^o With water or other process fluid, then carry out prestressing of prestressing reinforcement and form the span of the slab-shell with a plasticized mixture of high-strength concrete using rack vibrators, and when molding the cantilever parts and supporting transverse ribs, a heated plasticized mixture of lightweight concrete with a dense structure can be used, and it is heated using hot mixing water with a temperature 60-70 ^o C, while the plasticizing water-soluble additive is introduced into the concrete mixture at the final stage of its transfer mixing in a concrete mixer with the amount of water in the additive not exceeding 10-15% of the estimated amount of mixing water per batch, and the total volume of light concrete mix is determined so that the distance between the prestressed reinforcement and the surface of the compacted light concrete is not less than the standardized thickness of the protective layer for this type of reinforcement; in the device for implementing this method, comprising a rigid frame stand with removable longitudinal sides, a curved bottom and ribs in the span, flat bottoms and capacitive weights with clamps on the consoles, the span is made in the form of a shell with a flat bottom of a parabolic shape and arched shapes for ribs circular shape, moreover, they are connected by a cableway, and the weights are made in the form of forming containers with an elliptical bottom and shape-holding position clamps on the longitudinal sides and end parts of consoles; the flips of the parabolic bottom of the span can be made with a slope from 1: 6 to 1: 8, and the flips of the inner walls of the arched ribs with a slope from 1: 3 to 1: 4; forming containers can be additionally equipped with perforated load-fixing flaps along the entire length of the longitudinal ribs of the cantilevers, and the removable longitudinal sides on the end parts of the cantilever ribs are additionally equipped with a reinforced rigid wall with an eye in the upper part for releasing prestressed reinforcement, and the flaps of forming capacitive weights are fixed in these eyes in the process of vibration compaction of light-concrete mix during the formation of the cantilever parts of the shell-plate.

На фиг. 1а представлено устройство (до оси симметрии) для осуществления предлагаемого способа при формовании консольной части плиты-оболочки с зафиксированным формообразующим пригрузом; на фиг.1б - формообразующий пригруз опускают на консольную часть устройства (боковой борт условно не показан) с легкобетонной смесью; на фиг.2 - формование пролетной части плиты оболочки в устройстве (боковой борт условно не показан); на фиг.3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2. In FIG. 1a shows a device (up to the axis of symmetry) for implementing the proposed method when forming the cantilever part of the shell plate with a fixed forming load; on figb - forming the load is lowered to the cantilever part of the device (side board conditionally not shown) with a light concrete mixture; figure 2 - forming the span of the shell plate in the device (side board conditionally not shown); figure 3 - section aa in fig. 2; figure 4 is a section bB in figure 2.

Устройство для осуществления способа изготовления арочных двухконсольных плит-оболочек содержит жесткую раму 1 со съемными бортами 2, криволинейное днище параболического очертания 3 и арочные формы кругового очертания 4 для ребер, днище и ребра сопряжены между собой вутами 5, формующие емкостные пригрузы 6 с днищем эллиптического очертания 7 и фиксаторами 8, емкости дополнительно снабжены пригрузочно-фиксирующими перфорированными закрылками 9, а продольные борта на торцевых частях консольных ребер выполнены с усиленной жесткой стенкой 10 и проушинами 11, через которые в процессе изготовления осуществляют выпуски напрягаемой арматуры 12 для ее последующего предварительного натяжения; в пригрузах предусматривается подача и слив воды или другой технологической жидкости 13 для ускорения формования и набора прочности легкобетонной смеси 14 в полках и нижних частях ребер консолей и тяжелого бетона 15 в верхнем слое консольных и поперечных ребер. A device for implementing a method of manufacturing an arched double-console plate-shells contains a rigid frame 1 with removable sides 2, a curved bottom of a parabolic shape 3 and arched shapes of a circular shape 4 for the ribs, the bottom and ribs are interconnected by coils 5, forming capacitive weights 6 with the bottom of an elliptical shape 7 and latches 8, the containers are additionally equipped with load-fixing perforated flaps 9, and the longitudinal sides on the end parts of the cantilever ribs are made with a reinforced rigid wall 10 and eyes 11, through which during the manufacturing process carry out the release of prestressing reinforcement 12 for its subsequent preliminary tension; in the weights, the supply and discharge of water or other process fluid 13 is provided to accelerate the molding and build strength of the light concrete mix 14 in the shelves and lower parts of the ribs of the cantilevers and heavy concrete 15 in the upper layer of the cantilever and transverse ribs.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

