Мостовая железобетонная балка
Владельцы патента RU 2507336:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) (RU)
Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано при возведении пролетных строений мостов и путепроводов. Технический результат заключается в том, что слой гидрозащиты, толщиной не менее 80 мм, устраивается из агрессивно-стойкого полиэфирного полимербетона НПС-609-21М, в верхнем слое полки и армируется предварительно-напряженной стеклопластиковой арматурой, являясь одновременно несущим слоем, который включается в работу под воздействием нагрузок совместно с верхней полкой балки и ребром. 3 ил.
Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при возведении пролетных строений мостов и путепроводов.
Известны балки пролетных строений таврового сечения по СНиП 2.05.03-84* "Мосты и трубы" [1], состоящие из ребер и горизонтальных плит.
Наиболее близкой является типовая конструкция обычной железобетонной балки [2], длиной 15 м, таврового сечения, состоящая из ребра высотой 760 мм и консольных плит толщиной 180 мм, шириной полки (плиты) 1300 мм, с металлическими арматурными выпусками с обеих сторон по 320 мм. Толщина нижней части ребра 160 мм, толщина ребра верхней части на уровне консольных плит 240 мм.
Балка полностью изготавливается из обычного тяжелого бетона марки В30.
Рабочая арматура ребра и плиты - обычные арматурные стержни периодического профиля из стали класса А-III.
Типовая конструкция мостового полотна многослойная, включает в себя 5 (пять) отдельно устраиваемых слоев: выравнивающий слой бетона толщиной 40 мм; гидроизоляция (гидростеклоизол) толщиной 10-15 мм; защитный слой гидроизоляции толщиной 30 мм; среднезернистый горячий асфальтобетон толщиной 40 мм (нижний слой); мелкозернистый горячий асфальтобетон толщиной 30 мм (верхний слой).
Это вызывает сложность в технологии производства работ и повышенную трудоемкость.
Слой гидроизоляции не является несущим слоем. При его устройстве не удается решить главную его функцию: не пропускать воду и другие агрессивные реагенты (масла, соли и т.п.) к железобетонной плите мостового полотна. Служит он недолго, максимум 4-5 лет. И как только в асфальтобетонном покрытии появляются трещины, ливневые воды в смеси с другими агрессивными реагентами проникают через трещины в слое гидроизоляции к железобетонной плите мостового полотна и начинается процесс разрушения.
Начальный процесс - выщелачивание защитного слоя бетона в железобетонной плите главных балок и его разрушение. Далее - коррозия металлической арматуры, разрушение бетона. И если не принять действенных мер, то это приведет к снижению грузоподъемности сооружения в целом.
Предлагаемым изобретением решается задача повышения несущей способности, надежности и снижения трудоемкости в производстве мостовых балок.
Поставленная задача решается за счет того, что мостовая балка таврового сечения, состоящая из ребра и горизонтальной полки, с отдельно устраиваемыми слоями имеет верхний слой полки из агрессивно-стойкого полиэфирного полимербетона НПС-609-21М толщиной не менее 80 мм, армированного предварительно-напряженной стеклопластиковой арматурой. Существенным признаком предлагаемого технического решения является то, что полка представляет собой двухслойную композитную конструкцию общей толщиной не менее 160 мм.
Благодаря наличию этих признаков и достигается ожидаемый эффект, заключающийся в том, что повышается несущая способность, надежность и снижается трудоемкость производства мостовых балок.
На фиг.1 показан поперечный разрез мостовой балки, где:
1 - нижний слой верхней полки (плиты) главной балки, толщиной 80 мм из обычного тяжелого бетона марки В30;
2 - верхний слой полки (плиты) главной балки из агрессивно-стойкого полиэфирного полимербетона на связующем НПС-609-21М, толщиной 80 мм;
3 - предварительно-напряженная стеклопластиковая арматура (СПА);
4 - металлические арматурные стержни из стали класса А-III, диаметром 12
мм;
5 - металлические арматурные стержни верхней части ребра главной балки из стали класса A-III, диаметром 16 мм.
На фиг.2 в таблице 1 представлены физико-механические характеристики полимербетона НПС-609-21М и стеклопластиковой арматуры (СПА).
На фиг.3 - сборное пролетное строение моста из балок таврового сечения, длиной 15 метров с двухслойной композитной конструкцией верхней полки для габарита моста Г-10.
а) Поперечный разрез плитно-ребристого пролетного строения моста с несущим гидрозащитным слоем.
б) Армирование плиты главной балки.
1 - гидрозащитный несущий слой полимербетона НПС-609-21М, 2 -бетонная плита главных балок, 3 - ребро главной балки, 4 - омоноличевание стыка бетоном, 5 - омоноличевание стыка полимербетоном, 6 - предварительно-напряженная СПА диаметром 6 мм, 7 - обычная металлическая арматура диаметром 12 мм, 8 - рабочая арматура ребра главной балки диаметром 16 мм.
Примером осуществления предлагаемого технического решения может быть железобетонная балка таврового сечения, состоящая из полки и ребра.
Верхний слой полки - агрессивно-стойкий, высокопрочный полиэфирный полимербетон на связующем НПС-609-21М (см. фиг.2, табл.1), толщиной 80 мм с прочностью 84 МПа, армирован предварительно-напряженной стеклопластиковой арматурой диаметром 6 мм. Всего расположено 15 стержней с шагом 90 мм (фиг.3).
Нижний слой - обычный тяжелый бетон марки В30, толщиной 80 мм, армирован ненапряженной металлической арматурой диаметром 12 мм. Всего расположено 15 стержней с шагом 90 мм.
В нижней части ребра балки расположено 12 металлических арматурных стержней диаметром 16 мм каждый из стали периодического профиля класса A-III.
Слой гидрозащиты выполняет несколько функций:
1. Не допускает появления трещин в полимербетоне, что является защитой от влаги и вредных реагентов пролетных строений моста.
2. Слой гидрозащиты является одновременно несущим слоем и включается в работу под воздействием временных нагрузок совместно с верхней полкой балки и ребром в зависимости от расположения относительной высоты сжатой зоны.
Главные балки изготавливаются на заводах мостовых конструкций.
Источники информации
1. СНиП 2.05.03-84* "Мосты и трубы". ФГУП ЦПП М., 2006. - 206 с.
2. Союздорпроект. Типовой проект 3.503.1-73. П-30-2006. Инв.№2 54021М. Пролетные строения без диафрагм L=15,0 м из железобетонных балок таврового сечения без диафрагм с ненапрягаемой арматурой для автодорожных мостов. Выпуск 2.
Мостовая железобетонная балка таврового сечения, состоящая из ребра и горизонтальной полки, с отдельно устраиваемыми слоями мостового полотна, отличающаяся тем, что верхний слой полки выполнен из агрессивно-стойкого полиэфирного полимербетона НПС-609-21М толщиной не менее 80 мм, армированного предварительно-напряженной стеклопластиковой арматурой.
