Прогон железобетонный: Страница не найдена — Бетон

Содержание

Прогоны железобетонные

Прогоны железобетонные – это линейные горизонтальные конструктивные элементы покрытия зданий, которые служат для поддержания кровли и усиления конструкции. Прогоны опираются на основные несущие конструкции сооружений (стены, колонны, балки, траверсы и фермы), на которые передают нагрузку от кровли, плит или настила. Прогоны применяются также для перекрытия проемов и арок в стенах общественных зданий.

Основное направление, в котором применяются железобетонные прогоны – это промышленное строительство, например, при возведении общественных зданий и зданий административно-бытового назначения со стенами из кирпича или крупных блоков. Однако простота и универсальность конструкции позволяет использовать эти ЖБИ и в других видах строительства. С помощью высокопрочных жб прогонов также возводятся мосты, тоннели и путепроводы.

Прогоны железобетонные применяются для строительства: неотапливаемых зданий и на открытом воздухе при расчетной температуре наружного воздуха до -40°С включительно; зданий, возводимых в районах с сейсмичностью не более 7 баллов; при неагрессивной, слабо- и среднеагрессивной степенях воздействия газовой среды на железобетонные конструкции; в условиях систематического воздействия технологических температур до 50°С включительно. Прогоны допускается применять в неотапливаемых зданиях и на открытом воздухе при расчетной температуре наружного воздуха ниже -40°С, а также в условиях систематического воздействия технологических температур выше 50°С при соблюдении требований, установленных проектной документацией конкретного здания и указанных в заказе на изготовление прогонов.

Железобетонный прогон представляет собой длинномерную балку с повышенным сопротивлением изгибающим нагрузкам. Поскольку нагрузка вышележащей стены достаточно велика, а площадь поверхности, на которую опирается прогон, довольно мала, в качестве подкладок под прогоны могут использоваться опорные плиты, которые позволяют распределить нагрузку по большей поверхности.

Железобетонные прогоны делятся на два типа:


  • прогоны ПРГ с прямоугольным сечением. Прямоугольное сечение прогонов бывает сплошным или решетчатым в зависимости от предполагаемой нагрузки;
  • прогоны ПР с тавровым сечением (с полками для опирания плит). Делятся, в свою очередь, на прогоны с перпендикулярной полкой для зданий с уклоном кровли до 25% (1ПР – 3ПР) и прогоны с косой (диагональной) полкой для зданий с уклоном кровли 25% (4ПР и 5ПР).

Прогоны железобетонные изготавливаются в соответствии с ГОСТ 26992 «Прогоны железобетонные для покрытий зданий промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Технические условия» и сериями 1.225-2 «Железобетонные прогоны», 1.225.1-3 «Прогоны железобетонные длиной 448, 598 и 898 см с односторонней полкой для наружных и внутренних кирпичных стен общественны зданий» и 1.462-14 «Железобетонные прогоны для покрытий зданий».

Железобетонные прогоны изготавливаются из тяжелого бетона. Класс по прочности на сжатие принимается не ниже В15. Прогоны, предназначенные для эксплуатации при слабоагрессивной степени воздействия газовой среды, изготавливаются из бетона нормальной проницаемости, а прогоны, предназначенные для эксплуатации при среднеагрессивной степени воздействия газовой среды, – из бетона пониженной степени проницаемости.

Прогоны железобетонные армируются сварными каркасами и сетками из ненапрягаемой или предварительно напрягаемой арматуры. В качестве напрягаемой продольной арматуры прогонов, предназначенных для эксплуатации в неагрессивной среде, применяется стержневая арматурная горячекатаная сталь классов A-IV и А-V и термически и термомеханически упрочненная сталь классов Ат-IV и Ат-V. В прогонах первой категории качества допускается применение горячекатаной стержневой арматурной стали класса А-IIIв, упрочненной вытяжкой с контролем величины напряжения и предельного удлинения.

В качестве напрягаемой продольной арматуры прогонов, предназначенных для работы в условиях воздействия агрессивной среды, применяется стержневая термомеханически и термически упрочненная сталь повышенной стойкости против коррозионного растрескивания классов Ат-VCK и Ат-IVK и горячекатаная сталь классов A-IV и А-IIIв.

Железобетонные прогоны из ненапрягаемой арматуры армируются сетками и каркасами из стержневой горячекатаной стали класса А-III, термомеханически упрочненной стали класса Ат-IIIС (для прогонов, применяемых в неагрессивной и слабоагрессивной газовых средах) и арматурной проволоки периодического профиля класса Вр-I и гладкого профиля класса В-I.

Прогоны железобетонные маркируются буквенно-цифровым обозначением, состоящим из групп, разделенных дефисами. В первой группе указывается тип прогона, во второй группе – порядковый номер прогона по несущей способности, а также класс напрягаемой продольной арматуры для предварительно напряженных прогонов. Третья группа содержит дополнительные характеристики, отражающие стойкость к воздействию агрессивной среды, характеризуемую показателем проницаемости бетона: Н – бетон нормальной проницаемости; П – бетон пониженной проницаемости. При наличии в прогонах дополнительных закладных изделий в третьей группе приводят их обозначения строчными буквами русского алфавита.

В соответствии с серией 1.225-2 железобетонные прогоны маркируются буквой П (прогон), после которой указываются округленные величина расчетной нагрузки в кгс/см и длина изделия в дециметрах.

В компании ГК «БЛОК» можно не только заказать прогоны железобетонные, но и проконсультироваться с нашими специалистами, подобрать требуемые конструкции железобетонных изделий. В нашем отделе продаж можно заранее узнать и уточнить цену железобетонных прогонов и рассчитать общую стоимость заказа. Купить железобетонные прогоны и проконсультироваться по общим вопросам покупки и доставки Вы можете, позвонив по телефонам компании ГК «БЛОК»: Санкт-Петербург: (812) 309-22-09, Москва: (495) 646-38-32, Краснодар: (861) 279-36-00. Режим работы компании: Пн.-Сб. с 9-00 до 18-00. Компания ГК «БЛОК» осуществляет доставку железобетонных прогонов по всей России прямо до объекта заказчика или на строительную площадку, если позволяет инфраструктура.

По вопросам монтажа железобетонных прогонов обращаться по телефону (812) 309-22-09.


ЖБ, ЖБИ прогоны ПРГ, прогон железобетонный

Прогон железобетонный предназначен для покрытий зданий:

  • неотапливаемых с кровлей укладываемой непосредственно на ЖБИ прогоны ПРГ;
  • отапливаемых с кровлей укладываемой непосредственно на ЖБИ прогоны ПРГ;

ЖБИ прогоны ПРГ, использование

  • для зданий, возводимых в районах с сейсмичностью менее 7 баллов;
  • при неагрессивной, слабо- и среднеагрессивной степенях воздействия газовой среды на железобетонные конструкции;

Прогон железобетонный ГОСТ

ГОСТ 26992-86 - ЖБ, ЖБИ прогоны ПРГ

Наименование
Размеры мм Марка бетона Масса изделия т
L B H
ЖБИ прогоны ПРГ 28-1-3-4т 2780 120 300 250 0,25
ЖБИ прогоны ПРГ 32-1-4-4т 3180 400 0,37
ЖБИ прогоны ПРГ 36-1-4-4т 3580 0,42
ЖБИ прогоны ПРГ 60-2-5-4т 5980 200 500 1,5
Актуальные цены на железобетонные ЖБИ прогоны ПРГ
вы можете уточнить у менеджеров

Посмотреть весь каталог ЖБИ плит перекрытий

марш лестничный бетонный ригель р1 цена свая мостовая

Прогон железобетонный в г Коломна — ЖБИ Строй

ЖБ прогоны ПРГ

      
В постройках из тяжелых блочных материалов прогоны являются элементами перекрытий различных проемов. В отличие от перемычек, воспринимающих распределенные нагрузки от вышестоящих конструкций, прогоны выдерживают сосредоточенные усилия, поэтому изделия этих двух серий не являются взаимозаменяемыми. Если рассматривать разницу в числовом эквиваленте, то перемычки рассчитаны на нагрузку до 800 кгс/м, а прогоны — на 4000 кгс/м, т.е., созданы для венчания проемов в несущих стенах. Впрочем, отличить прогон можно и по внешним показателям, ведь несущая балка значительно крупнее перемычки.

      
Прогон железобетонный в г Коломна представлен длинномерной поперечиной с прямоугольным или тавровым сечением. Заготовки предназначены для установки на несущие элементы конструкции, с применением в качестве опор ферм, стен, балок или плит. ЖБ прогон длиной до 6 м изготавливают из бетона М-200, а в более длинных версиях используют марку М-300 и М-350. Ввиду массивности, обусловливающей привлечение крановой техники при монтаже, в индивидуальном строительстве ЖБ прогоны употребляются не часто.

      
Прогон железобетонный в г Коломна изготавливают в соответствии с ГОСТ 26992-86. Армирование изделий может быть ненапрягаемым и предварительно напряженным. Продукция с предварительно напряженным армированием обладает увеличенной прочностью при работе на изгиб, что достигается путем искусственно создаваемого сжимающего напряжения в структуре материала, и в частности в точках, испытывающих растягивающие нагрузки. Арматура в преднапряженных каркасах представлена стрежнями из высокопрочной стали, обладающей высокой коррозионной стойкостью, поэтому, прогоны с преднапряженным армированием незаменимы в сооружениях, испытывающих постоянные высокотемпературное воздействие.

      
ЖБ прогоны с прямоугольным сечением (ПРГ) образовывают в несущих стенах проемы, ниши и арки, а также служат опорными элементами в фундаментных конструкциях и потолочных системах технических помещений. Для опоры на фермы часто употребляются облегченные версии ПРГ с решетчатой структурой. Модификации ПР в поперечном срезе имеют тавровую форму, состоящую из ребра и полки, расположенной под прямым углом или с наклоном. Образцы с перпендикулярными выступами оправдывают себя в кровельных системах плоского или слегка наклонного типа. В кровлях с уклоном от 5 до 25 градусов оптимальны прогоны ПР с косыми полками. Изделия тавровой группы позволяют возводить конструкции повышенной прочности.

      
Фирма «ЖБИ Строй» специализируется на продаже строительных материалов на основе бетона, предлагая товар с доставкой на строительную площадку в Коломне и за ее пределами. В номинале имеются сборные армоцементные изделия (фундаментные блоки и подушки, плиты перекрытия, прогоны, ригели и перемычки), а также товарный бетон и готовый цементный раствор для кладки кирпича. Ответим на ваши вопросы по телефону.

