Нагрузки на подмости и опалубку

Вертикальные: собственная масса опалубки, подмостей с объемней массой древесины - 650кг/м³; бетон свежеуложенный - 2500 кг/м³; масса арматуры не менее - 100кг/м³; люди, транспортные средства - 250 кг/м²; сосредоточенная нагрузка на настил и палубу - 130кг; нагрузка от вибрирования (без учета нагрузки от людей и оборудования) - 200 кг/м².

Горизонтальные: ветровые, с учетом коэффициента сплошности конструкции от 0,5 до 1,0 - 50-100кгс/м², максимальное давление свежеуложенного бетона на 1 п.м. боковой поверхности опалубки при треугольной эпюре Р = 2500h²/2, где h - высота слоя живого бетона, но не более 1,0 - 1,5м, в зависимости от мощности вибраторов и темпа укладки бетона нагрузки от сотрясений при подаче бетона из бетоновода и выгрузке из бадьи 400 - 600 кгс/м² (в зоне выгрузки). Нагрузка от вибрирования в радиусе действия вибратора — 400кгс/м².

Коэффициенты перегрузки

Массы опалубки и подмостей - 1,1; бетона и арматуры - 1,2. От людей и транспортных средств; бокового давления бетона; от вибрирования; от сотрясений при выгрузке бетона; соответственно-1,3, по каждой позиции. При расчете устойчивости против опрокидывания; от давления ветра - 1,2; для удерживающих нагрузок и сил - 0,8. Расчетные сопротивления деревянных конструкций при учете кратковременных нагрузок повышаются в 1,4 раза. Предельные прогибы элементов опалубки не более 1/400 пролета элемента и 1/500 пролета опалубки перекрытий (на эту величину прогиба, несущим конструкциям в пролете следует задать предварительный строительный подъем). Габаритные размеры подмостей и опалубки ПНПС должны быть назначены с учетом устройства на них тепляков, укрытий, полостей для работы зимой, для экзотермического выдерживания бетона, дня инъецирования каналов при температуре не ниже 10-15^оС, а несущие элементы подмостей должны быть засчитаны на дополнительную ветровую и вертикальную нагрузки от этих сооружений.

Палубу опалубки для обеспечении растворонепроницаемости выполнять из досок, сплоченных в шпунт или в четверть, толщиной не менее 25 мм или из досок, обшитых водостойкой фанерой или из ламинированной фанеры толщиной 18-20 мм, шаг поперечин (ребер) при этом, для горизонтальных поверхностей 300-350 мм, для вертикальных 350-700 мм (700 мм для доски толщиной более 35мм). Стыки между листами фанеры, при необходимости заделать герметиком или заклеить скотчем. Местные неровности палубы не более 3 мм, перепад поверхностей в стыках не более 1-2 мм. Прямые и острые углы должны быть скруглены радиксом 20 мм или фаской 10х10 мм, если не предусмотрено другое. Отклонение очертания кружал подмостей по высоте-20 и -10 мм, отклонение размера между щитами опалубки в свету -0 и +5мм. Для получения красивой, гладкой и долговечной лицевой поверхности бетона, без инородных включений и повреждений при снятии опалубки и обеспечения сохранности самой опалубки, следует предохранять смазанные поверхности палубы от загрязнения, дождя и солнечных лучей, применять долговечную смазку, подбираемую по местным условиям. Толщина защитного слоя от наружной поверхности бетона до хомутов не менее 2 -2,5 см, отклонение -5 и +10 мм.

Бетонирование ПНПС

Специфика ПНПС требует бетонировать пролетное строение единовременно на полную ширину и высоту, т.е. значительную площадь поперечного сечения, и непрерывно, на полную длину секции или плети между деформационными швами, при этом ширина пролетного строения от 11 до 46 м, длина от 40 до 120 м, высота от 1,20 до 1,75м, площадь поперечного сечения от 11 до 31м², объем непрерывно укладываемого бетона от 600 до 1200 м². При таких условиях единственно возможным является способ бетонирования от торца пролета нисходящими ступенями высотой от 35 до 45 см, с шириной площадок от 1,5 до 2,5 м и скосами бетона от слоя к слою, с укладкой каждого последующего слоя до начала схватывания предыдущего.

