Методы усиления железобетонных пролетных строений

Целью усиления является повышение эксплуатационных качеств, основным из которых является грузоподъемность.

Способы усиления:

1. Путем увеличения поперечного сечения, добавлением нового материала (бетон, арматура, металлический лист).

2. Путем изменения статической схемы (объединение в неразрезные схемы, устройство новых опор).

3. Комбинированный способ усиления (путем использования принципа внешнего армирования металлическими листами).

Небольшое усиление (на 10—15 %) выполняют добавлением арматуры в растянутой зоне поясов. Арматуру приваривают к нижним рядам существующей: для этого удаляют защитный бе­тонный слой до половины толщины стержней нижнего ряда и к ним приваривают добавляемые стержни через коротыши длиной 10—20 см (а), затем омоноличивают (торкретирование) зону усиления. Высота балки увеличивается незначительно, а грузоподъемность возрастает в основном за счет добавляемой арматуры, которая будет работать только на усилия от временной нагрузки.

Повышения грузоподъемности пролетного строения на 15—35 % достигают увеличением высоты балок и площади рабочей арма­туры приваркой арматурного каркаса (б), состоящего из продольных изогнутых стержней и коротких хомутов. После удаления защитного слоя добавляемую продольную арматуру сое­диняют с существующей приваркой наклонных коротышей и хо­мутов. После установки арматурного каркаса зону усиления бето­нируют в опалубке бетоном на мелком щебне или цементно-песчаным раствором. Бетон подают через загрузочные воронки сбоку под напором столба до 1 м и уплотняют вибраторами, закрепляемыми на опалубке. Для улуч­шения сцепления старого и нового бетонов поверхность тщатель­но обрабатывают. На обетонируемую поверхность рекомендуется наносить тонкую (до 1 мм) эпоксидно-тиоколовую или полимер-цементную прослойку. Бетон следует применять пластичный, по возможности на быстротвердеющем, безусадочном или расширяю­щемся цементе.

1 – зона усиления; 2 – существующая арматура; 3 – арматура усиления; 4 – сварные швы; 5 – наклонный коротыш; 6 – хомут.

Главные балки ребристых пролетных строений можно усили­вать увеличением площади рабочей арматуры нижнего пояса и стенок. Таким образом на одном из мостов были усилены балоч­ные пролетные строения длиной 15 м, на которых обнаружили много поперечных и наклонных трещин. Главные балки пролетных строе­ний заключили в железобетонную «рубашку» толщиной снизу 20 см и с боков по 5 см. Основная добавленная арматура диаметром 36 мм состояла из трех видов стержней — приварен­ных к существующим, отгибаемых вверх по боковым граням балок и обрываемых в растянутой зоне. По боковым граням балок по­ставили горизонтальные стержни диаметром 12 мм, привязанные к хомутам, охватывающим арматуру в нижней зоне. Хомуты верх­ними концами приварили к арматуре плиты, а нижними — к ра­бочей арматуре балок. «Рубашку» бетонировали в деревянной опалубке. Для улучшения включения элементов усиления в работу от внешних нагрузок целесообразно предварительно напрягать до­бавляемую арматуру.

Возможности усиления железобетонных пролетных строений с изменением их статической системы ограничены. По соображе­ниям конструктивного порядка и требований минимального ог­раничения движения поездов во время ведения работ целесооб­разно для усиления применять шпренгели. Их обычно образуют из двух ветвей, располагаемых симметрично по отноше­нию к ребрам балки, очертание их может быть прямолинейным или полигональным. При прямолинейном шпренгеле в балке умень­шаются только изгибающие моменты, а при полигональном — изгибающие моменты и поперечные силы.

Шпренгели выполняют из стержневой высокопрочной арма­туры, тросов, пучков из высокопрочной проволоки, прядей и т. п. Для эффективного включения шпренгелей в работу производят предварительное напряжение.

Для закрепления и напряжения шпренгелей используют ан­керные устройства, применяемые при изготовлении предваритель­но напряженных железобетонных конструкций. Напряжение шпрен­гелей производят оттяжкой их в вертикальной плоскости домкрата­ми, а шпренгелей из арматурных стержней—электронагревом или за­кручиванием гаек.

Усиление балок полигональными шпренгелями (а, б, в) и прямолинейным (г):

1 – шпренгель; 2 – анкер; 3 – распорка; 4 – упор.

Дата добавления: 2015-06-28