В устройстве устанавливают обычную арматуру в виде сварных каркасов в консольных и поперечных ребрах и сеток в полках плиты, фиксируют напрягаемую арматуру 12 на сварных каркасах 16, установленных в поперечных ребрах, и в проушинах 11 торцевых стенок ребер 10; затем укладывают подогретую легкобетонную смесь 14 с пластифицирующей добавкой и осуществляют формование консольных частей плиты-оболочки под давлением емкостных пригрузов 6, массу и температуру которых увеличивают подачей в них нагретой до 85-95^oС воды или другой технологической жидкости 13; формование легкобетонного слоя в консолях завершается при фиксации формообразующего положения емкостных пригрузов закрылками 9 на продольных бортах 2 и фиксаторами 8 в проушинах 10, а для ускорения этой фиксации дополнительно используют площадочные вибраторы 17, размещенные на крышках емкостных пригрузов 6; при этом объем пластифицированной легкобетонной смеси определяют так, чтобы расстояние между напрягаемой арматурой 12 и поверхностью уплотненного легкого бетона 14 было бы не менее нормируемой толщины защитного слоя для данного вида арматуры. Затем также в зависимости от вида арматуры 12 производят ее предварительное натяжение механическим или электромеханическим способами, после чего формуют пролетную часть плиты-оболочки пластифицированной смесью высокопрочного бетона 15 с использованием поверхностных вибраторов 18.The device installs the usual reinforcement in the form of welded frames in the cantilever and transverse ribs and nets in the shelves of the plate, fix the prestressed reinforcement 12 on the welded frames 16 installed in the transverse ribs, and in the eyes 11 of the end walls of the ribs 10; then put the warmed-up light concrete mixture 14 with a plasticizing additive and carry out the molding of the cantilever parts of the cladding plate under the pressure of capacitive weights 6, the mass and temperature of which is increased by supplying them with water or other process fluid 13 heated to 85-95 ^o С; the formation of the light-concrete layer in the consoles is completed when the shaping position of the capacitive weights is fixed by flaps 9 on the longitudinal sides 2 and the latches 8 in the eyes 10, and to accelerate this fixation, additional vibrators 17 located on the lids of the capacitive weights 6 are additionally used; the volume of plasticized lightweight concrete mixture is determined so that the distance between the prestressed reinforcement 12 and the surface of the compacted lightweight concrete 14 is not less than the normalized thickness of the protective layer for this type of reinforcement. Then, depending on the type of reinforcement 12, it is also pre-tensioned by mechanical or electromechanical methods, after which the span of the slab-shell is molded with a plasticized mixture of high-strength concrete 15 using surface vibrators 18.

Пример осуществления способа. An example implementation of the method.

