"ОДМ 218.3.089-2019. Отраслевой дорожный методический документ. Методические рекомендации по опытному применению напрягаемой арматуры из высокопрочных композиционных материалов для усиления железобетонных конструкций мостов"
(издан на основании Распоряжения Росавтодора от 26.09.2019 N 2604-р)

1. РАЗРАБОТАН Национальным Институтом Авиационных Технологий ОАО НИАТ

2. ВНЕСЕН Управлением строительства и эксплуатации автомобильных дорог Федерального дорожного агентства

3. ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 26.09.2019 N 2604-р

4. ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР

Отраслевой дорожный методический документ "Методические рекомендации по опытному применению напрягаемой арматуры из высокопрочных композиционных материалов для усиления железобетонных конструкций мостов" (далее - методический документ) разработан в соответствии с законодательными и нормативными документами, действующими в дорожном хозяйстве, и носит рекомендательный характер [1, 2, 6, 8].

Настоящий методический документ разработан для использования органами управления дорожным хозяйством Российской Федерации при проведении работ по усилению железобетонных конструкций мостов напрягаемой арматурой из высокопрочных композиционных материалов.

В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативно-технические документы и стандарты.

1. СП 35.13330.2011. Свод правил. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*.

2. ГОСТ 27751-2014. Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения.

3. СП 79.13330.2012. Свод правил. Мосты и трубы. Правила обследований и испытаний. Актуализированная редакция СНиП 3.06.07-86.

4. ГОСТ 10587-93. Смолы эпоксидно-диановые неотвержденные. Технические условия.

5. ГОСТ 8728-88. Пластификаторы. Технические условия.

6. ГОСТ 10187-75. ССБТ. Противогазы и респираторы промышленные фильтрационные. Метод определения времени защитного действия фильтрующе-поглощающих коробок по парам ртути; Л09; ГОСТ 12.4.161-75; 8 - 8,5.

7. СП 46.13330.2012. Свод правил. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 3.06.04-91.

8. СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.

9. ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.

10. ГОСТ 12.3.002-75*. ССБТ. Процессы производственные. Общие требования безопасности.

11. ГОСТ 12.3.005-75*. ССБТ. Работы окрасочные. Общие требования безопасности.

12. ГОСТ 12.3.016-87. ССБТ. Строительство. Работы антикоррозионные. Требования безопасности. Взамен ГОСТ 12.3.016-79.

13. ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Взамен ГОСТ 12.4.009-75.

14. ГОСТ 12.0.004-90. Организация обучения безопасности труда. Общие положения. Утвержден 05.11.1990 г. после Госстандарта СССР N 2797. Взамен ГОСТ 12.0.004-79.

15. ВСН 37-84. Инструкция по организации движения и ограждения мест производства дорожных работ.

16. ГОСТ 12.4.011-89. ССБТ. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация. Взамен ГОСТ 12.4.011-75.

17. ЕСЭКС. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей перед окрашиванием. Взамен ГОСТ 9.025-74.

18. ГОСТ 12.4.068-79*. ССБТ. Средства индивидуальной защиты дерматологические. Классификация и общие требования.

19. ГОСТ 12.1.013-78. ССБТ. Строительство. Электробезопасность. Общие требования.

20. ГОСТ 2.601-2006 "Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы".

В настоящем ОДМ применены следующие термины и соответствующие определения:

В настоящих рекомендациях использованы следующие термины с соответствующими определениями.

Мостовое сооружение - искусственное сооружение, расположенное на автомобильной дороге и являющееся конструктивной частью, предназначенное для перевода транспортного пути (дороги) и водовода через различные препятствия. К этой группе сооружений относятся мосты, путепроводы, эстакады, виадуки, скотопрогоны. Мостовое сооружение состоит из опор, пролетных строений, мостового полотна и регуляционных сооружений.

Долговечность сооружения - свойство сооружения сохранять работоспособное состояние в течение длительного периода времени с необходимыми перерывами на ремонт.

Работоспособное состояние пролетного строения - состояние, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять полностью или частично заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической документации.

