Трещинообразование в железобетонных элементах мостов, усиленных полимерными композиционными материалами

В статье приведены результаты лабораторного эксперимента по исследованию процесса трещинооб-разования в железобетонных пролетных строениях, усиленных полимерными композиционными материалами на основе углеродного волокна. Были испытаны модели главных балок автодорожного пролетного строения типового проекта серии 3.503-14, инв. № 710/5, всего 16 образцов. Материал образцов - бетон класса В30, в качестве рабочей арматуры использованы стержни класса А400 диаметром 18 и 20 мм, в качестве конструктивной - стержни класса А240 диаметром 6 мм. Усиление выполнено пластинами и холстами, системы внешнего армирования производства ЗАО «ХК “Композит”» (холст FibARM Tape 530/300; пластина FibARM Lamel 14/100), применены различные схемы закрепления. При проведении эксперимента в зоне чистого изгиба контролировали момент появления первой трещины, расстояние между трещинами, величину раскрытия трещин. По результату проведенного эксперимента установлено, что усиление полимерными композиционными материалами на основе углеродного волокна очень эффективно для обеспечения трещиностойкости железобетонных конструкций. Выявлены закономерности процесса тре-щинообразования в работе усиленных железобетонных изгибаемых балок. Выдвинуты теоретические предположения по процессу трещинообразования в усиленных полимерными композиционными материалами железобетонных элементах. С использованием методики О.Я. Берга, положенной в основу расчета по раскрытию трещин действующих норм проектирования (СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы») для обычных, не усиленных железобетонных элементов, а также результатов эксперимента решена задача по определению радиуса армирования и расстояния между трещинами усиленных полимерными композиционными материалами железобетонных элементов. Предложена методика расчета ширины раскрытия трещин и расстояния между трещинами для таких конструкций.

железобетонные пролетные строения, усиление железобетонных пролетных строений мостов, полимерные композиционные материалы, углеродное волокно, трещина, ширина раскрытия трещины, расстояние между трещинами

1. Бокарев С.А., Громенко К.Г., Слепец В.А. Обеспечение пропускной способности мостов опорной сети Новосибирской области // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2013. № 1. С. 210-217.

2. Шилин А.А., Пшеничный В.А., Картузов Д.В. Внешнее армирование железобетонных конструкций композиционными материалами. М.: Стройиздат, 2007. 184 с.

3. МурашевВ.И. Трещиноустойчивость, жесткость и прочность железобетона. М.: Изд-во Министерства строительства предприятий машиностроения, 1950. 268 с.

4. Серия 3.503-14. Сборные железобетонные пролетные строения для автодорожных мостов. Вып. 5. Пролетные строения без диафрагм длиной 12, 15 и 18 м, армированные арматурой классов А-II и А-III, инв. № 710/5. М.: Союздорпроект, 1974. 50 с.

5. Бокарев С.А., Ефимов С.В. Вопросы подобия усиленных железобетонных балок при экспериментах на уменьшенных масштабных моделях // Науковедение. 2014. № 5. С. 1-9.

6. СП 35.13330.2011. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*. М.: Минреги-он РФ, 2011. 340 с.

7. Берг О.Я. О предельном состоянии по трещинам в железобетонных мостовых конструкциях // Тр. ВНИИЖТа. Вып. 3. 1951. С. 5-59.

8. Берг О.Я. Исследование процесса трещинообразования в железобетонных элементах с арматурой периодического профиля // ВНИИЖТ. Сообщение № 44. 1954. 23 с.

9. ВласовГ.М., УстиновВ.П. Расчет железобетонных мостов. М.: Транспорт, 1992. 256 с.

10. Неровных А.А., Лягуша Т.К. Расчет выносливости железобетонных пролетных строений, усиленных композиционными материалами // Вестник СГУПСа. 2014. № 30. С. 20-29.