люк смотрового колодца

Формула изобретения

Люк смотрового колодца, содержащий опорное кольцо с отверстием, опорным пояском по внутреннему контуру, опорной подошвой, арматурным каркасом, состоящим из внутреннего кольца из листового и/или профилированного металла и соединенного с ним с помощью жестко закрепленных перемычек стального кольцевого стержня, и крышку с опорной поверхностью и арматурным каркасом, состоящим из наружного кольца из листового и/или профилированного металла и жестко соединенной с ним нижней арматурной сетки, стального кольцевого стержня и верхней арматурной сетки, при этом упомянутые каркасы залиты неметаллическим связующим материалом, отличающийся тем, что стальные кольцевые стержни опорного кольца и крышки являются предварительно напряженными и находятся в сопряжении со стойками, количество которых не менее двенадцати, равномерно расположенными внутри кольцевого стержня по периферии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, к коммунальному хозяйству, в частности к конструкциям люков смотровых колодцев, и может быть использовано в любых подземных коммуникациях, погребах, дорожных покрытиях и других различных сооружениях.

Известен люк смотрового колодца, содержащий опорное кольцо и крышку, которые имеют арматурный каркас, залитый неметаллическим связующим материалом, при этом арматурный каркас опорного кольца состоит из внутреннего кольца из листового и/или профилированного металла и жестко соединенных с ним с помощью перемычек стальных кольцевых стержней, а арматурный каркас крышки состоит из наружного и внутреннего колец из листового металла и жестко соединенных с ними стальных стержней, образующих верхний и нижний пояса, кроме того, в качестве связующего материала использован бетон, полимербетон, фибростальбетон, полимерные композиционные материалы, при этом крышка снабжена ручками для ее подъема [1].

Основным недостатком известной конструкции люка является низкая механическая прочность и жесткость, а также низкая трещиностойкость при приложении внешних вертикальных динамических нагрузок, что снижает долговечность, надежность работы, предел выносливости и безопасность движения транспорта при наезде на крышку люка.

Задачей изобретения является повышение прочности, трещиностойкости и жесткости при приложении внешних вертикальных динамических нагрузок, повышение долговечности, надежности и сохранности работоспособности, предела выносливости, а также безопасности движения транспорта при наезде на крышку люка.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемой конструкции люка смотрового колодца, содержащего опорное кольцо с отверстием, опорным пояском по внутреннему контуру, опорной подошвой, арматурным каркасом, состоящим из внутреннего кольца из листового и/или профилированного металла и соединенного с ним с помощью жестко закрепленных перемычек стального кольцевого стержня, и крышку с опорной поверхностью и арматурным каркасом, состоящим из наружного кольца из листового и/или профилированного металла и жестко соединенной с ним нижней арматурной сетки, стального кольцевого стержня и верхней арматурной сетки, причем упомянутые каркасы залиты неметаллическим связующим материалом, при этом стальные кольцевые стержни опорного кольца и крышки являются предварительно напряженными и находятся в сопряжении со стойками, количество которых не менее двенадцати, равномерно расположенных внутри кольцевого стержня по периферии.

Особенности предлагаемой конструкции люка смотрового колодца поясняются чертежами.

На фиг.1 представлено опорное кольцо люка, вид сверху относительно его расположения, например, на смотровом колодце; на фиг.2 - сечение В-В на фиг.1; на фиг.3 - элемент Г на фиг.2; на фиг.4 - крышка люка, вид сверху относительно ее расположения, например, на опорном кольце на смотровом колодце; фиг.5 - сечение А-А на фиг.4; на фиг.6 - элемент Б на фиг.5; на фиг.7 - поддон-форма для крышки люка с жестко закрепленными стойками; на фиг.8 - вид Е на фиг.7; на фиг.9 - элемент Д на фиг.7; на фиг.10 - поддон-форма для крышки люка с установленным на ней арматурным каркасом, с жестко закрепленными стойками и предварительно напряженным кольцевым стержнем; на фиг.11 - вид Ж на фиг.10.

Предлагаемая конструкция люка смотрового колодца содержит опорное кольцо (фиг.1-3) и крышку (фиг.4-6), состоящие из арматурных каркасов, залитых неметаллическим связующим материалом, в качестве которого использован бетон, полимербетон, фибростальбетон, полимерные композиционные материалы.

Опорное кольцо имеет отверстие, в котором по внутреннему контуру расположен опорный поясок 1, выполненный, например, из прокатной угловой равнополочной стали по ГОСТ 8509-72, свернутой в кольцо. Арматурный каркас опорного кольца состоит из внутреннего кольца 2 из листового и/или профилированного металла, жестко соединенного с опорным пояском 1 (например, сваркой не менее чем в 12 точках, равномерно расположенных по диаметру, с длиною шва не менее 30 мм). Снаружи кольца 2 жестко закреплено кольцо 3 из круглой арматурной стали (например, сваркой не менее чем в 12 точках, равномерно расположенных по диаметру, с длиною шва не менее 30 мм). К кольцу 3 и опорному пояску 1 жестко с помощью сварки закреплены перемычки 4 и 5, которые расположены радиально и жестко соединены (сваркой) между собой, в количестве не менее 12 пар, равномерно расположенных по диаметру. Ближе к периферии опорного кольца равномерно по диаметру расположены опорные стойки 6 из круглой горячекатаной арматурной стали в количестве не менее 12 штук и диаметром не менее 14 мм. Снаружи стоек 6 с опорой на радиальные перемычки 4 расположен стальной кольцевой стержень 7, являющийся предварительно напряженным.

