Файл: Мельников Ю.Л. Стыки сборных железобетонных пролетных строений мостов.pdf

допускать только сварщиков, прошедших контрольные испы­ тания и имеющих специальные удостоверения на право вы­ полнения этих работ.

Исследования стыков со сварными соединениями выпус­

ков арматурных стержней были выполнены ЦНИИСом в

1955—1959 гг. в лабораторных условиях и на строительстве

крупных сборных железобетонных мостов (мост-метро в Луж­

никах, через р. Оку у Горького), где эти стыки применя­ лись для соединения элементов арок и проезжей части.

Исследования таких стыков применительно к промышлен­ ным сооружениям проводились в 1954 г. в Ленинградском

инженерно-строительном институте. ЦНИИСом были испыта­

ны как железобетонные образцы (в том числе образцы

стыков элементов арки в натуральную величину), так и не­ обетонированные образцы с различными конструктивными ва­

риантами стыков одиночных арматурных стержней. Испыта­ ния проводились главным образом при действии многократ­

но повторных растягивающих усилий. Помимо определения предела выносливости для различных типов сварных соедине­

ний одиночных арматурных стержней, исследовались вопросы

уменьшения реактивных напряжений, возникающих при свар­ ке, 'теплового влияния сварки на свойства блоков, трещино-

образования в зоне стыков, возможности сварки многоряд­

ной и пучковой стержневой арматуры.

Исследования показали, что предел выносливости сварных соединений ниже, чем для целого стержня, причем степень снижения предела выносливости различна для разных сты­ ков. Наибольший предел выносливости (в сравнении с дру­

гими типами сварных стыков арматуры) имеют «ванные»

стыки на удлиненных подкладках, предложенные ЦНИИСом,

никают дополнительные реактивные напряжения вследствие

усадки в стесненных условиях разогретого и расплавленного

при сварке металла и сокращения длины сваренных стерж­

ней при остывании. Реактивные напряжения могут быть как

растягивающими, так и сжимающими; величина их зависит от совокупности ряда факторов (величины стыковых зазоров между блоками и между торцами свариваемых стержней,

режима сварки, последовательности сварки отдельных стерж­

54

Уменьшения реактивных напряжений в свариваемых

стержнях можно достигнуть регулированием геометрических размеров стыка—уменьшением стыкового зазора между

ков и длины арматурного стержня в бетоне блоков, на которой происходит его деформация), что уменьшает отно­ сительную деформацию стержней при сварке, а следова­ тельно, -и напряжения в них.

Реактивные напряжения можно уменьшить также при

правильно налаженном технологическом процессе сварки—ре­

гулированием силы сварочного тока (при большой величине которого происходит сильный разогрев металла и большая

усадка) и непрерывной сваркой всех стержней в пределах

стыка. Как показали опытные работы на двух больших мо­ стах (руководитель работы канд. техн, наук Μ. Е. Писицын),

это уменьшает величину реактивных напряжений. Сварку дол­

жны вести одновременно не менее чем два сварщика в на­ правлении от средних стержней к крайним при поочередном окончании сварки по рядам арматуры, например, сначала в нижнем, а затем в верхнем.

Более подробные сведения об исследованиях реактивных напряжений в арматуре и формулы для определения их ве­

личины содержатся в статье Μ. Е. Лисицына*.

В стыках, воспринимающих растягивающую нагрузку, на­ блюдается раннее раскрытие трещин по контакту между бе­

тоном соединяемых элементов и бетоном омоноличивания. Поэтому необходимы специальные меры для повышения тре-

щиностойкости стыков (например, усиление контактной зоны стыка продольными шпильками, выпускаемыми из торцовых

сторон соединяемых элементов) и максимального сцепления

«старого» и «нового» бетона по контактным плоскостям.

Поскольку тепло, выделяющееся при сварке арматурных

выпусков, может ухудшить качество железобетонных блоков

(главным образом, сцепление арматурных стержней с бето­

ном и целость защитного слоя), необходимо ограничить ми­

нимальное расстояние от места сварки до заделки стержня

в бетоне и принять меры к защите поверхности бетона от прямого воздействия электрической дуги.

* Μ. Е. 'Писицын. «Реактивные напряжения в арматуре от сварки ее в монтажных узлах «ванным» способом». Транспортное строительство, 1962, № 2.

55.

13. Петлевые стыки

Петлевой стык, предложенный в 1931 г. акад. Г. П. Пе­

редерием, представляет собой соединение внахлестку выпу­

сков рабочей арматуры в виде петель, объединяемых попе­ речными шпильками и омоноличиваемых бетоном (рис. 21).

Основной рабочей частью петлевого стыка являются бетон­

ный сердечник, заключенный в обойме из полупетель, обра-

6}

правлением усилия в рабочей арматуре и направлением радиуса, проведенного от центра пары шпилек к центру петли; ¿п—диа­

метр арматуры петли; а—расстояние между крайними полу­ петлями; Р—усилие растяжения, действующее на стык

56

зуемых выпусками рабочей арматуры соединяемых элементов

и объединяемых с помощью поперечных шпилек. Этот сердеч­

ник при действии растягивающих усилии работает как на­ гель—на сжатие по диаметральной плоскости и на местное

смятие шпильками и полупетлями.