виды ПРГ, применение, размеры и цены

В строительной сфере применяют различные виды ж/б изделий, которые обеспечивают прочность всей конструкции. Многие из них, например, некоторые типы плит перекрытий, сваи, кольца и ряд других могут сооружаться непосредственно на стройплощадке. Изготовление же прогонов железобетонных возможно только промышленным способом и исключительно с применением бетонов «тяжелых». Как правило, М200 или М300.

Оглавление:

  1. Габариты и вес
  2. Виды прогонов
  3. Где применяются
  4. Цены

По своей структуре данные стройматериалы мало чем отличаются от ж/б столбов – и у тех, и у других она одинакова. По сути, это конструкция, состоящая из арматурного каркаса и застывшего бетонного раствора. Но все-таки что такое прогоны железобетонные? Их особенность в том, что они характеризуются большей массой, длиной и повышенной прочностью на излом, поэтому и используются в качестве опор при монтаже (укладке) других конструктивных элементов, к примеру, плит. Причем их изготовление не просто поставлено «на поток» – технология предусматривает выпуск изделий под строго определенную нагрузку.

Маркировка

Для спецификации продукции применяются буквенные и численные обозначения, которые подразделяются на группы.

Первая. Несет информацию о типе прогона и его габаритах. Все линейные размеры округляются до «дм».

  • П – монолитный.
  • ПР – наличие «полки», параллельной продольной оси изделия или под углом к ней («косая»).
  • ПРГ – с прямоугольным профилем.

Пример обозначения прогона ПРГ с размерами 2 200 х 120 х 300 – ПРГ 22.1.3. Но это характерно для техдокументации, так как продаются изделия с указанием в прайс-листах габаритов в «мм».

Вторая. Характеризует класс арматуры и расчетную нагрузку (т/м).

Третья. Сведения о специфике прогона, в том числе, особенностях использованного бетона.

  • Н – проницаемость нормальная.
  • П – пониженная.

Габариты

Каждая марка таких длинномерных балок характеризуется своими линейными размерами, которые варьируются в диапазонах (в «см»):

  • по длине – 278 и более;
  • по ширине – до 40;
  • по высоте – до 50.

Вес – от 150 кг до 1,5 т.

Разновидности продукции

1. Прогоны железобетонные прямоугольного сечения.

Особенностью является то, что их монтаж сопровождается дополнительными мероприятиями. Дело в том, что у некоторых типов прогонов разница в сторонах прямоугольника профиля довольно существенная, поэтому надежность их крепления по месту укладки может резко снижаться. Для надежной фиксации используются специальные элементы, называемые «отгибами».

Такие длинномерные балки выпускаются с сечением сплошным или решетчатым. Последнее исполнение отличается меньшим весом, поэтому более универсально в применении (но укладка производится с интервалом, не превышающим 6 м). А вот, к примеру, продукция марки ПР встречается значительно реже.

2. Прогоны таврового сечения.

Наиболее часто используемый материал. Отлично подходят для монтажа и эксплуатации в сейсмоопасных регионах (до 7 баллов), в условиях низких температур (до -50 °C). Подходят как для отапливаемых, так и не отапливаемых строений, отличаются устойчивостью перед агрессивными средами.

  • 1ПР – с арматурой ненапрягаемой.
  • 2ПР – с напрягаемой.
  • 3ПР – то же, но для конструкций с крутизной от 5 % и менее.
  • 4ПР и 5ПР – с диагональными «полками». Применяются для уклонов не более 25 %.

Все прогоны имеют специальные отверстия (50 мм) для крепления строп при необходимости перемещения изделий.

Применение прогонов

Марка прогонов железобетонных сборных выбирается в зависимости от специфики монтажа и условий последующей эксплуатации. Все исходные данные отображаются в проектной документации. Они используются для различных целей:

  • как основа для укладки плит перекрытий;
  • при обустройстве различных проемов в качестве верхнего горизонтального «упора»;
  • для усиления стропильных систем, ферм, технологических ниш, а также в ряде других случаев, когда необходимо укрепить возводимую конструкцию.

Монтаж прогонов выполняется силами нескольких рабочих (3 – 4).

Ценообразование

Стоимость в основном определяется линейными размерами и маркой использованного бетона. При ее расчете учитывается также специфика арматуры и особые свойства изделий. Ассортимент продукции огромный, поэтому при необходимости купить прогоны строительные нужно ориентироваться на примерный диапазон цен от 1 860 до 11 250 руб/шт.

Чтобы иметь более детальное представление о стоимости прогонов, достаточно ознакомиться с данными на некоторые разновидности продукции:

Обозначение Стоимость (руб/шт) Линейные размеры (мм)
ПРГ 12-1-4 1 890 1 200 х 120 х 400
ПРГ 30-1-4 3 495 3 000 х 120 х 400
ПРГ 58-2,5-4 10 988 5 800 х 200 х 500

Подробную информацию по всему ассортименту выпускаемых в России стройматериалов данного типа можно найти в ГОСТ № 26992/1986 г.

Бетонные балки и фермы - обзор

16.6.2 Восстановление мостовых балок из поликарбоната при изгибе с использованием пластин из ненапряженного стеклопластика

Шанафельт и Хорн (1980) сообщили, что каждый год транспортные отделы в Соединенные Штаты. Повреждения PC-балок от ударов могут варьироваться от простых царапин до потери большого сечения и разрывов прядей предварительного напряжения. Шанафельт и Хорн (1980) также подробно рассказали об оценке повреждений и методах ремонта мостов из поликарбоната.одним из результатов их работы стал набор инструкций для инспекторов и инженеров по классификации различных уровней ущерба; они классифицировали четыре различных уровня:

Незначительные повреждения

Умеренные повреждения

Серьезные повреждения

Критические повреждения.

Feldman et al. (1996) разработал еще один набор руководящих принципов для классификации повреждений от удара.Они классифицировали повреждения балок из ПК на трех различных уровнях:

Незначительные повреждения

Умеренные повреждения

• Серьезные повреждения.

Несмотря на то, что существует множество исследовательских статей и тематических исследований, посвященных ремонту мостовых балок из поликарбоната, для проектировщиков имеется мало подробных рекомендаций. Оригинальные и традиционные методы ремонта ПК, описанные в Shanafelt и Horn (1980, 1985), остались наиболее полным исследованием в США, посвященным оценке и ремонту предварительно напряженных элементов мостовидного протеза; отчеты NCHRP 226 (1985a) и 280 (1985b), спонсируемые AASHTO, включили их выводы.Согласно двум отчетам, двумя основными методами восстановления силы предварительного напряжения являются внутренние стыки и внешнее последующее натяжение. Первый метод включает в себя сращивание внутренних прядей с использованием механических устройств, которые состоят из стандартных зажимных приспособлений для предварительного напряжения и высокопрочных стяжных муфт для восстановления первоначального усилия предварительного напряжения на отрезанных прядях. После того, как стыки установлены и полностью растянуты, к балке прилагается предварительная нагрузка (гидравлическими домкратами) с последующим ремонтом бетона. После того, как пластырь наберет достаточную прочность, предварительная нагрузка снимается.Второй метод предполагает пост-натяжение с помощью внешних сухожилий. Этот метод требует поддомкрачивания кронштейнов, расположенных за пределами зоны повреждения. Традиционные методы ремонта ПК, такие как установка внутренних стыков, внешнее последующее натяжение и системы со стальной оболочкой, имеют ряд недостатков; они могут занимать много времени и подвержены коррозии. Еще одна проблема с внутренними соединениями и внешним дополнительным натяжением заключается в том, что часть заплатки может вылететь, что приведет к повреждению проезжающих транспортных средств.

Вышеупомянутые существующие исследования не касаются новейших методов восстановления, а именно применения композитных материалов, в которых используются углепластики и предварительно напряженные композиты из углепластика, которые могут быть использованы для ремонта балок из поликарбоната, поврежденных ударами и коррозией; экспериментальные данные по натурным балкам из ПК, усиленным с помощью ламината из стеклопластика, очень ограничены. Композиты из углепластика были применены в нескольких практических случаях, например (i) Аппиа Шоссе недалеко от Рима, (ii) Мост a10062, округ Сент-Луис, штат Миссури, и (iii) мост A5657, к югу от Диксона, штат Миссури.Нанни (1997), Нанни и др. (2001) и Parretti et al. (2003) обсуждали случаи, когда фермы из поликарбоната были случайно повреждены и восстановили их первоначальную прочность на изгиб.

PC элементов чувствительны к усталости стальных прядей и могут потребовать усиления, чтобы предотвратить дальнейшую потерю предварительного напряжения (Hollaway and Leeming, 1999; Schiebel et al. , 2001), Hassan and Rizkalla, 2002). Рид и Петерман (2004) показали, что прочность на изгиб и сдвиг 30-летней поврежденной балки из предварительно напряженного бетона может быть существенно увеличена с помощью композитных листов из углепластика, склеенных снаружи.Они использовали U-образные обертки из углепластика в качестве усиления сдвига по длине балки, чтобы задержать нарушение сцепления.

Balaguru et al. (2009) обсудили основы и дизайн FRP для ремонта и восстановления железобетонных и предварительно напряженных бетонных конструкций. Kasan и Harries (2009) провели экспериментальный и аналитический анализ трех прототипов мостовых балок PC разных секций, а именно смежных коробок, распределительных коробов и двутавровых балок типа AASHTO, и имеющих четыре различных уровня повреждений.Были представлены двадцать прототипов ремонтных конструкций с использованием пяти вариантов ремонтных систем на основе углепластика. Они пришли к выводу, что в то время как при активном ремонте используется материал углепластика эффективно, трудности в строительстве более значительны, чем экономия материала углепластика. Ремонт PC / CFRP является потенциальной альтернативой обычному внешнему ремонту стали, подвергнутой последующему натяжению, но его довольно сложно применять в полевых условиях.

Di Ludovico et al. (2010) экспериментально испытано пять натурных двутавровых балок ПК с железобетонной плитой; их длина и высота составляли 13 000 мм и 1050 мм соответственно.Два луча имитировали повреждение транспортного средства из-за чрезмерной высоты, а два имитировали нормально деградировавшие лучи. Все они были модернизированы за счет использования композитных U-образных оберток из углепластика и установлены с использованием мокрой ручной укладки. Для получения полного скрепления бинты в конечном итоге закрепили. Это исследование было задумано как продолжение предыдущей экспериментальной работы, проведенной Di Ludovico et al. (2005 г.) на трех полноразмерных образцах ПК. Авторы пришли к выводу, что экспериментальные результаты квалифицировали применение FRP техники как эффективный инструмент для восстановления изгибной способности балок ПК.