Срок службы - календарная продолжительность эксплуатации элементов пролетных строений от начала эксплуатации до перехода в предельное состояние.

Предельное состояние (пролетного состояния) опоры - состояние, при котором восстановление работоспособного состояния конструкции невозможно или нецелесообразно.

Капитальный ремонт - комплекс работ по замене и (или) восстановлению конструктивных элементов сооружений и (или) их частей, выполнение которых осуществляется в пределах установленных допустимых значений и технических характеристик класса и категории автомобильной дороги и при выполнении которых затрагиваются конструктивные и иные характеристики надежности и безопасности сооружения.

Ремонт - комплекс работ по восстановлению транспортно-эксплуатационных характеристик сооружения, при выполнении которых не затрагиваются конструктивные и иные характеристики надежности и безопасности сооружения.

Композиционный материал - конструкционный (неметаллический или металлический) материал, в котором имеются усиливающие его элементы в виде нитей, волокон или хлопьев более прочного материала.

технические требования к композиционным материалам;

общие принципы проектирования усиления конструкций;

общие положения по расчету усиления железобетонных балочных пролетных строений автомобильных мостов;

расчет по предельным состояниям первой группы;

расчет по предельным состояниям второй группы;

конструктивные требования;

технология усиления;

требования безопасности работ;

пример использования методики расчета для железобетонной балки прямоугольного сечения усиленной углепластиковыми лентами, закрепленными в анкерных устройствах;

пример проектной конструкторской документации по усилению железобетонных конструкций мостов.

R_р,кр - прочность композиционного материала при растяжении при кратковременных испытаниях;

E_р,кр - модуль упругости композиционного материала при растяжении при кратковременных испытаниях;

- растягивающее напряжение в композиционном материале при кратковременных испытаниях;

, при t = 10 часов - растягивающее напряжение в композиционном материале после 10 часов экспонирования при постоянной деформации;

- деформация композиционного материала под нагрузкой при кратковременных испытаниях;

, при t = 10 часов - деформация композиционного материала после 10 часов экспонирования под постоянной нагрузкой;

N - количество циклов переменной нагрузки;

R_р, при N = 2·10⁷ циклов - прочность композиционного материала при растяжении-сжатии после приложения 2·10⁷ циклов переменной нагрузки;

R_bt,ser - расчетное сопротивление бетона осевому растяжению при расчете предварительно напряженных элементов по образованию трещин.

Технические требования к композиционному материалу, из которого изготавливаются ленты для усиления железобетонных пролетных строений автомобильных мостов, приведены в табл. 1.

Перед усилением пролетных строений мостовых сооружений необходимо произвести их обследование в соответствии со СНиП 3.06.07-86.

При необходимости усиления пролетных строений руководствуются следующими принципами.

Расчеты по прочности и трещиностойкости балок, изложенные в СНиП 2.05.03-84*, не полностью отражают работу ненапрягаемых и предварительно напряженных балок, усиленных напрягаемыми лентами из композиционного материала.

В предварительно напряженных балках предварительно напряженная арматура имеет сцепление с бетоном по всей длине и работает совместно с бетоном как на постоянную, так и временную нагрузку.

Предварительно напряженная арматура, установленная в балках при их усилении, не имеет сцепления с бетоном и расчет сечений по прочности производится с учетом п. 3.65 СНиП 2.05.03-84*.

Данным расчетом должно быть подтверждено достижение требуемого класса по грузоподъемности и требуемой категории по трещиностойкости. В качестве исходного положения используются значения:

- напряжения в бетоне сжатой зоны от постоянной нагрузки,

- напряжения в центре тяжести арматуры растянутой зоны от постоянной нагрузки,

- E_в, E_s - модули упругости примененных в конструкции бетона и арматуры.

Основные предпосылки расчета:

- расчет производится исходя из фактического состояния конструкций,

- расчет производится из условия плоских сечений и прямой пропорциональности деформаций в бетоне и арматуре по мере удаления от нейтральной оси сечения,

- деформация сжатия в бетоне не превышает 0,003,

- бетон растянутой зоны в расчете не учитывается,

- диаграмма зависимости напряжение-деформация в элементе усиления носит линейный характер до момента разрушения.

