Научная статья на тему 'МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ВЫДЕРЖИВАНИИ БЕТОНА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УКРЫТИЯХ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ МЕТОДОМ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ПРОДОЛЬНОЙ НАДВИЖКИ КОРОБЧАТЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ ЭСТАКАД'

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ВЫДЕРЖИВАНИИ БЕТОНА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УКРЫТИЯХ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ МЕТОДОМ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ПРОДОЛЬНОЙ НАДВИЖКИ КОРОБЧАТЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ ЭСТАКАД Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
0
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БЕТОН / ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЕ / ТЕПЛОВАЯ ЭНЕРГИЯ / МОСТ / ЭСТАКАДА / ЭКЗОТЕРМИЯ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Пуляев И.С., Пуляев C.М.

Возведение эстакад транспортных объектов осуществляется, как правило, в условиях круглогодичного строительства, что требует устройства технологических укрытий (тепляков) для выдерживания бетона пролетных строений в холодный период года, обеспечения благоприятного температурного режима твердения бетона для набора требуемой прочности и предупреждения массового появления температурных трещин как на стадии разогрева бетона от экзотермии цемента, так и при остывании возведенных конструкций. При эксплуатации тепляков возникают дополнительные затраты на выработку тепловой энергии, которые необходимо уметь правильно учесть. В связи с этим в настоящей статье представлена методика расчета тепляков и приведены результаты расчетов расхода тепловой энергии для конструктивных элементов пролетных строений, которые могут быть использованы как при определении количества тепловых генераторов или электротепловентиляторов, так и при определении дополнительных затрат при производстве работ в зимних условиях. Данные, обосновывающие продолжительность прогрева бетона в тепляках в зимнее время, в том числе перед укладкой в конструкцию бетонной смеси в соответствии с требованиями нормативных документов, а также данные, требуемые для определения продолжительности ухода за бетоном, необходимо учитывать при разработке технологических регламентов на производство бетонных работ, где должны быть изложены результаты соответствующих теплофизических расчетов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Пуляев И.С., Пуляев C.М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

METHOD FOR DETERMINING OF THERMAL ENERGY CONSUMPTION WHILE HOLDING CONCRETE IN TECHNICAL SHELTERS WHEN ESTABLISHING BY THE METHOD OF CYCLIC LONGITUDINAL PUSHING OF SPAN STRUCTURES

The erection of overpasses of transport facilities is usually carried out in conditions of year-round construction, which requires the construction of technological shelters for holding the concrete of the span structures in the cold period of the year, ensuring a favorable temperature regime for concrete hardening to gain the required strength and preventing the massive appearance of temperature cracks as at the stage of heating concrete from exotherm cement, and when cooling the erected structures. When operating greenhouses, additional costs arise for the generation of heat energy, which must be properly taken into account. In this regard, this article presents a method for calculating greenhouses and presents the results of calculating the consumption of thermal energy for structural elements of span structures, which can be used both when determining the number of heat generators or electric heaters, and when determining additional costs when performing work in winter conditions. Data justifying the duration of concrete heating in greenhouses in the winter period, including before placing the concrete mixture in the structure in accordance with the requirements of regulatory documents, as well as the data required to determine the duration of concrete care must be taken into account when developing technological regulations for production concrete work, where the results of the corresponding thermophysical calculations should be presented.

Текст научной работы на тему «МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ВЫДЕРЖИВАНИИ БЕТОНА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УКРЫТИЯХ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ МЕТОДОМ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ПРОДОЛЬНОЙ НАДВИЖКИ КОРОБЧАТЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ ЭСТАКАД»

05.23.05 - СТРОИТЕЛЬНЫЕ МА ТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ (ТЕХНИЧЕСКИЕ НА УКИ)

И.С. Пуляев, канд. техн. наук, доц., e-mail: ivanes50@mail.ru ООО «Центральная лаборатория инженерной теплофизики» C-М. Пуляев, канд. техн. наук, доц., e-mail: pivan1985@yandex.ru Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