Пример комплексного проектирования для моста надстройки с фермами из предварительно напряженного бетона (PSC) - Пример моста - LRFD - Конструкции - Мосты и конструкции

Пример комплексного проектирования для моста надстройки с фермами из предварительно напряженного бетона (PSC) - Пример моста

2. Пример моста


2.1 Геометрия моста и материалы


Геометрия надстройки моста

Тип надстройки: Железобетонный настил, опирающийся на простые пролетные предварительно напряженные балки, выполненные непрерывно для временной нагрузки.
Пролет: Два пролета по 110 футов каждый
Ширина: Всего 55 футов 4 ½ дюйма. От линии до водосточного желоба 52 фута-0 дюймов (три полосы шириной 12 футов 0 дюймов каждая, 10 футов правого уступа и 6 футов левого уступа. полосы движения могут располагаться в любом месте конструкции. При проектировании основания учитывается максимальное количество полос шириной 12 футов, т. е. 4 полосы движения)
Перила: Бетонные парапеты типа F, ширина у основания 1 '- 8 ¼ дюймов
перекос: 20 градусов, действительно для каждой точки опоры
Расстояние между балками: 9'-8 "
Тип балки: AASHTO Фермы типа VI, 72 дюймаглубокий, верхний фланец шириной 42 дюйма и нижний фланец шириной 28 дюймов (фермы AASHTO 28/72)
Расположение прядей: Прямые пряди с некоторыми отслоившимися прядями на концах балок
Вылет: 3'-6 ¼ "от средней линии балки фасции до конца свеса
Промежуточные диафрагмы: Для расчета нагрузки одна промежуточная диафрагма, 10 дюймов.толщина, глубина 50 дюймов, предполагается в середине каждого пролета.

На рисунках 2-1 и 2-2 показаны вертикальная проекция и поперечное сечение надстройки соответственно. На рис. С 2-3 по 2-6 показаны размеры балки, расположение прядей, местоположения опор и места отсоединения прядей.

Обычно для конкретной юрисдикции доступно относительно небольшое количество размеров балок на выбор. Первоначальный размер балки обычно выбирается на основе прошлого опыта.Во многих юрисдикциях есть вспомогательные средства проектирования в виде таблицы, которая определяет наиболее вероятный размер балки для каждой комбинации длины пролета и расстояния между балками. Ожидается, что такие таблицы, разработанные с использованием динамической нагрузки HS-25 в соответствии со стандартными спецификациями AASHTO, будут применимы к мостам, спроектированным с использованием спецификаций AASHTO-LRFD.

Рисунок прядей и количество прядей были первоначально определены на основе прошлого опыта и впоследствии уточнены с помощью программы компьютерного проектирования.Эта конструкция была усовершенствована методом проб и ошибок до тех пор, пока модель не создавала напряжения при передаче и при рабочих нагрузках, которые находились в пределах допустимых напряжений и создавали нагрузочные сопротивления, превышающие приложенные нагрузки при предельных состояниях прочности. Для расслоенных прядей в S5.11.4.3 указано, что количество частично отслоившихся прядей не должно превышать 25 процентов от общего количества прядей. Кроме того, количество отслоившихся прядей в любом горизонтальном ряду не должно превышать 40 процентов прядей в этом ряду.Выбранный узор имеет 27,2 процента отслоившихся прядей. Это немного выше 25 процентов, указанных в спецификациях, но приемлемо, поскольку спецификации требуют, чтобы этот предел «должен» соблюдаться. Использование слова «следует» вместо «должен» означает, что спецификации допускают некоторое отклонение от предела в 25 процентов.

Как правило, наиболее экономичное расположение прядей требует расположения прядей как можно ближе к низу балок.Однако в некоторых случаях может оказаться невозможным удовлетворить все технические требования при сохранении минимального размера балки и удержании прядей вблизи нижней части балки. Это более выражено при использовании отслоившихся прядей из-за ограничения на процент отслоившихся прядей. В таких случаях проектировщик может рассмотреть следующие два решения:

  • Увеличьте размер балки, чтобы уменьшить диапазон напряжений, то есть разницу между напряжением при передаче и напряжением на конечной стадии.
  • Увеличьте количество прядей и сместите центр тяжести прядей вверх.

Любое решение приводит к некоторой потере экономии. Проектировщик должен учитывать конкретные условия площадки (например, стоимость более глубокой балки, стоимость дополнительных прядей, доступный недосвет и стоимость подъема подъездной дороги для размещения более глубоких балок) при определении того, какое решение следует принять.

Геометрия основания моста

. .
Промежуточная опора: Многоколонный изогнутый (4 столбца с шагом 14 футов 1 дюйм)
Разбросные опоры на песчаном грунте
См. Рис. 2-7 для получения информации о геометрии промежуточной опоры
Концевые абатменты : Интегральные опоры, опирающиеся на одну линию стальных двутавровых свай, опирающихся на фундамент.U-образные перегородки консольно выступают из заливной поверхности абатмента. Подходящая плита поддерживается на интегральном упоре на одном конце и на шпальной плите на другом конце. См. Рисунок 2-8 для получения информации о геометрии интегрального абатмента

Материалы

Прочность бетона
Предварительно напряженные балки: Начальная прочность при переносе, f ′ ci = 4,8 тыс. Фунтов / кв. Дюйм
28-дневная прочность, f ′ c = 6 тысяч фунтов / кв. Дюйм
Плита настила: 4.0 тысяч фунтов / кв. Дюйм
Основание: 3,0 тыс. Фунтов / кв. Дюйм
Перила: 3,5 тыс. Фунтов / кв. Дюйм

Модуль упругости бетона
(рассчитан с использованием S5.4.2.4)
Окончательный модуль упругости балки, E c = 4696 тысяч фунтов / кв. Дюйм
Модуль упругости балки при переносе, E ci = 4200 тысяч фунтов / кв. Дюйм
Модуль упругости плиты настила, E s = 3,834 тысяч фунтов / кв. Дюйм

Сталь арматурная
Предел текучести, f y = 60 тысяч фунтов / кв. Дюйм

Пряди предварительного напряжения
0.Пряди с низкой релаксацией диаметром 5 дюймов, марка 270
Площадь пряди, A пс = 0,153 дюйма 2
Предел текучести стали, f py = 243 тысяч фунтов / кв. Дюйм
Предел прочности стали, f pu = 270 тысяч фунтов / кв. Дюйм
Модуль упругости стали для предварительного напряжения, E p = 28 500 тысяч фунтов / кв. Дюйм

Другие параметры, влияющие на расчет фермы
Время передачи = 1 день
Средняя влажность = 70%

Рисунок 2-1 - Примерный мост, вид сбоку

Рисунок 2-2 - Поперечное сечение моста


2.2 Геометрия балки и свойства сечения


Свойства сечения основной балки
Длина балки, L = 110 футов - 6 дюймов
Глубина = 72 дюйма
Толщина стенки = 8 дюймов
Площадь, A г = 1,085 дюйма 2
Момент инерции, I г = 733,320 дюйм 4
Н.A. наверх, y т = 35,62 дюйма
N.A. до низа, y b = 36,38 дюйма
Модуль упругости сечения, S TOP = 20,588 дюймов 3
Модуль упругости сечения, S BOT = 20,157 дюймов 3
CGS снизу на 0 футов = 5,375 дюйма
CGS снизу, на высоте 11 футов = 5.158 дюймов
CGS снизу, на высоте 54,5 футов = 5,0 дюйма
Эксцентриситет силы P / S на 0 футов, e 0 ' = 31,005 дюйма
Эксцентриситет силы P / S на 11 футах, e 11 ' = 31,222 дюйма
Эксцентриситет силы P / S на 54,5 футах, e 54,5 ' = 31,380 дюйма

Свойства составного сечения внутренней балки
Эффективная ширина перекрытия = 111 дюймов(см. расчеты в разделе 2.3)
Толщина плиты перекрытия = 8 дюймов (включая внутреннюю поверхность износа ½ дюйма, которая не включена в расчет свойств составного сечения)
Глубина окантовки = 4 дюйма (максимальное значение - обратите внимание, что глубина вута изменяется по длине балки и, следовательно, не учитывается при расчете свойств сечения, но учитывается при определении статической нагрузки)
Момент инерции, I c = 1,384,254 дюйма 4
Н.A. до верхней части плиты, y sc = 27,96 дюйма
N.A. к вершине балки, y tc = 20,46 дюйма
N.A. до низа балки, y bc = 51,54 дюйма
Модуль упругости сечения, S TOP SLAB = 49 517 дюймов 3
Модуль упругости сечения, S ВЕРХНЯЯ БАЛКА = 67 672 дюйм 3
Модуль упругости сечения, S БОЧКА = 26 855 дюймов 3

Свойства составного сечения внешней балки
Эффективная ширина перекрытия = 97.75 дюймов (см. Расчеты в разделе 2.3)
Толщина плиты перекрытия = 8 дюймов (включая внутреннюю поверхность износа ½ дюйма, которая не включена в расчет свойств составного сечения)
Глубина окантовки = 4 дюйма (максимальное значение - обратите внимание, что глубина вута изменяется по длине балки и, следовательно, не учитывается при расчете свойств сечения, но учитывается при определении статической нагрузки)
Момент инерции, I c = 1,334,042 дюйм 4
Н.A. до верхней части плиты, y sc = 29,12 дюйма
N.A. к вершине балки, y tc = 21,62 дюйма
N.A. до низа балки, y bc = 50,38 дюйма
Модуль упругости сечения, S TOP SLAB = 45 809 дюймов 3
Модуль упругости сечения, S ВЕРХНЯЯ БАЛКА = 61,699 дюйм 3
Модуль упругости сечения, S БОЧКА = 26,481 дюйм 3

Рисунок 2-3 - Поперечное сечение балки с 44 прядями

Рисунок 2-4 - Общая отметка балки

Рисунок 2-5 - Пряди предварительного напряжения, вид сверху

Расположение секций A-A, B-B и C-C см. На рис. 2-5

Рисунок 2-6 - Балка на участках A-A, B-B и C-C

Рисунок 2-7 - Промежуточный изгиб

Рисунок 2-8 - Интегральный абатмент

2.3 Эффективная ширина фланца (S4.6.2.6)

Продольные напряжения во фланцах распределяются по фланцу и композитной плите настила за счет касательных напряжений в плоскости, поэтому продольные напряжения не являются однородными. Эффективная ширина полки - это уменьшенная ширина, по которой продольные напряжения, как предполагается, равномерно распределены и все же приводят к той же силе, что и неравномерное распределение напряжений, если интегрировать по всей ширине.

