УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям, применяемым для усиления работающих под нагрузкой балок, и может быть использовано для усиления и ремонта железобетонных балок искусственных сооружений.
Известно устройство для усиления железобетонных балок и плит (патент РФ №53693, МПК E04G 23/02), образованное подкладными металлическими уголками и вертикальными хомутами, а также корытообразным металлическим профилем, заполненным бетонной или другой твердеющей смесью и с присоединенной к его внутренней поверхности арматурой.
Недостатком данного устройства является малая эффективность конструкции усиления при большой трудоемкости и длительности работ по установке подкладных уголков и стяжных хомутов, а также заполнению бетоном и дополнительной арматурой корытообразного профиля.
Техническая задача - повышение эффективности совместной работы усиливаемой железобетонной балки и композиционного материала усиления.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для усиления железобетонных балок, образованном корытообразным профилем, закрепленным стяжными хомутами, корытообразный профиль и хомуты выполнены из нескольких слоев углеродного волокна, пропитанного полимерным связующим, при этом хомуты установлены под острым углом к продольной оси балки.
На приведенном чертеже на фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вид А, на фиг. 3 - вид Б.
Устройство для усиления железобетонных балок, образованное корытообразным профилем 1, прикрепленным стяжными хомутами 2 к балке 3, корытообразный профиль и хомуты выполнены из нескольких слоев углеродного волокна, пропитанного полимерным связующим 4, при этом хомуты подсоединены к балке под острым углом к ее продольной оси.
Монтаж устройства осуществляется следующим образом.
На подготовленную и размеченную поверхность нижней грани балки 3 производят наклеивание корытообразного профиля 1. После этого выполняют наклейку хомутов 2, на подготовленную поверхность боковой грани балки. После укладки углеродное волокно прокатывается валиком до полного его погружения в слой полимерного связующего 4. После выдержки полимерного связующего в течение определенного времени снимаются ограничения на движение по мосту, установленные на время производства ремонтных работ.
Закрепленный таким образом композиционный материал усиления эффективно включаются в работу как элемент внешнего дополнительного армирования, что значительно (до 20-25%) увеличивает эффективность его совместной работы с железобетонной балкой. Обеспечивается совместная работа элементов усиления и балки. Эффективность предлагаемого устройства подтверждается проведенными лабораторными исследованиями, результаты которых приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Результаты лабораторных исследований
№ п/п
Схема усиления балок
Номер балки
Несущая способность, тс
Среднее значение несущей способности, тс
1
2
3
4
5
1
Нет усиления
1
7,85
8,13
2
8,38
3
8,16
2
Усиление наклейкой полосы холста на нижнюю грань балки
1
15,80
15,32
2
13,50
3
16,70
3
Усиление наклейкой полосы холста на нижнюю грань балки и хомутов шириной 50 мм под углом 10 градусов к продольной оси балки
1
20,40
18,97
2
17,30
3
19,20
4
Усиление наклейкой полосы холста на нижнюю грань балки и хомутов шириной 70 мм под углом 15 градусов к продольной оси балки
1
19,70
18,67
2
17,80
3
18,50
5
Усиление металлическим корытообразным профилем и дополнительной арматурой (прототип)
1
15,20
15,23
2
15,00
3
15,50
Как видно из таблицы несущая способность балки в сравнении с прототипом увеличилась в среднем на 23%.
Железобетонную балку вместе с элементами усиления после проведения монтажных работ по вышеуказанной схеме, при определении несущей способности, следует рассматривать как единую систему с совместной работой всех элементов, что повышает надежность и несущую способность конструкции в целом.
Предлагаемое устройство в сравнении с прототипом позволяет производить ремонт и усиление железобетонных балок пролетных строений без мокрых бетонных работ, без сварочных работ, что приводит к сокращению времени производства работ и, следовательно, к минимизации или полному отсутствию перерывов в движении поездов.