СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ РЕКОНСТРУКЦИИ МОСТОВОГО СООРУЖЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК E01D22/00 

Предлагаемое изобретение относится к области мостостроения, а именно к комплексной реконструкции мостового сооружения, охватывающей сочетание продольного и поперечного усиления.

Предлагаемое решение направлено на создание способа, решающего проблему мостовых сооружений, построенных по типовым проектам середины 20 и начала 21в.

Подобные конструкции, часто страдают от нехватки финансирования, а малые мостовые сооружения иногда и от отсутствия эксплуатации. Поэтому состояние этих мостов вызывает серьезные опасения, особенно изношены конструкции деформационных швов, опорных частей, подферменников и в целом весь продольный узел, который подвергается действию осадков, насыщенных солью.

Кроме того, на современном этапе развития транспортных средств, а именно увеличения массы грузовиков и автобусов, нагрузка, как вертикальная, так и горизонтальная, которой подвергается мостовое сооружение, превышает допустимую проектную, и если даже вертикальная частично делится и позволяет проезд (по осям), то горизонтальная составляющая превышает по своему весу массу этого пролета и особенно при тормозных усилиях сдвигает пролет, в результате чего происходит сход балок в продольном направлении с опорных частей и с подферменников, вследствие чего мостовое сооружение становится аварийным и часто опасно для эксплуатации.

Способы, предлагаемые современными мостостроителями часто направлены на решение либо продольного, либо поперечного усиления, однако часто этого недостаточно для решения проблемы.

Наиболее близким к предлагаемому решению является патент РФ на изобретение № 2804484 «СПОСОБ ШПРЕНГЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ».

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.

Раскрытие изобретения

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

На Фиг. 1 - изображен вид шарнирного объединения по плите.

На Фиг. 2 - изображен фрагмент шарнирного объединения.

На Фиг. 3 - изображен вид пролетного строения в сечении со сформированными бетонными сегментами для шпренгельной системы.

На Фиг. 4 - изображен общий вид реконструируемого мостового сооружения.

Задачей предлагаемого решения является создание комплексного способа ремонта мостового сооружения, способного: снизить горизонтальную нагрузку на пролетное строение, особенно в момент торможения, когда возможен сход балок с опорных частей и подферменников; улучшить физико-механические и геометрические характеристики пролетного строения; обеспечить возможность отказа от деформационных швов, а также обеспечить возможность отказа от русловых опор.

Техническим результатом предлагаемого решения является:

• Попарное объединение балок пролетного строения в поперечном направлении.

• Объединение балок в непрерывную цепь в продольном направлении.

• Усиление пролетного строения в надопорных участках.

• Преобразование пролетного строения в рамную систему.

• Исключение температурного перемещения.

• Увеличение трещиностойкости плиты.

Технический результат достигнут за счет того, что способ комплексной реконструкции мостового сооружения 1, включает шпренгельную систему 2 продольного усиления и дополнительно шарнирное объединение по плите 11, которые совместно обеспечивают работу по горизонтали по полной длине всего пролетного строения 5 и по вертикали в полном сечении. При этом шпренгельная система 2 заключается в том, что предварительно, формируют бетонные сегменты с трубами в нижней части 6 в межбалочном пространстве 7, а также бетонные сегменты с трубами верхней части 8 в надопорных зонах 9. После этого с одной стороны пролетного строения 5 пропускают пучки прядей 3 в трубы бетонных сегментов 8 в надопорных зонах 9, затем в трубы бетонных сегментов 6 в межбалочном пространстве 7, далее в трубы бетонных сегментов 8 следующих надопорных зон 9 и в такой последовательности до конца пролетного строения 5. Затем закрепляют пучки прядей 3 с одной стороны пролетного строения 5 анкерными элементами 10, а с противоположной стороны пролетного строения 5 натягивают пучки прядей 3 и закрепляют их анкерными элементами10. Шарнирное объединение по плите 11, в свою очередь, заключается в том, что объединяют балки 4 попарно вдоль моста в непрерывную цепь, получая неразрезное пролетное строение 12 с усилением в надопорных зонах. Для этого объединяют балки 4 в уровне плиты, получая таким образом температурно-неразрезное пролетное строение, образуя рамную систему. Балки 4 объединяют следующим образом: в надопорных зонах 9, над межбалочным пространством 7 устанавливают опалубку 15, затем устанавливают металлический арматурный каркас в виде сетки 13. После чего опалубку с арматурным каркасом 13 бетонируют фибробетоном. В заключении всю конструкцию закрепляют в теле балок 4 арматурными анкерами 14, образуя тем самым шарнирную систему.

Для реализации шарнирного объединения используют арматурную сетку, анкера из арматуры для крепления сетки и фибробетон.

Арматурная сетка прямоугольной конструкции, соединенной посредством контактной сварки, эффективно применяется для усиления и армирования бетонных, монолитных, железобетонных сооружений и поверхностей.

Анкеры из арматуры - как элементы крепления арматурной сетки, используются в строительстве для укрепления стен, перекрытий, фундаментов и других конструкций. Одним из главных преимуществ анкеров из арматуры является их прочность и долговечность. Они способны выдерживать большие нагрузки и не подвержены коррозии.

Фибробетон - это разновидность бетона, в которой функцию армирования выполняют тонкие волокна. Для изготовления этого материала может использоваться стальная, стеклянная, полимерная, базальтовая или углеродная фибра. Фибробетон работает совместно с арматурной сеткой и отличается высокой прочностью на растяжение и изгиб, улучшенной ударной стойкостью, хорошими показателями водо - и морозостойкости.

Предлагаемый способ охватывает практически все типовые проекты усиления пролетных строений, и в тоже время может быть применен по стадиям, с учетом разграничения по типу и состоянию мостового сооружения и необходимости капитального ремонта и реконструкции.