Эффективная ширина фланца рассчитывается с использованием положений S4.6.2.6. См. Маркированный список в конце этого раздела для ознакомления с некоторыми требованиями S4.6.2.6. В соответствии с S4.6.2.6.1 эффективная ширина фланца может быть рассчитана следующим образом:

Для внутренних балок:

Эффективная ширина фланца принимается как наименьшее из следующих:

Эффективная ширина полки внутренней балки составляет 111 дюймов.

Для внешних балок:

Эффективная ширина полки принимается равной половине эффективной ширины соседней внутренней балки плюс наименьшее из:

Следовательно, эффективная ширина полки для внешней балки составляет:

(111/2) + 42.25 = 97,75 дюйма

Обратите внимание, что:

  • Эффективная длина пролета, используемая при расчете эффективной ширины полки, может быть принята как фактическая длина пролета для пролетов с простой опорой или как расстояние между точками перегиба постоянной статической нагрузки для непрерывных пролетов, как указано в S4.6.2.6.1 . Для расчета двутавровых балок эффективная ширина полки обычно рассчитывается на основе эффективного пролета для положительных моментов и используется по всей длине балки.

  • Толщина плиты, используемая в анализе, представляет собой эффективную толщину плиты без учета каких-либо жертвенных слоев (т. Е. Неотъемлемых поверхностей износа)

  • S4.5 позволяет учитывать непрерывные препятствия при анализе предельных состояний по эксплуатации и усталости. Комментарий к S4.6.2.6.1 включает примерный метод учета влияния непрерывных барьеров на секцию путем изменения ширины свеса.Традиционно влияние сплошного барьера на секцию игнорируется при проектировании новых мостов и игнорируется в этом примере. Этот эффект можно учитывать при проверке существующих мостов с конструктивно прочными сплошными ограждениями.

  • Непрерывные балки с простыми пролетами ведут себя как непрерывные балки при всех нагрузках, прилагаемых после затвердевания плиты настила. Для двух равнопролетных балок эффективная длина каждого пролета, измеренная как расстояние от центра концевой опоры до точки перегиба для составных статических нагрузок (предполагается, что нагрузка распределяется равномерно по длине балок), составляет 0.75 длина пролета.

Инструментарий экологической экспертизы

Этот мост выглядит так же, как и другие

Мосты из железобетонных и преднапряженных плит

Мосты из железобетонных плит имеют жесткий горизонтальный элемент, который служит одновременно мостовым настилом и надстройкой. Варианты этого типа включают монолитные и сборные плиты, построенные разными способами.

Железобетонные плиты могут быть монолитными, как эта, или сборными (HAER IN-113).
(Изображение любезно предоставлено Mead & Hunt, Inc.)

Плиты монолитные армированные

Железобетонные плиты из монолитного бетона стали широко использоваться в первые десятилетия двадцатого века.Как Судя по названию, эти мосты отливают на месте путем заливки бетона в формы и выдерживания в окончательной плите. Для добавленной прочности, самые ранние образцы были построены с использованием металлической арматуры в бетоне, чтобы выдерживать растяжение напряжение, создаваемое нагрузками, приложенными к конструкции. Этот тип армирования со временем был вытеснен более сложной системой. в том числе диагональные арматурные элементы и стержни с «грибовидными головками», обеспечивающие поперечное (вертикальное) армирование.Самые ранние мосты из монолитных бетонных плит были короткими простыми пролетами. Многие государства приняли стандартные планы этого типа. которые обычно строились в 1930-х и 1940-х годах, так как их небольшая длина делала их легкими и экономичными в строительстве. Многопролетный также были построены примеры, и по мере увеличения длины увеличивалась и толщина плиты, чтобы выдерживать нагрузку от движения в течение более длительного времени. расстояния.Длина главного пролета железобетонной плиты обычно составляет от 10 до 50 футов. Этот тип моста остался использовался в период после 1945 года из-за простоты конструкции и конструкции.

Плиты сборные железобетонные

Традиционная форма бетонной плиты модернизирована с использованием новых методов предварительно напряженного бетона (HAER TX-3398).
(Изображение любезно предоставлено Mead & Hunt, Inc.)

Сборные железобетонные плиты были построены в ограниченном количестве в начале двадцатого века, но обычно использовался после Второй мировой войны. В отличие от монолитных бетонных плит сборный вариант состоит из отдельных бетонных секций. литье в литейной форме, которые часто изготавливаются на литейном заводе с использованием заводских методов и точности.Отдельные разделы затем перемещаются на площадку моста, размещаются бок о бок и соединяются в единое целое. Подобно литью на месте железобетонные плиты, металлическая арматура встраивалась в бетон в процессе изготовления. Сборные плиты дала несколько преимуществ по сравнению с монолитными плитами. За счет исключения необходимости изготовления на месте и связанных с этим трудозатрат затраты, достигнутые преимущества: более быстрое время строительства, простота управления транспортным потоком во время строительства и больший контроль над процессами, связанными с смешиванием, укладкой и выдержкой бетона.Типовые длины пролетов этого типа аналогичны для монолитных плит. Сборные железобетонные плиты возводились на протяжении всего периода после Второй мировой войны.

Предварительно напряженная бетонная плита служит одновременно настилом моста и надстройкой (HAER TX-3398). (Изображение любезно предоставлено Дитрихом Флётером.)


Плиты предварительно напряженные

Строительство предварительно напряженных бетонных плит, таких как предварительно напряженные балки и фермы, началось после Второй мировой войны и продолжается до сих пор. использовал.Плита служит одновременно мостовым настилом и надстройкой. Продольные стальные пряди (предварительно или после натяжения) размещаются рядом с нижней частью плиты, а стальные U-образные хомуты размещаются через равные промежутки внутри плиты, чтобы обеспечить усиление сдвига. Некоторые сборные элементы изготавливаются с круглыми или прямоугольными пустотами, что приводит к экономии материалы и более легкая общая структура. Длина пролета предварительно напряженных бетонных плит обычно составляет от 30 до 30 мм. 50 футов.В настоящее время предварительно напряженные бетонные плиты используются в качестве элементов настила между балками, но также используются в качестве основных несущих конструкций. элементы на более коротких пролетах.

Мосты балочно-балочные железобетонные и преднапряженные

Бетонные балки и балочные мосты состоят из конструктивных элементов, параллельных проезжей части, которые поглощают силу активного движения. и вес моста.Термины «балка» и «балка» часто используются как синонимы, но балки по сути являются большими балками. Вариации основаны на форме и конфигурации железобетонных балок и методе изготовления, включая технологический предварительного напряжения, которое стало распространенным в период после Второй мировой войны. В отличие от железобетона, предварительно напряженные балки требуют специализированное натяжение, встроенное в балки, которые изготавливаются на станинах, а не на месте.Литейные кровати были технологическими достижениями в первые годы использования предварительно напряженного бетона, поскольку формы могли можно повторно использовать и сделать возможным массовое производство этих крупных структурных элементов. Использование предварительно напряженного бетона для строительства мостов в США началось в 1950 году. Стандартные формы и формы для предварительно напряженных железобетонных элементов моста были разработаны Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог (AASHO) и Институт предварительно напряженного бетона (PCI) в 1960-х годах.Под напряжением бетон в качестве материала для строительства мостов широко использовался во второй половине двадцатого века и продолжается до сих пор. для использования сегодня.

Стандартные формы и формы были разработаны для многих типов, в том числе для железобетонного короба.
(Изображение любезно предоставлено Mead & Hunt, Inc.)

Коробчатая железобетонная балка, разновидность бетонной балки, имеет полую конструкцию.
(Изображение любезно предоставлено Mead & Hunt, Inc.)

Балки коробчатые железобетонные

Коробчатые железобетонные балки представляют собой разновидность бетонной балки, имеющей конструкцию полого короба. Продольные пустоты оставленные в балке имеют круглую или прямоугольную форму и служат для уменьшения веса балки и материалов. Тип был впервые представлен на западе США в конце 1930-х гг.Бетонные коробки предлагают некоторую гибкость конструкции в этой индивидуальной коробчатой ​​балке. блоки могут быть ориентированы рядом друг с другом, соединены стяжными шпильками или разнесены для достижения большей ширины пролета.

Длина пролета обычно составляла от 20 до 100 футов, при этом наиболее экономичные пролеты составляли от 40 до 75 футов. В 1960-е гг. были разработаны стандартизированные формы и формы. Армированный тип постепенно вышел из моды и был заменен преднапряженным железобетонным. вариация.

На этом рисунке показана последовательность заливки железобетонной балки коробчатого сечения.
(диаграмма любезно предоставлена ​​Библиотекой Конгресса, Отдел эстампов и фотографий, HAER [HAER DC-53].)

Балка Т-образная железобетонная

Тавровые железобетонные балки имеют прямоугольный Т-образный элемент, который поддерживает интегральную плиту настила, которая служит дорожное покрытие.Интеграция балки и настила увеличивает прочность моста, что, в свою очередь, позволяет увеличить длина пролета. В результате бетонные тавровые балки рекламировались как лучший вариант, чем бетонные плиты для мостов между 25 и 50 футов в длину. Стальная арматура в Т-образной балке состоит из стальных стержней, установленных в горизонтальной части, которая палуба (верхняя часть буквы «Т») и нижняя вертикальная секция балки (шток).Поперечные стержни проходят между верхом и нижняя часть балки и связаны вместе U-образными подвесками, в результате чего плита и балка объединены.

Тавровые балки из железобетона имеют Т-образные элементы, которые поддерживают единую платформу и дорожное покрытие.
(Изображение любезно предоставлено Mead & Hunt, Inc.)

У многих штатов давно были типовые планы железобетонных тройников, которые они обновили в послевоенный период.
(Изображение любезно предоставлено Mead & Hunt, Inc.)