Петлевые стыки могут найти применение для соединения

растянутых элементов или растянутой зоны изгибаемых эле­

ментов из ненапряженного железобетона при условии

зоны стыка дополнительной арматурой, выпускаемой из торцовых сторон соединяемых элементов; применение вы­ сокопрочных бетонов для омоноличивания стыка; примене­ ние технологии изготовления сборных элементов и замоно-

личивания стыка, снижающей усадку бетона; увеличение

сцепления между бетоном соединяемых элементов и мон­

тажным бетоном путем повышения шероховатости контакт­ ных поверхностей. Петлевые стыки можно также применять

всоединениях, работающих на перерезывающую силу.

Визгибаемых плитных конструкциях применение петле­

вых стыков, работающих на изгиб, как правило, нецелесооб­

разно и должно быть обосновано.

Вслучае применения петлевого стыка в изгибаемых

Очевидно, что петлевой стык, особенно с круглой петлей,

не может воспринять изгибающий момент сколько-нибудь

значительной величины, являясь в подобных условиях ра­

боты своеобразным шарниром, заключенным в бетон. Этот

недостаток в определенной степени может быть устранен применением в стыке прямой вставки; при этом получается другой тип стыка—с взаимным перекрытием выпусков арма­ туры,—прочность и деформативность Которого зависят от

длины и характера заделки арматурных выпусков в рас­

тянутой зоне бетона стыка и величины их перекрытия (на­

хлестки).

Применение петлевых стыков для воспринятая усилий

сжатия (в сжатых элементах или сжатой зоне изгибаемых

элементов) нецелесообразно, так как при сжатии не исполь­ зуется работа бетонного сердечника. Эти стыки можно осу­ ществить в тех случаях, когда по расчету на сжатие до­ статочно одного бетона; при воспринятии петлевым стыком

значительных сжимающих усилий можно применять удли­

57

ненные, с прямой вставкой, петли или омоноличивать стык

бетоном высокой марки.

При устройстве петлевых стыков возникает ряд осложня­

ющих обстоятельств:

а) необходимость защиты выпусков арматуры от повреж­

дений при транспортировке и монтаже;

монтажных нагрузок и фиксации проектного положения соединяемых элементов;

г) необходимость проведения специальных мероприятий по уменьшению трещинообразования в стыковой зоне, кото­

рое начинается уже при небольших нагрузках;

д) соблюдение высокой точности в размерах, форме и рас­

положении выпусков петель (отклонения затрудняют сбор­

ку стыка).

Наиболее целесообразным для растянутых элементов мож­ но считать стык, в котором петля имеет форму окружности.

Диаметр петли (D) назначается из условия: D>8rf—для круглой стали и

Z)≥l 0d—для арматуры периодического профиля, где d—

диаметр рабочей арматуры. При меньших диаметрах петли

не обеспечивается равнопрочность бетонного ядра петли и ее арматуры. В случае применения высокопрочной стали при воздействии многократно повторных растягивающих и зна­ копеременных нагрузок возможно появление разрывов арма­ туры у мест закругления, вызванных усталостью металла.

Для более надежного включения бетона ядра в работу

петля по периметру равномерно армируется парными дуго­

образными поперечными шпильками—не менее чем по три пары на стороны, передающие давление на бетон.

петли соседнего следует принимать равным не менее 50

В изгибаемых плитных конструкциях с петлевым стыком,

арматура которогоі расположена в растянутой и в сжатой зоне, в пределах ядра устраивается прямой участок на дли­ не, обеспечивающей надежную заделку выпусков в бетоне стыка и необходимое их взаимное перекрытие.

При монтаже необходимо' строгої соблюдать проектное положение в вертикальной и горизонтальной плоскостях (от­

58

сутствие углов в направлении соединяемых петель). Для обеспечения правильного расположения выпусков петель па

форме и длине, а также по торцу соединяемого блока сбор­ ные блоки необходимо бетонировать с установкой петлевых выпусков рабочей арматуры в специальных металлических

кондукторах.

Исследования петлевых стыков, работающих на осевые

усилия, проводились в 1932—1934 гг. в бывш. Ленинград­

ском филиале центрального научно-исследовательского инсти­

В ЛенЦИСе проводили эксперименты на образцах малых размеров с арматурой небольшого диаметра (преимуществен­ но 6 мм) при действии статических нагрузок в растянутых элементах, в растянутой зоне изгибаемых элементов и на перерезывающую силу в изгибаемых элементах.

В результате этих исследований были найдены оптималь­

При испытаниях образцов отмечено раннее трещино-

образование по плоскости соединения «старого» и «нового»

бетона в зоне стыка. Для уменьшения трещинообразования

было рекомендовано увеличивать марку бетона в стыке и

усиливать контактную зону между бетоном стыка и бетоном

соединяемых элементов стальными коротышами, но эти ме­ ры не были проверены и осуществлены.

В ЛИИЖТе инж. Μ. В. Гнедовским проводились экспе­ рименты для выяснения статической прочности петлевых сты­ ков, работающих на сжатие. Опыты показали, что разрушаю­

свойства петлевых стыков при действии статических и много­

кратно повторных осевых нагрузок обоих знаков, а также

знакопеременных нагрузок [14]. Одновременно разрабатыва­

лась технология петлевых стыков. Было испытано 39 образ­

цов-моделей стыка с рабочей арматурой диаметром 28 мм,

из них при действии статических растягивающих нагрузок испытано четыре образца; при действии многократно повтор­

ных растягивающих нагрузок (ρ = 0,l— 0,2)—восемнадцать, образцов; при действии статических сжимающих нагрузок—

семь; при действии многократно повторных сжимающих на-

59⅛