Изготавливают арочные двухконсольные плиты-оболочки. В подготовленную форму устанавливают и фиксируют обычную в виде сварных каркасов и сеток, а также напрягаемую арматуру, например, 7-проволочные арматурные канаты, фиксируемые по высоте на сварных каркасах поперечных ребер и проушинах усиленных торцевых частей формы. На плоские днища консольных частей формы укладывают подогретую легкобетонную смесь, например керамзитобетонную, при приготовлении которой используют горячую воду затворения с температурой около 65^oС. Для увеличения подвижности и замедления саморазогрева смеси на завершающем этапе перемешивания в нее вводят водорастворимую пластифицирующую добавку, например водный раствор смолы 89 с количеством воды, не превышающим 15% расчетного количества воды на один замес. На пластифицирующую смесь опускают емкостной пригруз, температуру которого также предварительно повышают до 50-60^oС, например за счет подачи в него некоторого количества горячей воды или другой технологической жидкости, причем в процесс формования консольных частей плиты-оболочки массу пригрузов и их температуру увеличивают за счет дальнейшей подачи горячей воды или другой балластной жидкости с температурой 85-95^oС, а для ускорения формования используют площадочные вибраторы, которые размещают на крышках емкостных пригрузов. Фиксацию формообразующего положения последних осуществляют закрылками на продольных бортах и специальными фиксаторами в проушинах торцевых частей формы. При этом объем легкобетонной смеси определяют так, чтобы расстояние от напрягаемой арматуры до поверхности уплотненного бетона в ребрах консолей было бы не менее нормируемой толщины защитного слоя бетона для данного вида арматуры, например, для 7-проволочных канатов, располагаемых в ребрах плиты высотой более 250 мм, защитный слой должен быть не менее 20 мм. Таким образом общая толщина слоя из тяжелого бетона в ребрах консолей, где размещают напрягаемую арматуру, составит не менее 50 мм. Размещение напрягаемой арматуры в тяжелом высокопрочном бетоне позволяет сократить время изготовления плит-оболочек за счет ускорения набора прочности бетона в подогреваемых верхних частях ребер консолей, за счет повышения прочности и надежности анкеровки основной напрягаемой арматуры и ускорения последующей распалубки готовых изделий.Arched two-console plate-shells are made. The usual form in the form of welded frames and grids, as well as tensile reinforcement, for example, 7-wire reinforcing ropes fixed in height on welded frameworks of transverse ribs and eyes of reinforced end parts of the mold, are installed and fixed in the prepared mold. On the flat bottoms of the cantilever parts of the mold, a heated lightweight concrete mixture, for example expanded clay concrete, is used, in the preparation of which hot mixing water is used with a temperature of about 65 ^o C. To increase the mobility and slow down the mixture self-heating, a water-soluble plasticizing additive, for example, an aqueous resin solution, is introduced into it. 89 with the amount of water not exceeding 15% of the estimated amount of water per batch. A capacitive load is lowered onto the plasticizing mixture, the temperature of which is also preliminarily raised to 50-60 ^° C, for example, by supplying it with a certain amount of hot water or other process fluid, and in the process of forming the cantilever parts of the shell plate, the mass of weights and their temperature are increased by due to the further supply of hot water or other ballast liquid with a temperature of 85-95 ^o C, and to accelerate the formation using areal vibrators, which are placed on the lids of capacitive loads. The shaping position of the latter is fixed by flaps on the longitudinal sides and special clamps in the eyes of the end parts of the mold. In this case, the volume of light-concrete mixture is determined so that the distance from the prestressed reinforcement to the surface of the compacted concrete in the ribs of the cantilevers is not less than the normalized thickness of the concrete protective layer for this type of reinforcement, for example, for 7-wire ropes located in the edges of the slab with a height of more than 250 mm , the protective layer must be at least 20 mm. Thus, the total thickness of the heavy concrete layer in the ribs of the consoles where the prestressed reinforcement is placed is at least 50 mm. Placing prestressing reinforcement in heavy high-strength concrete allows to reduce the time of manufacturing slab shells by accelerating the set of concrete strength in the heated upper parts of the console ribs, by increasing the strength and reliability of anchoring the main prestressing reinforcement and accelerating the subsequent stripping of finished products.

Пролетную тонкостенную часть плиты-оболочки формуют пластифицированной смесью высокопрочного бетона, в качестве крупного заполнителя для которого используют, например, гранитный щебень крупностью не более 10-15 мм, а для пластификации смеси может быть использована добавка суперпластификатора С-3. Верхняя часть ребер консолей формуется той же пластифицированной смесью тяжелого бетона через перфорированные закрылки, которые дополнительно снабжены отбортовкой высотой 20-25 мм для удобства формования практически литой смесью. Собственно оболочку средней части плиты формуют с применением поверхностных вибраторов. The span thin-walled part of the slab-shell is molded with a plasticized mixture of high-strength concrete, for which coarse aggregate is used, for example, granite crushed stone with a grain size of not more than 10-15 mm, and C-3 superplasticizer can be used to plasticize the mixture. The upper part of the cantilever ribs is molded with the same plasticized mixture of heavy concrete through perforated flaps, which are additionally equipped with flanges with a height of 20-25 mm for the convenience of molding a practically cast mixture. Actually the shell of the middle part of the plate is formed using surface vibrators.