Железобетонные мосты с тавровыми балками начали использовать в 1910-х годах и возводили в 1960-х годах. Это был один из самые ранние типы мостов должны быть стандартизированы государственными департаментами автомобильных дорог. Длина пролета для этого типа составляет от 15 до 100. ноги.

Швеллерные железобетонные балки аналогичны тавровым балкам, но имеют стыковку U-образных элементов (HAER IA -97). (Изображение любезно предоставлено Робом Тучером.)

Балка швеллерная железобетонная

Швеллерные железобетонные балки аналогичны тавровым балкам, но вместо балки прямоугольной формы состоят из балки. удлиненная U-образная балка, которая имеет горизонтальную плоскую верхнюю часть и две нижние вертикальные части, называемые стержнями.

Швеллерные балки обычно представляют собой сборные железобетонные изделия стандартной длины от 20 до 70 футов, но их также можно отлить на месте. В течение В конструкции моста несколько швеллерных балок размещаются бок о бок, в результате получается что-то вроде стыка или шва вдоль нижний край балок на стыке; верхние полки (выступающие кромки) примыкают друг к другу, образуя плиту проезжей части.Стальная арматура состоит из продольных стержней в нижней части штанг и поперечной арматуры, проходящей вертикально. между верхушкой и низом стеблей. Железобетонные мосты с швеллерными балками обычно также имеют диафрагмы, обеспечивающие опоры между основными балками, поэтому их иногда называют «вафельными плитами». Этот тип был введен в 1910-х годах и позже стал одним из стандартных типов, используемых государственными департаментами автомобильных дорог.Балки швеллерные железобетонные продолжали использоваться в 1970-е годы.

Балка двутавровая и тройник предварительно напряженный

Двутавровые балки из предварительно напряженного бетона имеют высокопрочные тросы или тросы, встроенные в нижнюю полку балок, которые растягиваются. (напряженный или напряженный) перед заливкой и отверждением бетона.

Бетон и сталь находятся в прямом контакте, и как только бетон затвердевает, напряжение стали снимается, и нагрузка переводит в бетон.Этот тип предварительного напряжения известен как предварительное напряжение и приводит к получению прочной балки, которая эффективно уравновешивает растягивающие и сжимающие силы внешних нагрузок и движения. Инновационный метод изготовления предварительного напряжения балки позволяют пролетать длиной до 150 футов.

Двутавровые балки из предварительно напряженного бетона были популярны для использования в новой системе автомагистралей между штатами (HAER MN-121).
(Изображение любезно предоставлено Mead & Hunt, Inc.)

Двутавровые балки из предварительно напряженного бетона имеют высокопрочные проволоки, встроенные в нижнюю часть балки, которая передает нагрузку на бетон. (HAER MN-121). (Изображение любезно предоставлено Mead & Hunt, Inc.)

Другой метод предварительного напряжения - это дополнительное напряжение, при котором каналы (небольшие пустоты) остаются в бетонных элементах во время изготовления.После затвердевания бетона армированные стальные пряди подаются в каналы, а затем растягиваются (натягиваются) и закрепляются с помощью анкеры или другой тип устройства блокировки. Затем в пустоты помещается бетонный раствор, чтобы закрепить стальную арматуру.

Тройник колбы (слева) представляет собой вариант предварительно напряженной двутавровой балки (справа) с фланцами разных размеров, хотя размеры и дизайн будет отличаться в зависимости от штата.
(Изображение любезно предоставлено FHWA).

Тройник колбы представляет собой разновидность предварительно напряженной двутавровой балки. Размеры и дизайн различаются в зависимости от штата, но общей чертой является Балка двутавровая с фланцами разного размера. Нижний фланец на тройниках колбы включает предварительно напряженные стальные пряди, в то время как верхний фланец шире и обеспечивает структурную поддержку бетонного настила.

Балка коробчатая железобетонная

Строители между штатами предпочитали мосты, где скорость строительства была приоритетом, например, этот предварительно напряженный бетонный ящик. (Изображение любезно предоставлено Mead & Hunt, Inc.)

Коробчатые балки из предварительно напряженного бетона представляют собой продольные коробчатые конструкционные элементы круглой или прямоугольной формы. пустоты, которые помогают уменьшить вес балки и материалов.Конструкция коробчатых балок отличается от обычных двутавров тем, что верхняя и нижние части коробчатых балок действуют как фланцы, а боковые стенки действуют как перемычки, тогда как двутавровые балки имеют два фланца и один Интернет. Балки были сконфигурированы несколькими способами - либо непосредственно примыкающими друг к другу, либо непосредственно примыкающими и соединенными. используя стяжную шпильку, или разложите на 2-6 футов. Балки коробчатого сечения имеют длину пролета от 20 до 100 футов, что делает их наиболее экономичными. пролетами от 40 до 90 футов.Коробчатые балки легко собираются и идеально подходят там, где скорость строительства является приоритетом. Предварительно напряженные коробчатые балки, разработанные в начале 1950-х годов, строились в конце двадцатого века и до сих пор используются. сегодня. Большинство современных образцов построено с использованием конфигурации тяги, которая обеспечивает оптимальную прочность и устойчивость для структура.

Мосты стальные многобалочные или многобалочные

Стальные балочные или балочные мосты состоят из нескольких стальных двутавровых балок, которые либо построены, либо изготовлены из катаной стали, которая имеет короткие полки (выступающие кромки), соединенные перегородкой, образующей поперечное сечение, образующее букву «I." Сила и долговечность стальных двутавровых балок увеличилась в течение двадцатого века, поскольку инновации в производстве стали привели на стальные балки различной длины и глубины. Повсеместное использование стальных двутавровых балок государственными дорожными ведомствами началось в 1920-е гг. Использование консольных и непрерывных конфигураций после Второй мировой войны привело к увеличению длины пролета до 80 футов.Сталь постепенно заменялась предварительно напряженным бетоном в качестве предпочтительного материала для строительства мостов в последнем. половина ХХ века.

Стальной прокат многобалочный

Катаные балки изготавливаются из одного куска стали и фланцев (выступающие края вверху и внизу) и стенки (центральная часть). часть) являются цельными.

Эти мосты иногда имеют поперечные диафрагмы, проходящие между продольными балками. Использование консольных дроп-ин блоки, которые были прикреплены к неподвижным балкам с помощью посадочных мест балок с пазами с подшипниками, были одним из первых методов достижения большая длина пролета для стальных мостов. Более поздний метод включал использование механизма штифта и подвески, который также позволял более длинные пролеты.

Широкое использование стальных катаных балок для автомобильных мостов началось в 1920-х и 1930-х годах по мере развития государственных дорожных ведомств. стандартные планы по типу. Рост цен на сталь и растущая популярность предварительно напряженных бетонных балок привели к постепенному сокращение использования стальных катаных балок для укороченных пролетов в период после Второй мировой войны. Однако этот тип обеспечивает более длинные прозрачные пролеты, чем из предварительно напряженного бетона, и до сих пор используются, особенно для пролётов 100 футов или меньше.

Стальные балки, давно установившийся тип, были менее распространены в послевоенный период, чем их бетонные аналоги (HAER MN- 124).
(Изображение любезно предоставлено Mead & Hunt, Inc.)

Мосты из стальных катаных балок строятся и сегодня, особенно для пролетов 100 футов или меньше. (Изображение любезно предоставлено Историческим обществом Висконсина, WHI-40198.)

Балки стальные сборные

Используемые еще в конце девятнадцатого века стальные сборные или сборные балки, также называемые пластинчатыми балками, являются состоящий из фланцев, перемычек и ребер жесткости, которые склепаны или сварены вместе, чтобы сформировать единый блок, имеющий форму «I.”

Перегородка расположена между верхним и нижним фланцами (горизонтальными пластинами) и обычно является глубокой, что позволяет пластине балка должна выходить за пределы длины катаной балки. Ряд ребер жесткости, расположенных между верхней и нижней полками. обеспечивает дополнительную прочность сборной балки. Длина основных пролетов стальных балочных мостов обычно варьируется примерно от 20 до 130 футов, хотя были построены и более длинные экземпляры.

На этом рисунке показана балка, изготовленная из трех кусков стали. (Изображение любезно предоставлено FHWA Bridge Inspector's Manual, Публикация № FHWA NHI 03-001, октябрь 2002 г.)

Стальные сборные (сборные) фермы изготавливаются путем клепки или сварки стенок и фланцевых частей вместе (HAER IA-99).
(Изображение любезно предоставлено Луи Бергером)

Этот тип может быть выполнен в виде сквозной балки или палубной балки. В проходной балке настил переносится между две балки, которые возвышаются над палубой и выглядят как парапетная стена. В конфигурации палуба-балка палуба переносится на верх балок. Стальные сборные балки было дороже строить из-за трудозатрат и затрат на изготовление ферма.Самые ранние образцы были сконструированы с заклепками, которые были заменены сваркой в ​​1950-х годах как прогресс в сварке. техники были применены к мостам. Высокопрочные болтовые соединения стали предпочтительным типом соединений в конце 1970-х годов. но в конце 1990-х годов сварка снова стала популярной.

Водопропускные трубы

Водопропускные трубы - это короткие пролеты, расположенные под проезжей частью, которые отводят воду с одной стороны дороги на другую.Эти структуры обычно меньше 20 футов и обычно не имеют перил, тротуаров или настилов. Конструктивная единица или гидравлическое отверстие через которую течет вода в водопропускной трубе, называется ячейкой. Несколько ячеек можно разместить рядом друг с другом, чтобы создать более крупные конструкции. Водовыпускные трубы обычно собираются производителями и отправляются на объект, но государственные департаменты Транспортная компания также разработала типовые планы различных размеров для повышения эффективности проектирования и строительства.После Вторая мировая война, программа строительства автомагистралей между штатами послужила мощным катализатором новых инноваций и стимулировала развитие. в передовых методах дренажа, включая конструкцию и материалы водопропускных труб.

Водопроводные трубы обычно изготавливаются из стали или бетона и имеют две основные формы: коробчатую и трубную. Коробчатые кульверты имеют квадратную форму или прямоугольной формы, в то время как водопропускные трубы обеспечивают проем посредством круглой формы трубы.Несколько факторов влияют на выбор материала водопропускных труб, включая условия площадки, доступное финансирование и даже маркетинговые усилия дистрибьюторов водопропускных труб, хотя спецификации Американской ассоциации государственных служащих автомобильных дорог в конечном итоге заменили каталоги производителя как источник проектирования для водопропускных труб. Водопропускные трубы могут быть построены с оголовками или без них, которые расположены в конце водопропускной трубы. для потока отбракованных, защитите заливки, и служат в качестве подпорной стенки.