г. Москва

УДК 693.54

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ВЫДЕРЖИВАНИИ БЕТОНА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УКРЫТИЯХ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ МЕТОДОМ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ПРОДОЛЬНОЙ НАДВИЖКИ КОРОБЧАТЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ ЭСТАКАД

Возведение эстакад транспортных объектов осуществляется, как правило, в условиях круглогодичного строительства, что требует устройства технологических укрытий (тепляков) для выдерживания бетона пролетных строений в холодный период года, обеспечения благоприятного температурного режима твердения бетона для набора требуемой прочности и предупреждения массового появления температурных трещин как на стадии разогрева бетона от экзотермии цемента, так и при остывании возведенных конструкций. При эксплуатации тепляков возникают дополнительные затраты на выработку тепловой энергии, которые необходимо уметь правильно учесть. В связи с этим в настоящей статье представлена методика расчета тепляков и приведены результаты расчетов расхода тепловой энергии для конструктивных элементов пролетных строений, которые могут быть использованы как при определении количества тепловых генераторов или электротепловен-тиляторов, так и при определении дополнительных затрат при производстве работ в зимних условиях. Данные, обосновывающие продолжительность прогрева бетона в тепляках в зимнее время, в том числе перед укладкой в конструкцию бетонной смеси в соответствии с требованиями нормативных документов, а также данные, требуемые для определения продолжительности ухода за бетоном, необходимо учитывать при разработке технологических регламентов на производство бетонных работ, где должны быть изложены результаты соответствующих теплофизических расчетов.

Ключевые слова: бетон, тепловыделение, тепловая энергия, мост, эстакада, экзотермия.

I.S. Pulyaev, Cand. Sc. Engeneering, Assoc. Prof.

S.M. Pulyaev, Cand. Sc. Engeneering, Assoc. Prof.

METHOD FOR DETERMINING OF THERMAL ENERGY CONSUMPTION WHILE

HOLDING CONCRETE IN TECHNICAL SHELTERS WHEN ESTABLISHING BY THE METHOD OF CYCLIC LONGITUDINAL PUSHING OF SPAN STRUCTURES

The erection of overpasses of transport facilities is usually carried out in conditions of year-round construction, which requires the construction of technological shelters for holding the concrete of the span structures in the cold period of the year, ensuring a favorable temperature regime for concrete hardening to gain the required strength and preventing the massive appearance of temperature cracks as at the stage of heating concrete from exotherm cement, and when cooling the erected structures. When operating greenhouses, additional costs arise for the generation of heat energy, which must be properly taken into account. In this regard, this article presents a methodfor calculating greenhouses and presents the results of calculating the consumption of thermal energy for structural elements of span structures, which can be used both when determining the number of heat generators or electric heaters, and when determining additional costs when performing work in winter conditions. Data justifying the duration of concrete heating in greenhouses in the winter period, including before placing the concrete mixture in the structure in accordance with the requirements of regulatory documents, as well as the data required to determine the duration of concrete care must be taken into

account when developing technological regulations for production concrete work, where the results of the corresponding thermophysical calculations should be presented.

Key words: concrete, heat dissipation, thermal energy, bridge, overpass, exotherm.

Введение

В последние годы в России возводится большое количество транспортных объектов различного назначения, среди которых широко распространены эстакады из коробчатых пролетных строений. Как правило, все конструктивные элементы пролетного строения подобного типа возводятся из бетонов класса В45 и выше. По ширине эстакады возводятся с использованием технологии циклической продольной надвижки. Для соблюдения требований СП 46.13330.2012 «Мосты и трубы» и СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» основание из бетона или из грунта перед укладкой бетонной смеси требуется отогревать до температуры не ниже плюс 5 °С, для чего необходимы затраты тепловой энергии. Кроме того, перед укладкой бетонной смеси арматуру, закладные детали, опалубку необходимо отогреть до температуры не ниже плюс 5 °С. Также тепловая энергия расходуется во время выдерживания бетона при температуре наружного воздуха ниже плюс 5 °С и во время производства работ по укладке бетона. Для обеспечения благоприятных условий выдерживания бетона при изготовлении блоков и их надвижки применяется специальное технологическое укрытие, называемое тепляком. Была осуществлена попытка учесть все виды затрат тепла, при этом особое внимание было уделено учету затрат тепла при выдерживании твердеющего бетона, к которому предъявляются повышенные требования по морозостойкости, обеспечению набора прочности твердеющим бетоном до замораживания не менее 70 % от R28, и обеспечению требуемых перепадов температур по сечению конструкций, не допускающих появления трещин как на стадии возведения объекта, так и в период его последующей эксплуатации.