Прочность сечения нормального к продольной оси и усиленного в растянутой зоне углепластиковой арматурой, проверяется, исходя из требования достижения напряжений в материалах, не превышающих расчетных сопротивлений:

(напряжения и расчетное сопротивление композита).

Значение для напрягаемой композитной арматуры определяется по формуле (1)

- прочность углепластиковой арматуры при растяжении при кратковременных испытаниях

K_dl - коэффициент длительного сопротивления углепластиковой арматуры

- коэффициент учитывающий релаксацию в углепластиковой арматуре

Напряжения от временной нагрузки в бетоне сжатой зоны , в арматуре и в композите определяют из рассмотрения равновесия внутренних сил усиленного сечения. При этом расчет ведут в две стадии.

Стадия N 1 - предварительный расчет, исходящий из положения, что размер сжатой зоны сечения при действии временной нагрузки может быть принят равным:

Расчет сечений, нормальных к продольной оси балки, у которой внешняя сила действует в плоскости оси симметрии сечения и продольная арматура сосредоточена у перпендикулярных указанной плоскости граней элемента, производился в зависимости от значения относительной высоты сжатой зоны , определяемой из соответствующих условий равновесия. При этом проверялось условие, при котором значение при расчете балки не должно превышать относительной высоты сжатой зоны бетона , при которой предельное состояние бетона сжатой зоны наступает не ранее достижения в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению R_s или R_р.

Значение определялось по формуле (2)

где - для элементов с обычным армированием, при этом расчетное сопротивление бетона R_b принималось в МПа;

напряжения в арматуре , МПа, принимались равными:

R_s - для ненапрягаемой арматуры;

расчетное сопротивление напрягаемой арматуры растяжению R_р принималось с учетом снижения характеристик при длительной эксплуатации, а величину предварительного напряжения в арматуре - с учетом потерь. При наличии напрягаемой и ненапрягаемой арматуры напряжение принимается по напрягаемой арматуре;

напряжение принималось равным 500 МПа.

В процессе расчета последовательно определяют:

а) площадь бетона сжатой зоны (рис. 1)

б) напряжения в бетоне сжатой зоны, принимая что суммарные напряжения от постоянной и временной нагрузки равны расчетному сопротивлению бетона сжатию

в) относительные удлинения

- по верхним фибрам бетонного сечения

- в уровне ц.т. рабочей арматуры (рис. 1, а)

- в уровне установки композитной арматуры, в частности, для случая установки по нижним фибрам бетонного сечения

г) напряжения в композитной арматуре

E_к - расчетный модуль упругости композита, равный модулю заявленному производителем, деленному на коэффициент надежности ;

д) предварительная величина увеличения несущей способности сечения

или для случая нескольких углепластиковых арматурных элементов

Величина не должна быть меньше требуемого увеличения несущей способности, установленного по результатам обследования и оценки состояния сооружения. В зависимости от величины требуемого могут приниматься следующие решения: добавляется количество углепластиковых арматурных элементов снизу, сбоку или снизу и сбоку; углепластиковые арматурные элементы предварительно напрягаются; и увеличивается их количество.

Стадия N 2 - уточняется расчет, исходя из принятой на первой стадии площади углепластиковых арматурных элементов. Прежде всего, расчетом на этой стадии уточняется значение "x" из рассмотрения равновесия внутренних сил сечения:

Если установленное уточняющим расчетом значение "x" отличается от принятого ранее (на 1^й стадии) на величину более +/- 0,01·h₀, расчет по формулам (2) - (8) повторяют и устанавливают уточненное значение . Если уточненное значение "x" находится в пределах x = (0,12 +/- 0,01)·h₀, результаты предварительного расчета принимают за окончательные. Возможные схемы усиления тавровых балок приведены на рис. 2.

Если принятое значение не приводит к требуемому усилению конструкций, повторяется вариант усиления с предварительным напряжением конструкций.

При расчете на прочность по предельным состояниям первой группы исходными данными служат момент и поперечная сила от нагрузки, приходящейся на балку.

Путем сопоставления расчетных усилий от внешних нагрузок с предельными нагрузками подбирают дополнительное количество арматуры из композиционных материалов.

