/Минтрансстрой СССР Технические указания по проектированию, изготовлению и монтажу составных по длине конструкций железобетонных мостов

Балки с параллельно соединенными пучками для уменьшения длины подводящих шин соединяют по схеме «звезда» (рис. 2, а), а балки с последовательно соединенными пучками - как по схеме «звезда», так и по схеме «треугольник» (рис. 2,б).

6. Для уменьшения расхода энергии при прогреве балку или ее часть, в которой расположены пучки, рекомендуется утеплять. При температуре до -10° утепляют брезентовой рубашкой, а при более низкой температуре - рубашкой из двух слоев брезента с 3-4-сантиметровой прослойкой ваты или войлока (рис. 3). При температуре выше 0° рубашку не устраивают.

7. Необходимые напряжения в пучках балок и температуру инъекционного раствора в процессе прогрева конструкции поддерживают:

переключением секций - при трансформаторах с секционированной обмоткой;

дросселированием - при сварочных трансформаторах;

включением в цепь со стороны первичной обмотки трансформатора дополнительного автотрансформатора или регулятора напряжения.

Значительно изменить напряжение в цепи можно переключением схемы питания с «треугольника» на «звезду» или изменением схемы соединения обмоток трансформатора.

Рис. 2. Схемы питания балок: 1-трансформатор; 2-подводящие шины; 3-балка; 4-соединительные элементы

Рис. 3. Конструкция рубашки для отепления балки: 1-балка; 2-обвязка диаметром 8-12 см; 3-завязки; 4-рубашка; 5-арматурные стержни диаметром 16-18 мм

Поддерживать необходимую температуру периодическим включением арматурных пучков в сеть не рекомендуется, так как многократное изменение температуры проволок пучка может ухудшить сцепление с раствором.

8. Опытные призмы для определения нарастания прочности инъекционного раствора и временя прогрева конструкции при пропуске тока через пучки изготовляют за 12-15 дней до инъектирования каналов основных балок.

Призмы выполняют сечением 15´15 см и длиной 3,0-3,5 м, чтобы можно было разместить 7-8 окон для определения прочности инъекционного раствора в процессе прогрева (рис. 4).

Каналы опытных призм должны иметь такие же стенки, как и каналы основных балок.

Каналы с бетонными стенками образуют извлечением из бетона полиэтиленовой трубы, резинового рукава d = 60 мм или стальной трубы.

Для образования каналов с металлическими стенками в опалубку закладывают гибкие стальные рукава.

В металлическом рукаве после твердения бетона прорубают «окна» под заглушками.

При бетонировании на боковой грани призм образуют с помощью специальных заглушек «окна». Для определения твердости инъекционного раствора нужна ровная поверхность, поэтому к узкому торцу заглушки прибивают металлическую пластинку из кровельного железа. Для получения ровной площадки раствора под заглушкой призма при ее инъектировании должна находиться в перевернутом положении.

Рис. 4 Конструкция опытной призмы: 1-заглушка; 2-боек; 3-направляющая труба; 4-копировальная бумага

Рис. 5. Боек для определения твердости инъекционного раствора

После набора бетоном необходимой прочности (150-200 кгс/см²) в каналы призм заводят пучки и натягивают усилием 15 тс.

Инъектируют призму тем же раствором, который предполагается использовать для каналов основных балок, и включают в электрическую цепь с таким расчетом, чтобы плотность тока в пучках была такой же, как и в балках.

Спустя сутки после начала прогрева призмы поворачивают гранью с заглушками вверх.

Твердость инъекционного раствора определяют специальным бойком из стали марки Ст. 3 (рис. 5).

Боек должен свободно падать на ровную площадку инъекционного раствора с высоты 60 см.

Направляет боек по время падения труба длиной 70 см и внутренним диаметром 52-36 см.

Размеры «окна» позволяют бросить боек по трубе 3 раза. Замеры диаметра отпечатка на самом инъекционном растворе затруднительны, поэтому на раствор кладут зачерненной стороной вниз листок копировальной бумаги. Полученные на бумаги отпечатки измеряют стальной линейкой с точностью до 0,5 мм. Вычисляют средний из трех замеренных диаметров отпечатков и по графику (рис. 6) находят прочность раствора. Твердость раствора определяют через каждые 6 часов, начиная с суточного возраста инъекционного раствора, используя в каждый из последующих случаев соседние «окна».

Прогрев ведут до тех пор, пока прочность раствора не достигнет 200 кгс/см².