Крышка люка смотрового колодца имеет периферийную коническую опорную поверхность и арматурный каркас. Арматурный каркас крышки состоит из наружного кольца 11, имеющего форму усеченного конуса, из листового и/или профилированного металла и жестко соединенной с ним с помощью сварки нижней арматурной сетки, состоящей из взаимно перпендикулярных арматурных прутков 12 и 13. Равномерно по диаметру расположены опорные стойки 14 из круглой горячекатаной арматурной стали в количестве не менее 12 штук и диаметром не менее 14 мм. Снаружи стоек 14 с опорой на нижнюю арматурную сетку расположен стальной кольцевой стержень 15, являющийся предварительно напряженным. Сверху (согласно фиг.5 и 6) на кольцевой стержень 15 установлена верхняя арматурная сетка. Крышка имеет два сквозных отверстия для ее подъема, а также для вентиляции колодца. На периферийной поверхности крышки приварен фиксатор 16, а в опорном кольце имеется прорезь под фиксатор.

Рассмотрим изготовление крышки, имея ввиду, что изготовление опорного кольца аналогично. Для изготовления крышки люка смотрового колодца необходимо изготовить жесткую конструкцию поддона-формы 17 (фиг.7-9), имеющей отверстия для установки и закрепления стоек 14 с помощью втулок 18 и винтов 19. Для переноса поддон-форма снабжена монтажными проушинами 20. После установки стоек 14 на нужную высоту и жесткого закрепления их винтами 19 на поддон-форму 17 устанавливается арматурный каркас из наружного кольца 11 и нижней арматурной сетки, который центрируется относительно стоек 14 буртиком 21, расположенным на верхней плоскости поддона-формы 17 (фиг.10). Затем устанавливается стальной кольцевой стержень 15 так, что стойки 14 оказываются внутри этого кольцевого стержня, при этом кольцевой стержень предварительно нагрет и его длина окружности максимально увеличена.

Нагрев кольцевого стержня, изготовленного из арматурной стали класса АтV, осуществляют, например, на электроустановке. Рекомендуемая температура нагрева - 400°С. Удлинение кольцевого стержня, например, длиной 1852 мм, образующего кольцо диаметром 590 мм, составляет - 69 мм. В нагретом состоянии кольцевой стержень свободно надевается на стойки, а в охлажденном до комнатной температуры кольцевой стержень 15 находится в напряженном состоянии, воспринимаемом стойками 14. После забивки бетона или другого связующего материала и его уплотнения (например, на виброустановке) изделие набирает прочность вместе с поддоном-формой в камере тепловой обработки.

Только по окончании набора прочности изделие извлекают из поддона-формы, предварительно отпустив винты 19. Завершающей операцией в технологическом процессе изготовления крышки люка является срезание выступающих частей стоек 14.

Таким образом, растянутый до бетонирования в пределах упругости и освобожденный от натяжных приспособлений после бетонирования и приобретения бетоном достаточной прочности (обычно около 70% от требуемой) кольцевой стержень стремится вернуться в свое первоначальное состояние, сжимает бетон. При этом кольцевой стержень, находясь в контакте со стойками, распространяет свое сжимающее напряжение по высоте крышки, равной высоте стоек [2].

Предлагаемые предварительно напряженные конструкции крышки и опорного кольца люка смотрового колодца имеют следующие преимущества:

- безопасность против преждевременного появления трещин - трещиностойкость;

- возможность рационального использования высокой прочности стали и связующих материалов (например, бетона) и, как следствие, экономия металла и облегчение массы конструкций (до 30%);

- повышенная жесткость - меньшие прогибы, что является следствием отсутствия волосных трещин и наличия в элементах (изгибаемых) деформаций, полученных при предварительном напряжении, обратных по направлению деформациям от нагрузки;

- большая долговечность конструкций - опять-таки благодаря трещиностойкости при эксплуатационных нагрузках;

- более высокий предел выносливости, обусловленный незначительными колебаниями напряжений в растянутой арматуре при многократно повторяющейся нагрузке.

Источники информации

1. Патент РФ на полезную модель №32141, МПК ⁷ E02D 29/12, 29/14, E03F. Люк смотрового колодца. Коротков А.А. Заявка №2003106252/20, 0.703.2003, 10.09.2003. Бюл. №25 - прототип.

2. Сахновский К.В. Железобетонные конструкции. Изд. 2-е, перераб. М.: Госстройиздат, 1961. С.275-376.