Приведены сведения по применению. Даны рекомендации по уплотнению бетона.
Ключевые слова: бетоноукладчик, вибраторы, уплотнение смеси
В практике дорожного строительства существуют две основные технологии проведения работ по инженерному обустройству автомобильных дорог и городских улиц. Первая — это строительство элементов инженерного обустройства (бордюров, барьеров безопасности, мостовых парапетов, водоотводных лотков) из монолитного цементобетона специальными машинами. Вторая — возведение тех же конструкций из элементов сборного бетона или железобетона, изготавливаемых в заводских условиях.
Первая технология, имеющая ряд преимуществ перед второй, по производительности, стоимости строительства, долговечности конструкций, затратам ручного труда и т. д. нашла широкое применение в зарубежной практике дорожного строительства, но практически не применяется в России, из-за отсутствия современных отечественных машин по строительству элементов инженерного обустройства из монолитного бетона.
При вибрационном формовании возникают значительные динамические нагрузки. Источником динамических нагрузок на оборудование является поверхностный вибратор, установленный на наружную поверхность приемного бункера со строительной смесью. Вибрационное воздействие колебательного процесса вызывает усталостные процессы металла деталей бордюроукладчика, что значительно снижает прочность и надежность бордюроукладчика. На качество барьеров безопасности влияют характеристики вибрационного оборудования в части регулирования частоты колебательного процесса.
Существующие конструкции вибрационных формовочных машин, как правило, обеспечивают один какой-либо режим вибрационного воздействия на бетонную смесь. При таких параметрах хорошо прорабатывается бетонная смесь на высоту до 20–30 см. Бетонная смесь в изделиях большой высоты при указанных параметрах вибрирования уплотняется плохо вследствие значительного затухания амплитуды колебаний. В этом случае уплотнение целесообразно вести при более низкой частоте вибрирования (16–25 Гц) и повышенной амплитуде колебаний (3–4 мм).
В практике часто возникает необходимость формовать изделия переменного сечения, имеющие как горизонтальные, так и вертикальные элементы (например, тавровые балки, короба и т. д.). Существующие методы формования не обеспечивает оптимальных условий изготовления всех элементов. При формовании таких изделий вибраторами с гармоническими колебаниями плохо уплотняются вертикальные элементы. При формовании на низкочастотном уровне с ограничителем перемещения плохо уплотняются горизонтальные элементы, т. к. при наличии ударного воздействия и отсутствии давления столба смеси частицы этой смеси отрываются друг от друга и происходит разуплотнение.
Цель исследований работы является повышение качества устройства инженерного оборудования автомобильных дорог
Основной задачей Провести анализ существующих технологий дорожного строительства барьеров безопасности и систем автоматической защиты оборудования от вибрационного воздействия, возникающего при виброформовании.
Схема расчета основных параметров бетоноукладчика выполняется согласно технологической схемы бетоноукладчика, приведенной на рисунке 1
Рис. 1. Технологическая схема бетоноукладчика: 1 — бункер; 2 — амортизаторы; 3 — рама; 4, 7 — вибраторы; 5 — упругая подвеска; 6 — наклонный желоб; 8 — монолитный бордюр
Масса бетонной смеси в бункере:
, (1)
где W — объем бункера; ρ — плотность бетонной смеси.
Расход бетонной смеси через проходное отверстия бункера:
, (2)
где F — площадь проходного отверстия бункера; V — скорость истечения бетонной смеси из бункера; kз — коэффициент, учитывающий густоту армирования и состав бетонной смеси, принимаемый от 0,15 до 0,40.
Объем бетона, требуемого для укладки (рисунок 2):
, (3)
где L — длина скользящей опалубки; А — площадь поперечного сечения бордюра.
Максимальная скорость формования бетона, м/мин
, (4)
где h — высота бордюра, м; L — длина бордюра, м; t — время формования бордюра, мин.
Рис. 2. Бордюрный камень: А — площадь поперечного сечения камня; L — длина камня
Циклическая частота вибрации ω (рад/с):
, (5)
где n– число оборотов ротора двигателя, об/мин; ε — коэффициент скольжения ротора электродвигателя (для асинхронных трехфазных электродвигателей ε = 0,03…0,05).
Критерий вибрации:
, (6)
где A — амплитуда вибрации, мм.
Зона действия вибратора D (рисунок 3)
(7)
где d — диаметр вала вибратора, м.
Рис. 3. Зона действия вибратора
Выбор числа вибраторов (рисунок 4)
, (8)
где B — ширина бункера бетоноукладчика, м.
Мощность, расходуемая на уплотнение смеси:
, (9)
где в — коэффициент учитывающий волновые процессы.
Рис. 4. Выбор числа вибраторов
Выводы
Динамическое состояние оборудования для изготовления дорожных ограждений характеризуется направленостью вибрационного воздействия вынуждающего усилия вибратора относительно вертикальной и горизонтальной плоскостей в зависимости от угла наклона стенок бункера. Приведенные зависимости позволяют обеспечить требуемый режим вибрационного воздействия на бетонную смесь и качество монолитного бордюра.
Литература:
- Емельянов Р. Т., Прокопьев А. П., Турышева Е. С., П. А. Постоев Исследование процесса вибрационного формования в технологиях инженерного обустройства автомобильных дорог/ Строительные и дорожные машины. 2010. № 10. С. 44–48.
- Емельянов Р. Т., Прокопьев А. П. Комплексная автоматизация технологических процессов устройства дорожных покрытий / Емельянов Р. Т., монография. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2011. 152 с.
- Емельянов Р. Т., Турышева Е. С., Поляков Т. Н., Шилкин С. В. Моделирование процесса уплотнения щебеночно-песчаной смеси методом укатки //Вестник Красноярского государственного аграрного университета. № 6. 2013. с. 206–211
- Постоев П. А., Клиндух; А. В. Циганкова; П. А. Обеспечение вибрационной устойчивости бордюроукладчика. /Сб. статей Всесоюзной научно-практической конференции с международным участием. Инновационные процессы в современном образовании России как важнейшая предпосылка социально-экономического развития общества и охраны окружающей среды. Ачинск. 2011. с.314–315