Трубы для бетонных коробок

Некоторые или все четыре стороны водопропускных труб из бетонных коробов могут быть усилены стальной арматурой. Длина пролета обычно варьируется от 5 до 50 футов, причем последняя длина часто состоит из нескольких ячеек.

Добавление эстетичного ограждения к бетонной коробчатой ​​водопропускной трубе было необычным в послевоенный период (HAER MN-125).
(Изображение любезно предоставлено Mead & Hunt, Inc.)

Строители использовали сборные коробчатые блоки, изготовленные на месте, для строительства бетонных коробчатых водопропускных труб (HAER MN-125).
(Изображение любезно предоставлено Mead & Hunt, Inc.)

До Второй мировой войны большинство бетонных водопропускных труб были монолитными, то есть были монолитными конструкциями, залитыми заранее изготовленным сформировать так, чтобы все стороны водопропускной трубы образовывали единое целое без строительных швов.После Второй мировой войны использование монолитных производство бетонных водопропускных труб сократилось, так как они были заменены сборными железобетонными коробами, которые производились за пределами площадки.

Доступны водопропускные трубы для бетонных труб различной формы для соответствия условиям на стройплощадке (HAER WI-118).
(Изображение любезно предоставлено Дитрихом Флоетером)

Водопропускные трубы для бетонных труб

Водопропускные трубы из бетонных труб изготавливаются из железобетона и имеют различные размеры, достигающие 12 футов. в диаметре.Форма водопропускных труб из бетонных труб определяется пиковым расходом в канале.

Круглые формы гидравлически и конструктивно эффективны в большинстве условий и являются наиболее распространенным типом бетона. водопропускная труба. Эллиптические формы обычно используются, когда условия ограничивают горизонтальный или вертикальный зазор. Бетонная труба водопропускные трубы использовались в период после Второй мировой войны и используются до сих пор.

Водопропускные трубы стальные

Водопропускные трубы из стальных труб представляют собой трубчатые блоки, которые обычно гофрированы и бывают разных размеров для обеспечения непрерывного расход на всю ширину проезжей части. Как и их бетонные аналоги, водопропускные трубы из стальных труб были сборными и могут легко доставляются на стройплощадки благодаря небольшому весу.

Многопластинчатые арки состоят из гофрированного металла, скрепленного вместе болтами, образуя арку. (Изображение любезно предоставлено Mead & Hunt, Inc.)

Водопропускные трубы из стальных труб также просты в установке, что снижает затраты и трудозатраты, а их низкие эксплуатационные расходы делают их идеальными для медленных водные пути или небольшие реки.Многопластинка представляла собой гальванизированное изделие из гофрированного железа, изготовленное из изогнутых сегментов, которые были скреплены болтами в поле, образуя арку, и закреплены бетонными стенами и опорами. В середине 1960-х годов более гидравлически был представлен эффективный вариант - дуга из гофрированной металлической трубы - с плоским дном, круглым верхом и острым радиусом угловые пластины, которые были скреплены болтами в полевых условиях.

Трубы также были оцинкованы с использованием традиционных покрытий.Небольшие переходы с использованием водопропускных труб из стальных труб были построены в г. период после Второй мировой войны и до сих пор устанавливаются.

Проект прямоугольной железобетонной балки

Железобетонные балки - это конструктивные элементы, которые предназначены для восприятия поперечных внешних нагрузок. Нагрузки вызывают изгибающий момент, поперечные силы и в некоторых случаях скручивание по всей своей длине.

Кроме того, бетон прочен на сжатие и очень слаб на растяжение.Таким образом, стальная арматура использовалась для восприятия растягивающих напряжений в железобетонных балках.

Кроме того, балки выдерживают нагрузки от плит, других балок, стен и колонн. Они передают нагрузки на поддерживающие их колонны.

Кроме того, балки могут быть просто опорными, неразрезными или консольными. они могут быть выполнены в виде прямоугольного, квадратного, Т-образного и L-образного сечения.

Балки могут быть усилены отдельно или дважды. Последние используются, если глубина луча ограничена.

Наконец, в этой статье будет представлена ​​конструкция прямоугольной железобетонной балки.

Рекомендации по проектированию

Прежде чем приступить к проектированию железобетонной балки, необходимо сделать определенные предположения. эти рекомендации предоставляются определенными кодексами и исследователями.

Следует знать, что опыт проектировщика играет важную роль в принятии этих предположений.

Глубина балки (h)

Не существует единой процедуры расчета общей глубины балки (h) для проектирования.Тем не менее, можно следовать определенным рекомендациям для расчета глубины балки, чтобы можно было удовлетворить требованиям отклонения.

  • ACI 318-11 предоставляет рекомендуемую минимальную толщину для ненагруженных балок, если не рассчитаны прогибы. т
  • Канадская ассоциация стандартов (CSA) предоставляет аналогичную таблицу, за исключением одного непрерывного конца, который составляет 1/18.

Таблица 1 минимальная толщина не напряженных балок, если прогиб не рассчитан

Минимальная толщина, h

Простая поддержка Односторонний непрерывный Двусторонний непрерывный Консоль
Элементы, не поддерживающие или не прикрепленные к перегородкам или другой конструкции, которые могут быть повреждены из-за больших прогибов
л / 16 л / 18.5 л / 21 л / 8
Примечания:

Приведенные значения следует использовать непосредственно для элементов из бетона нормального веса и арматуры класса 420. Для других условий значения изменены следующим образом:

a) Для легкого бетона, имеющего равновесную плотность ( wc) в диапазоне от 1440 до 1840 кг / м3, значения следует умножить на (1,65 - 0,0003 wc ) , но не менее 1,09.

b) Для fy , кроме 420 МПа, значения должны быть умножены на (0.4 + fy /700) .

  • Глубину балки также можно оценить на основе отношения пролета к глубине. IS 456 2000 обеспечивает соотношение пролета к глубине для контроля прогиба балки, как указано в таблице 2.

Таблица 2 отношение пролета к глубине в зависимости от пролета и типа балок, IS 456 2000

Пролет балки Тип балки Отношение пролет / глубина
До 10 м Просто поддерживается 20
Консоль 7
Непрерывный 26
Более 10 м Просто поддерживается 20 * 10 / пролет
Консоль
Непрерывный 26 * 10 / пролет

Ширина балки (б)

Рекомендуется, чтобы отношение глубины балки к ее ширине составляло 1.От 5 до 2, причем наиболее часто используется верхняя граница 2. Расположение арматуры - один из основных факторов, определяющих ширину балки.

Таким образом, при оценке ширины балки необходимо учитывать минимальное расстояние между стержнями. Ширина балки должна быть равна или меньше размера колонны, поддерживающей балку.

Стальная арматура

ACI 318-11 обеспечивает минимальный и максимальный коэффициент усиления. Коэффициент усиления - это показатель количества стали в поперечном сечении.

Таким образом, для расчета балок можно использовать любые значения в этом диапазоне. Тем не менее, на выбор влияют требования к пластичности, конструкция и экономические соображения.

, наконец, рекомендуется использовать максимальное усиление 0,6 *.

Размеры арматурного стержня

Обычно рекомендуется избегать использования стержней больших размеров для балок. Это связано с тем, что такие стержни вызывают растрескивание при изгибе и требуют большей длины для развития их прочности.

Однако стоимость размещения стержней большого размера меньше, чем стоимость установки большого количества стержней малых размеров.

Кроме того, стандартные размеры стержней для балок находятся в диапазоне от № 10 до № 36 (единица СИ) или от № 3 до № 10 (обычная единица США), а два стержня большего диаметра № 43 (№ 14) и № 57 (№ 18) используются для колонн.

Кроме того, можно комбинировать прутки разного диаметра для более точного соответствия требованиям к площади стали.

Наконец, максимальное количество стержней, которое может быть установлено в балке заданной ширины, определяется диаметром стержня, минимальным расстоянием, максимальным размером заполнителя, диаметром хомута и требованиями к бетонному покрытию.

Расстояние между стержнями

ACI 318-11 указывает минимальное расстояние между стержнями, равное диаметру стержня или 25 мм. Это минимальное расстояние должно быть сохранено, чтобы гарантировать правильное размещение бетона вокруг стальных стержней.

Кроме того, для предотвращения образования воздушных карманов под арматурой и обеспечения хорошего контакта между бетоном и стержнями для достижения удовлетворительного сцепления.

Если в балку уложены два слоя стальных стержней, то расстояние между ними должно быть не менее 25 мм.

Защита бетона для армирования

проектировщик должен поддерживать минимальную толщину бетонного покрытия за пределами самой внешней стали, чтобы обеспечить достаточную защиту бетона от огня и коррозии.

В соответствии с Кодексом ACI 7.7, бетонное покрытие толщиной 40 мм для монолитных балок, не подвергающихся прямому воздействию земли или погодных условий.

Покрытие не менее 50 мм, если бетонная поверхность будет подвергаться погодным воздействиям или контакту.

Чтобы упростить конструкцию и тем самым снизить затраты, габаритные размеры балок b и h почти округлены до ближайших 25 мм.

Расчет прямоугольной железобетонной балки технологией

Расчет бетонной балки включает оценку размеров поперечного сечения и площади арматуры, способной выдержать приложенные нагрузки.

Существует два подхода к проектированию балок.

Во-первых, начните проектирование с выбора глубины и ширины балки, затем вычислите площадь армирования.

Во-вторых, предположите площадь армирования, а затем рассчитайте размеры поперечного сечения.

Первый подход будет представлен ниже

При проектировании прямоугольной железобетонной балки использовалась следующая процедура:

  • Сначала выберите эффективную глубину (d) и ширину (b) балки. Эффективную глубину можно рассчитать, используя глубину луча (h).

  • Затем вычислите требуемый коэффициент сопротивления изгибу, предположив, что? = 0.9

  • После этого найдите коэффициент армирования, соответствующий расчетному сопротивлению изгибу, вычисленному выше,

  • Коэффициент усиления должен быть меньше максимального коэффициента усиления и больше минимального коэффициента усиления.
  • Минимальный коэффициент армирования,

  • Максимальный коэффициент усиления

  • Может использоваться любой коэффициент усиления, но последний будет гарантировать, что деформация в стали будет не менее 0.005.
  • После этого вычислить площадь армирования,

  • Затем найдите количество стержней, разделив площадь армирования на площадь одного стержня.
  • Наконец, проверьте, можно ли разместить стержень в пределах выбранной ширины поперечного сечения,

  • Значение S должно быть не менее 25 мм, что является минимальным требуемым расстоянием между соседними стержнями.

