CC BY
95
риалов и конструкций в пределах высот 35 -50 м не обнаружено.
8. Вместо пригруженных фундаментов может быть эффективным применение винтовых свай в качестве анкерных фундаментов башен (1 - 2 сваи в фундаменте без бетонных ростверков).
Библиографический список
1. Металлические конструкции. В 3 т. Т.3. Стальные сооружения, конструкции из алюминиевых сплавов. Реконструкция, обследование, усиление и испытание конструкций зданий и сооружений. (Справочник проектировщика) / Под общ. Редакцией В. В.Кузнецова (ЦНИИпроектстальконструкция им. Н. П.Мельникова) - М.: изд-во АСВ, 1999. - 528 с.
2. Шестаков В. Н., Тюменцева О. В. Инженерно-геологические и гидрогеологические особенности г. Омска по условиям фундаментостроения // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. - 2006. - Вып. 4. - С. 143 -148.
APPLICATION OF MODEL OF COMPONENT
BAR FOR THE CALCULATION OF FLAG FROM THE GLUED BOARDS
Y. V. Krasnoshekov
The calculation chart of flag from glued boards is presented as a component bar with absolutely hard transversal and resilient - pliable connections of change, which gasket elements are. The method of calculation of beam flag from a tree from wood, made from 3 - 7 layers of boards, is offered, taking into account symmetry in relation to a longitudinal ax. It is set calculations, that it is possible pliability of connections not to take into account in most cases.
Краснощёков Юрий Васильевич - доктор технических наук, профессор кафедры строительных конструкций СибАДИ. Основные направления научных исследований - взаимодействие элементов железобетонных конструкций. надёжность конструктивных систем.Количество публикаций - 120.e-mail: [email protected].
УДК 691. 328. 43
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ФИБРОНАБРЫЗГБЕТОНА В МОСТО - И ТОННЕЛЕСТРОЕНИИ
В. Е. Русанов
Аннотация. В статье описывается опыт ремонта мостов, строительства и ремонта транспортных тоннелей с использованием технологии набрызгбетониро-вания и применения фибробетона на основе макросинтетической фибры в качестве конструкционного материала.
Ключевые слова: фибробетон, фибронабрызгбетон, фибра, ФБ, ФНБ, мост, тоннель, эксплуатация, ремонт.
Основателем технологии набрызгбетони-рования принято считать американского изобретателя Карла Итена Эйкели (Carl Ethan Akeley), который разработал устройство для нанесения штукатурки (цементного раствора), поступающей под давлением сжатого воздуха в виде сухой смеси по материальному шлангу до сопла (nozzle), где сухая смесь смешивается с водой, подаваемой по другому шлангу. Впервые эта технология была применена в 1907 году при ремонте фасада Музея в Чикаго (Field Museum of Chicago), где работал Эйкели [1].
С тех пор технология набрызгбетонирова-ния в строительстве развивалась и продолжает развиваться уже более 100 лет. Расши-
рились также и области ее применения. Набрызгбетон показал свою эффективность при строительстве, реконструкции и ремонте: гражданских и промышленных зданий и сооружений, берегоукрепительных и других морских сооружений, гидротехнических сооружений, горных выработок промышленного назначения, транспортных тоннелей, мостов и др. [2-5].
Ремонт мостов с использованием набрызгбетона является относительно молодой областью применения технологии. Тем не менее, благодаря своей эффективности, она пользуется большим спросом.
Основные преимущества набрызгбетони-рования при ремонте мостов: возможность
быстрого ремонта; технология предусматривает минимум оборудования и обслуживающего персонала; не требуются опалубочные работы. При применении в составе смеси набрызгбетона стальной или макро-синтетической фибры получаемый материал -фибронабрызгбетон способен выполнять несущую функцию и обладает повышенной долговечностью.
Данная технология применялась при ремонте мостов в США, Канаде, Европе, Японии и других странах, например: арочного моста в г. Дипо Бэй (Depoe Bay), Орегон, США; мост Министерства транспорта в Квебеке, Канада; мост Броклей Гроув (Brockley Grove) в Лондоне, Великобритания [2, 6].
Как пример, интересен ремонт моста Броклей Гроув в Лондоне, для которого применялся фибронабрызгбетон на основе мак-ро-синтетической фибры ВагСЫр [6].
В результате аварии трубопровода, закрепленного на пролетном строении, возникла течь воды, которая разрушила защитный слой железобетонных плит пролетного строения, обнажив арматуру. Под мостом проходит действующая железнодорожная линия. Мост потребовал срочного ремонта без закрытия движения поездов.