Материалы и методы исследования

Имеющийся опыт производства бетонных работ в зимних условиях показывает, что на практике необходимо уметь определять прогнозируемый расход тепловой энергии с учетом предполагаемого изменения среднесуточных температур наружного воздуха и фактические расходы тепловой энергии с учетом фактического изменения температур наружного воздуха [1]. Прогнозируемые расходы определяют на основании ежесуточных норм средней суточной температуры воздуха для района строительства и используют их при планировании производства зимних работ.

В качестве апробационной модели, для которой определялся расход тепловой энергии при выдерживании бетона в технологических укрытиях при возведении методом циклической продольной надвижки было принято коробчатое пролетное строение эстакады, возводимой в г. Москве, общий вид которого в поперечном разрезе показан на рисунке 1 . Для определения расхода топлива при работе тепловых генераторов важно использовать фактические данные изменения среднесуточных температур, которые устанавливаются на основе замеров на объекте строительства или принимаются по данным Гидрометцентра России или иной гидрометеорологической службы.

Рисунок 1 - Общий вид коробчатого пролетного строения в поперечном разрезе

Известно, что фактические данные могут заметно отличаться от прогнозируемых, что зачастую приводит к ошибкам при расчетах фактических расходов топлива. При проведении работы по содержанию тепляков, определению времени выдерживания бетонируемых изделий в тепляках необходимо знать факторы, влияющие на технологию производства работ в зимних условиях [2, 3]. Например, расход тепловой энергии зависит от температуры воздуха в тепляке [4]. Опыт показывает, что часто в тепляке достаточно иметь минимальную температуру выдерживания бетона, равную плюс 5 °С [3]. Вместе с тем, повышая температуру выдерживания бетона, при необходимости можно сократить сроки изготовления конструкций. Важно уметь правильно назначать допустимые скорости подъема и снижения температуры воздуха в тепляке, величину допустимых перепадов температур воздуха в тепляке и наружной температуры окружающего воздуха при выдаче изделий из тепляка [5, 6]. Такие параметры обычно устанавливаются в технологических регламентах на производство работ. Необходимо знать также этапность работ и продолжительность отдельных этапов тепловой обработки, отдельных этапов технологического процесса, например время сборки арматурных каркасов, время укладки бетона в отдельные элементы конструкций, время передвижки конструкций при использовании метода ЦПН, требуемую прочность бетона, достаточную для натяжения арматуры, прочность бетона, при которой можно прекращать тепловую обработку, исходя из требований по обеспечению высокой морозостойкости бетона и другие этапы [7, 8]. На расход тепловой энергии также может оказывать большое влияние конструкция тепляка.

Изготовление коробчатых блоков, как правило, производится на отдельных постах. На каждом посту предусматриваются различные виды работ. С учетом сложившихся условий производства работ на каждом посту могут потребоваться свои температурные режимы. В связи с этим каждый пост должен быть отделен друг от друга шторами, изготовленными из брезента и прорезиненной ткани, обеспечивающими достаточную герметичность и не допускающими больших сквозняков в случае подачи материалов с улицы и передвижки изделий. При температуре наружного воздуха ниже минус 10 °С для предупреждения трещинообразо-вания от перепадов температур может потребоваться устройство отдельного поста, на котором температура воздуха может находиться в пределах (-5 ... -10) °С.

