книги из ГПНТБ / Попов А.Н. Бетонные и железобетонные трубы

Основное технологическое оборудование. Станки для навивки спиральной арматуры бывают с односторонней подачей (рис. 56, 57) одной или двух проволок и с дву­ сторонней подачей проволок (рис.58). По роду создания

напряжений в проволоке навивочные станки могут быть механическими и комбинированными, когда помимо ме­ ханического растяжения проволоки применяют ее элек­ тронагрев.

Способ закрепления сердечника трубы позволяет классифицировать станки на шпиндельно-планшайбовые и роликовые. В первом случае концы трубы зажимают в которых является

вых станках трубы укладывают на ролики непосредствен­ но или при помощи кольцевых шайб (рис. 56,в), надева­ емых на торцы труб или на валы с большим числом ро-

150

Оргтехстрой (Минск)

ликов (рис. 56,6). В шпиндельно-планшайбовых станках л в роликовых станках второго типа напряженная про­ волока, подведенная и закрепленная на сердечнике, вы­ зывает в теле последнего напряжения изгиба. Очевидно, что в станках этого типа трудно навивать спираль на длинные трубы или на трубы небольшого диаметра, по­ этому в них ставят притормаживающие или удерживаю­ щие устройства. В роликовых станках, имеющих не­ сколько опор, изгиб трубы исключается.

Особенностью конструкции станка, показанного на рис. 56, в, является то, что натяжной механизм выполнен неподвижным, а труба в процессе навивки перемеща­ ется в продольном направлении с той или иной скоро­ стью в зависимости от заданного шага навивки. В стан­ ке системы Оргтехстрой (см. рис. 57) совмещено меха­ ническое натяжение проволоки с электроподогревом.

Механизмы с двусторонней подачей проволоки име­ ют своеобразные устройства, благодаря которым на сер­ дечник в процессе навивки на него напряженной спира­ ли не передаются изгибающие воздействия, поэтому в станках этого типа трубу можно зажимать по концам

впланшайбах или укладывать на ролики.

Взависимости от положения обвиваемого проволо­ кой сердечника трубы станки разделяют на горизонталь­ ные и вертикальные. Вне зависимости от конструкции станка в нем имеется механизм подачи проволоки, на-

151

при помощи гаек или зажимов той или иной конструк­ ции.

На отдельных заводах стержни в трубах натягивают после твердения бетона. Для этого стержни покрыва­ ют мастикой и бетонируют трубы обычным способом. После приобретения бетоном достаточной прочности по стержням пропускают электрический ток, в результате чего мастика размягчается, а стержни получают задан­ ное расширение. Концы разогретых стержней закрепля­ ют с расчетом передачи усилий на торцы труб и после этого прекращают пропускать электроток. Мастика за­ твердевает, и сцепление бетона с арматурой восстанав­ ливается полностью.

При непрерывном армировании труб натянутую про­ волоку навивают на штыри, которые имеются на шайбах стержней, воспринимающих усилия от продольной арма­ туры или входящих в состав конструкции торцевого об­ рамления формы. Имеются три способа непрерывной ук­ ладки и натяжения продольной арматуры. По одному из них проволоку предварительно навивают на шайбы стержня, который укладывают в форму. После сбалчивания формы стержень извлекают из нее, а шайба ос­ тается прижатой к торцам формы, в результате чего усилия натянутой арматуры оказываются переданными на форму.

По второму способу, известному из практики отечест­ венной промышленности, стержни с шайбами из формы не извлекают и они несут нагрузку от натяжения прово­ лок с момента укладки их на штыри до момента передачи усилий на бетон. По третьему способу проволоку уклады­ вают, огибая штыри, расположенные на торцовых шай­ бах неразъемной или сболченной формы. Проволоку рас­ полагают внутри формы на заданном расстоянии от внут­ ренней ее поверхности.

Каждому из этих способов присущи свои достоинст­ ва и недостатки. Так, в частности, при передаче усилий от натянутой арматуры со стержней на формы, равно как и при навивке проволоки на стержни, требуется уси­ ление стенок форм и соответствующее обрамление их торцов. Если же стержни с шайбами оставлять в форме вплоть до затвердения бетона, то усиливать стенки форм не надо, однако при этом оказываются закрытыми торцы формы, что допустимо только при центрифугировании и то при условии заблаговременной подачи всей бетонной

153

смеси в формы до установки их в центрифугу. При этом способе увеличивается металлоемкость формовочного оборудования. Наиболее предпочтительным могла бы быть навивка напряженной продольной проволоки внут­ ри формы с передачей усилий растяжения арматуры не­ посредственно на форму.

