Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Объединение железобетона и стали обжатием шва или склеиванием

Объединение железобетона и стали обжатием шва или склеиванием


Трение, возникающее при обжатии шва, или склеивание обеспечивают наиболее равномерную, почти без местных возмущений и концентраций, передачу сдвигающих усилий через шов объединения. Эти способы объединения находятся пока в начальной стадии разработки, исследований и практического применения, однако именно они имеют, по-видимому, наилучшие перспективы для применения в будущем.
Наиболее подходящим средством для обжатия шва между железобетоном и сталью являются высокопрочные болты, пропускаемые сквозь железобетонную плиту и полку стального пояса. Одновременно с развитием трения для передачи сдвигающих сил высокопрочные болты обеспечивают и заанкеривание железобетона на стали. Если используется клеевой шов, обжатие высокопрочными болтами (установленными в меньшем количестве) также весьма полезно для работы шва. Высокопрочные болты перспективны, естественно, в первую очередь при сборной железобетонной плите.
Первый мост с объединением сборной железобетонной плиты и стальных балок трением, обеспеченным высокопрочными болтами (рис. 141), был построен в ФРГ через р. Эмс в 1959 г. В плитах применен высокопрочный бетон марки В600. Плиты уложены на слой раствора толщиной от 8 до 15 мм. Высокопрочные болты диаметром 24 мм пропущены через отверстия диаметром 30 мм. Под головки каждых двух болтов в углубления, предусмотренные в плитах, уложены подкладки размерами 260x130x10 мм из мягкой строительной стали. После затвердения раствора каждый болт натянут усилием 18,4 т. Для уменьшения потерь натяжения от ползучести бетона через 7 недель болты были повторно подтянуты. Расчетный коэффициент трения принят равным 0,45. Углубления с подкладками и головками болтов замоноличены высокопрочным раствором. Проезд автотранспорта осуществляется непосредственно по поверхности железобетонной плиты.
Объединение железобетона и стали обжатием шва или склеиванием

В ходе строительства была установлена возможность устройства отверстий для высокопрочных болтов в трех вариантах:
- заблаговременное устройство отверстий в плитах и рассверловка отверстий в стальных поясах через плиты;
- рассверловка отверстий и в плитах, и в стальных поясах после укладки плит;
- заблаговременное устройство отверстий в плитах и заблаговременная рассверловка стальных поясов в заводских условиях.
В последующие годы в ФРГ построено и запроектировано еще несколько мостов с примерно таким же, как и в мосту через р. Эмс, объединением сборной плиты со стальными балками посредством высокопрочных болтов, обжимающих железобетон.
Оригинальное решение объединения со стальными балками сборной железобетонной плиты под железнодорожное безбалластное мостовое полотно предложено в бывш. СССР в НИИмостов Д.И. Васильевым и А.М. Немзером и осуществлено на нескольких эксплуатируемых мостах при замене деревянного мостового полотна. Железобетонная плита при укладке на стальные балки опирается на податливые деревянные подкладки, после чего через отверстия диаметром 60—70 мм, предназначенные для высокопрочных болтов диаметром 22 мм, заливают и затрамбовывают раствор, заполняющий как слой подливки, так и указанные отверстия (рис. 142). Высокопрочные болты затягивают после твердения раствора, причем благодаря податливости подкладок основная часть усилий обжатия и трения передается через раствор, а не через подкладку, остающуюся в шве. Такая конструкция дает возможность открыть движение поездов при незатвердевшем растворе (если возможен лишь кратковременный перерыв движения для замены мостового полотна) или вообще без раствора (если плиты укладывают зимой). Высокопрочные болты могут быть предварительно натянуты на небольшие усилия, превышающие в сумме на 10—20% давление на плиту от подвижной нагрузки. При наличии податливых подкладок это обеспечивает возможность твердения раствора под движением поездов.
Объединение железобетона и стали обжатием шва или склеиванием

