СПОСОБ ШПРЕНГЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК E01D22/00 

Предлагаемое изобретение относится к области мостостроения, а именно к способам и устройствам для ремонта или укрепления существующих мостов.

Известен патент РФ на изобретение № 2 640 855 «СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ МОСТА». Способ усиления пролетного строения моста включает бурение как минимум двух отверстий в диафрагмах смежных балок пролетного строения вдоль всего усиливаемого участка; установку пучков прядей в пробуренные в диафрагмах отверстия; натяжение и крепление пучков прядей анкерными элементами на крайних диафрагмах; пробуривание в верхних плитах в местах стыков смежных балок, в районе пустот между диафрагмами отверстий, количество которых зависит от количества пустот между диафрагмами; сооружение опалубки под диафрагмами смежных балок; заполнение пустот между диафрагмами бетоном через отверстия в верхних плитах смежных балок и демонтаж опалубки после застывания бетона.

Недостатком данного изобретения является то, что этот способ менее надежный за счет установки пучков канатов под прямым углом, так как чем меньше угол наклона усиливающей конструкции, тем больше действующее усилие на пролетное строение.

Известен патент РФ на изобретение № 2 379 411 «ШПРЕНГЕЛЬ И СПОСОБ ЕГО МОНТАЖА». Шпренгель включает стойки и подкосы, прикрепленные нижними концами на верхних узлах пролетного строения, затяжки, объединяющие верхние концы стоек и подкосов, и поперечные связи, объединяющие между собой стойки. Новым является то, что стойки имеют в верхней части гнезда и снабжены в нижней части домкратными балками и оголовком с шарниром и опорной шайбой, домкратными установками и опорным блоком, имеющим в боковых стенках овальное отверстие, в котором расположен с возможностью вертикального перемещения шарнир оголовка стойки, и клиновые приспособления, расположенные между опорной шайбой шарнира стойки и верхней плоскостью пояса пролетного строения. Подкосы прикреплены к пролетному строению моста с помощью опорных узлов, снабженных шарнирами, и имеют по концам оголовки с шарнирами, верхние из которых расположены в гнездах стоек, а затяжки, выполненные в виде балок с фермой усиления, снабжены по концам оголовками с шарнирами. Шарниры опорных узлов и нижних оголовков подкосов, а также шарниры затяжек и верхних оголовков подкосов объединены между собой серьгами, снабженными фиксаторами. Технический результат - обеспечение технологически удобной сборки элементов шпренгеля и полное контролируемое его включение в совместную работу с монтируемым внавес пролетным строением.

Недостатком данного способа является то, что он предусматривает установку большого количества дополнительных конструкций, кроме того, он меняет эстетического восприятие мостового сооружения и требует полного ограничения движения транспорта во время строительных работ.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является патент РФ на изобретение № 2 209 278, «СПОСОБ УСИЛЕНИЯ БАЛКИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫМ ШПРЕНГЕЛЕМ». Технический результат - упрощение способа усиления балок и снижение его трудоемкости. Способ усиления балки включает присоединение к балке стоек шпренгеля усиления, установку стоек временного шпренгеля, объединенных жесткой вставкой, и прикрепление к балке усиливающей затяжки. После введения в полости стоек шпренгеля усиления стоек временного шпренгеля концевые петли затяжек временного шпренгеля заводят за выступы опорных фасонок, затем к жесткой вставке временного шпренгеля подвешивают грузы, а парные клиновидные ограничители вводят в прорези стоек временного шпренгеля и сдвигают навстречу друг другу до фиксации положения стоек временного шпренгеля. После этого снимают грузы, в отверстия стоек шпренгеля усиления пропускают усиливающую затяжку, заводят ее концевые петли за выступы опорных фасонок, раздвигают парные клиновидные ограничители и демонтируют временный шпренгель.

Недостатком данного решения является то, что этот метод усиления трудозатратный и материалозатратный, кроме того, за счет необходимости монтажа и демонтажа временных конструкций, уменьшается высота подмостового пространства между пролетами пролетного строения.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа шпренгельного усиления пролетного строения, который увеличит надежность усиления за счёт использования шпренгельной системы установки пучков канатов, устранит необходимость установки дополнительного недемонтируемого оборудования, а также обеспечит сохранность подмостового пространства и не ограничит движение транспортных средств во время проводимых работ.

Техническим результатом заявляемого изобретения является:

- Увеличение надежности усиления, а именно уменьшение изгибающих моментов основных загруженных элементов пролетного строения.