Поперечное сечение усиливаемой балки и рабочая арматура, установленная при изготовлении балки, являются исходными данными расчета.

Если балка рассчитана по предельным состояниям СНиП 2.05.03-84*, то можно использовать все расчетные характеристики, приведенные в типовом или индивидуальном проекте.

Если балка рассчитана по другим нормативным документам, то пересчитывают несущую способность балки (основных сечений) по ВСН 32-89 (Транспорт, М., 1991).

Расчетные характеристики материала (стали и бетона) усиливаемой балки принимают по ВСН 32-89 в зависимости от года постройки (срока эксплуатации сооружения) и по СНиП 2.05.03-84*.

Расчет проводят в два этапа.

Вначале определяют несущую способность балки с арматурой, установленной при ее изготовлении. Затем определяют разницу в несущей способности существующей и усиленной балок.

На эту разницу усилий, используя поперечное сечение балки, подбирают площадь поперечного сечения высокопрочной арматуры.

Расчет наклонных сечений на действие поперечной силы проводят также в два этапа.

На первом этапе расчета учитывают только арматуру, установленную в балке при ее изготовлении (отогнутые стержни или пучки, хомуты и т.д.).

Для определения необходимости усиления наклонных сечений выполняется расчет в соответствии со СНиП 2.05.03-84*, учитывая фактическое состояние бетона и арматуры.

При расчетах должно быть установлено удовлетворение условиям:

по обеспечению прочности бетона между наклонными трещинами, зависящей в основном от прочности бетона, площади сечения балки, площади сечения арматурных хомутов и расстояния между ними;

по обеспечению прочности наклонного сечения по изгибающему моменту, зависящей от площади сечения арматурных хомутов.

Если имеющейся в балке арматуры не достаточно, то на этих, как правило, концевых участках наклеивают углепластиковые ламели. Возможная схема усиления балок ламелями приведена на рис. 1 - 4 и предлагаемый вариант конструкции в приложении 1, однако проект усиления мостовой конструкции должен быть разработан под конкретную мостовую конструкцию.

В этом случае должно быть обеспечено сцепление наклеиваемой арматуры на этом участке с бетоном согласно п. 3.170 СНиП 2.05.03-84*.

Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие изгибающего момента проводят также в два этапа.

На первом этапе расчета учитывают только арматуру, установленную в балке при ее изготовлении.

Если имеющейся в балке арматуры не достаточно, то в расчет вводят арматуру, устанавливаемую для усиления балки, при этом сцепление ее с бетоном не учитывают, а расчетные сопротивления арматуры принимают как при расчете по прочности (см. п. 3.85 СНиП 2.05.03-84*).

Расчет на местное сжатие (смятие) и местные напряжения в зоне установки упоров

Расчет на местное сжатие (смятие) осуществляют согласно п. 3.89 СНиП 2.05.03-84*.

Кроме того, бетон в зоне установки упора проверяют на действие местных напряжений.

При расчете местных напряжений в бетоне в зоне установки упора при натяжении арматуры учитывают всю или часть нагрузки, действующей на балку (собственный вес балки, мостовое полотно и временная нагрузка) и усилия от предварительного натяжения высокопрочной арматуры.

Расчет проводят в две стадии: на момент натяжения лент и на стадии эксплуатации.

В сечении (в зоне установки упора), учитывая поперечное сечение балки, прочность бетона и арматуры, установленной в балке, определяют напряжения от внешних нагрузок и местные напряжения от натяжения лент.

Напряжения в бетоне и арматуре, возникающие от этих нагрузок, затем суммируют и сравнивают с нормативными.

Во всех случаях расчета количество и вид арматуры (продольной или поперечной, учитываемой в расчете) определяется растянутыми участками эпюр местных напряжений.

При расчете продольной и поперечной арматуры (продольные, отогнутые стержни и хомуты) ее учитывают на расстоянии, равном 0,5 высоты балки в обе стороны от места установки упора.

При этом площадь арматуры, попадающая в растянутую область эпюры местных напряжений, должна воспринимать растягивающие усилия в этой зоне.

