Способ усиления имеющего трещину металлического элемента пролетных строений мостов

Авторы патента:

Бокарев Сергей Александрович (RU)

Мурованный Юрий Николаевич (RU)

Усольцев Андрей Михайлович (RU)

E01D22/00 - Способы и устройства для ремонта или укрепления существующих мостов

Владельцы патента RU 2562622:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) (RU)

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано для предотвращения развития трещин и усиления стенок металлических главных балок и продольных балок проезжей части пролетных строений мостов. Способ усиления включает установку накладок в зоне трещины и жесткое присоединение их к металлическому элементу. Первоначально производят зенковку трещины под углом 60-80° на глубину 2-3 мм, наносят на раззенкованную трещину паяльную пасту, затем осуществляют установку накладок с зазором в пределах 0,4-0,5 мм, прижимая последние к металлическому элементу с усилием 0,1-0,2 МПа, после чего осуществляют местный нагрев до температуры плавления припоя. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано для предотвращения развития трещин и усиления стенок металлических главных балок пролетных строений и продольных балок проезжей части пролетных строений мостов.

Известен способ усиления имеющей трещину в стенке металлической мостовой балки (см. авт.св. №1502683, МПК E01D 22/00). При наличии трещины в стенке балки, образовавшейся под грузовым поясом балки между вертикальными ребрами жесткости или вблизи вертикального ребра жесткости, устанавливают элементы усиления в зоне трещины и жестко присоединяют их к поврежденному элементу. В качестве элементов усиления устанавливают с обеих сторон стенки две пары наклонных сходящихся книзу пластин, жесткое присоединение пластин проводят путем крепления их по периметру к стенке балки, а верхними торцами к поясу балки. При расположении трещины у вертикального ребра жесткости дополнительно прикрепляют нижние торцы наклонных пластин к соответствующей грани этого ребра. Для обеспечения полного провара швов по периметру пластин кромки последних, примыкающие соответственно к стенке и грузовому поясу, выполняют с односторонней наружной разделкой (снимают фаску).

Недостатком данного способа усиления является наличие сварных швов при прикреплении конструкции усиления к металлу стенки балки, что приводит к концентрации напряжений в местах сварки и, как следствие, образованию новых трещин.

Известен способ усиления имеющего трещину металлического элемента пролетных строений мостов (см. авт.св. №1384648, МПК E01D 22/00), включающий установку элементов усиления в зоне трещины и жесткое присоединение их к металлическому элементу, причем в качестве элемента усиления используют две пары полунакладок, располагаемых с обеих сторон стенки балки с зазором друг относительно друга, ориентированные вдоль трещины. Полунакладки выполнены с разделкой обращенных друг к другу кромок и продольным пазом на обращенных к трещине смежных концевых участках. Перед присоединением каждой пары полунакладок к стенке балки в пазы под разделанные кромки полунакладок устанавливают теплоотводящую подкладку, располагаемую вдоль трещины, а после присоединения полунакладок к стенке производят местный разогрев стенки у концов трещины и заполняют зазор между полунакладками в каждой паре одновременно направленным путем сварочного нагрева металлом. Жесткое присоединение полунакладок производят с использованием фрикционно-срезных или клее-фрикционных соединений.

Недостатком данного способа усиления является наличие сварных швов при прикреплении конструкции усиления к металлу стенки балки, что может привести к концентрации напряжений и, как следствие, образованию новых трещин, и кроме того для постановки полунакладок на трещины, располагающиеся вблизи поясов балок и ребер жесткости, при помощи высокопрочных болтов недостаточно места, а отверстия под высокопрочные болты ослабляют конструкцию.

Технической задачей является повышение эксплуатационной надежности пролетного строения с трещиной в стенке главной балки, преимущественно от шва крепления к ней ребра жесткости.