- Нет необходимости установки дополнительного оборудования, а именно дополнительных опор и вспомогательных шпренгелей.

- Нет необходимости уменьшения подмостового пространства, а именно формирование шпренгельной системы исключительно в области существующего пролетного строения.

Технический результат достигнут за счет того, что способ шпренгельного усиления пролетного строения включает в себя усиление пролетного строения посредствам шпренгельной системы закрепления пучков прядей на балках пролетного строения. Для этого в середине каждого пролета с обеих сторон ребра балки формируют бетонный сегмент с трубой в нижней части для пропуска пучков прядей. Потом в надопорных зонах с обеих сторон ребра балки дополнительно создают надопорный бетонный сегмент с трубами в верхней части для пропуска пучков прядей. После этого пропускают пучки прядей сначала в трубы надопорного бетонного сегмента с одной стороны пролетного строения, затем в трубы бетонного сегмента, далее в трубы следующего надопорного бетонного сегмента и в такой последовательности до конца пролетного строения. Затем после протягивания пучков прядей от начала и до конца пролетного строения их закрепят с одной стороны пролетного строения на надопорном бетонном сегменте анкерными элементами. Далее с противоположной стороны пролетного строения натягивают пучки прядей с помощью домкратов и закрепляют на последнем надопорном бетонном сегменте анкерными элементами.

Раскрытие изобретения

Сущность изобретения поясняется чертежами:

Фиг. 1- Вид пролетного строения со шпренгельным усилением.

Фиг. 2. - Вид фрагмента пролетного строения со шпренгельным усилением.

Фиг. 3. - Вид в разрезе надопорных бетонных сегментов надопорной зоны пролетного строения со шпренгельным усилением.

Фиг. 4. - Вид в разрезе бетонных сегментов середины пролета пролетного строения со шпренгельным усилением.

Шпренгельными называются системы, содержащие дополнительные элементы, предназначенные для уменьшения изгибающих моментов основных элементов пролетного строения, загруженных внеузловой нагрузкой.

Существует несколько причин для создания усиления пролетного строения: влияние внешней среды, внешних физико-геологических процессов, температурных перепадов, нарушение норм эксплуатации, увеличение нагрузок по сравнению с проектными, а также недоработки при проектировании и строительстве. В таком состоянии пролетные строения не могут удовлетворять требованиям по несущей способности, жесткости и долговечности.

Важной задачей для мостостроительной области является поддержание мостовых сооружений в пригодном к эксплуатации состоянии. Одним из главных способов восстановления эксплуатационных качеств мостовых сооружений является их усиление. Наиболее эффективным для повышения несущей способности является усиление балок пролетных строений с использованием шпренгельных затяжек. Шпренгельные затяжки увеличивают несущую способность изгибаемого элемента как по нормальным, так и по наклонным сечениям. Устройство шпренгельных затяжек превращает усиленную балку в статически неопределимую комбинированную систему, состоящую из железобетонного элемента и затяжки, при этом изгибаемая усиливаемая балка начинает работать как внецентренно сжатый элемент.

Предлагаемая шпренгельная система установки пучков прядей работает за счёт совместной деформации с усиливаемой конструкцией пролетного строения, при которой возникает растягивающее усилие. В опорных участках возникают разгружающие поперечные силы, в результате чего суммарные усилия оказываются меньшими, чем усилия внешней нагрузки.

Способ шпренгельного усиления пролетного строения 1 включает прикрепление к балке 2 усиливающей затяжки и пропускание под углом усиливающей затяжки от верхней части конца балки, в качестве усиливающей затяжки используют пучки прядей 8. При этом предварительно в середине каждого пролета 3 в межбалочных пространствах 14 формируют бетонные сегменты 4 посредством установки несъемной опалубки 5. Затем в нижней части несъемной опалубки 5 в межбалочном пространстве 14 устанавливают трубы 7 с каждой стороны ребра балки 6 для пропуска пучков прядей 8. Далее бетонируют несъемную опалубку 5. После чего дополнительно создают надопорные бетонные сегменты 9 в межбалочных пространствах 14 надопорных зон 11 посредством установки несъемной опалубки 10. Далее в верхней части несъемной опалубки 10 в межбалочных пространствах 14 надопорных бетонных сегментов 9 устанавливают трубы 7 с каждой стороны ребра балки 6 для пропуска пучков прядей 8. После этого бетонируют несъемные опалубки 10 надопорных бетонных сегментов 9. Затем пропускают пучки прядей 8 в трубы 7 надопорных бетонных сегментов 9 с одной стороны пролетного строения 1. Далее в трубы 7 бетонных сегментов 4, а после этого в трубы 7 следующих надопорных бетонных сегментов 9 и в такой последовательности до конца пролетного строения 1. Затем после протягивания пучков прядей 8 от начала и до конца пролетного строения 1 их закрепят с одной стороны пролетного строения 1 на надопорных бетонных сегментах 9 анкерными элементами 12. Далее с противоположной стороны пролетного строения 1 натягивают пучки прядей 8 с помощью домкратов 13 и закрепляют на последних бетонных надопорных сегментах 9 анкерными элементами 12.

