Устройство для усиления железобетонных балок
Устройство используется для усиления и ремонта железобетонных балок искусственных сооружений, при их реконструкции и ремонте. Устройство выполнено в виде наклонных хомутов (2), из углеродного волокна, пропитанного полимерным связующим (4), наклеенных под острым углом к продольной оси балки и фиксирующих наклеенный на нижний пояс балки (3) композиционный материал усиления (1) в виде корытообразного профиля. Хомуты эффективно включаются в работу как элементы внешнего дополнительного армирования, что значительно (до 20-25%) увеличивает несущую способность железобетонной балки. 3 ил.
Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям, применяемым для усиления работающих под нагрузкой балок, и может быть использовано для усиления и ремонта железобетонных балок искусственных сооружений.
Известно устройство для усиления железобетонных балок и плит (патент РФ 
53693, МПК E04G 23/02), образованное подкладными металлическими уголками и вертикальными хомутами, а также корытообразным металлическим профилем, заполненным бетонной или другой твердеющей смесью и с присоединенной к его внутренней поверхности арматурой.
Недостатком данного устройства является малая эффективность конструкции усиления при большой трудоемкости и длительности работ по установке подкладных уголков и стяжных хомутов, а также заполнению бетоном и дополнительной арматурой корытообразного профиля.
Техническая задача - повышение эффективности совместной работы усиливаемой железобетонной балки и композиционного материала усиления.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для усиления железобетонных балок, образованном корытообразным профилем, закрепленным стяжными хомутами, корытообразный профиль и хомуты выполнены из нескольких слоев углеродного волокна, пропитанного полимерным связующим, при этом хомуты установлены под острым углом к продольной оси балки.
На приведенном чертеже на фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вид А, на фиг. 3 - вид Б.
Устройство для усиления железобетонных балок, образованное корытообразным профилем 1, прикрепленным стяжными хомутами 2 к балке 3, корытообразный профиль и хомуты выполнены из нескольких слоев углеродного волокна, пропитанного полимерным связующим 4, при этом хомуты подсоединены к балке под острым углом к ее продольной оси.
Монтаж устройства осуществляется следующим образом.
На подготовленную и размеченную поверхность нижней грани балки 3 производят наклеивание корытообразного профиля 1. После этого выполняют наклейку хомутов 2, на подготовленную поверхность боковой грани балки. После укладки углеродное волокно прокатывается валиком до полного его погружения в слой полимерного связующего 4. После выдержки полимерного связующего в течение определенного времени снимаются ограничения на движение по мосту, установленные на время производства ремонтных работ.
Закрепленный таким образом композиционный материал усиления эффективно включаются в работу как элемент внешнего дополнительного армирования, что значительно (до 20-25%) увеличивает эффективность его совместной работы с железобетонной балкой. Обеспечивается совместная работа элементов усиления и балки. Эффективность предлагаемого устройства подтверждается проведенными лабораторными исследованиями, результаты которых приведены в таблице 1.
| Таблица 1. | ||||
| Результаты лабораторных исследований | ||||
| п/п | Схема усиления балок | Номер балки | Несущая способность, тс | Среднее значение несущей способности, тс |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | Нет усиления | 1 | 7,85 | 8,13 |
| 2 | 8,38 | |||
| 3 | 8,16 | |||
| 2 | Усиление наклейкой полосы холста на нижнюю грань балки | 1 | 15,80 | 15,32 |
| 2 | 13,50 | |||
| 3 | 16,70 | |||
| 3 | Усиление наклейкой полосы холста на нижнюю грань балки и хомутов шириной 50 мм под углом 10 градусов к продольной оси балки | 1 | 20,40 | 18,97 |
| 2 | 17,30 | |||
| 3 | 19,20 | |||
| 4 | Усиление наклейкой полосы холста на нижнюю грань балки и хомутов шириной 70 мм под углом 15 градусов к продольной оси балки | 1 | 19,70 | 18,67 |
| 2 | 17,80 | |||
| 3 | 18,50 | |||
| 5 | Усиление металлическим корытообразным профилем и дополнительной арматурой (прототип) | 1 | 15,20 | 15,23 |
| 2 | 15,00 | |||
| 3 | 15,50 | |||
Как видно из таблицы несущая способность балки в сравнении с прототипом увеличилась в среднем на 23%.
Железобетонную балку вместе с элементами усиления после проведения монтажных работ по вышеуказанной схеме, при определении несущей способности, следует рассматривать как единую систему с совместной работой всех элементов, что повышает надежность и несущую способность конструкции в целом.
Предлагаемое устройство в сравнении с прототипом позволяет производить ремонт и усиление железобетонных балок пролетных строений без мокрых бетонных работ, без сварочных работ, что приводит к сокращению времени производства работ и, следовательно, к минимизации или полному отсутствию перерывов в движении поездов.
Устройство для усиления железобетонных балок, образованное корытообразным профилем, прикрепленным стяжными хомутами к балке, отличающееся тем, что корытообразный профиль и хомуты выполнены из нескольких слоев углеродного волокна, пропитанного полимерным связующим, при этом хомуты подсоединены к балке под острым углом к ее продольной оси.