Для решения указанной задачи в способе усиления имеющего трещину металлического элемента пролетных строений мостов, включающем установку элементов усиления в зоне трещины и жесткое присоединение их к металлическому элементу, первоначально производят зенковку трещины, после чего наносят припой, затем осуществляют установку индуктора и элементов усиления, прижимая последние с усилием 0,2 МПа к металлическому элементу, после чего осуществляют местный нагрев до температуры плавления припоя, причем зенковку трещины производят под углом 60-80° на глубину 2-3 мм, а зазор между элементами усиления устанавливают в пределах 0,4-0,5 мм. Местный нагрев осуществляется установкой индукционного нагрева до температуры плавления припоя (900°C - 1200°C).

При двухстороннем усилении установка накладок осуществляется последовательно сначала с одной, а затем с другой стороны.

На фиг.1 изображен продольный разрез балки с трещиной в стенке с элементами усиления, на фиг.2 - поперечное сечение балки с трещиной с элементами усиления, на фиг.3 и фиг.4 - конструкция усиления, на фиг.5 - фотография металлической балки железнодорожного пролетного строения с трещиной.

Способ осуществляется следующим образом. При наличии трещины 1 в стенке главной балки возле ребра жесткости, первоначально производят зенковку трещины 3 под углом 60-80° на глубину 2-3 мм, затем на трещину наносят припой 4, после чего в зоне трещины устанавливают элементы усиления 2 в виде накладок с зазором 0,4-0,5 мм и жестко присоединяют их к стенке с усилием 0,1-0,2 МПа, после чего осуществляют местный нагрев до температуры плавления припоя (900°C - 1200°C) с помощью выносного индуктора индукционного нагревателя.

Пример 1

Осуществляли усиление стенки главной балки, имеющего трещину 1 возле ребра жесткости размером 30 мм. Первоначально провели зенковку по всей длине трещины под углом 60° на глубину 3 мм, затем нанесли на раззенкованную трещину 1 паяльную пасту на основе припоя П87, после чего установили металлические накладки 2 с обеих сторон стенки балки с зазором 0,5 мм и обжали их с усилием 0,2 МПа. После этого к месту крепления накладок подвели высокочастотную индукционную установку ВЧА-60АВ с выносным индуктором. Нагрев осуществляли до температуры 1190° в течение 10 мин. Контроль температуры, выдержка и автоматическое отключение ВЧА-60АВ осуществлялось при помощи пирометра Laser 03. Время выдержки при заданной температуре составило 60 с.

Местный разогрев стенки балки в зоне трещины, возникающий при нагреве накладок установкой индукционного нагрева, частично снимает поля остаточных напряжений вблизи трещины, что снижает вероятность дальнейшего роста трещины.

1. Способ усиления имеющего трещину металлического элемента пролетных строений мостов, включающий установку элементов усиления в зоне трещины и жесткое присоединение их к металлическому элементу, отличающийся тем, что первоначально производят зенковку трещины, после чего наносят припой, затем осуществляют установку элементов усиления, прижимая последние к металлическому элементу, а затем осуществляют местный нагрев до температуры плавления припоя.

2. Способ усиления по п.1, отличающийся тем, что зенковку трещины производят под углом 60-80° на глубину 2-3 мм, зазор между элементами усиления устанавливают в пределах 0,4-0,5 мм, а обжатие производят с усилием 0,1-0,2 МПа.

Способ поперечной передвижки пролетного строения моста на уширенный ригель заключается в том, что: предварительно уширяют ригель с двух сторон опор. После этого усиливают нижний пояс существующего пролетного строения, приподнимают его и под нижний пояс устанавливают катки.

Способ уширения подмостового габарита с использованием вантовой системы // 2539466

Изобретение относится к мостостроению, а именно к способу ремонта существующего мостового сооружения. Способ уширения подмостового габарита с использованием вантовой системы, в ходе которого разрезное пролетное строение переводят в неразрезное пролетное строение, характеризуется тем, что устанавливают дополнительные элементы, а именно тяги, металлические пластины, затем устанавливают пилоны с вантами, причем тяги устанавливают между соседними балками разрезного пролетного строения и фиксируют их, далее устанавливают металлические пластины в местах стыка соседних балок и ригеля опоры и объединяют их с соседними балками и ригелями опор посредством анкерного крепления.