При расчете местных напряжений, возникающих в месте установки накладного упора, прикрепляемого к стенке балки болтами, рекомендуется рассматривать упор как состоящий из нескольких внутренних упоров (по числу болтов для всего накладного упора), расположенных на горизонтальных или наклонных к оси балки осях.

Количество и диаметр болтов подбираются таким образом, чтобы напряжения в бетоне за и перед болтами не превышали расчетных сопротивлений бетона.

Для участков балки, где местные напряжения в зоне установки упоров не превышают 0,4R_bt,ser, проверка на трещиностойкость не обязательна.

Местные напряжения в зоне установки упоров для типовых балок можно не рассчитывать, если усилие в лентах, передающееся на упор, не превышает 30 тс. Внутренний цилиндрический упор выполняют в виде пальца диаметром 100 мм и более. Накладной упор крепят к стенке балки шестью болтами диаметром 24 - 25 мм. Внутренний цилиндрический упор устраивают в зоне взаимодействия арматуры балки с бетоном, которая определяется по п. 3.110 СНиП 2.05.03-84*, если его располагают в растянутой зоне бетона.

Балки, усиливаемые предварительно напряженными лентами, должны удовлетворять категориям требований по трещиностойкости, приведенным в табл. 39 СНиП 2.05.03-84*.

3.95*. Железобетонные конструкции мостов и труб в зависимости от их вида и назначения, применяемой арматуры и условий работы должны удовлетворять категориям требований по трещиностойкости, приведенным в табл. 2*. Трещиностойкость характеризуется значениями растягивающих и сжимающих напряжений в бетоне и расчетной шириной раскрытия трещин.

--------------------------------

<*> При смешанном армировании допускается повышать предельные растягивающие напряжения в бетоне согласно указаниям п. 3.96*.

В конструкциях автодорожных и городских мостов с проволочной напрягаемой арматурой при расположении ее в плите проезжей части предельные значения растягивающих напряжений в бетоне в направлении его обжатия не должны быть более 0,8R_bt,ser.

<**> При оцинкованной проволоке допускается принимать .

<***> Ширина раскрытия трещин не должна превышать, см:

0,020 - в элементах пролетных строений железнодорожных мостов, в верхних плитах проезжей части автодорожных и городских мостов при устройстве на них гидроизоляции, в стойках и сваях всех опор, находящихся в зоне переменного уровня воды, а также в элементах и частях водопропускных труб;

0,015 - в элементах промежуточных опор железнодорожных мостов в зонах, расположенных выше и ниже переменного уровня воды;

0,010 - на уровне верхней грани в продольных стыках верхних плит проезжей части автодорожных и городских мостов.

При расположении мостов и труб вблизи плотин гидростанций и водохранилищ в зоне попеременного замораживания и оттаивания (в режиме по ГОСТ 10060-87) ширина раскрытия трещин в зависимости от числа циклов попеременного замораживания в год должна составлять, см, не более:

0,015 - при числе циклов менее 50;

0,010 - то же, 50 и более.

Расчеты по определению напряжений в бетоне, образованию трещин и определению ширины их раскрытия должны производиться с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре согласно обязательному приложению 11*.

В составных предварительно напряженных конструкциях мостов всех назначений возникновение растягивающих напряжений в обжимаемых стыках, а также в элементах сквозных пролетных строений железнодорожных мостов не допускается.

В составных по длине конструкциях пролетных строений мостов минимальные сжимающие напряжения в бетоне при воздействии создаваемой нормативной постоянной нагрузкой должны соответствовать категории требований по трещиностойкости 2б.

В неразрезных пролетных строениях, составленных из разрезных преднапряженных балок с надопорными необжатыми бетонируемыми стыками, армированными ненапрягаемой арматурой, ширина трещин в бетоне под нормативной нагрузкой должна отвечать категории требований 3.

Расчет на трещиностойкость проводят в следующем порядке.