Расход тепловой энергии в тепляках зависит от характера технологического процесса. При этом выдерживание бетона на каждом посту требует затрат тепловой энергии. В связи с этим важно правильно определить продолжительность каждого этапа технологического процесса, поэтому при выполнении настоящей работы для определения затрат тепловой энергии потребовалось:

• определить потери энергии через ограждения технологического укрытия;

• определить продолжительность каждого этапа технологического процесса;

• определить на основе проведения теплофизических расчетов графики набора прочности твердеющим бетоном;

• определить величину температурных перепадов, позволяющих передвигать конструкцию с одного поста на другой.

При выполнении расчетов по расходу тепла использовались справочные данные о среднесуточных температурах наружного воздуха, рассматривались случаи остывания бетона при среднесуточных температурах от 0 до минус 20 °С. При остывании конструкций было принято, что скорость снижения температуры среды в тепляке не превышает 5 °С в час.

Для выполнения настоящей работы потребовалось выполнение теплофизических расчетов твердеющего бетона. Данные расчетов позволили определить продолжительность отдельных этапов технологического цикла, величину перепадов температур, прочность бетона. Теп-лофизические расчеты твердеющего бетона проводились по многократно апробированной на ПК программе «ZA10», которая позволяет учитывать фактический расход и тепловыделение цемента, всевозможные граничные и начальные условия, реальные теплофизические характеристики материалов [9].

Результаты исследования и их обсуждения

При расчете температурного режима и нарастания прочности твердеющего бетона нижней части коробчатого пролетного строения в опалубке с термическим сопротивлением R = 0,3 м2ч°С/ккал была выбрана расчетная схема, приведенная на рисунке 2. Температура укладываемой бетонной смеси принята равной плюс 10 °С, температура воздуха в тепляке -плюс 10 °С. Графики изменения температуры и набора прочности твердеющего бетона нижней части коробчатого пролетного строения показаны на рисунках 3 и 4.

Рисунок 2 - Расчетная схема нижней части коробчатого пролетного строения

О 48 96 144 192 240 288 336 Время, ч

Рисунок 3 - График изменения температуры твердеющего бетона нижней части коробчатого пролетного строения

О 48 96 144 192 240 288 336 Время, ч

Рисунок 4 - График набора прочности твердеющим бетоном нижней части коробчатого пролетного строения

Анализ графиков показывает, что для соблюдения требуемых условий бетонирования в тепляке достаточно иметь температуру воздуха в пределах 5 ... 10 °С. При такой температуре бетон в возрасте трех суток остывает до приемлемых значений [10] для укладки бетонной смеси верхней плиты коробчатого пролетного строения (40.45 °С) и набирает прочность 55 ... 60 % от Я28. При бетонировании верхней плиты коробчатого пролетного строения бетон в этой части конструкции через трое суток будет иметь прочность в пределах 50 .55 % от R28, что является достаточным для передвижки и осуществления натяжения высокопрочной арматуры. При таких условиях коробчатый блок можно выдвигать в среду с температурой примерно 5.7 °С и выдерживать до значения прочности в пределах 50 .55 % от R28. Это утверждение было обосновано при возведении методом ЦПН коробчатых пролетных строений на кольцевой автодороге вокруг Санкт-Петербурга [11]. Однако для каждого конкретного случая результаты расчетов должны быть апробированы на практике, и с их учетом должны быть даны уточняющие рекомендации по выдерживанию бетона конструкций.

Далее необходимо дать описание определения потерь тепловой энергии в тепляке, которые в общем случае определяются по формуле:

Оп _ Оогр + Оосн + Ог + Ок + Овент + Оинф, где Qогр - потери тепла через стенки и потолок технологического укрытия, ккал/ч; Qосн - потери тепловой энергии через основание технологического укрытия, ккал/ч; Qг - расход тепловой энергии на нагрев грунта основания, ккал/ч; Qк - расход тепловой энергии на нагрев конструкций, машин и т.п., находящихся в технологическом укрытии, ккал/ч; Qвент - потери тепловой энергии, связанные с нагревом воздуха, необходимого для вентиляции, ккал/ч; Qинф -потери тепловой энергии, связанные с утечкой теплого воздуха через неплотности и щели в технологическом укрытии при его инфильтрации, ккал/ч.