В проблеме склеивания железобетона и стали предстоит решить большое количество вопросов. Особенно серьезными являются вопросы склеивания в зимних и других сложных климатических условиях, а также вопрос старения применяемых пластических материалов.
Небольшое пролетное строение (пролетом 7,4 м) с объединением монолитной железобетонной плиты со стальными балками комбинированным использованием эпоксидных клеев и высокопрочных болтов установлено в 1962 г. в Штирии. При изготовлении стальных балок верхние поверхности их верхних поясов были на заводе покрыты слоем эпоксидной смолы марки Sinmast UW. Затем в пролете смонтирована стальная конструкция, установлены высокопрочные болты со спиралями, усиливающими бетон, и распределительными подкладками, а также арматура и опалубка плиты. Перед бетонированием плиты на верхние пояса нанесен второй тонкий слой эпоксидной смолы марки Sinmast 2 (толщиной 0,2 мм).
Бетонирование (марка бетона В225) выполнено в течение 1 ч после нанесения второго слоя смолы. Нанесение второго слоя смолы, как и бетонирование, производили под дождем, однако по имеющимся сведениям это не сказалось на качестве работ. Непосредственно после бетонирования болты были слегка натянуты с целью надежно втопить подкладки в бетон. Полное натяжение высокопрочных болтов выполнено через 8 суток после бетонирования с перетяжкой на 10% для предупреждения потерь от ползучести бетона.
Экспериментальные исследования объединения железобетона и стали путем склеивания слоем клее-песчаного раствора на эпоксидной смоле без использования высокопрочных болтов были выполнены в ФРГ применительно к сборным железобетонным элементам. Перед склеиванием поверхности зачищали (однако устранения неровностей не требовалось), а непосредственно после склеивания шов слегка обжимали винтовыми струбцинами. В той же работе приводятся результаты исследований объединения железобетона и стали посредством упругих резиновых прокладок и двух пленочных клеевых слоев. Резиновые прокладки использовались толщиной от 4 до 76 мм, назначение их состояло отчасти в улучшении условий склеивания неподогнанных поверхностей жестких тел и, главное, в придании шву значительной податливости на сдвиг, желательной в околоопорных участках неразрезных пролетных строений (для уменьшения растягивающих усилий, передающихся на железобетонную плиту). Оказалось, что наиболее слабым из соединяемых материалов является бетон. Несмотря на большую его кубиковую прочность (400 кг/см2), разрушение всегда происходило по поверхностному слою бетона с вырыванием из него зерен цемента. Все соединения вплоть до разрушения работали упруго, практически без остаточных деформаций. Результаты экспериментов были оценены как весьма положительные и обнадеживающие.
Объединение железобетона и стали обжатием шва или склеиванием

Следует отметить, что применение клеевых швов железобетона и стали без армирования шва высокопрочными болтами или другим способом для мостовых конструкций вряд ли перспективно. Устройство такого шва противоречит требованию заанкеривания железобетона на стали и не гарантирует от появления трещин в поверхностном слое бетона, прилегающем к шву.
Наиболее перспективными представляются швы объединения сборного железобетона и стали, заполненные клее-песчаным раствором на эпоксидной смоле и обжатые высокопрочными болтами. Предварительным закручиванием гаек высокопрочных болтов из шва выдавливается лишний раствор, и толщина шва уменьшается до минимума. Однако в отдельных местах, где вследствие неточностей изготовления сплачиваемые поверхности неплотно прилегают друг к другу, толщина шва может остаться 1—1,5 см. После полимеризации эпоксидной смолы (твердения клее-песчаного раствора) высокопрочные болты затягивают на проектное усилие.
Высокопрочные болты являются наилучшим средством обжатия шва применительно к наиболее распространенному случаю присоединения плоской железобетонной плиты к стальному поясу. Применять для этой цели проволочную высокопрочную арматуру нельзя из-за громоздкости анкеров и, главное, из-за их податливости, приводящей при малых длинах к очень большим потерям натяжения. Проволочная высокопрочная арматура целесообразна для обжатия швов железобетона и стали в тех случаях, в которых длина этой арматуры получается не менее нескольких м. Таким случаем является, например, присоединение горизонтальных железобетонных диафрагм к стенкам жестких стальных поясов главных ферм с ездой понизу. При этом высокопрочной арматурой, пропускаемой на всю ширину пролетного строения, обжимают диафрагму и прижимают к ней стенки стальных поясов обеих ферм.
За рубежом имеет распространение объединение железобетонной плиты со стальными балками способом Бюрера. При этом поперечную высокопрочную арматуру, напрягающую плиту, пропускают через отверстия в непрерывном вертикальном выпуске, приваренном к балке над верхним поясом (рис. 143). Условный коэффициент трения в такой конструкции достигает величины 1,3.
Добавлено Serxio 28-01-2016, 05:27 Просмотров: 1 116
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent