Гибридная (по материалу) конструкция пролетного строения

На основании теоретических исследований, проведенных при сотрудничестве НИЛ «Мосты» СГУПСа и компании ООО «Опора», была разработана новая гибридная конструкция пролетного строения.

Данная конструкция представляет собой стеклопластиковые решетчатые фермы, объединенные поверху железобетонной плитой, включенной с фермами в совместную работу.

Фасад пролетного строения

Поперечное сечение пролетного строения

Комплекс экспериментальных исследований пролетного строения, выполненный в НИЛ «Мосты», позволил обосновать возможность и целесообразность применения данной конструкции в качестве пролетных строений как пешеходных, так и автодорожных мостов. На основании этих исследований проектной компанией ООО «Сибирские проекты» (г. Новосибирск) при сотрудничестве с НИЛ «Мосты» в 2013 г. был разработан проект гибридного по материалу пролетного строения полной длиной 18 м с габаритом проезда Г-4,5 и двумя тротуарами шириной по 0,75 м под современную автодорожную нагрузку А14 и Н14. Этот проект получил положительное заключение государственной экспертизы и был принят к реализации.

При содействии областной администрации в качестве объекта для реализации экспериментального пролетного строения был выбран аварийный мост через р. Пашенку на автодороге V категории с. Красный Яр – с Сосновка в Новосибирском районе. Строительство, включая сборку и монтаж пролетного строения, выполняла строительная организация ООО «Опора» (г. Новосибирск), проектные работы – ООО «Сибирские проекты» совместно с НИЛ «Мосты». Научное сопровождение проектных и строительных работ выполняли сотрудники НИЛ «Мосты» СГУПСа.

Мост через р. Пашенку: общий вид моста

Вид снизу конструкции пролетного строения

По окончании строительно-монтажных работ сотрудниками НИЛ «Мосты» были проведены предсдаточные испытания моста. Выполненные статические и динамические испытания показали удовлетворительное соответствие фактической работы гибридного пролетного строения расчетным предпосылкам, заложенным при проектировании конструкции, и подтвердили возможность применения композитов в автодорожных мостах. По итогам испытаний было установлено, что мостовой переход может эксплуатироваться проектными нагрузками (А14 и Н14) без ограничений массы и скорости.

Вид пролетного строения (левый и правый фасад) под испытательной нагрузкой
(полная масса испытательной нагрузки 106 т)

С целью анализа работы экспериментального пролетного строения в реальных условиях эксплуатации и дальнейшего совершенствования конструкции на основании полученных результатов сотрудниками НИЛ «Мосты» был разработан проект мониторинга технического состояния моста с контролем напряженно-деформированного состояния конструкций. В настоящее время техническое состояние моста можно оценить как хорошее, пропуск проектной нагрузки обеспечивается без ограничений, проведение ремонтных работ не требуется.

Статические испытания автодорожного моста с композитным пролетным строением.
Расстановка измерительного оборудования

7.2 Усиление железобетонных несущих конструкций углепластиками
Цель разработки – обеспечение надежности железобетонных элементов мостов и зданий, увеличение их грузоподъемности, продление срока службы.

Углепластики, применяемые для усиления, представляют собой полимерные композиционные материалы на основе углеродного волокна. Их модуль упругости составляет не менее 230 ГПа, что сопоставимо с модулем упругости стали, а прочность при растяжении на порядок выше. Конструкция усиления из ПКМ не портит архитектурные показатели сооружения, не изменяет габаритные размеры конструкции, а ее весом, в масштабе веса пролетного строения, можно пренебречь.

Технология монтажа системы усиления из ПКМ позволяет снизить временные и финансовые затраты по сравнению с традиционными способами. Наклеивание углепластиков выполняется на зачищенную поверхность усиленного элемента и не требует разборки защитного слоя бетона, бурения отверстий, установки закладных деталей и прочих трудоемких работ.

В СГУПСе разработан ряд нормативных документов в области усиления железобетонных конструкций композиционными материалами, среди которых стандарты организаций для ООО «БАСФ Строительные системы» и ГКУ НСО ТУАД, технический регламент для ХК «Композит», руководство для ОАО «РЖД», предложения в СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы». Кроме того, в СГУПСе разработан государственный сметный норматив на выполнение работ по усилению.

К настоящему моменту силами сотрудников СГУПСа разработаны проекты усиления и выполнены работы на железнодорожном путепроводе, десяти автодорожных мостах, семи объектах промышленно-гражданского назначения (жилых домах, торговом центре, гостинице).

Мост через р. Порос в Мошковском районе НСО.
Усиленные пролетные строения

Строящееся здание гостиницы в г. Новосибирск.
Усиленная колонна