При проведении расчетов учитывается, что технологическое укрытие имеет не менее двух самозакрывающихся дверей, а неплотности на контакте ограждений технологического укрытия с грунтом или каким-либо другим основанием ликвидированы. Следует отметить, что не всегда требуется учитывать все статьи теплового баланса технологического укрытия. Чаще всего технологические укрытия рассчитывают для случая, когда они входят в установившийся тепловой режим. Например, можно не определять расход тепловой энергии на нагрев грунта основания и конструкций в технологическом укрытии с проведением специального расчета. Достаточно установить время отогрева оснований и уточнить параметры работы технологического укрытия после укладки бетона, а расход тепловой энергии в технологическом укрытии в период разогрева основания и конструкций принимать таким же, как в период установившегося режима. При этом количество энергии, использованной в период разогрева основания и

конструкции, можно определить по удельному расходу тепловой энергии при установившемся режиме, умноженному на время разогрева основания и конструкций до заданной температуры.

Количество тепла, теряемого через ограждения технологического укрытия, определяется по формуле:

_ ^огр.т.(.^т ^н.в.)

Чогр. _

р

Лобщ.

где Fогр.m. - площадь ограждений технологического укрытия, м2; t тет. - температура воздуха в технологическом укрытии, °С; t н.в.- температура наружного воздуха, °С; Rобщ. - общее термическое сопротивление 1 м2 ограждения технологического укрытия, (м2ч°С)/ккал.

Учитывая, что при возведении многих мостовых конструкций используются высокие тепляки, в которых температура воздуха увеличивается от пола к потолку, необходимо уметь определять среднюю температуру воздуха по высоте технологического укрытия и температуру воздуха у потолка технологического укрытия.Температура воздуха у потолка технологического укрытия определяется по формуле Ритчела:

1лот = 1лиза + 0,1х Ьниза (Ь - 3), где h - высота технологического укрытия, м.

Потери тепла через основание Qосн при укладке бетона на грунт определяются по формуле:

Оосн = Госн-КоснХ (Ьт - 1л.а),

где Fосн - площадь основания; Косн - коэффициент теплопередачи грунта, который рекомендуется принимать равным 0,6 ккал/(м2ч°С) на расстоянии до 2 м от стен, 0,3 ккал/(м2ч°С) - на расстоянии от 2 до 4 м и 0,1 ккал/(м2ч°С) - на расстоянии более 4 м от стен; и.а - температура грунта на границе нулевых амплитуд (Ьн.а = 6,7°С). Теплопотери на нагрев основания из грунта (при необходимости) приближенно можно определить по формуле:

Ог =УгХугХСгХ (Ьг.н.ср - 1г.о.ср),

где Vг - объем отогреваемого грунта основания, который определяется по формуле:

Уг = 0^осн,

где Сг - удельная теплоемкость грунта в естественном состоянии, ккал/кг°С; уг - средняя плотность грунта, кг/м3; tг.н.ср - средняя температура прослойки грунта толщиной 0,3 м после окончания разогрева основания до заданной температуры, °С, которая определяется по формуле:

_ ^г.н.п. + ^г.н.30

^г.н.ср. 2 '

где 4.н.п - температура на поверхности отогретого грунта после окончания его отогрева перед укладкой бетона; 4.н.зо - температура грунта на глубине 30 см от поверхности после окончания отогрева; 4.о.ср - средняя температура прослойки грунта толщиной 0,3 м перед началом отогрева (Хг.о.ср определяется аналогично и.н.ср). При возведении пролетного строения методом ЦПН этот вид теплопотерь можно не определять. Теплопотери, связанные с вентиляцией и инфильтрацией, рекомендуется определять по формуле:

Овент + Оинф = 0,1х (Qогр + Оосн) для времени, когда бетон уложен, и

Овент + Оинф = 0,2х (Оогр + Оосн) для времени, когда бетон укладывается. Изложенные формулы позволяют выполнить теплотехнический расчет тепляков для различных конструкций.