Определяют трещиностойкость балки от нормативной (расчетной) нагрузки, определенной по предельным состояниям первой группы, с учетом только арматуры, установленной в балке до ее усиления. Если при этом условии трещиностойкость и напряжения в наиболее растянутых (крайних) стержнях не превышают значений, требуемых нормами, то ленты напрягают на усилие, обеспечивающее включение высокопрочной арматуры из композиционных материалов в совместную работу с арматурой балки. В этом случае арматура усиления работает как шпренгель.

Если ширина раскрытия трещин в бетоне балки от расчетной нагрузки или напряжения в наиболее растянутых (крайних) стержнях превышают значения, требуемые нормами, то предварительно напряженную арматуру напрягают на усилие, компенсирующее раскрытие трещин и снижение предела текучести в арматуре свыше расчетной величины. В этом случае предварительно напряженная арматура усиления работает как шпренгель только тогда, когда сжимающие напряжения в растянутой зоне бетона балки полностью исчерпаны.

Приращение растягивающих напряжений в напрягаемой арматуре после снижения предварительного сжимающего напряжения в бетоне до нуля определяют согласно п. 3.108 СНиП 2.05.03-84*.

3.108*. При определении ширины нормальных трещин в растянутой зоне предварительно напряженных элементов следует учитывать всю растянутую арматуру.

При определении ширины трещин в предварительно напряженных сваях допускается учитывать всю арматуру растянутой зоны.

Приращение растягивающего напряжения в напрягаемой арматуре согласно п. 3.105, возникающее после снижения под временной нагрузкой предварительного сжимающего напряжения в бетоне до нуля, допускается определять по формуле

где - растягивающее напряжение в бетоне на уровне центра тяжести площади растянутой зоны бетона;

- коэффициент армирования, определяемый как отношение учитываемой в расчете площади поперечного сечения продольной арматуры к площади всей растянутой зоны бетона (арматура, не имеющая сцепления с бетоном, при вычислении не учитывается).

При смешанном армировании напряжение в бетоне определяется на уровне центра тяжести той части площади растянутой зоны бетона, в пределах которой растягивающие напряжения не превышают .

Напряжения в ненапрягаемой арматуре при смешанном армировании допускается определять по формуле

где - напряжения в бетоне на уровне центра тяжести части площади A_bts растянутой зоны бетона, в пределах которой напряжения в бетоне превышают ;

Суммарные напряжения не должны превышать расчетных сопротивлений арматуры.

Напряжения в элементах конструкций определяют согласно п. 3.14 и приложению 11* СНиП 2.05.03-84*.

3.14. Напряжения в элементах предварительно напряженных конструкций следует определять по контролируемому усилию за вычетом:

первых потерь - на стадии обжатия бетона;

первых и вторых потерь - на стадии эксплуатации.

К первым потерям следует относить:

а) в конструкциях с натяжением арматуры на упоры - потери вследствие деформации анкеров, трения арматуры об огибающие приспособления, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50% полных), температурного перепада, быстронатекающей ползучести, а также от деформации форм (при натяжении арматуры на формы);

б) в конструкциях с натяжением арматуры на бетон - потери вследствие деформации анкеров, трения арматуры о стенки закрытых и открытых каналов, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50% полных).

Ко вторым потерям следует относить:

а) в конструкциях с натяжением арматуры на упоры - потери вследствие усадки и ползучести бетона, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50% полных);

б) в конструкциях с натяжением арматуры на бетон - потери вследствие усадки и ползучести бетона, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50% полных), смятия под витками спиральной или кольцевой арматуры, навиваемой на бетон, деформации стыков между блоками в составных по длине конструкциях.

Значения отдельных из перечисленных потерь следует определять по обязательному приложению 11* с учетом п. 3.15.

Допускается принимать, что вторые потери от релаксации напряжений в арматуре (в размере 50% полных) происходят равномерно и полностью завершаются в течение одного месяца после обжатия бетона.

При проектировании суммарное значение первых и вторых потерь не должно приниматься менее 98 МПа (1000 кгс/см²).