 

1, 2, 3, 4, 5, 6 - очередность послойной укладки бетона ступенями а = 1,5 - 2,5 м, толщиной Δh = 0,35 - 0,45 м.

Схема бетонирования пролета высотой h= 1,25 - 1,3м.

Время от приготовления до начала схватывания бетона -Т зависит, при прочих равных условиях, от температуры выхода бетонной смеси, температуры окружающего воздуха и от количества введенного пластификатора - замедлителя схватывания ЛСТ - Е и составляет от 1,5 до 3,5 часов. Если из Т_сх вычесть время транспортировки и время ожидания выгрузки Т_тр, составляющее от 0,5 до 1.5 часов, то получим время перекрытия слоев Т_п от одного до 2-х часов (при повышении температуры воздуха с 10° до 25°С Т_п сокращается более, чем в 1,5 раза). Т_п = Т_сх - Т_тр, Чтобы уложиться в это время необходимо обеспечить часовую подачу бетона V_ч (темп укладки) в объеме: V_ч =F•a/T, (м^З/час), где F - площадь поперечного сечения пролета, а - длина ступени. С учетом всевозможных задержек фактический темп подачи бетона V_ф должен быть в полтора-два раза выше V_q, чтобы избежать неблагодарной работы по очистке арматуры от высохшего раствора, зависшею на ней при подаче бетона в нижние слои.

В зависимости от площади и высоты сечения темп укладки составляет от 30 до 60 м³/час и этот темп должен быть обеспечен средствами доставки и подачи, уплотнения и отделки бетона, ухода за ним, необходимым числом работников с учетом сменности.

При установке бетононасосов с торца пролета и подаче бетона по длинным бетоноводам их производительность должна быть одинакова, а бетоноводы необходимо проверить на герметичность рабочим давлением во избежание протечек раствора, удаление которого будет связано с развязкой каркаса и тяжким трудом.

Детальные указания по бетонированию и тепловому режиму выдерживания бетона ПНПС по каждому объекту указаны в регламентах, их следует прочитать с рабочими и командирами, проработать на местах работ с показом приемов работы и тренировкой, с имитацией нормальной и экстремальной ситуации по всей технологической цепочке и всем исполнителям с низу доверху.

Выдерживание бетона.

Уход за бетоном ПНПС состоит в том, чтобы сохранить в бетоне тепло и влагу и предотвратить образование температурных и усадочных трещин в период набора прочности 75 - 80% от R₂₈. Для этого открытые поверхности должны быть укрыты армированной полимерной пленкой, двумя слоями дорнита, поверх которого дополнительный слой пленки (в случае отсутствия укрытий от дождя) и до набора бетоном 75% проектной прочности ни в коем случае не производить распалубку, включая отрыв щитов от бетона, о чем заранее предупредить командиров и рабочих.

При температуре в бетоне 25 - 30° С для набора указанной выше прочности достаточно 7 суток, а за 15 суток при температуре 20 - 25°С бетон наберет 90% прочности, поэтому через 7 суток, при указанных параметрах, можно приступать к натяжению пучков.

Натяжение пучков

Проектные усилия натяжения пучков назначаются в размере 0,63 - 0,67 от их предельной прочности на разрыв, поэтому превышение натяжения снижает запас прочности по арматуре и опасно обрывом прядей. Недонатяжение пучков снижает запас прочности пролетного строения по бетону, увеличивает его деформативность.

При натяжении пучков основным условием отсутствия значительных отклонений в большую или меньшую сторону является соответствие усилий по показанию манометра, вытяжкам (удлинениям)пучков от этих усилий. Для правильной ориентировки в процессе натяжения и избежания недопустимых ошибок (более + 5% по усилию и + 10% по вытяжке) ниже даны некоторые сведении по этому вопросу.