Общий расход тепловой энергии необходимо определять на месте строительной организацией с учетом фактического времени использования тепляка в рабочем состоянии при бетонировании конструкций. При этом минимальную продолжительность цикла возведения конструкций и, как следствие, времени использования тепляка можно вычислить по формуле:

Тэ.т = Тд.т.т + То.о + Ту.б + Тд.б + Та.к.н + Тб.н.к.п + Тв.н.ч.п + Та.к.в + Тб.в.к + Тв.в.ч.к + Тп.б + Тн.а + Ти.к + То.б + Тп.н.с,

где Тд.т.т - время, необходимое для достижения требуемой температуры в тепляке, зависящее от температуры наружного воздуха и термического сопротивления ограждения тепляка, и ориентировочно может определяться по формуле:

^д.т.т д^ ,

где 1т - температура воздуха в технологическом укрытии, °С; и.в - температура наружного воздуха, °С; № - допустимая скорость подъема температуры воздуха в технологическом укрытии, °С/ч, которая не должна превышать при отогреве основания из бетона 5 °С/ч; То.о - продолжительность отогрева оснований на производстве, определяемая по данным замера фактических температур основания, Та.к.н - продолжительность изготовления каркасов нижней части коробчатого пролетного строения; Тб.н.к.п - продолжительность бетонирования нижней части пролетного строения (коробки); Тв.н.ч.п - продолжительность выдерживания бетона нижней части коробки; Та.к.в - продолжительность изготовления арматурных каркасов верхней плиты коробки; Тб.в.к - продолжительность бетонирования верхней плиты коробки;

Тв.в.ч.к - продолжительность выдерживания бетона верхней части коробки; тп.б - продолжительность времени передвижки блока с поста № 1 на пост № 2; Тн.а - продолжительность времени натяжения арматуры; Ти.к - продолжительность времени инъецирования каналов и выдерживания конструкции до набора ей требуемой прочности; То.б - продолжительность времени, требуемого для остывания бетона

до заданной температуры;тп.н.с — продолжительность передвижки блока на новую стоянку. При наличии других обязательных дополнительных элементов технологического процесса их необходимо дополнительно учитывать.

Для расчетов расхода тепловой энергии через стены тепляков нужно знать среднюю температуру стен по высоте тепляка Ър, которая определяется по ниже приведенной формуле:

^р = 0,5 х(1лиза + ^от),

где для минимально допустимых значений по выдерживанию бетона конструкций: ит = иза + 0,1 х ^изах (^от - 3) = 5 + 0,1 х5х (10-3) = 5 + 3,5 =8,5оС.

Тогда средняя температура по высоте тепляка в данном случае будет равна:

Ьр = 0,5 х(5 + 8,5) = 6,75оС.

В таком случае потери тепловой энергии через стены тепляка в течение часа составят: при ^.в = 0°С: Ос = 1600 х (6,75 + 5)х 10 =(1600 х 11,75) х 10 = 188000 ккал/ч = 218,6 кВт; при ^.в = -10°С: Qс = 1600 х (6,75 + 10) х 10 =(1600 х 16,75) х 10 = 268000 ккал/ч = 311,7 кВт; при ^.в = -20°С: Qс = 1600 х (6,75 + 20) х 10 =(1600 х 26,75) х 10 = 428000 ккал/ч = 497,8 кВт.

Потери через перекрытие (потолок) составят: при ^.в = 0°С: О = 1071 х (8,5 + 0) х 10 = (1071 х 8,5)х 10 = 91035 ккал/ч = 105,9 кВт; при ^.в = -10°С: О = 1071 х (8,5 + 10)х 10 = (1071 х 18,5)х 10 = 198135 ккал/ч = 230,4 кВт; при ^.в = -20°С: О = 1071 хх (8,5 + 20) х 10 = (1071 х 28,5)х 10 = 305235 ккал/ч= 355,0 кВт.