Рис. 6. График зависимости диаметра отпечатка бойка от прочности раствора

Приложение 16 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ, СВЯЗАННЫЕ С ОБОГРЕВОМ КОНСТРУКЦИЙ 1. Процесс прогрева конструкций разбивают на три этапа (рис. 1): нагрев, прогрев и остывание.

l-й этап - плавный подъем температуры конструкции до необходимой величины (нагрев).

Рис. 1. График подвода тепла и изменения температуры в бетоне

Количество тепла, потребное для нагрева 1 м³ бетона с выбранной скоростью, определяют по формуле

Q'_н = 600·Δt ккал/м³·ч, (1)

где 600 - объемная теплоемкость бетона, ккал/м³·град;

Δt - скорость подъема температуры, град/ч.

2. Скорость подъема температуры в конструкции при нагреве не должна превышать 10°С в час.

Часть тепла, сообщаемого конструкции при нагреве, теряется в окружающую атмосферу. Величину теплопотерь 1 м³ бетона конструкции в час подсчитывают по формуле

Q'_п = k M_п (t_б – t_нв) ккал/м³·ч, (2)

где t_нв - температура наружного воздуха, °С;

t_б - температура бетона, °С;

M_п - модуль поверхности конструкции, представляющей собой отношение суммы охлаждаемых поверхностей к объему нагреваемого бетона;

k - коэффициент теплоотдачи отепления, характеризующий его теплоизолирующие качества, ккал/м²·час, град.

3. Длину обогреваемой зоны l при прогреве стыка сетками принимают равной:

а) при двусторонних сетках (рис. 2, а) длина обогреваемой зоны одного блока:

l_б = 1,5b + δ;

б) при односторонней сетке (нагревательные элементы заложены в один из стыкуемых блоков - (рис. 2, б) длина обогреваемой зоны стыка:

l_ст = 3b,

где b-толщина прогреваемого элемента конструкции (плиты, стенки и т.д.), см;

δ - расстояние от торцовой поверхности блока до сетки, см.

Рис. 2. Изменение температуры бетона вдоль балок при прогреве клееных стыков: а - двусторонняя сетка; б - односторонняя сетка; в - тепляк: г - боковые нагреватели; 1-фактическая эпюра изменения температуры; 2-расчетная эпюра

Длину обогреваемой зоны стыка при прогреве в местном тепляке (рис. 2, в) принимают равной длине тепляка.

Длину обогреваемой зоны стыка при прогреве боковыми нагревателями (рис. 2, г) принимают равной

l_ст = l_наг + 2b,

где l_наг - длина нагревателя (боковых накладок), см.

4. Модуль поверхности М_п для неотепленных балок и клееных стыков разрешается определять как отношение периметра к площади поперечного сечения нагреваемой части балки.

Модуль поверхности балок, отепленных по всей длине, подсчитывают как отношение периметра ограждения к площади поперечного сечения нагреваемой части балок.

При прогреве стыков в местном тепляке модуль поверхности условно определяют как отношение поверхности тепляка к объему бетона внутри тепляка.

5. Температуру бетона t_б при подсчете теплопотерь прогрева клееных стыков принимают:

при электропрогреве сетками:

двусторонние сетки - t_б = 0,65t_ст ;

односторонние сетки - t_б = 0,83 t_ст.

где t_ст - температура бетона в стыке, град;

при прогреве в местном тепляке t_б = t_ст;

при прогреве боковыми нагревателями температура бетона зависит от длины нагревателя и принимается:

l_наг = b, t_б = 0,52 t_ст ;

l_наг =1,5b, t_б = 0,57 t_ст;

l_наг = 2b, t_б = 0,68 t_ст.

Длину нагревателя выбирают в зависимости от толщины склеиваемых элементов и принимают равной l_н.min = b, l_н.max = 2b.

Температура стыка t_ст при прогреве также зависит от длины нагревателя и принимается:

при l_наг = b t_ст = 0,62 t_наг;

при l_наг =1,5b t_ст = 0,75 t_наг;

при l_наг = 2b t_ст = 0,8 t_наг

Температура нагревателя не должна превышать 100°С.

6. При одинаковой конструкции отепления по всему периметру коэффициент теплоотдачи определяют по формуле

(3)

где R_вн -сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности ограждения, принимаемой при воздухообогреве равным 0,13 м²ч·град/ккал.

R_воз - теплосопротивление воздушных прослоек в ограждении; при толщине прослоек в пределах 5-30 см можно принимать R_воз равным 0,20 м²ч·град/ккал.