Способ уширения мостового сооружения с использованием вантовой системы // 2539461

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при реконструкции мостов. Изобретение обеспечивает возможность уширения и усиления мостового сооружения без прекращения его эксплуатации за счет того, что включает в себя установку дополнительных элементов: усилительных ригелей, пилонов, дополнительных поперечных и продольных балок и вант; которые объединяют с элементами существующего мостового сооружения.

Устройство для усиления строительных конструкций с помощью композиционной напрягаемой арматуры // 2539460

Изобретение относится к области строительства, а именно к усилению строительных конструкций, преимущественно железобетонных, при их ремонте и реконструкции. Задачей изобретения является разработка устройства для усиления строительной конструкции арматурой из полимерного композиционного материала на основе высокопрочных искусственных волокон, обеспечивающего уменьшение затрат на монтаж и эксплуатацию, обладающего повышенной надежностью в работе, увеличенным сроком службы.

Способ разборки т-образной рамы пролетного строения моста и монтажная балка для осуществления этого способа // 2506367

Способ разборки Т-образной рамы пролетного строения моста, образованной собранными внавес и прикрепленными к оголовку опоры пучками преднапряженной арматуры коробчатыми блоками, состоит в предварительном демонтаже мостового полотна, поочередном креплении к крану и выпиливании коробчатых блоков консолей Т-образной рамы и их удалении со строительной площадки.

Способ разборки пролетного строения моста и устройство для осуществления этого способа // 2495184

Способ разборки пролетного строения моста, образованного из собранных внавес блоков Т-образных рам с замыкающими элементами, состоит в предварительном демонтаже элементов мостового полотна, поочередном креплении блоков к грузоподъемному устройству и отрезанию блоков на консолях Т-образной рамы и их опускании и удалении со строительной площадки.

Способ ликвидации деформаций устоев мостовых переходов // 2481433

Изобретение относится к области эксплуатации автомобильных и железнодорожных мостовых переходов и может быть использовано для ликвидации деформаций их устоев. .

Конструкция усиления надопорного участка арочного пролетного строения моста // 2476637

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано в конструкции усиления надопорного участка арочного пролетного строения. .

Способ формирования сферической контактной поверхности опорной части мостового сооружения // 2404321

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам сооружения и формообразования опор и опорных частей протяженных объектов, например, мостов, крановых эстакад, трубопроводных переходов, транспортных галерей и т.д.

Способ замены опорных частей моста // 2325476

Изобретение относится к области реконструкции существующих мостов с железобетонным пролетным строением неразрезной конструкции. .

Способ реконструкции и усиления сталежелезобетонного разрезного пролетного строения напрягаемыми канатами // 2608378

Изобретение может быть использовано для реконструкции и усиления существующих разрезных сталежелезобетонных пролетных строений с пролетами до 63,0 м. Технический результат заключается в более полном использовании резервов прочности материалов, уменьшении ограничений для транспорта, движущегося под мостом, и улучшении условий работы и повышении безопасности проведения работ по усилению металлоконструкций. Способ реконструкции и усиления сталежелезобетонного разрезного пролетного строения напрягаемыми канатами включает замену железобетонной плиты, усиление главных балок, ремонт, замену или увеличение числа устройств, объединяющих плиту с металлоконструкциями, и усиление стенок главных балок дополнительными ребрами жесткости, при этом усиление главных балок выполняется путем установки предварительно напрягаемых прямолинейных канатов, расположенных над нижними поясами главных балок и которые после устройства новой железобетонной плиты остаются на балках и сохраняют выступающие за анкера концы канатов для подтяжки канатов до завершения строительных работ на пролетном строении и восстановления расчетной грузоподъемности пролетного строения. 2 ил.

