Предварительно-напряженные железобетонные бруски для армирования монолитных плит неразрезных пролетных строений сталежелезобетонных мостов

_НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «IN SITU» №4/2015 ISSN 2411-7161_

Исходя из результатов тестирования двух рассмотренных генераторов, можно сделать вывод, что самой быстрой является реализация генератора Blum-Blum-Shub на языке программирования Java. Однако следует обратить внимание на наличие внешней зависимости и ненормированное потребление памяти. В данном случае преимущество по скорости не играет роли, так как для того чтобы изменить границы применения генератора, необходимо увеличить его скорость в 1000 раз и более, а в данном случае реализация на языке программирования Java быстрее других реализаций не более, чем в 16 раз.

Реализация на основе библиотеки MPIR также обладает высокой скоростью, но как и реализация на языке программирования Java имеет ненормированное потребление памяти, поэтому трудно предсказать поведение данной программы при генерации очень больших последовательностей (1 гигабайт и более). Для запуска данной реализации требуется наличие динамической библиотеки mpir.dll. Данная библиотека не требует установки и почти не занимает места на диске, поэтому такая зависимость не является недостатком.

Реализация на основе библиотеки Crypto++ является самой медленной и для генерации очень больших последовательностей потребуется колоссальное количество времени. Но зато данная программа отличается стабильным потреблением памяти и отсутствием каких-либо внешних зависимостей.

Средняя скорость работы всех перечисленных выше реализаций генератора Blum-Blum-Shub во много раз ниже средней скорости современных симметричных алгоритмов блочного шифрования. Из этого следует, что исследуемый генератор неприменим для генерации гаммы в шифрах гаммирования, но может использоваться для генерации данных в системах и протоколах, где скорость генерации не играет роли. Например, для генерации ключей в асимметричных системах, в качестве генератора ключей для имитовставки, а также в реализациях криптографических протоколов аутентификации и шифрования. Заключение.

Таким образом, если стоит вопрос об экономии времени, необходимо применять программную реализацию на основе теоретико-числовой библиотеки MPIR. Если же приоритетным требованием является экономия памяти, то следует выбрать программную реализацию на основе криптографической библиотеки Crypto++.

Список использованных источников

1. Neil J. Salkind. Encyclopedia of Measurement and Statistics. Sage Publications, 2007.

2. L. Blum, M. Blum and M. Shub. A Simple Unpredictable Pseudo-Random Number Generator. Proceedings, SIAM Journal on Computing, May 1986.

3. Crypto++. [Электронный ресурс]. URL: http://www.cryptopp.com/

4. The Multiple Precision Integers and Rationals Library. [Электронный ресурс]. URL: http://mpir.org/

5. A collection of random number generators in java. [Электронный ресурс]. URL: https://code .google. com/p/j avarng/

© Выборнова Ю.Д., 2015

Иванов Геннадий Павлович

канд. техн. наук, доцент ИТС КГАСУ

г. Казань, РФ E-mail: ivanovgpi@mail.ru

ПРЕДВАРИТЕЛЬНО-НАПРЯЖЕННЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ БРУСКИ ДЛЯ АРМИРОВАНИЯ МОНОЛИТНЫХ ПЛИТ НЕРАЗРЕЗНЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ

МОСТОВ

Аннотация

Данная статья посвящена разработке конструкций предварительно-напряженных железобетонных брусков для их применения в конструкциях монолитных плит сталежелезобетонных пролетных строений

_НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «IN SITU» №4/2015 ISSN 2411-7161_

неразрезных мостов с целью повышения жесткости, трещиностойкости пролетных строений, а также снижения трудоемкости и стоимости строительства. С этой целью опорные сечения плит пролетных строений дополнительно армируются предварительно-напряженными железобетонными брусками из высокопрочного безусадочного бетона. Рассматриваются конструкции брусков, которые учитывают конструкции монолитных плит, их армирование, а также конструкции узлов сопряжения плит с верхними поясами металлических балок.

Ключевые слова

Мост, пролетные строения, сталежелезобетон, плита, напряженные бруски, бетон, шпонки, арматура.