Работы по ремонту были выполнены всего за два дня (Рис.1, 2.).
Рис. 1. Установка для «сухого» набрызгбетонирования (фото слева);процесс нанесения фибронабрызгбетона на поврежденную часть пролетного строения (фото справа)
Рис. 2. Восстановленные и дефектные участки пролетного строения
В первую очередь, нижняя поверхность железобетонных плит пролетного строения была очищена от дефектного бетона и были проведены работы по подготовке поверхности для нанесения фибронабрызгбетона.
Для обеспечения наибольшей скорости ремонта было принято решение об использо-
вании технологии «сухого» набрызга с применением ускорителей твердения.
Основными требованиями проектировщиков к материалу были следующие: быстрое схватывание и твердение, высокая прочность в раннем возрасте, надежная адгезия, возможность нанесения при любых погодных
условиях, минимально возможная усадка, устойчивость к хлоридной коррозии, низкий процент отскока при производстве работ.
Компания-поставщик бетона (Natural Cement Distribution, LTD) разработала состав фибронабрызгбетона для «сухого» набрызга, отвечающий требованиям проектировщиков.
В смеси использовалась макро-синтетическая фибра BarChip Shogun длиной 48 мм, которая обеспечила повышенную прочность нанесенных слоев, снижение эффекта усадки, позволила уменьшить отскок при производстве работ.
Применив технологию набрызгбетониро-вания, удалось в короткие сроки выполнить ремонт плитных пролетных строений моста с учетом всех требований проектной организации, что несомненно свидетельствует об эффективности такого способа ремонта.
Несмотря на эффективность набрызга, следует отметить, что такой способ в основном используется для ремонта дефектных поверхностей несущих и конструктивных элементов, восстановления защитных слоев.
Наибольшее распространение фиброна-брызгбетон получил при креплении выработок горнорудной промышленности и при строительстве тоннелей.
В тоннелестроительной отрасли фиброна-брызгбетон используется почти 40 лет. Впервые набрызгбетон армированный фиброй применили при строительстве гидротехнического тоннеля (штольни) водохранилища Рай-ри в штате Айдахо, США, в 1973 г [7]. В настоящее время, фибронабрызгбетон применяется при строительстве и ремонте тоннелей для создания временных крепей, стабилизации лба забоя, возведения постоянной обделки тоннеля, восстановления и усиления существующей обделки.
В качестве примеров можно привести следующие проекты: ремонт знаменитого тоннеля под Темзой в Лондоне, построенного Марком Брюнелем в 1843 году; строительство Трансальпийского тоннеля (AlpTransit Gotthard Project) в Швейцарии; строительство Лаэр-дальского автодорожного тоннеля в Норвегии и другие [8].
Например, при строительстве автодорожного тоннеля Халсной (Halsnoy) в западной части Норвегии, постоянная обделка была выполнена из фибронабрызгбетона [9]. В 2005 году был заключен контракт на строительство тоннеля. Подводный тоннель имеет общую протяженность 6300 м. Максимальная глубина расположения 135 м ниже уровня моря. Про-
ходка осуществлялась буровзрывным способом с раскрытием сечения порядка 90 м2.
Для набрызга применялся фибробетон на основе макро-синтетической фибры BarChip, что было обусловлено требованием по коррозионной стойкости материала обделки, сооруженной под фьордом в условиях контакта с морской водой.
Многолетний опыт применения технологии набрызгбетонирования с использованием дисперсного армирования бетона фиброй показал ее эффективность при строительстве и ремонт объектов транспортного строительства - мостов и тоннелей.
Большой практический опыт накоплен зарубежными специалистами. В нашей стране применение фибробетона, к сожалению, сдерживается отсутствием соответствующих нормативных документов. В этом направлении в настоящее время проводятся работы по разработке нормативных документов. В частности, под эгидой Национального объединения строителей России «НОСТРОЙ», филиал ОАО «ЦНИИС» НИЦ «Тоннели и метрополитены» в соавторстве с ФГБОУ ВПО «СибАДИ» и другими организациями и научными институтами, разрабатывает «Стандарт организации НОСТРОЙ» («СТО НОСТРОЙ»), регламентирующий применение фибробетонов в тоннельных конструкциях. Выпуск документа намечен на конец 2013 года. Документ несомненно будет способствовать «популяризации» фибронабрызгбетона и фибробетона в транспортном строительстве на территории Российской Федерации.