Способ увеличения несущей способности тела опоры мостового сооружения // 2609510

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу усиления железобетонных массивных опор мостовых сооружений. Способ увеличения несущей способности тела опоры мостового сооружения включает пробуривание углублений по внешней окружности усиливаемого объекта, установку стержней, установку обхватывающих прядей, стягивание их и нанесение полимерного раствора. При этом углубления пробуривают в основании опоры по внешней ее окружности, а количество углублений рассчитывают исходя из несущей способности опоры. Далее пробуривают расчетное количество отверстий в теле опоры и устанавливают в них анкеры. В углубления, пробуренные в основании опоры, вклеивают стержни арматурного профиля, длина которых не менее высоты опоры. Стержни закрепляют на теле опоры анкерами, установленными ранее. До установки обхватывающих прядей, выполненных из высокопрочной арматуры, рассчитывают уровень их установки. После этого на этом уровне устанавливают дополнительные анкерные блоки, которые закрепляют на теле опоры арматурными анкерами. Далее устанавливают обхватывающие пряди и стягивают их посредством домкратов, а их концы закрепляют на анкерных блоках и затягивают цанговыми анкерами. После этого на полученную конструкцию, состоящую из самой опоры, стержней арматурного профиля и стягивающих обхватывающих прядей, наносят, например, способом торкетирования слои полимерного раствора специального состава. 3 ил.

Устройство для создания преднапряжения в стяжных элементах, выполненных из армированных волокном пластиковых плоских полосовых пластин // 2612390

Изобретение относится к устройству (1) для создания преднапряжения в стяжных элементах (2), выполненных из армированных волокном пластиковых плоских полосовых пластин, содержащему зажимный элемент (3), который расположен на стяжном элементе (2) и имеет по меньшей мере одну контактную поверхность, взаимодействующую со стяжным элементом (2), а также по меньшей мере одну жесткую втулку (4), которая расположена по меньшей мере вокруг одного зажимного элемента (3) и стяжного элемента (2) и таким образом посредством зажимного элемента (3) прикладывает зажимающее давление к стяжному элементу (2).Зажимный элемент (3) выполнен из пластика, который имеет модуль упругости в диапазоне 1000-5000 МПа, прочность на растяжение при изгибе ≥25 МПа и предел прочности при сжатии ≥25 МПа. 9 н. и 6 з.п. ф-лы, 13 ил.

Способ реконструкции железобетонного пролетного строения железнодорожного моста // 2613227

Изобретение относится к способам реконструкции железобетонного пролетного строения железнодорожного моста путем наращивания продольных бортов плиты балластного корыта бетонированием. Способ заключается в использовании анкеров для формирования арматурного каркаса наращенной части продольного борта, который состоит из присоединенной к анкерам поперечной арматуры, объединенной в верхней части продольной арматурой. Такое выполнение позволяет повысить несущую способность продольного борта и обеспечить поперечную устойчивость железнодорожного пути, а также увеличить эффективность и производительность выполняемых работ по наращиванию бортов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ реконструкции мостового сооружения // 2617751

Изобретение относится к области мостостроения, а именно к способу реконструкции и укрепления существующего пролетного строения моста. Способ реконструкции мостового сооружения включает в себя установку временных опор на временные сваи, установку упорных и поддерживающих траверс. Временные опоры устанавливают попарно с разных сторон мостового сооружения, после чего на каждую пару временных опор устанавливают упорную траверсу поперек мостового сооружения. Затем пробуривают сквозные отверстия в балке мостового сооружения, после чего протягивают пучки канатов, сначала сквозь упорную траверсу, потом в сквозные отверстия балки мостового сооружения, затем сквозь поддерживающую траверсу, предварительно расположенную на грунте под балкой мостового сооружения. На упорной траверсе в местах выпусков пучков канатов устанавливают домкраты и подтягивают поддерживающую траверсу с опирающейся на нее балкой. Потом натягивают существующие канаты, протянутые в верхней плите вдоль всего мостового сооружения. Затем усиливают внутреннюю поверхность нижней плиты балки, прокладывая в предварительно сделанные продольные каналы пучки канатов вдоль всего мостового сооружения, после чего натягивают эти пучки канатов и закрепляют их. Демонтируют упорные и поддерживающие траверсы и опоры со сваями. 3 ил.