Где:
R: коэффициент сопротивления изгибу
p: коэффициент армирования
Mu: факторный момент нагрузки

: коэффициент снижения прочности
b: ширина сечения
d: эффективная глубина поперечного сечения балки от верха балки до центра армирующего слоя
fc ’: прочность бетона на сжатие
fy: предел текучести стальных стержней
p_u: предельная деформация в бетоне, равная 0.003 согласно коду ACI и 0,0035 согласно EC
p_0.004: коэффициент армирования при деформации стали, равный 0,004
p_0.005: коэффициент армирования при деформации стали 0,005
As: площадь армирования
S: расстояние между соседними стержнями
n: количество стержней в одном слое

Расчет на сдвиг прямоугольной балки

Расчет на сдвиг включает оценку расстояния между скобами для поддержки предельного усилия сдвига. Как правило, часть бетона будет противостоять силе сдвига, но та часть, которая не поддерживается бетоном, будет нести сдвигающую арматуру.

  • Во-первых, вычислите предельную силу сдвига на расстоянии d, которое является глубиной поперечного сечения. Существуют исключения, когда при расчетах на сдвиг следует использовать сдвиг на поверхности опоры. Например, когда нагрузка прилагается к нижней части балки.
  • Во-вторых, расчетная расчетная прочность бетона на сдвиг,
  • Усиление сдвига не требуется, если Vu <0,5Vc.
  • Если 0,5Vc> Vu
  • Обеспечьте усиление сдвига, когда Vu> Vc.
  • В-третьих, выберите пробную область стальной перемычки на основе диапазона стандартных размеров хомутов от №10 до №16.
  • Умножьте площадь поперечной арматуры на количество опор хомутов, чтобы рассчитать площадь поперечной арматуры.
  • Наконец, найдите расстояние между хомутами для вертикальных и наклонных хомутов соответственно с помощью уравнений 12 и 13.
  • Не размещайте вертикальные хомуты ближе 100 мм. Поэтому размер хомутов следует выбирать так, чтобы расстояние между ними не уменьшалось.
  • Распределите хомуты равномерно по короткопролетным балкам.0,5bwd, то максимальное расстояние должно быть уменьшено вдвое.
  • Наконец, нарисуйте расчетную балку с продольной арматурой и поперечной арматурой.

стальных диафрагм в мостах из предварительно напряженных железобетонных балок; TR-424, сентябрь 2004 г.

(2004) Стальные диафрагмы в мостах из предварительно напряженных железобетонных балок; TR-424, сентябрь 2004 г. Транспорт, Департамент

Абстрактные

На протяжении многих лет инженеры-мостостроители были обеспокоены реакцией мостов из предварительно напряженного железобетона (ПК) с балками, на которые повредили транспортные средства большой высоты или грузовые автомобили.Когда мост сталкивается с большим транспортным средством или грузом транспортного средства, обычно снаружи а в некоторых случаях одна из внутренних балок повреждена в мосту. Влияние промежуточных диафрагм на обеспечение защиты от повреждений несущих балок моста четко не определено. В этом аналитическом исследовании основное внимание уделялось роли промежуточных диафрагм в снижении вероятности повреждения балок моста с балками из ПК, которые подверглись удару транспортным средством с большой высотой или грузом транспортного средства. В исследовании также изучалось, будет ли стальная промежуточная диафрагма по существу обеспечивать такую ​​же степень защиты от ударов для балок из поликарбоната, как и железобетонная диафрагма.Это исследование включает в себя следующее: поиск литературы и анкету для определения современного состояния в использовании и проектировании промежуточных диафрагм в мостах с PC-балками. Были проведены сравнения между результатами деформации и смещения, которые были экспериментально измерены для крупномасштабного лабораторного модельного моста во время ранее задокументированной работы, и теми результатами, которые были получены в результате анализа конечно-элементных моделей, которые были разработаны во время этого исследования для этого моста .Эти сравнения проводились для калибровки конечно-элементных моделей, использованных в анализе промежуточных диафрагм для данного исследования. Конечно-элементные модели были разработаны для нескошенных и косых мостов из ПК-балок. Каждая модель была проанализирована либо с железобетонным, либо с двумя типами стальных промежуточных диафрагм, которые были расположены в середине внутреннего пролета моста с балками из ПК. Модели мостов были проанализированы боковые ударные нагрузки, которые были приложены к нижнему фланцу внешних балок в месте расположения диафрагм и вдали от места расположения диафрагм.Было проведено сравнение между деформациями и перемещениями, индуцированными в балках для каждого типа промежуточной диафрагмы. Эти результаты показали, что промежуточные диафрагмы снижают ударные повреждения балок из поликарбоната. Когда поперечная ударная нагрузка прикладывалась к месту расположения диафрагмы, железобетонные диафрагмы обеспечивали большую защиту балок. чем то, что предусмотрено двумя типами стальных диафрагм. Три типа диафрагм обеспечивали по существу одинаковую степень защиты подвергшейся удару балке из ПК, когда боковая ударная нагрузка прикладывалась далеко от места расположения диафрагмы.


Новый метод ремонта поврежденных бетонных балок моста

Исследователи из Министерства транспорта Миннесоты (MnDOT) (Сент-Пол, Миннесота, США) и Университета Миннесоты (Миннеаполис, Миннесота, США) успешно протестировали новый экономичный метод ремонта поврежденных мостовых балок, который, по их мнению, может восстановить их первоначальную прочность на сдвиг или даже сделать их более прочными.

Согласно MnDOT, выводы 1 помогут транспортным агентствам избежать длительных перекрытий движения и использования более дорогостоящих методов при ремонте мостов.

«Этот инновационный метод работает замечательно, - говорит Кэрол Шилд, профессор факультета гражданского строительства, окружающей среды и геоинженерии Университета Миннесоты. «Бригада отремонтировала довольно большие повреждения. В итоге прочность отремонтированных поврежденных балок была немного больше прочности неповрежденных балок ».

Хотя этот метод, казалось, хорошо работал в полевых условиях, когда использовался ранее, исследователи говорят, что метод не подвергался научному анализу до их недавнего исследования.

Негерметичные компенсаторы

MnDOT объясняет, что засоление мостов и проезжей части во время холодных и снежных зим в Миннесоте может создать очень коррозионные условия, которые могут повредить основную конструкцию. Так было в случае с мостом Nine Mile Creek по шоссе 169 возле городов Едина и Миннетонка, где протекающие компенсационные швы вызвали коррозию элементов, ответственных за прочность балок моста: сдвиговой арматуры, предварительно напряженных прядей и окружающего бетона.

Предварительно напряженный мост с железобетонными балками был построен в 1975 году округом Хеннепин и приобретен MnDOT в 1988 году. В годы, прошедшие после приобретения, компенсаторы были заменены, но коррозионные повреждения уже были широко распространены из-за предыдущих повреждений стыков. Таким образом, районные инженеры по техническому обслуживанию и инспекторы мостов были обеспокоены деградацией бетона на мосту и плохим качеством бетона в настиле моста.

Согласно MnDOT, железобетонные мостовые балки могут десятилетиями выдерживать большие нагрузки.Если в балках наблюдается повреждение, это часто происходит на концах балок, расположенных под компенсаторами, которые необходимы для теплового расширения. Деформационные швы состоят из гибких неопреновых уплотнений, которые склонны к разрыву от дорожных объектов и отложений материала. Вода и соли, протекающие через эти разрывы, могут вызвать коррозию арматурной стали, встроенной в бетонные элементы под стыком, такие как балки и несущая конструкция. Таким образом, износ на конце балки может поставить под угрозу безопасную работу всего моста.

Новый метод ремонта

Во время ремонта 2013 года на мосту Nine Mile Creek Bridge бригады столкнулись с двумя точками сильного износа балки. Для ремонта этих участков MnDOT использовал новый метод, разработанный в Мичигане, который включал удаление разрушенного бетона и очистку участка, размещение стальных арматурных каркасов вокруг поврежденных концов балок, а затем заливку концов балок бетоном.

Ремонтный бетон представлял собой особую форму укладки бетона, известную как торкретбетон - смесь песка, заполнителя и цемента, наносимая с помощью шланга, который смачивается в сопле перед тем, как смесь распыляется с высокой скоростью на ремонтную поверхность.Когда желаемая толщина укладки бетона достигнута, укладка затирается и формируется для получения желаемого поперечного сечения. Ремонт конца балки был проведен MnDOT в октябре 2013 года без перебоев в движении, что позволило мосту продолжать свою работу для населения.

Через несколько лет мост планировали заменить. Отремонтированные концы балок оказались в хорошем состоянии, но техника ремонта не изучена на прочность. В результате замена моста предоставила MnDOT идеальную возможность оценить метод ремонта для использования на других поврежденных концах балки.

Программа тестирования

Мост Девять Майл Крик состоял из 49 пролетов. Каждый пролет имел длину 60 футов (18 м) и содержал не менее восьми предварительно напряженных бетонных балок. Для исследования MnDOT идентифицировал две пары лучей, каждая из которых содержит один отремонтированный луч и один луч в хорошем состоянии. Балки в хорошем состоянии не находились под компенсаторами, но по конструкции они были очень похожи на отремонтированные балки.

Когда весной 2017 года южные полосы моста были выведены из эксплуатации, четыре предварительно напряженных фермы были сняты с конструкции и доставлены в Теодор В. Миннесотского университета.Лаборатория структурной инженерии Галамбоса для испытаний. Во время демонтажа бригады отделили существующий настил моста от опорных балок. Балки были обрезаны от 60 футов (18 м) до менее 38 футов (12 м), чтобы поместиться в школьной лаборатории.

После того, как образцы попали в лабораторию, исследователи отлили новую высокопрочную бетонную платформу для каждой из четырех балок, чтобы воссоздать конфигурацию поля балок для эффективного тестирования. Затем каждая балка была нагружена гидравлическим плунжером, надавливающим на балку.Исследователи приложили нагрузку с шагом 25000 фунтов (11340 кг) до почти 500000 фунтов (226 796 кг) на каждую балку.