3.15. При определении потерь предварительного напряжения в арматуре от усадки и ползучести бетона необходимо руководствоваться следующими указаниями:

а) изменение во времени потерь от усадки и ползучести бетона допускается определять по формуле

где - конечные (предельные) значения потерь в арматуре от усадки и ползучести бетона, определяемые по обязательным приложениям 11* или 13*;

t - время, отсчитываемое при определении потерь от ползучести - со дня обжатия бетона, от усадки - со дня окончания бетонирования, сут;

e = 2,718 - основание натуральных логарифмов;

б) для конструкций, предназначенных для эксплуатации при влажности воздуха окружающей среды ниже 40%, потери от усадки и ползучести бетона следует увеличивать на 25%, за исключением конструкций, предназначенных для эксплуатации в климатическом подрайоне IVА согласно СНиП 2.01.01-82 и не защищенных от солнечной радиации, для которых указанные потери увеличиваются на 50%;

в) допускается использовать более точные методы для определения потерь и перераспределения усилий от усадки и ползучести бетона с учетом предельных удельных значений деформаций ползучести и усадки бетона, влияния арматуры, возраста и передаточной прочности бетона, постадийного приложения нагрузки и длительности ее воздействия на каждой стадии, скорости развития деформаций во времени, приведенных размеров поперечных сечений, относительной влажности среды и других факторов. Эти методы должны быть обоснованы в установленном порядке. При этом нормативные деформации ползучести c_п и усадки бетона для классов бетона, соответствующих его передаточной прочности, следует принимать по табл. 3 обязательного приложения 1*.

Примечание. Каждому виду потерь предварительного напряжения арматуры в соответствии с номерами позиций присваивать обозначения от до .

--------------------------------

<*> При осадке конуса 1 - 2 см.

<**> При жесткости смеси 35 - 30 с.

Примечания: 1. При определении c_п и классы бетона должны соответствовать передаточной прочности бетона R_bt (см. п. 3.31).

2. Для бетона, подвергнутого тепловлажностной обработке, значения c_п и следует уменьшать на 10%.

В предварительно напряженных конструкциях вторые потери не учитывают, так как ползучесть, усадка и релаксация напряжений в бетоне и арматуре к моменту усиления балки закончились.

В конструкциях с ненапрягаемой рабочей арматурой вторые потери учитывают, за исключением усадки бетона.

Определение прогибов и углов поворота.

Кривизну предварительно напряженных элементов (балок), в которых пояса отнесены к категориям требований по трещиностойкости 2а, 2б и 3б, допускается определять как для сплошного сечения по п. 3.113 СНиП 2.05.03-84*.

3.113*. Кривизну предварительно напряженных элементов, в которых пояса отнесены к категориям требований по трещиностойкости 2а, 2б и 3б, допускается определять как для сплошного сечения по формуле

где M_р, M_g, M_v - моменты в рассматриваемом сечении, создаваемые соответственно усилием в напрягаемой арматуре, постоянной и временной нагрузками;

B*_р, B*_g - жесткости сечения при длительном воздействии соответственно усилия в напрягаемой арматуре и постоянной нагрузки;

B - жесткость сплошного сечения при кратковременном действии нагрузок.

Значения перечисленных жесткостей допускается определять по обязательному приложению 13*.

Допускается правую часть формулы (136) определять другими методами, обоснованными в установленном порядке.

Моменты от предварительного напряжения следует вычислять исходя из напряжений в арматуре, соответствующих стадиям работы конструкции: на стадии обжатия - за вычетом первых потерь; на последующих стадиях, в том числе и на стадии эксплуатации, за вычетом также и вторых потерь согласно обязательному приложению 11*.

Значения изгибающих моментов M_g при навесном монтаже следует определять с учетом веса монтируемых блоков и других возможных строительных нагрузок. При определении жесткостей B*_р и B*_g учитывается влияние усилия предварительного напряжения и длительности действия нагрузки.

Кривизну элементов с ненапрягаемой арматурой, в которых пояса отнесены к категориям требований по трещиностойкости 3в, следует определять с учетом образования трещин.

В случае, если прогибы и углы поворота, подсчитанные без учета предварительно напряженной арматуры усиления, превышают допускаемые СНиП 2.05.03-84*, необходимо ввести в расчеты предварительно напряженную арматуру усиления, которая напрягается на величину, обеспечивающую прогибы и углы поворота согласно требованиям СНиП 2.05.03-84*.