Проектные усилия натяжения без учета потерь в гидродомкратах разработчики задают:

180-183 тс для пучков 12х15К7 – 1400; 295 - 300 тс для пучков 19x15К7 – 1400 при этом контролируемые напряженна в проволоке канатов – σ_нк составляют от 10800 до 11360 кгс/см². (при σ_в = 17000 кгс/см²)

Удельная вытяжка Δ_уд (вытяжка 1 пог.м. пучка) при этих напряжениях, без учета потерь на трение в каналах, и модуле упругости Е=1,8x106 кгс/см² составляет от 6,0 до 6,3мм/м по формуле:

где 1000 - 1 пог.м. в мм

Полная вытяжка без учета потерь Δ = Δ _уд х L, гдe L длина пучка, равная расстоянию между торцами рабочей секции плюс длина заделки на один или два домкрата (при натяжении с двух сторон).

Теоретическая вытяжка с потерями на трение о стенки металлических гофрированных каналов: Δ_т = Δ х к₁ - для прямолинейных пучков, Δ_т = Δ х к₂ - для криволинейных пучков. Величина к₁ в зависимости от длины пучка L:

L, м
к1	0,952	0,929	0,911	0,895	0,864	0,804

значение к₁ в таблице при натяжении пучков с одной стороны.

При натяжении пучка L = 180 м с двух сторон к₁ = 0,895, при этом потери предварительного напряжения сокращаются более, чем на 10%.

Величина к₁ криволинейных пучков в зависимости от длины L, угла поворота пучка - α^о и числа поворотов - n дана в таблице

L, м
αо		6,5		6,5		6,5		6,5		6,5		6,5
n
к2	0,939	0,907	0,893	0,852	0,869	0,819	0,845	0,787	0,799	0,727	0,714	0,620
Прим.	натяжение с двух сторон	натяжение с одной стороны

 

к₂ для α = 9° определяется по экстраполяции.

Натяжение криволинейных пучков с двух сторон сокращает потери предварительного напряжения от 20 до 30%.

Пример определения суммарного усилия натяжения для раскружаливания ПНПС и необходимой для этого

Кубиковой прочности бетона

Пролетное строение с расчетным пролетом 30м, с пучками из 12 канатов 15K7 - 1400, расстояние от нижнего ряда пучков до ц.т. бет. сечения е = 60 см., площадь и момент инерции бетонного сечения соответственно

F_б = 81000cм²(8,1м²); I_б =1294х105см⁴, у_н = 72см - расстояние от ц.т. бет. сечения до нижней и у_н = 48см до верхней кромок бетона, соответственно моменты сопротивления W_н = I_б/у_н = 18х10⁵ см³ и W_н = I_б/у_н = 27х10⁵ см³. Определим растягивающие напряжения от собственного веса в сечениях I-I и II-II по нижней кромке бетонного сечения:

Чтобы нейтрализовать растягивающие напряжения в нижних волокнах следует натянуть столько пучков в суммарным усилием N, чтобы сжимающие напряжения превысили растягивающие. Примем сжимающие напряжения от пучков s = 150 кгс/см², тогда

При натяжении 18 пучков с усилием N_L = 183 тс:

Определим напряжения в бетоне от собственного веса и сил натяжения в сечениях I - I и II - II в нижних и верхних кромках, считая растягивающие со знаком + и сжимающие со знаком - по формулам:

сечении I - I: σ_н = - 41- 110 + 54= - 97кгс/см², σ_в = - 41 + 73 - 36 = - 4 кгс/см²,

В сечении II - II: σ_н = - 41- 110 + 131= - 20кгс/см², σ_в = - 41 + 73 - 88 = - 56 кгс/см².

По большему значению напряжений в бетоне находим необходимую (кубиковую прочность бетона на сжатие к началу натяжения, которая должна быть не менее 3xσ_б и не менее 300 кгс/см². 3хσ_б = 3 x 97 = 291 кгс/см², т.е. прочность бетона должна быть не ниже 300 кгс/см².

Для уменьшения напряжений по низу сечения (97 кгс/см²) и повышения по верху сечения (4 кгс/см²) натяжение следует начинать с криволинейных пучков.