Машины для нанесения защитного слоя. При произ­ водстве труб по трехступенчатой технологии на наруж­ ную поверхность обвитого проволокой сердечника нано­ сят защитный слой из цементно-песчаного раствора, би- тумно-песчаной смеси или других материалов. Известно несколько способов нанесения защитного слоя. Одним из старых методов является винтообразная обвивка трубы материей с укладкой под нее определенных порций раст­ вора. Материя прижимает раствор к трубе и он распре­ деляется по ее поверхности, образуя таким образом слой более или менее одинаковой толщины. Второй способ предполагает применение вибрации, вибровакуумирования и др. В этом случае обвитый проволокой сердечник трубы устанавливают в форму. Образовавшийся между ее внутренней поверхностью и сердечником зазор запол­ няют раствором, который уплотняют вибрацией. Третий

на турбину, или быстровращающимися щетками, кото­ рые при вращении захватывают из бункера раствор и с силой накидывают его на сердечник. Пятый способ за­ ключается в применении торкретирования при помощи цемент-пушек. По шестому способу увлажненный раст­ вор наносят пневмонабрызгом, по седьмому способу раствор укладывают на поверхность сердечника и зати­ рают ножами или шаблонами. Разновидностью седьмого способа является применение воронкообразного вибро­ укладчика, который надевают на вертикально установ­ ленный сердечник трубы, заполняют раствором и после этого перемещают вдоль сердечника. Одновременно при этом работают навешанные на воронку вибраторы.

При нанесении защитного слоя последовательным набрызгом раствора на поверхность сердечника послед­ ний вращают равномерно, а растворонабрызгивающее устройство передвигают вдоль трубы. В других конструк-

154

циях машин, наоборот, сердечник движется возвратнопоступательно, а растворонабрызгивающее устройство остается неподвижным. На некоторых заводах процесс навивки и нанесения защитного слоя торкретированием совмещают, считая, что в этом случае обеспечивается лучшее обволакивание ар­ матуры раствором.

155

ной арматуры. При помощи тросоподвесного устройства вращают сердечник и передвигают его в продольном на­ правлении.

Нанесение защитного слоя на сердечники труб путем затирки раствора виброножами или шаблонами показа­ но на рис. 61. Шаблон или нож, соответствующий конфи­ гурации трубы, имеет длину, равную длине трубы. На нижней поверхности ножа имеются вибраторы. Сердеч­ ник трубы устанавливают в планшайбах бабок станка,

Рис. 62. Схема во­ ронкообразного виброукладчика раствора для за­ щитного слоя труб

одна из которых является приводной. Во время враще­ ния сердечника раствор проходит в щель между вибро­ ножом и поверхностью трубы и сцепляется с бетоном сердечника.

Воронкообразные виброукладчики защитного слоя используют при выпуске труб небольшой длины. Вибро­ укладчик (рис. 62) состоит из следующих частей: ворон­ ки, служащей емкостью для бетонной смеси и одновре­ менно устройством для уплотнения раствора; приводного механизма для передвижения воронки вдоль трубы; электродвигателей с пусковой аппаратурой. Воронка имеет вид усеченного конуса, оканчивающегося внизу цилиндрической частью. В нижней трети этой части по периметру воронки размещают малоамплитудные вибра­ торы.

Перед началом работ трубу устанавливают верти­ кально на резиновую подкладку, очищают и промывают водой наружную ее поверхность. Далее на нижнюю часть трубы насаживают резиновое кольцо и на торец

156

трубы устанавливают виброукладчик, используя для этого трубчатую насадку. Воронку опускают настолько, что она почти полностью примыкает к нижнему торцу трубы, после этого приступают к работе. Приготовлен­ ную бетонную смесь в количестве, обеспечивающем ее вибрирование и прессование на высоте, равной нижнему конусу воронки, загружают в бункер и включают вибра­ торы. Затем вибраторы выключают и бункер снова на­ полняют бетонной смесью. Загруженную воронку пере­ мещают одновременно с включением вибраторов. Необ­

Широко распространенным способом образования цементно-песчаного защитного слоя на трубах является набрызг раствора под напором — торкретирование. За­ щитный слой, уложенный торкретированием, обладает хорошим сцеплением с поверхностью трубы и высокими физико-механическими показателями. Этим способом можно наносить на трубы защитные слои не только из цементно-песчаного раствора, но и из таких материалов., как, например, битумно-песчаная мастика и др. Основны­ ми недостатками способа является неизбежный отскок песка, потери цемента и сильное пылевыделение, обус­ ловливающее установку аспирационных устройств.

Торкретирование труб резко отличается от торкрети­ рования плоских поверхностей. При торкретировании труб требуется обеспечить не только прочное сцепление защитного слоя с телом сердечника, но и одинаковую его толщину как по периметру, так и по длине трубы. Опы­ ты по торкретированию труб показали, что для получе­ ния защитного слоя одинаковой толщины необходимо обвитый проволокой сердечник вращать равномерно, а сопло шланга цемент-пушки также равномерно двигать вдоль трубы и держать строго перпендикулярно к по­ верхности, на которую должен попадать раствор.