Предлагаемая система реконструкции подразумевает не только объединение балок попарно, но и объединение балок вдоль моста, как в непрерывную цепь в виде неразрезного пролетного строения с усилием в надопорных участках, так и объединением в температурно-неразрезное пролетное строение по плите, кроме того возможно превращение в рамную систему, при этом необходимость в русловых опорах может исчезнуть, и тогда при малых пролетах, например 3х11,36 м, получают целый пролет в 34 метра, что облегчит последующую эксплуатацию, с отсутствием русловых старых массивных опор.

В предлагаемом способе комплексной реконструкции мостового сооружения шарнирное объединение по плите включается в совместную работу по температурному перемещению и независимо от этого включается в работу шпренгельная система продольного усиления.

Этот способ объединяет в себе как шпренгельную систему усиления, так и два типа температурной неразрезности: первая - это строго по плите пролетного строения, а вторая - по тягам, которые располагаются вдоль нейтральной оси, и тоже служат, своего рода, шарнирным звеном, передающим температурное перемещение по длине балок. Включение шпренгельной системы с использованием относительно гибкого пучка прядей равномерно распределяет усилие от проходящей нагрузки, в результате чего на шарнирную часть плиты из фибробетона переходит только часть напряжений. В этом случае пролетное строение включается в совместную работу и по вертикали в полном сечении, и по горизонтали по полной длине всего пролета моста.

Попарное объединение балок пролетного строения в поперечном направлении достигают за счет шарнирного объединения балок металлическим арматурным каркасом в виде сетки с последующим бетонированием.

Объединение балок в непрерывную цепь в продольном направлении достигают за счет применения шпренгельной системы с продольным объединением балок посредством протягивания пучков канатов вдоль всего пролетного строения.

Усиление пролетного строения в надопорных участках достигают за счет формирования бетонных сегментов в надопорной зоне (шпренгельная система) и объединения балок в надопорной зоне посредством установки арматурного каркаса (шарнирное объединение).

Преобразование пролетного строения в рамную систему достигают за счет применения шарнирного объединения по плите.

Исключение температурного перемещения и увеличение трещиностойкости достигают за счет применения шарнирного объединения по плите (типа монобруса), объединяя балки в поперечном направлении металлическим арматурным каркасом с последующим бетонированием фибробетоном, который при высокой прочности на растяжение обладает пластичностью и оказывает сопротивление температурным воздействиям.

Промышленная применимость

Все вышесказанное говорит о выполнении поставленной задачи и достижении технического результата, а также о промышленной применимости предлагаемого способа.

Перечень позиций:

1. мостовое сооружение,

2. шпренгельная система,

3. пучки прядей,

4. балка,

5. пролетное строение,

6. бетонные сегменты с трубами в нижней части,

7. межбалочное пространство,

8. бетонные сегменты с трубами верхней части,

9. надопорные зоны,

10. анкерный элемент,

11. шарнирное объединение по плите,

12. неразрезное пролетное строение,

13.металлический арматурный каркас в виде сетки,

14. арматурный анкер,

15. опалубка.

Изобретение относится к области мостостроения, а именно к реконструкции мостового сооружения, охватывающей сочетание продольного и поперечного усиления. Технический результат – повышение долговечности мостового сооружения. Способ комплексной реконструкции мостового сооружения 1, включает шпренгельную систему 2 продольного усиления и дополнительно шарнирное объединение по плите 11, которые совместно обеспечивают работу по горизонтали по полной длине всего пролетного строения 5 и по вертикали в полном сечении. Предварительно формируют бетонные сегменты с трубами в нижней части 6 в межбалочном пространстве 7, бетонные сегменты с трубами в верхней части 8 в надопорных зонах 9. После этого с одной стороны пролетного строения 5 пропускают пучки прядей 3 в трубы бетонных сегментов 8 в надопорных зонах 9, затем в трубы бетонных сегментов 6 в межбалочном пространстве 7, далее в трубы бетонных сегментов 8 следующих надопорных зон 9 и в такой последовательности до конца пролетного строения 5. Затем закрепляют пучки прядей 3 с одной стороны пролетного строения 5 анкерными элементами 10, а с противоположной стороны пролетного строения 5 натягивают пучки прядей 3 и закрепляют их анкерными элементами 10. Осуществляют шарнирное объединение балок 4 попарно вдоль мостового сооружения в уровне плиты пролетного строения. В надопорных зонах 9 над межбалочным пространством 7 устанавливают опалубку 15, затем устанавливают металлический арматурный каркас в виде сетки 13. После чего опалубку с арматурным каркасом 13 бетонируют фибробетоном и закрепляют к балкам анкерами 14. 4 ил.

Способ реконструкции мостового сооружения, включающий усиление пролетного строения посредством шпренгельной системы продольного усиления, при котором предварительно формируют бетонные сегменты с трубами в нижней части в межбалочном пространстве, а также бетонные сегменты с трубами в верхней части в надопорных зонах, после этого с одной стороны пролетного строения пропускают пучки прядей в трубы бетонных сегментов в надопорных зонах, затем в трубы бетонных сегментов в межбалочном пространстве, далее в трубы бетонных сегментов следующих надопорных зон и в такой последовательности до конца пролетного строения, затем закрепляют пучки прядей с одной стороны пролетного строения анкерными элементами, а с противоположной стороны пролетного строения натягивают пучки прядей и закрепляют их анкерными элементами, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют шарнирное объединение балок попарно вдоль мостового сооружения в уровне плиты пролетного строения, для чего над межбалочным пространством устанавливают опалубку, затем металлический арматурный каркас в виде сетки, после чего опалубку с арматурным каркасом бетонируют фибробетоном и закрепляют к балкам арматурными анкерами.