Учитывая, что коэффициент теплообмена потолка с окружающей средой в 1,4 раза выше, чем коэффициент теплообмена стен, теплопотери составляют с учетом повышенной теплоотдачи теплопотери через потолок: при ^.в = 0°С:105,9 кВтх 1,4 = 148,3 кВт; при ^.в = -10°С:230,4 кВтх 1,4 = 322,6 кВт; при ^.в = -20°С:355,0 кВтх 1,4 = 497,0 кВт.

Суммарные затраты тепловой энергии с учетом потерь на вентиляцию и через основание представлены в таблице 1. Полученные данные позволяют строить различные графики теп-лопотерь при различных температурах наружного воздуха, а зная выработку тепловой энергии тепловым генератором (а она чаще всего принимается равной 50 кВт или 100 кВт), можно определить количество тепловых генераторов, устанавливаемых при производстве работ в технологическом укрытии (табл. 2).

Таблица 1

Суммарные затраты тепловой энергии при выдерживании бетона в тепляке

Показатель, ^.в°С 0 -10 -20

Затраты тепловой энергии, кВт 366,9 634,3 994.8

Затраты на вентиляцию и инфильтрацию (10%), кВт 36,7 63,4 99,5

Потери через основание (5%), кВт 18,3 31,7 49,7

Суммарные потери с учетом потерь на вентиляцию и через основание, кВт 421,9 729,4 1144,0

Таблица 2 Суммарные затраты тепловой энергии при выдерживании бетона в тепляке

Показатель, ^.в,°С 0 -10 -20

Тепловой генератор мощностью 50 кВт, кол-во, шт. 9 15 24

Тепловой генератор мощностью 100 кВт, кол-во, шт. 5 8 12

Учитывая, что в тепляке необходимо обеспечивать температуру не ниже плюс 5 °С, тепловые генераторы должны быть установлены равномерно по всему тепляку, а место их установки должно определяться с учетом особенностей выхода струи горячего воздуха и всего технологического процесса (подача арматуры, укладка арматуры, натяжение арматуры, проведение надвижки блоков, инъекционные работы) и должно быть отражено в проекте производства работ с учетом обеспечения последующих высоких эксплуатационных свойств возводимых конструкций.

Выводы

Установлены величина и пример расчета тепловой энергии, необходимой для отогрева тепляков при различных температурах окружающей среды в холодный период года, и количество требуемых тепловых генераторов для выработки тепловой энергии. Полученные данные позволяют ориентировочно определить продолжительность интервалов, необходимых для набора бетоном определенной прочности и установить динамику технологического процесса, а также учесть особенности устройства тепляков с учетом наличия различных постов на технологической линии. Показано, что при отрицательных температурах окружающей среды необходимо иметь специальный пост типа остывочного помещения, необходимого для выдачи блоков коробчатого пролетного строения из-под технологического укрытия на открытый воздух. При этом температура воздуха на этом посту должна составлять не менее минус 10 °С. Учитывая технологические особенности процесса изготовления коробчатых блоков, необходимо иметь в виду, что указанная технология позволяет сократить цикл изготовления блока до 7 ... 8 сут при соблюдении всех требований и расчетов, отраженных в настоящей работе.

Библиография

1. Космин В.В., Мозалев С.В. Проблемы исследований, проектирования и строительства мостов больших пролетов // Вестник мостостроения. - М., 2014. - № 1. - С. 19-24.

2. Красновский Б.М. Инженерно-физические основы методов зимнего бетонирования. - М.: ГАСИС, 2004. - 470 с.

3. Балючик Э.А., Величко В.П., Черный К.Д. Изготовление блоков облицовки в зимний период строительства моста через реку Ангару // Транспортное строительство. - М., 2012. - № 10. - С. 4-7.

4. Соколов С.Б. Влияние колебаний температуры воздуха в тепляках на температуру твердеющего бетона при возведении монолитных плитно-ребристых пролетных строений в холодный период года // Науч. тр. ОАО ЦНИИС «От гидравлического интегратора к современным компьютерам». - М.: ЦНИИС, 2002. - № 213. - С. 167-172.