Способ усиления имеющего трещину металлического элемента пролетных строений мостов // 2633936

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано для предотвращения развития усталостных трещин и усиления стенок металлических главных балок пролетных строений и продольных балок проезжей части пролетных строений мостов, имеющих трещины. Способ усиления включает сверление конического отверстия в устье трещины, установку конической пробки в отверстие и жесткое присоединение к металлическому элементу. Перед установкой пробки в отверстие на ее коническую поверхность наносят припой и фиксируют ее посредством индукционной пайки. Пробка за счет сцепления припоя с основным металлом включается в совместную работу с основным элементом, при этом сечение металлического элемента не ослабляется и при остывании в зоне трещины создаются дополнительные сжимающие напряжения, замедляющие развитие трещины, что обеспечивает повышение эксплуатационной надежности пролетного строения с трещиной в стенке главной балки. 4 ил.

Способ усиления пролетного строения моста // 2640855

Изобретение относится к области мостостроения, а именно к способу реконструкции и укрепления существующего пролетного строения моста. Способ усиления пролетного строения моста включает бурение как минимум двух отверстий в диафрагмах смежных балок пролетного строения вдоль всего усиливаемого участка; установку пучков прядей в пробуренные в диафрагмах отверстия; натяжение и крепление пучков прядей анкерными элементами на крайних диафрагмах; пробуривание в верхних плитах в местах стыков смежных балок, в районе пустот между диафрагмами отверстий, количество которых зависит от количества пустот между диафрагмами; сооружение опалубки под диафрагмами смежных балок; заполнение пустот между диафрагмами бетоном через отверстия в верхних плитах смежных балок и демонтаж опалубки после застывания бетона. 2 ил.

Способ усиления имеющего трещину металлического тонкостенного элемента пролетных строений мостов // 2642758

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано для предотвращения развития усталостных трещин и усиления стенок металлических главных балок пролетных строений и продольных балок проезжей части пролетных строений мостов. Способ усиления включает сверление отверстия в устье трещины, нанесение припоя, установку элементов усиления в виде накладок, устанавливаемых с обеих сторон металлического элемента и местный нагрев до температуры плавления припоя. Отверстие в устье трещины сверлят диаметром не менее двух толщин листа, пастообразный припой наносят на поверхность накладки и устанавливают накладку грибовидной формы ножкой в отверстие, при этом зазор между ножкой накладки и стенкой балки в отверстии составляет 0,2-0,25 мм, усилие прижатия составляет не менее 0,2 МПа. Накладка за счет сцепления припоя с основным металлом включается в совместную работу с основным элементом, при этом его сечение не только не ослабляется, но и усиливается за счет увеличения сечения накладками. При нагревании в зоне отверстия (расширение металла происходит в отверстие) создаются дополнительные сжимающие напряжения, замедляющие развитие трещины, что способствует повышению эксплуатационной надежности пролетного строения с трещиной в стенке главной балки, распространяющейся преимущественно от шва крепления к ней ребра жесткости. 3 ил.

Способ усиления железобетонных пролетных строений ребристой структуры // 2646283

Изобретение относится к области строительства и предназначено для усиления и восстановления функциональных параметров железобетонных пролетных строений ребристой структуры. Техническая задача - усиление конструкций пролетных строений железобетонных мостов, грузоподъемность которых не соответствует классу нагрузки, требуемому нормами. В продольные швы омоноличивания балок путем объединения с рабочей арматурой плиты посредством связующих элементов встраивают дублирующие элементы в виде металлических двутавровых балок либо железобетонных элементов, по конструкции схожих с ребрами балок с каркасной либо с предварительно напряженной арматурой. В создаваемой структуре за счет насыщения армокаркасов дублирующих элементов поперечной арматурой (отгибы, хомуты) происходит существенное увеличение несущей способности по поперечной силе. 4 ил.