Перечень позиций:

1. Пролетное строение

2. Балка пролетного строения

3. Пролет

4. Бетонный сегмент

5. Несъемная опалубка бетонного сегмента

6. Ребро балки

7. Трубы

8. Пучки прядей

9. Надопорный бетонный сегмент

10. Несъемная опалубка надопорного бетонного сегмента

11. Надопорная зона

12. Анкерный элемент

13. Домкрат

14. Межбалочное пространство

15. Подмостовое пространство

Промышленная применимость

Все вышесказанное говорит о выполнении поставленной задачи, а именно о создании способа шпренгельного усиления пролетного строения, который устранит все недостатки приведенных аналогов, а именно увеличит надежность усиления за счёт использования шпренгельной системы установки пучков канатов, устранит необходимость установки дополнительного недемонтируемого оборудования, а также устранит необходимость уменьшения пролета и ограничения движения транспортных средств во время проводимых работ и о промышленной применимости предлагаемого способа.

Изобретение относится к области мостостроения. Способ усиления пролетного строения включает усиление пролетного строения посредством шпренгельной системы закрепления пучков прядей на балках пролетного строения. Для этого в середине каждого пролета в межбалочном пространстве формируют бетонные сегменты с трубами в нижней части для пропуска пучков прядей. В надопорных зонах в межбалочном пространстве дополнительно создают надопорные бетонные сегменты с трубами в верхней части для пропуска пучков прядей. После этого пропускают пучки прядей сначала в трубы надопорных бетонных сегментов с одной стороны пролетного строения, затем в трубы бетонных сегментов, далее в трубы следующих надопорных бетонных сегментов и в такой последовательности до конца пролетного строения. После протягивания пучков прядей от начала и до конца пролетного строения их закрепляют с одной стороны пролетного строения на надопорных бетонных сегментах анкерными элементами. С противоположной стороны пролетного строения натягивают пучки прядей с помощью домкратов и закрепляют на последних надопорных бетонных сегментах анкерными элементами. Технический результат - повышение надежности усиления и упрощение процесса усиления пролетного строения. 4 ил.

Способ шпренгельного усиления пролетного строения 1, включающий прикрепление к верхней части конца балки 2 усиливающей затяжки, отличающийся тем, что в качестве усиливающей затяжки используют пучки прядей 8, при этом предварительно в середине каждого пролета 3 в межбалочных пространствах 14 формируют бетонные сегменты 4 посредством установки несъемной опалубки 5, в нижней части которой в межбалочном пространстве 14 устанавливают трубы 7 с каждой стороны ребра балки 6 для пропуска пучков прядей 8, далее бетонируют несъемную опалубку 5, после чего дополнительно создают надопорные бетонные сегменты 9 в межбалочных пространствах 14 надопорных зон 11 посредством установки несъемной опалубки 10, в верхней части которой в межбалочных пространствах 14 устанавливают трубы 7 с каждой стороны ребра балки 6 для пропуска пучков прядей 8, после этого бетонируют несъемные опалубки 10, затем пропускают пучки прядей 8 в трубы 7 надопорных бетонных сегментов 9 с одной стороны пролетного строения 1, далее в трубы 7 бетонных сегментов 4, а после этого в трубы 7 следующих надопорных бетонных сегментов 9 и в такой последовательности до конца пролетного строения 1, затем после протягивания пучков прядей 8 от начала и до конца пролетного строения 1 их закрепляют с одной стороны пролетного строения 1 на надопорных бетонных сегментах 9 анкерными элементами 12, далее с противоположной стороны пролетного строения 1 натягивают пучки прядей 8 с помощью домкратов 13 и закрепляют на последних бетонных надопорных сегментах 9 анкерными элементами 12.