При проектировании конструкций усиления следует соблюдать требования п. 3.116 СНиП 2.05.03-84* и требования настоящего раздела.

При усилении балок и пролетных строений необходимо соблюдать требования СНиП 2.05.03-84*.

При разработке конструкций усиления упоры для передачи усилий натяжения на усиливаемую конструкцию располагают таким образом, чтобы местные напряжения, вызываемые сосредоточенной передачей усилия с упора на бетон, были минимальными и не требовали установки дополнительной арматуры или увеличения сечения бетона. Упоры рекомендуется устанавливать в зоне минимальных моментов от внешних нагрузок, т.е. не дальше, чем в 1/8 пролета балки (от ее торца).

Располагать упоры в зоне действия больших главных растягивающих напряжений от постоянной и временной нагрузок не рекомендуется.

При разработке конструкций закладных деталей (опорных плит, упоров, отгибающих устройств и т.д.) следует руководствоваться п.п. 3.171 - 3.173 СНиП 2.05.03-84*.

1. Произвести обследование конструкции на предмет повреждений.

2. Рассчитать необходимые усилия натяжения композиционной арматуры.

3. Определить положение стальной арматуры в балке.

4. Изготовить кондуктора для разделки отверстий в железобетонной балке и в стальной плите анкерных устройств.

5. Разделать отверстия в железобетонной балке.

6. Разделать отверстия в анкерных устройствах.

7. Установить на мостовую конструкцию анкерные устройства.

8. Зажать в анкерных устройствах композиционные напрягаемые элементы.

9. Установить гидравлические домкраты обеспечив гидравлическую связь для равномерного натяжения.

10. Подать в гидродомкраты расчетное давление.

11. Выдержать конструкцию под напряжением от гидродомкратов в течение 10-ти часов для преодоления релаксации композиционного материала (углепластика).

12. Закрепить фиксирующие болты натяжных устройств.

13. Сбросить давление из гидроцилиндров.

14. Снять гидроцилиндры и скобы натяжителей.

15. На первых опытных мостовых конструкциях необходимо устанавливать тензодатчики для контроля натяжения композиционной арматуры и контроля напряжений в бетоне.

1. Все работы должны производиться при строгом соблюдении правил и норм техники безопасности и противопожарной защиты, установленными СНиП 12-03-2001, ГОСТ 12.1.007, ГОСТ 12.3.002, ГОСТ 12.3.005, ГОСТ 12.33.016, ГОСТ 12.4.009, ГОСТ 12.0.004, ВСН-37-84.

2. Места производства работ обустраивают инвентарными подмостями или лесами и настилами таким образом, чтобы расстояние между настилом и обрабатываемой поверхностью конструкции составляло 1 - 1,2 м, а высота яруса - 2 м. Подмости или леса должны иметь ширину не менее 1,5 м и обеспечивать свободное перемещение рабочих вдоль всего фронта работ.

Ремонтные работы на высоте более 2 м должны выполняться с подвесных или стоечных подмостей, люлек или других средств, обеспечивающих безопасное выполнение работ. Леса и подмости, применяемые для производства работ на высоте, должны быть прочными, настил не должен иметь зазоров, по периметру лесов и подмостей следует устраивать ограждения (перила).

С целью обеспечения безопасности работ рекомендуется использовать передвижные инвентарные люльки, специализированные подъемно-транспортные машины и оборудование, машины для инспекции и осмотра сооружений.

3. Используемое технологическое оборудование должно быть снабжено паспортами. Строительные механизмы и электрический инструмент должны быть заземлены. Лица, привлекаемые к работе с технологическим оборудованием, должны пройти инструктаж.

1. Мостовая балка.

2. Основание.

3. Болты крепления основания к мостовой балке.

4. Механизм самоориентации ленты.

5, 6. Устройство крепления ленты.

7. Лента углепластиковая.

8, 9. Винт и гайка фиксации ленты в натянутом состоянии.

10. Кронштейн фиксации ленты в натянутом состоянии.

11. Упор домкрата.

12. Домкрат гидравлический.

13. Тяга натяжения.

14. Балочка.