КОНСТРУКЦИЯ УСИЛЕНИЯ РЕБРИСТОЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ БАЛКИ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ АВТОДОРОЖНОГО МОСТА

Полезная модель (далее - ПМ) относится к области мостостроения и может быть использована для повышения прочности и грузоподъемности ребристых железобетонных балок пролетных строений эксплуатируемых автодорожных мостов.
Известно, что балочные разрезные железобетонные пролетные строения (из обычного железобетона и с предварительным напряжением арматуры) являются наиболее массовым типом используемых в мостах на автомобильных дорогах. В процессе своего жизненного цикла такие пролетные строения испытывают негативные воздействия природно-климатического и техногенного характера, приводящие к общей деградации бетона балок, снижению их прочности и грузоподъемности.
Наиболее существенным образом на снижение этих и других показателей балки пролетного строения влияют различного рода трещины и сколы в бетоне растянутой зоны, а также обнажение, коррозия и обрывы стержней рабочей арматуры.
Известны конструкции усиленных балок железобетонных балочных пролетных строений по авторским свидетельствам: SU 1070248 от 30.01.84 г. «Усиленная строительная конструкция» [1]; SU 1090784 от 07.05.84 г. «Усиленная балка железобетонного пролетного строения моста» [2]; патент на изобретение RU 2657562 от 14.06.2018 г. «Способ усиления железобетонной балки пролетного строения моста» [3]. В этих свидетельствах указаны железобетонные балки таврового и двутаврового сечения и конструкции их усиления, состоящие преимущественно из стальных прокатных элементов и полос.
Недостатками указанных конструкций усиления балок являются в основном сложность и высокая трудоемкость работ, выполняемых в пролетах моста, включающих операции по сверлению отверстий в железобетонной плите и ребре балки, установке элементов усиления, а также по прикреплению соединительных тяг к плите и ребру балки. При этом может быть повреждена рабочая арматура ребра, что значительно снизит надежность и грузоподъемность балки и самого усиления.
В качестве прототипа ПМ принято известное решение по усилению однопролетных балок способом наклейки стального листа в виде боковой полосовой арматуры [4, рис. 2, е]. Листы наклеиваются на ребро балки, затем скрепляются между собой посредством шпилек, установленных в пробуренные отверстия.
Недостаток такого решения заключается в малой вертикальной жесткости полос, которые подвергаются изгибу вместе с ребром балки под воздействием подвижных нагрузок (колесной и гусеничной техники).
Существенно повысить эффективность усиления может применение вместо стальных полос стального швеллера, механические характеристики которого, как известно, выше.
Технической задачей ПМ является разработка такой конструкции усиления ребристой железобетонной балки пролетного строения автодорожного моста, которая обеспечит повышение ее прочности и грузоподъемности, а также одновременно с этим снижение трудоемкости работ по ее усилению, выполняемых в пролете моста.
Указанная техническая задача решена за счет того, что конструкция усиления ребристой железобетонной балки пролетного строения автодорожного моста состоит из двух продольных швеллеров одинаковой длины и сортамента, отличается тем, что швеллеры расположены симметрично с обеих сторон железобетонного ребра балки выше зоны размещения рабочей арматуры и плотно прижаты к поверхностям ребра в зонах нанесения клея резьбовыми шпильками, расположенными в сквозных отверстиях, устроенных соосно в швеллерах и ребре балки с расчетными интервалами между ними.
Предлагаемая конструкция ПМ изображена на рисунке, где обозначено:
фиг. 1 - поперечное сечение балки; фиг. 2 - вид балки с усилением по фасаду пролетного строения; поз. 1 - ребристая балка; поз. 2 - ребро балки; поз. 3 - арматура (рабочая) ребра балки; поз. 4 - швеллер; поз. 5 - шпильки с шайбами и гайками; поз. 6 - опорный лист; поз. а, b, с - расстояния между шпильками; L - общая длина балки.
Осуществление ПМ выполняется в следующей технологической последовательности.
На специализированном заводе или на полигоне мостостроительной организации из прокатного швеллера расчетного номера изготавливают швеллеры проектной длины с расчетным количеством отверстий под шпильки.
Готовые швеллеры доставляются к мосту.
В пролете моста рабочие, находясь на подмостях, производят обязательную очистку обеих поверхностей ребра балки, например, пескоструйным аппаратом.
После этого зоны размещения швеллеров на ребре балки смазывают клеем, например, на эпоксидной основе. Швеллеры устанавливают в проектное положение и плотно прижимают к смазанным поверхностям ребра, например, монтажными струбцинами.
Затем рабочие, находясь на подмостях, перфораторами просверливают в ребре балки первое и последнее отверстия, используя швеллеры в качестве шаблона (или кондуктора). В просверленные отверстия вставляют шпильки и закручивают гайки до плотного прижатия обоих швеллеров к участкам поверхностей ребра балки, смазанных клеем. После этого через отверстия в швеллерах просверливают отверстия под все остальные шпильки и устанавливают их с затяжкой гаек.
Таким образом, ПМ обеспечивает повышение прочности, жесткости, надежности и грузоподъемности ребристой железобетонной балки пролетного строения эксплуатируемого автодорожного моста. Предлагаемая ПМ может также применяться для усиления железобетонных балок пролетного строения автодорожных путепроводов, эстакад и транспортных развязок. Кроме того, ПМ может применяться для усиления железобетонных балок пролетных строений в железнодорожных мостах и путепроводах. ПМ увеличивает срок службы железобетонных ребристых балок пролетных строений, а, следовательно, и всего моста. При этом снижается трудоемкость и продолжительность работ, а также повышается надежность конструкции (как общая, так и элемента усиления), по сравнению со способами, при которых балки удаляются из пролетов моста для выполения работ по их усилению.
Список использованных источников
1. Авторское свидетельство SU 1070248 от 30.01.84 г. Усиленная строительная конструкция.
2. Авторское свидетельство SU 1090784 от 07.05.84 г. Усиленная балка железобетонного пролетного строения моста.
3. Патент на изобретение RU 2657562 от 14.06.2018 г. Способ усиления железобетонной балки пролетного строения моста.
4. Еремеев В.П. Автомобильные дороги. Усиление железобетонных балочных пролетных строений автодорожных мостов: обзорная информация. Вып. 2. - М.: Министерство автомобильных дорог РСФСР. Центральное бюро научно-технической информации, 1987. - 39 с.