«Ремонт проводился в полевых условиях опытным подрядчиком в более холодную погоду и в сезон, на болоте», - говорит Пол Пиларски, региональный инженер по строительству мостов из отдела мостов MnDOT. «Тот факт, что мы протестировали хорошие балки вместе с отремонтированными балками, дает нам высокий уровень уверенности в этом методе».

Исследователи проследили трещины с помощью цветных маркеров на концах луча, записывая детали о состоянии луча на каждом этапе пути.Разрушение было сфотографировано, данные были записаны, и следующая балка была испытана, чтобы оценить эффективность метода ремонта армированного торкретбетона. По данным агентства, любой ремонт, проводимый в полевых условиях, может отрицательно повлиять на результаты испытаний. Однако, когда балки сломались в лаборатории, ремонт торкретбетона не отделился от склеиваемой поверхности.

«Две балки имеют концы, которые были отремонтированы MnDOT, а две балки имеют концы, которые никогда не нуждались в ремонте», - говорит Шилд.«Мы [протестировали] четыре балки и [сравнили] их прочность, чтобы определить, действительно ли ремонт вернул балкам ту прочность, которую они имели до повреждения, связанного с коррозией».

В конечном итоге, отремонтированные концы железобетонных балок оказались не менее прочными, чем аналогичные балки, которые находились в хорошем состоянии и не нуждались в ремонте. Первоначальные методы ремонта и последующие испытания предварительно напряженных концов балок были продемонстрированы в видеоролике, созданном исследовательской группой.

Использование в будущем

По данным агентства, с помощью этих методов сильно изношенные концы балок можно отремонтировать с помощью арматурных каркасов и торкретбетона за 5 000–10 000 долларов. Альтернатива этому типу ремонта включает строительство новой балки, перекрытие движения, удаление настила моста над поврежденной балкой, а также самой балки, а также переделку настила моста и ограждения - интрузивная замена, которая будет стоить сотни тысяч долларов. и более месяца закрытия мостовых полос.

Согласно MnDOT, презентации этого метода на различных транспортных конференциях в США произвели впечатление на инженеров-транспортных инженеров со всей страны и повысили уверенность в их способности поддерживать стареющую инфраструктуру. MnDOT заявляет, что продолжит совершенствовать свои методы ремонта с помощью торкретбетона на основе лучших отраслевых практик и планирует продолжать использовать метод ремонта концов балок, когда аналогичные условия встречаются в других местах штата.

Источник: MnDOT Research Services, www.mntransportationresearch.org.

Номер ссылки

1 «Доступный метод ремонта конца балки моста восстанавливает бетонные балки», Crossroads: блог исследования транспорта Миннесоты, 18 июля 2018 г., https://mntransportationresearch.org/2018/07/18/affordable-bridge-girder-end-repair -метод-восстанавливает-бетон-балки / (9 апреля 2019 г.).

Ремонт предварительно напряженных бетонных балок после повреждений | Международный журнал бетонных конструкций и материалов

Результаты первоначальных испытаний и испытаний после ремонта после повреждений представлены в таблице 1.Процент прочности, восстановленной каждым методом ремонта, представлен в Таблице 2. Обратите внимание, что все испытанные фермы AASHTO из предварительно напряженного бетона имели одинаковые размеры и материалы и были испытаны в одинаковых условиях, за исключением метода ремонта; Таким образом, результаты испытаний обеспечивают прямое сравнение различных методов ремонта после повреждений. Как только первое испытание после ремонта на изгиб было проведено на одном конце (, конец A ) первой балки ( балка 1 ), усиленном углеродным стеклопластиком, но без эпоксидной смолы, конец балки начал выходить из строя (рис.8). Это могло произойти из-за того, что нижняя поверхность балки была неровной, вызывая концентрацию напряжений. В результате между балкой и ее опорой была добавлена ​​неопреновая прокладка, чтобы обеспечить лучшую контактную поверхность и снизить концентрацию напряжений на нижней части балки. Однако в конце программы испытаний трещины все еще происходили на всех концах, не отремонтированных эпоксидной смолой. Эти результаты показывают, что существующие неотремонтированные трещины из-за отсутствия инъекции эпоксидной смолы в конечном итоге стали причиной проблемы.

Таблица 1 Вид ремонта и нагрузки до и после ремонта. Таблица 2 Тип ремонта и процент восстановления восстановленной нагрузки. Рис.8

Преждевременная трещина на конце балки 1 A .

Из-за повреждения, нанесенного конец балки 1 A , его точка реакции была перемещена на 152 мм (6 дюймов) дальше от конца для остальной части тестирования, так что можно было получить полное испытание с этого. конец балки. Поскольку это частично перемещало новую нагрузку из ранее вышедшей из строя зоны, это привело к максимальной нагрузке, намного превышающей ту, которая отмечена в ранее вышедшей из строя зоне.

Трещины на конце балки 2 A начали формироваться во время испытаний на изгиб, но они не достигли размеров конца балки A , поэтому они были оставлены без изменений для более поздних испытаний. Конец балки ( балка 3 ), усиленный стержнями для поверхностного монтажа, но без эпоксидной смолы (, конец A ), сильно растрескался во время испытания на изгиб, поэтому его остановили немного раньше при отклонении 6,9 мм (0,27 дюйма). Из-за его ремонтной установки перемещение стального уголка было бы невозможным, поэтому все остальные испытания также проводились с начальной точки реакции.

На некоторых графиках показано начальное отклонение, противоположное ожидаемому (рис. 9). Вероятно, это было результатом комбинации того, что балка не была точно заподлицо со своей точкой реакции, и нагрузка не была приложена в прямом центре балки, в результате чего балка слегка покатилась в одну сторону, прежде чем остановиться, что дало начальную прогиб.

Рис. 9

Данные испытаний на изгиб и сдвиг балки 1 .

В таблицах 1 и 2 представлены данные о максимальных нагрузках, которые достигаются каждым концом балки для каждого испытания, а также о том, как каждый из них был отремонтирован, и процент первоначальной нагрузки, возвращенной после ремонта после повреждений.Графики, представленные на рис. 9, 10 и 11 дают общее представление о том, как каждая балка реагировала на отклонение при приложении нагрузки до тех пор, пока ее максимум не был достигнут и разгружен. На графиках также показано сравнение того, как балка отреагировала при первоначальном испытании, и как она отреагировала во время испытаний после ремонта (рис. 10).

Рис. 10

Данные испытаний на изгиб и сдвиг балки 2 .

Рис. 11

Данные испытаний на изгиб и сдвиг балки 3 .

Из таблиц и графиков можно сделать много сравнений о влиянии инъекции эпоксидной смолы на ремонт.Для конца балки 1 A , отремонтированного углеродным стеклопластиком, результаты не столь убедительны из-за вышеупомянутой проблемы при испытании; тем не менее, сравнения все же можно провести. Ремонтные работы после повреждений на конце B (конец с эпоксидным впрыском) обеспечили пиковую изгибающую нагрузку 300 кН (67,3 тысяч фунтов) и пиковую сдвигающую нагрузку 391 кН (87,9 тысяч фунтов) во время испытания на сдвиг, что дает процент восстановления. 91,1 и 71,2% соответственно. По сравнению с , конец A (конец без эпоксидной смолы), пиковые нагрузки 300 кН (67.3 тысячи фунтов) и 362 кН (81,4 тысячи фунтов) были получены в результате испытаний на изгиб и сдвиг, соответственно, обеспечивая восстановление 96% при изгибе и 82,1% при сдвиге. В этом случае, в то время как конец B лучше по конечной сдвигающей нагрузке, конец A связывает изгибающую нагрузку и лучше показывает процент извлечения. Однако еще раз полагают, что это способствовало необходимости смещения точки реакции для конца A , особенно потому, что это единственный конец, для которого конец без эпоксидной смолы вообще превышает конец с введенным эпоксидной смолой.

Данные для балки 2 , отремонтированной стеклом FRP, соответствуют первоначальным ожиданиям, а именно: конец B (конец с эпоксидной смолой) имел пиковую нагрузку 222 кН (49,9 тысячи фунтов) и 481 кН (108 тысяч фунтов) во время испытаний на изгиб и сдвиг, соответственно, в результате процент восстановления составил 77% при изгибе и 101,6% при сдвиге. Он превзошел сам себя по результатам испытаний после ремонта после повреждений. End A на этой балке работал достаточно хорошо, но не так хорошо, как end B .Ремонт конца A обеспечил пиковую изгибающую нагрузку 162 кН (36,5 тысяч фунтов) и пиковую сдвигающую нагрузку 374 кН (84,1 тысячи фунтов) с процентной отдачей нагрузки 64,6% при изгибе и 85,9% при сдвиге.

Балка ( Beam 3 ), отремонтированная с помощью стержней для поверхностного монтажа, также вела себя, как и ожидалось, с концом, на который нанесена эпоксидная смола. Конец с впрыском эпоксидной смолы (, конец B ) смог обеспечить пиковую нагрузку 218 кН (49,1 тысячи фунтов) во время испытаний на изгиб и пиковую нагрузку 328 кН (73,8 тысячи фунтов) во время испытания на сдвиг, восстановление 69.9% от начальной нагрузки на изгиб и 67,8% от начальной прочности на сдвиг. В то время как конец A для балки 3 обеспечивал только пиковую изгибающую нагрузку 170 кН (38,2 тысячи фунтов) и пиковую сдвигающую нагрузку 247 кН (55,4 тысячи фунтов) и, следовательно, смог восстановить 60,1% при изгибе и 40,8% при сдвиге. .

На рисунках 9, 10 и 11 показано, что во время испытаний на изгиб оба конца (эпоксидная смола или без эпоксидной смолы) отклонялись от своих начальных линий примерно на ту же величину, что и друг друга в ходе испытания.Однако графики испытаний на сдвиг показывают большую разницу между закачиваемыми и не впрыскиваемыми концами. Концы с впрыском эпоксидной смолы смогли сохранить свой прогиб намного ближе к таковому в исходном испытании, чем концы без впрыска.

Еще одна важная вещь, которую показывают графики, - это нагрузка (пик испытания после ремонта), которую балка все еще поддерживает после завершения цикла нагрузки при испытании на сдвиг. Когда пики отремонтированных испытаний сравниваются с пиками начальных испытаний, можно видеть, что первоначальная прочность на сдвиг не была восстановлена ​​после ремонта FRP.Однако эффект от добавления распределительной пластины был заметным.