R_н - сопротивление теплоотдаче наружной поверхности ограждения, равное 0,05 м²ч·град/ккал.

h₁, h₂ - толщина отдельных слоев отепления, м;

λ₁, λ₂ - коэффициенты теплопроводности материалов каждого слоя утепления, ккал/м·ч·град (табл. 1);

β - поправочный коэффициент, зависящий от влаго- и воздухопроницаемости материалов ограждения (табл. 2).

7. Формула (3) справедлива при одинаковом отеплении по всему периметру конструкции. Боковые поверхности клееного стыка «омываются» воздухом, а со стороны торцовой части стык теплоизолируется бетоном. Учитывая, что тепло в основном теряется (излучается) с боковых поверхностей стыка, а не с торцов, формулу (3) рекомендуется применять и при расчете теплопотерь при прогреве клееных стыков.

Таблица 1

Материалы

Коэффициент теплопроводности, ккал/м·ч·град

Бетон

0,80-1,10

Вата шлаковая, сухая

0,15

Войлок строительный

0,04-0,05

Древесина сухая

0,15

Опилки древесные, сухие

0,05-0,03

Пакля

0,04

Рубероид, толь

0,15-0,20

Стеганые полотнища толщиной 25-30 мм из отходов льна, пакли и др. между двумя слоями брезента

0,04-0,05

Фанера

0,15

Таблица 2

Характер ограждения

Значение поправочного коэффициента β

при обычных условиях

при сильном обветривании

Только из легкопроницаемых утеплителей

2,6

3,0

То же, но с защитой с внешней стороны слоем труднопроницаемого утеплителя

1,6

1,9

То же, но с защитой с двух сторон труднопроницаемыми утеплителями

1,3

1,5

Только из труднопроницаемых утеплителей

1,3

1,5

Примечание. К числу легкопроницаемых утеплителей относят: вату, паклю, войлок, опилки, шлак, а к числу труднопроницаемых - хорошо выполненную опалубку, брезент, толь, фанеру.

8. Количество тепла, подводимое к конструкции для подъема температуры с заданной скоростью, должно увеличиваться с повышением температуры конструкции и увеличением теплопотерь в окружающую среду. Такой режим разогрева требует сложных способов регулировки, поэтому конструкцию, как правило, разогревают, сообщая ей такое постоянное во времени количество тепла, чтобы скорость подъема температуры конструкции в среднем была равна заданной. С достаточной для практических целей точностью количества тепла, подводимого к конструкции на 1-м этапе, можно определять по формуле

Q_н = V(Q'_н + 0,75Q'_п) ккал/ч, (4)

где V-объем прогреваемой части конструкции, м³.

Время разогрева конструкции определяют по формула

(5)

(обозначения прежние).

9. 2-й этап - поддержание в конструкции в течение необходимого времени расчетной температуры (прогрев). Количество тепла, подводимого к конструкции при прогреве, равно

Q_н =V´ Q'_п ккал/ч, (6)

Время прогрева инъекционного раствора определяют заранее испытанием контрольных образцов на прочность и морозостойкость. К концу прогрева инъекционный раствор должен иметь прочность не ниже 200 кгс/см² и быть морозостойким.

Время прогрева клееных стыков выбирают в соответствии с указаниями, приведенными в главе VI настоящих «Технических указаний», и отсчитывают с момента приобретения стыком выбранной температуры прогрева.

10. 3-й этап - остывание конструкции. Инъектируемые и клееные конструкции являются, как правило, тонкостенными и остывают быстро, в особенности, если конструкция не отепляется. Время остывания конструкции с клееными стыками, прогреваемыми сетками, в расчетах не учитывают. В отепленных конструкциях с инъектируемыми каналами при определении времени прогрева можно учитывать и время остывания.

11. Расчет времени остывания обогреваемой конструкции до 0°С начинают с определения средней температуры конструкций t_б.ср в процессе остывания по формуле

(7)

Время остывания конструкции определяют по формуле

(8)

(обозначения прежние).

12. Определив время прогрева и количество необходимого тепла, приступают к конструированию и расчету нагревательных приборов.

13. Мощность понизительных трансформаторов Р при прогреве инъекционного раствора током, пропускаемым непосредственно через пучки, определяют по формуле

(9)

Конструирование и расчет нагревательной системы начинают с определения сопротивления пучковой арматуры R, а затем вычисляют напряжение, позволяющее получить необходимое количество тепла при имеющемся сопротивлении.