5. Пряхин Д.В. Исследование работы вантового пролетного строения моста методами физического моделирования // Транспортное строительство. - М., 2009. - № 10. - С. 11-13.

68

6. Командровский А.Ф. Опыт сооружения пролетных строений из монолитного преднапряжен-ного железобетона // Вестник мостостроения. - М., 2003. - № 3-4. - С. 24-29.

7. Величко В.П., Черный К.Д. Учет напряженно-деформированного состояния в сборно-монолитных опорах мостов на стадии их сооружения // Транспортное строительство. - М., 2013. - № 2. -С. 11-13.

8. Коротин В.Н. Конструктивно-технологические особенности сооружения монолитных пролетных строений эстакады // Вестник мостостроения. - М., 2002. - № 3-4. - С. 3-8.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. Величко В.П. Методика использования гидравлических аналогий В.С. Лукьянова при разработке алгоритма и решении на ЭВМ задач транспортного строительства: сб. науч. тр. ЦНИИС. - М.: Изд-во ЦНИИС, 1987. - № 100. - С. 15-22.

10. Пуляев И.С., Пуляев С.М. К вопросу о максимальной температуре основания, при которой допускается укладка бетонной смеси при возведении транспортных сооружений // Вестник МГСУ. -2011. - № 2. - С. 295-304.

11. Соловьянчик А.Р., Шифрин С.А., Соколов С.Б. Предупреждение трещинообразования в монолитных плитно-ребристых пролетных строениях на стадии выдерживания бетона. Долговечность строительных конструкций - теория и практика защиты от коррозии // Материалы междунар. конф. - М.: ЗАО «Центр экономики и маркетинга», 2001.

Bibliography

1. Cosmin V.V., Mozalev S. V. Problems of research, design and construction of bridges of large spans // Vestnik Mostostroeniya. - M., 2014. - N 1. - P. 19-24.

2. Krasnovsky B.M. Engineering and physical foundations of winter concreting methods. - M.: GASIS, 2004. - 470 p.

3. Balyuchik E.A., Velichko V.P., Cherny K.D. Manufacturing of cladding blocks during the winter period of construction of a bridge across the Angara River // Transport construction. - M., 2012. - N 10. - P. 4-7.

4. Sokolov S.B. Influence of air temperature fluctuations in greenhouses on the temperature of hardening concrete during the construction of monolithic slab-ribbed span structures in the cold season // Scientific works of JSC TsNIIS "From a hydraulic integrator to modern computers". - M.: TsNIIS, 2002. - N 213. -P.167-172.

5. Pryakhin D.V. Investigation of the work of the cable-stayed span structure of the bridge by methods of physical modeling // Transport construction. - M., 2009. - N 10. - P. 11-13.

6. Komandrovsky A.F. Experience in the construction of spans from monolithic pre-stressed reinforced concrete // Bulletin of Bridge Construction. - M., 2003. - N 3-4. - P. 24-29.

7. Velichko V.P., Cherny K.D. Accounting for the stress-strain state in precast-monolithic supports of bridges at the stage of their construction // Transport construction. - M., 2013. - N 2. - P. 11-13.

8. Korotin V.N. Structural and technological features of the construction of monolithic span structures of the flyover // Vestnik Mostostroeniya. - M., 2002. - N 3-4. - P. 3-8.

9. Velichko V.P. Method of using hydraulic analogies V.S. Lukyanov when developing an algorithm and solving problems of transport construction on a computer // Collection of scientific works of TsNIIS. -M.: TsNIIS, 1987. - N 100. - P. 15-22.

10. Pulyaev I.S., Pulyaev S.M. On the question of the maximum temperature of the base, at which it is allowed to lay the concrete mixture during the construction of transport facilities // Bulletin of MSCU. - 2011. - N 2. - P. 295-304.

11. Solovyanchik A.R., Shifrin S.A., Sokolov S.B. Prevention of cracking in monolithic slab-ribbed spans at the stage of concrete curing. Durability of building structures - theory and practice of corrosion protection // Materials of the international conference. Report. - M.: ZAO "Center of economics and marketing", 2001.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.