Предлагаемый способ изготовления арочных двухконсольных плит-оболочек и устройство для его осуществления позволяют существенно сократить время и трудозатраты на формование, снизить энергоемкость всего процесса на 40-50% по сравнению с известным способом, существенно увеличить габариты изготавливаемых изделий при одновременном снижении их материалоемкости как по расходу бетона, так и по расходу арматуры до 1,5-2,5 раз по сравнению с известными изделиями аналогичного назначения. The proposed method for the manufacture of arched double-console plate-shells and a device for its implementation can significantly reduce the time and labor required for molding, reduce the energy consumption of the whole process by 40-50% compared with the known method, significantly increase the dimensions of manufactured products while reducing their material consumption as consumption concrete, and the consumption of reinforcement up to 1.5-2.5 times in comparison with known products of a similar purpose.

Плиты-оболочки, изготовленные по предлагаемому способу с использованием специального устройства, отличаются высокими параметрами качества и равнонадежностью всех конструктивных частей, практически полной трещиностойкостью, сравнительно высокой и стабильной жесткостью и прочностью. Все это обеспечивает им широкое и эффективное применение в покрытиях гражданских и промышленных зданий, сельскохозяйственных производственных комплексов и сооружениях транспорта. Cladding plates made according to the proposed method using a special device are distinguished by high quality parameters and equal reliability of all structural parts, almost complete crack resistance, relatively high and stable stiffness and strength. All this provides them with a wide and effective application in the coatings of civil and industrial buildings, agricultural production complexes and transport facilities.

Claims

1. A method of manufacturing an arched double-console plate-shells, including setting and fixing conventional and prestressed reinforcement in the device, sequential layer-by-layer molding of cantilever and span parts using capacitive weights and heat treatment, characterized in that the formation of the cantilever parts and supporting transverse ribs is carried out by vibration sealing with increasing load and temperature in capacitive prigruzami where serves heated to 85-95 ^o C water or other process fluid, is then carried out preliminary Noe tension tendon and formed the transit portion of the plate-shell plasticized with a mixture of high-strength concrete using vibrators surface.

2. The method according to p. 1, characterized in that the cantilever parts and the supporting transverse ribs are molded with a heated plasticized mixture of lightweight concrete of dense structure, and its heating is carried out using hot mixing water at a temperature of 60-70 ^o C, and a plasticizing water-soluble additive is introduced into the concrete the mixture at the final stage of its mixing in a concrete mixer with the amount of water in the additive not exceeding 10-15% of the estimated amount of mixing water for one batch.

3. The method according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that when forming the cantilever parts and transverse ribs, the total volume of plasticized lightweight concrete mixture is determined so that the distance between the prestressed reinforcement and the surface of the compacted lightweight concrete is not less than the standardized thickness of the protective layer for this type of reinforcement.

4. Device for implementing the method according to any one of paragraphs. 1-3, containing a rigid frame stand with removable longitudinal sides, curved bottom and ribs in the span, flat bottoms and capacitive weights with clamps on the consoles, characterized in that the span is made in the form of a shell with a flat bottom with a parabolic shape and arched shapes for ribs of circular shape, moreover, they are interconnected by coils, and the weights are made in the form of forming containers with an elliptical bottom and fixators of the forming position on the longitudinal sides and end parts of the con Olya.

5. The device according to claim 4, characterized in that the loot of the parabolic bottom of the span is made with a slope of 1: 6 to 1: 8, and the loot of the inner walls of the arched ribs is made with a slope of 1: 3 to 1: 4.

6. The device according to p. 4, characterized in that the forming containers are additionally equipped with perforated load-fixing flaps along the entire length of the longitudinal ribs of the consoles.

7. The device according to any one of paragraphs. 4 and 6, characterized in that the removable longitudinal sides on the end parts of the cantilever ribs are provided with a reinforced rigid wall with an eye in the upper part for the release of prestressed reinforcement, and flaps of forming capacitive weights are fixed in these eyes during vibration compaction of the light-concrete mixture when forming the console parts of the plate shell.