В обычных, ненапряженных плитах сталежелезобетонных неразрезных пролетных строениях (ПС) в опорных сечениях от растягивающих усилий, как правило, всегда происходит образование трещин, так как такие конструкции относятся к третьей категории трещиностойкости. При значительных деформациях бетона в опорных сечениях ПС такие трещины могут вызывать отслоения и разрывы гидроизоляционного слоя покрытия, что приводит к проникновению агрессивных поверхностных вод в осенне-весенние периоды эксплуатации мостов в железобетонные плиты, вызывая коррозию бетона и арматуры. Это вызывает ограничение длины перекрываемых пролетов.

С целью возможности увеличения длины перекрываемых пролетов рекомендуется применять предварительное обжатие монолитного бетона как в железобетонных [1, с. 157-158], так и в сталежелезобетонных [1, с. 254] мостах. Рекомендуется применение обжатия бетона в построечных условиях путем натяжения высокопрочной арматуры в виде канатов или прядей на бетон. В сталежелезобетонных мостах прямолинейные каналообразователи в виде гофр располагаются только на приопорных участках.

Недостатками известных конструкций ПС являются их сложность и высокие стоимость и трудоемкость работ по созданию предварительного обжатия бетона участков плиты ПС в построечных условиях на проектных отметках. Также требуется применение высококвалифицированного труда как инженерных кадров, так и строительных рабочих.

На кафедре мостов КГАСУ (г.Казань) проводятся исследования по возможности применения стержневых предварительно-напряженных элементов в виде железобетонных брусков из высокопрочного безусадочного бетона для армирования растянутых зон плит неразрезных железобетонных и сталежелезобетонных ПС [3], [4] мостов. Конструкции напряженных брусков для армирования монолитных плит неразрезных сталежелезобетонных мостов должны учитывать особенности конструирования таких ПС. Размеры поперечных сечений брусков должны учитывать то обстоятельство, что они должны учитывать толщину плит и располагаться между верхними и нижними сетками армирования плиты, установленными с защитными слоями. Для средних и больших мостов толщина монолитной плиты должна определяться шагом главных балок поперек моста. Для большинства мостов такая толщина должна составлять, с учетом требований норм проектирования [5, с. 122-123] по назначению защитных слоев бетона: арматура верхней сетки - 50мм, арматура нижней сетки - 30мм. Тогда, при минимальном диаметре рабочей арматуры сеток 12мм, размеры поперечных сечений брусков могут составлять: 96х96мм - при толщине плиты 200мм, 106х106мм - при толщине плиты 210мм и 116х116мм - при толщине плиты 220мм. Дальнейшее увеличение толщины плиты не целесообразно, так как это приводит к увеличению нагрузок от собственного веса плиты ПС. С целью уменьшения толщины плиты можно считать целесообразным применение неметаллической арматуры для армирования верхних растянутых участков плиты. В этом случае можно уменьшить толщину защитного слоя до 20мм и назначить проектную толщину монолитной плиты 200мм, а размеры поперечного сечения брусков принять 125х125мм. Это дает возможность увеличить длину брусков. Длина брусков определяется длиной перекрываемых пролетов, которые могут выполняться цельными или составными из отдельных модульных элементов. Бруски собираются в опалубке на проектных отметках до проектной длины. Крайние модульные бруски снабжены выпусками пространственных каркасов и напрягаемой арматуры с анкерами на концах. Промежуточные рядовые модульные бруски по торцам снабжены стальными колпаками, пластины которых заанкерованы в теле бетона бруска. Соединение модульных элементов между собой выполняется стальными накладками с применением сварных соединений.

НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «IN SITU» №4/2015 ISSN 2411-7161

Конструкция стыка модульных брусков принята аналогичной сварному стыку стаканного типа, рассмотренного для применения в соединении нижних поясов стропильных железобетонных ферм, собираемых из двух половин [2]. Поперечные сечения брусков могут выполняться квадратного или прямоугольного профилей с созданием шпонок в виде выступов толщиной 4 -5 см на боковых поверхностях и петлевых арматурных выпусков с шагом 1м для обеспечения совместности деформаций с монолитным бетоном плиты ПС. Бруски устанавливаются на фиксаторы и располагаются над нижними сетками армирования плиты и фиксируются к арматурным стержням верхней сетки. Пример одиночного цельного железобетонного бруска приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Пример предварительно-напряженного железобетонного бруска длиной 6.5 м.

