Применение фибробетона в конструкции безбалластного
advertisement
LOGO Применение фибробетона в конструкции безбалластного мостового полотна Дьяченко Леонид Обзор существующих конструкций мостового полотна Достоинства и недостатки мостового полотна с ездой на балласте Однородность верхнего строения пути на подходах и на пролётном строении Пониженная жёсткость подрельсового основания Большой собственный вес Повышенные эксплуатационные расходы Обзор существующих конструкций мостового полотна Достоинства и недостатки безбалластного мостового полотна Минимальные эксплуатационные расходы Небольшой собственный вес, устойчивость, сохранение геометрических и динамических характеристик в течение длительного времени Повышенная жёсткость подрельсового основания Особые требования к БМП Не смотря на указанные недостатки улучшается понимание процессов взаимодействия БМП с подвижным составом, применяются новые методы расчетов его реальной работы и способы повышения долговечности. Повышение скорости, интенсивности движения поездов и осевых нагрузок ставит серьезные задачи совершенствования конструкций безбалластного мостового полотна. Кроме этого решения требуют вопросы применения плит БМП в сочетании с бесстыковым путём на ВСМ и в сейсмически опасных районах. Анализ работы существующих конструкций Опыт эксплуатации БМП на действующих линиях показывает, что существующие конструкции имеют ряд недостатков. К числу наиболее распространенных можно отнести следующие: • продольные и диагональные трещины в плитах • сколы бетона плит в месте крепления их шпильками • ослабление натяжения или обрыв шпилек и, как следствие, расстройство узлов крепления плит к балкам проезжей части • возникновение зон отрыва плиты от прокладного слоя как при проходе поезда, так и при натяжении шпилек • ослабление шпилек за счет динамических воздействий • высокая жесткость подрельсового основания, обусловливающая повышение динамических нагрузок на элементы БМП; • знакопеременная нагрузка на плиту БМП. При прохождении поезда бетон верхней зоны плиты сжат, а при отсутствии – растянут. Анализ работы существующих конструкций Установлено, что одной из основных причин возникновения трещин является сложная динамическая работа плиты. В частности, из-за грибовидности верхних поясов главных или продольных балок при натяжении шпилек плита выгибается вверх, а при проходе временной нагрузки - вниз. Таким образом, знакопеременные нагрузки, а также вертикальные колебания, приводят к трещинам в бетоне и повреждениям арматуры. Разрушению плиты также способствуют неоднородность бетона и увеличенная толщина защитного слоя, когда плечо внутренней силовой пары между центрами тяжести арматуры и сжатой зоны бетона при нарушении технологии бетонирования уменьшается. Дефекты существующих конструкций Предложения по совершенствованию конструкций Стремясь избавится от представленных недостатков был предложен ряд способов предотвратить возникновение трещин в плитах БМП: • снижение усилия натяжения шпилек • использование предварительно напряженных плит • увеличения плеча внутренней пары сил за счёт увеличения их толщины с 174 до 200 мм. При этом возрастает жесткость плиты, уменьшится размах ее колебаний вокруг нейтральной оси. • применение внешнего листового армирования • применение «точечного» опирания • использование в качестве материала дисперсно армированного бетона Все предложенные решения не являются универсальными и не лишены недостатков, однако одним из наиболее перспективных способов совершенствования конструкции плит БМП является применение фибробетона Достоинства дисперсно армированных бетонов Основной особенностью композитов является то, что совместная работа разнородных материалов даёт эффект, равносильный созданию нового материала, свойства которого и количественно и качественно отличаются от свойств каждого из его составляющих. Это открывает широчайшие возможности создания материалов, отвечающих постоянно растущим потребностям инженерной науки. Изучение свойств и параметров дисперсного армирования фибробетона позволит подобрать его оптимальный состав,который будет удовлетворять поставленным требованиям. Введённые в состав бетона фибры блокируют рост трещин на микро-уровне, таким образом решая проблему трещиностойкости бетонных конструкций. Цели и задачи исследования Для решения поставленных задач требуется: • рассмотрении пространственной работы конструкции проезжей части с применением современных программных комплексов. Универсальность подхода заключается в возможности изменение целого ряда вводимых параметров, что позволяет приблизиться к реальным условиям работы конструкции. Подобные расчёты позволяют выявить наиболее слабые и проблемные сечения, определить влияние на работу плит БМП различных факторов, а следовательно принять наиболее эффективные конструктивные решения. • изучение влияния различных типов фибр, их количества на свойства фибробетона. Учёт особенностей работы плит БМП в условиях циклических знакопеременных динамических нагрузок позволит подобрать параметры дисперсного армирования для обеспечения требуемой трещиностойкости. LOGO
