КЛЕЕНЫЙ СОСТАВНОЙ ДЕРЕВЯННЫЙ ПРОГОН, УСИЛЕННЫЙ УГЛЕПЛАСТИКОМ

Полезная модель (далее - ПМ) относится к области строительства деревянных временных и краткосрочных автодорожных мостов. Она, в частности, может быть использована для изготовления балочных пролетных строений из деревянных прогонов низководных автодорожных мостов [1].
Известны конструкции деревянных составных прогонов для устройства балочных пролетных строений временных и краткосрочных мостов [1, 2]. Они приняты в качестве прототипа ПМ.
Основным недостатком типовых прогонов является их непригодность для безопасного пропуска современных нагрузок (до 80 тс) с сохранением существующих размеров, так как они проектировались в основном под нагрузки до 60 т [3].
Известны также полимерные композитные материалы (стеклопластик, углепластик и др.), обладающие более высокими прочностными характеристиками, нежели древесина и сталь [4].
Технической задачей ПМ является повышение грузоподъемности балочных деревянных пролетных строений из прогонов.
Данная техническая задача решена за счет того, что клееный составной деревянный прогон, усиленный углепластиком, состоит из обрезных досок, отличается тем, что между нижними и верхними поясами размещен пакет из склеенных досок, поставленных на ребро и стянутых дополнительно несколькими горизонтальными болтами с вертикальными металлическими накладками, при этом оба пояса прибиты к доскам пакета наклонными гвоздями, а к нижнему поясу и торцам прогона приклеена полоса углепластика, концы которой на верхнем поясе близ торцов прогона закреплены клеем и гвоздевыми коннекторами.
Конструкция прогона показана на рисунке, где обозначено:
фиг. 1 - вид прогона по фасаду моста; фиг. 2 (I-I) - разрез поперечного сечения прогона; поз. 1 - верхний пояс прогона; поз. 2 - пакет из досок;
поз. 3 - нижний пояс прогона; поз.4 - полоса углепластика; поз. 5 - гвоздевой коннектор; поз. 6 - наклонные гвозди; поз. 7 - накладка металлическая; поз. 8 - стяжной болт; поз. 9 - насадка; поз. 10 - свая; поз. 11 - слой клея.
Клееный составной прогон изготавливается в цехе в следующей последовательности.
На пилораме изготавливают обрезные доски для верхнего пояса 1 толщиной 2,5-3 см и шириной не менее 15 см, для нижнего пояса 3 толщиной 5 см и шириной также не менее 15 см. Для пакета 2 толщина досок не менее -5 см, ширина - не менее 15 см. На плоскости досок пакета 2 наносится клей быстрого схватывания (отверждения). После этого доски, установленные на ребра, сплачивают струбцинами в пакеты. В пакете 2 должно быть не менее 3-х досок. Толщина пакета определяется расчетом на изгиб. В пакетах сверлятся сквозные горизонтальные отверстия под стяжные болты 8 диаметром 16-24 мм.
Расстояние между отверстиями под болты 8 по длине досок пакета 2 должно быть 2-2,5 м. Накладками 7 и болтами 8 эти доски сплачивают окончательно. После этого струбцины удаляют. На верхнюю поверхность пакета 2 наносят слой клея 11.
К этой поверхности прикрепляют наклонными гвоздями 6 доски нижнего пояса 3. Потом пакет 2 устанавливают на нижний пояс 3 и наносят клей на поверхность пакета под верхний пояс 1. На слой клея 11 укладывают доски пояса 1 и прибивают гвоздями 6 к доскам пакета 2. Затем пакет 2 поворачивают и устанавливают на плоскость верхнего пояса 1. На него наносят слой клея 11 и укладывают с прижатием полосу углепластика 4. После того, как клей затвердеет, прогон поворачивают и устанавливают на плоскость 6 нижнего пояса 3, покрытого полосой углепластика 4. Торцы прогона и участки верхнего пояса близ торцов также покрывают клеем. Затем к торцам и участкам верхнего пояса, покрытых клеем, прижимают концы полосы углепластика 4 (фиг. 1). Последней операцией является закрепление концов полосы 4 на верхнем поясе 1 гвоздевыми коннекторами 5.
Готовые прогоны доставляют к мосту, где из них устраивают пролетные строения в пролетах мостах. Могут применяться и другие технологии.
Таким образом, предлагаемая конструкция клееного составного деревянного прогона, усиленного углепластиком, позволяет повысить грузоподъемность пролетных строений, изготавливаемых из деревянных прогонов. Кроме того, при необходимости может быть увеличена длина прогонов самих пролетных строений с сохранением их грузоподъемности. При этом достигается экономия древесины и металла по сравнению с теми затратами, если бы техническая задача решалась за счет увеличения площади поперечного сечения прогона без его усиления углепластиком.
Список литературы
1. Военные мосты на жестких опорах. Руководство. Воениздат. М., 1982.
2. Телов В.И. и др. Автодорожные деревянные мосты. Томск, 1998.
3. Технические условия проектирования военных автодорожных мостов и переправ (ТУВАМ). Воениздат. М., 1974.
4. Композиционные материалы. Т 1-8. М., 1978.