В установку по нанесению на трубы защитного слоя входят трубовращающий станок, как правило, состоя­ щий из двух бабок, неподвижной и подвижной; суппорт­ ной балки с укрепленной на ней суппортной тележкой, несущей сопло; коробки скоростей для Движения суп-

\Ы

портной тележки; цемент-пушки и компрессора с ресиве­

«Американ Пайп енд Констракшн Компани», «Локк Джойнт»идр . В Европе, несмотря на успешное развитие производства бесцилиндровых труб, многие фирмы по­ ставляют предварительно напряженные трубы со сталь­

Основными операциями в технологии труб являются: изготовление цилиндров из листовой стали толщиной 1,5—2 мм, имеющих концевые обечайки из стали толщи­ ной 5—6 мм; формование сердечника трубы; навивка на сердечник спиральной арматуры и нанесение защитного слоя.

Изготовление стальных цилиндров не отличается от описанного ранее. Концевые обечайки выполняют диа­ метром, несколько меньшим, чем требуется, затем их растягивают на экспандере до требуемого размера, оцин­ ковывают и приваривают к концам стального цилиндра. Экспандирование обеспечивает точность размеров обе­ чаек.

Некоторые фирмы сердечники труб бетонируют цент­ рифугированием, другие — в вертикальных виброфор­ мах. Последнее особенно показательно при формовании труб больших диаметров.

На роликовых центрифугах сердечники труб бетони­ руют в формах упрощенной конструкции. Для сердечни­ ков используют смесь состава 1:1,5:2,5 (портландце­ мент : песок : фракционированный щебень). Состав бе­ тонной смеси подбирают из условия прочности бетона на сжатие 400—500 кгс/см2 и на растяжение 30 кгс/см2. За­ бетонированные сердечники пропаривают, а затем вы­ держивают в естественно-влажных условиях. Готовые сердечники обвивают холоднотянутой проволокой с пре­ делом прочности не менее 14 000 кгс/см2, имеющей оста­ точную деформацию не более 0,1% при напряжении, равном 70% предела прочности. Предварительное обжа­ тие бетона в продольном сечении трубы составляет 120— 180 кгс/см2. Затем сердечники испытывают гидравличе­ ским давлением и покрывают защитным слоем из раст­ вора состава 1:3. В целях ускорения твердения бетона

158

защитного слоя трубы повторно пропаривают. Трубы выпускают с раструбным оформлением под гибкие сты­ ковые соединения.

Иногда трубы выполняют многослойными. Так, на­ пример, трубы больших диаметров, предназначенные для воспринятая внутреннего гидростатического давления более 10 ат, изготовляют с трехслойными стенками, раз­ деленными последовательно сплошным стальным ци­ линдром и слоем спиральной предварительно напряжен­ ной арматуры. Концевые обечайки на таких трубах де­ лают из листовой стали толщиной 6 мм с расчетом об­ разования раструбного соединения, зачеканиваемого свинцом.

При изготовлении сердечников труб в вертикальных формах для уплотнения бетонной смеси используют виб­ рирование или вибрирование совместно с вакуумированием. Примеров изготовления в вертикальных виброва­ куумных формах предварительно напряженных труб со стальными цилиндрами в стенках можно привести мно­ го. В последнее время таким способом изготовляли тру­ бы диаметром 1350—1850 мм и длиной 6,1 м для строи­ тельства 50-км системы водоснабжения Тегерана (Иран) и афинского водовода, где прокладывали трубы диамет­ ром 1300 мм, длиной также 6,1 м.

В Иране трубы были предназначены в основном для рабочего напора воды 9 ат. Общая толщина стенки труб афинского водовода составляла 120 мм, из них толщина стенки сердечника — 83,5 мм. Стальной цилиндр изготов­ ляли из листовой мерной стали толщиной 1,5 мм. Стыко­ вые соединения труб делали гибкими (см. рис. 6, в). На обоих объектах трубы изготовляли на открытых поли­ гонах, на трех круглых площадках, каждая из которых включала 12—18 рабочих позиций, обслуживаемых кра­ ном. Сердечники форм для изготовления труб представ­ ляли собой складывающиеся стальные цилиндры, обо­ рудованные фильтрами для вакуумирования бетона. На­ ружным элементом формы являлись цилиндры, которые краном устанавливали на сердечники, находящиеся на рабочей позиции. Для предотвращения деформаций с наружной стороны цилиндров находился решетчатый остов, на котором имелась круговая площадка для ра­ бочих. Бетонная смесь состава 1: 1,74:2,69 с 5 / Д = 0 , 5 поступала на позицию бетонирования в кюбелях и при помощи крана ее загружали в формы. Уплотняли смесь

159