Библиографический список
1. Teichert P. Carl Akeley - A Tribute to the Founder of Shotcrete // Shotcrete, 2002, p. 10-12.
2. Morgan D. R. Advances in Shotcrete Technology for Infrastructure Rehabilitation // Shotcrete, 2006, p.18-27.
3. Русанов В. Е. Опыт проектирования сборных обделок из сталефибробетона // Транспортное тоннелестроение. Современный опыт и перспективные разработки. Сборник научных трудов, выпуск № 248 под ред. В.Е. Меркина - М.: ОАО ЦНИИС, 2008, 232 с. С.42-83.
4. Русанов В. Е. Современный опыт и условия эффективного использования СФБ в тоннельных обделках // Материалы 63-й научнотехнической конференции ГОУ "СибАДИ". - Омск: СибАДИ, 2009. Кн. 1 - 428 с. С.304-308.
5. Русанов В. Е. Проектирование тоннельных конструкций из фибробетона (современные подходы). // Труды международной научно-технической конференции «Основные направления развития инновационных технологий при строительстве тон-
нелей и освоении подземного пространства крупных мегаполисов». - М.: «ТИМР», 2010. - С.89-92.
6. Elasto Plastic Concrete Project Data Sheet. Brockley Grove Bridge, Lewisham, London.
7. ACI 506.1R-08. Guide to Fiber-Reinforced Shotcrete. ACI Committee 506.
8. Vandewalle M. Tunnelling is an Art.
9. Ридаут Э. Использование макро-
синтетической фибры BarChip при строительстве тоннелей. // Труды международной научнотехнической конференции «Основные направления развития инновационных технологий при строительстве тоннелей и освоении подземного пространства крупных мегаполисов». - М.: «ТИМР», 2010. - С.120-107.
EFFECIENCY OF FIBRE REINFORCED SHOTCRETE IN BRIDGES AND TUNNELS APPLICATION
Vladimir Rusanov
Article shows experience of bridge rehabilitation and tunnels construction and reparation using macro-synthetic fibre reinforced shotcrete technology.
Русанов Владимир Евгеньевич - кандидат технических наук, доцент, и.о. зав. кафедрой «Мосты» ФГБОУ ВПО «СибАДИ». Основные направления научной деятельности - исследование работы сборных тоннельных обделок из фиб-робетонов, совершенствование конструктивных форм тоннельных обделок из фибробетонов, совершенствование методики расчета подземных сооружений с применением фибробетонов. Общее количество опубликованных работ: -14. e-mail: vlrusanov@mail. ru.
УДК 625.7
ДИНАМИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СЛОЕВ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД КОНСТРУКЦИЙ, ИЗГИБАЕМЫХ КОЛЕБАТЕЛЬНЫМ ВОЛНОВЫМ ПОЛЕМ
А. В. Смирнов, Е. В. Андреева
Аннотация. Рассмотрены напряжения сжатия и растяжения, возникающие на поверхности упругого полупространства или в плите покрытия автомагистралей при волнообразном их деформировании подвижными нагрузками.
Ключевые слова: упругое полупространство, плиты покрытия, напряжения.
Введение
На примере упругого полупространства, представляющего собой однородную упругую среду показано, что при кратковременном воздействии на него вертикальной нагрузки под ней и вокруг нее формируется волновое поле. Оно выражается на поверхности в вертикальных колебаниях. Непосредственно под площадкой передачи нагрузки - это вынужденные, а за ее пределами - свободные (собственные) затухающие гармонично колебания. Для описания волновых процессов классическим считается применение функций Бесселя.
Впервые эти функции были применены Синг С. К. и Куо Т. Т. для описания поведения поверхности упругого полупространства, загруженного сверху подвижной вертикальной и горизонтальной нагрузкой [2].
В слоистых средах, составленных из системы слоев с различными физическими свойствами, на их поверхности при воздей-
ствии удара или подвижной кратковременной нагрузки возникают дисгармоничные колебания. Эти колебания приводят к возникновению в слоях на гребнях и впадинах волн напряжений растяжения и сжатия при изгибе, непериодичных в случае наложения волн. Эти напряжения при многократном возникновении порождают усталость материала слоя, снижая его выносливость. Поэтому напряжениям от растяжения при изгибе в слое непосредственно под нагрузкой должны добавляться новые напряжения, убывающие с течением времени в соответствии с закономерностями их затухания.
Основная часть
Расчетная схема представлена на рис. 1., а формулы (1), (2) показывают алгоритм расчета радиусов пространственной кривизны гребней и впадин волн, напряжения в них, а также напряжений, эквивалентных волновому процессу.