Предлагаемая конструкция ПС неразрезного сталежелезобетонного моста со сборно-монолитной предварительно-напряженной железобетонной плитой (см. рисунок 2) включает рабочую арматуру сеток с ячейкой 200х200мм и продольную «арматуру» из сборных предварительно-напряженных железобетонных брусков. Поперечные сечения предлагаемых конструкций монолитных плит сталежелезобетонных ПС и принципы их конструирования в работе предлагается рассматривать исходя из критерия минимизации трудоемкости работ по созданию предварительного напряжения бетона, рассматривая применение заранее изготовленных предварительно-напряженных железобетонных брусков из высокопрочного бетона классов по прочности на сжатие не менее В50. В этом случае, в зависимости от длины перекрываемых пролетов, предварительно назначаются толщина плиты и длина брусков. Учитывая незначительные размеры поперечного сечения железобетонных брусков их обжатие рекомендуется производить одиночными семипроволочными канатами К-7 при механическом способе натяжения или высокопрочной стержневой арматурой при электротермическом способе натяжения арматуры в условиях строительной площадки на специальных стендах. В целях повышения эффективности предварительного обжатия брусков их конструктивное армирование выполняется отдельными пространственными каркасами длиной 1.5-3 м,

_НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «IN SITU» №4/2015 ISSN 2411-7161_

которые установливаются в опалубку с зазором 5мм без установки связевой арматуры. Объемные каркасы выполняются из проволочной арматуры класса Вр-I диаметром 4-5 мм. Для обеспечения трещиностойкости брусков от усилия предварительного обжатия на концевых участках применяется поперечное сетчатое армирование с ячейкой 40х40мм.

Рисунок 2 - Сталежелезобетонное ПС с предварительно-напряженными железобетонными брусками в

опорных сечениях

1- верхняя сетка; 2-нижняя сетка; 3- напрягаемая арматура; 4- предварительно напряженный

железобетонный брус

Бруски выполняются модульной длины от 4.5 до 6.5 м и более. На рисунке 2 приведена схема монтажа брусков, которые устанавливаются симметрично относительно осей главных балок между продольными стержнями с ячейками 200х200мм.

Предлагаемая конструкция плиты сталежелезобетонного ПС, армированная предварительно-напряженными брусками, рекомендуется для ее применения при строительстве средних и больших мостов при пролетах 18м и более. При этом, целесообразным следует считать применение металлических главных балок из прокатных или сварных двутавровых балок. В этом случае металлические балки можно использовать в качестве несущих элементов столовой опалубки из ламинированной фанеры, листы которых заведены под нижние пояса двутавровых балок и закреплены в проектное положение с помощью с помощью поперечных рам из деревянных брусьев сечением100х100мм. Усиление главных балок для восприятия нагрузок от мокрого бетона выполняется путем подведения временных колодцевых опор с гидравлическими домкратами. Такое конструктивное решение ПС позволит значительно снизить стоимость, трудоемкость возведения моста и сократить сроки его строительства.

Список использованной литературы

1. Инженерные сооружения в транспортном строительстве. Кн. 1: учебник для студ. высш. учебн. заведений/ П.М. Саламахин, Л.В. Маковский, В.И. Попов и др./ под ред П.М. Саламахина. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. -352 с.

2. Попов Н.Н., Забегаев А.В. Проектирование и расчет железобетонных и каменных конструкций: Учеб. Для строит. спец. Вузов.- 2-е изд., перераб. И доп.- М.: Высшая школа, 1989.- 400 с.

3. Иванов Г.П., Куклин А.Н., Тарычева Е.Н. Патент на полезную модель: Пролетное строение неразрезного моста, RU № 151169, МПК E01D12/00; 101/28. Заявка: № 2013152241/03 от 27.03.2015г.

4. Иванов Г.П., Куклин А.Н., Сергеева Р.С. Патент на полезную модель: Предварительно-напряженная сборно-монолитная плита проезжей части неразрезного сталежелезобетонного моста. Заявка № 2015109340/03(014846) МПК E01D 2/00; E01D 12/00(2006.01^ от 17.03.2015г.

5. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы. Госстрой России,- ГУП ЦПП, 1998,- 119с.

© Иванов Г.П., 2015