Укрепление моста

Предисловие

В последние годы постоянно происходят повреждения мостов, вызванные пожарами. Как правило, откалывание бетона плитной балки, балки-крышки и колонны опоры приводит к уменьшению сечения. В тяжелых случаях оголенные стальные стержни, потеря предварительного напряжения предварительно напряженных стальных стержней, прогиб пластинчатой балки увеличиваются, что приводит к трещинам растяжения в нижней части пластинчатой балки и т. д. После аварии, прежде всего, в соответствии с фактической ситуацией на месте, необходимо проанализировать время и температуру пожара, оценить ущерб мосту и снижение несущей способности, чтобы укрепить мост и свести к минимуму потери, вызванные пожаром.

Анализ повреждения моста после пожара

1.1 Повреждение бетона

В случае пожара первым повреждается бетон. Прочность бетона будет потеряна после высокой температуры. Можно обнаружить, что при температуре ниже 300 °C кристалл цементного камня не изменяется, испаряется только внутренняя несвязанная вода, а коэффициент теплового расширения заполнителя и цементного камня отличается, что приводит к микротрещинам, а прочность бетона немного снижается. При температуре от 300 до 600 °C гидроксид кальция в цементном тесте обезвоживается и разлагается, кристалл слегка повреждается, цементное тесто начинает разрыхляться, и прочность бетона снижается. Доломит и карбонат кальция в бетоне начинают разлагаться при температуре от 600 до 800 °C, заполнитель больше не является стабильным, и прочность бетона на сжатие резко снижается. Когда цементное тесто подвергается воздействию высокой температуры выше 800 °C, цементное тесто становится прерывистым агломератом, и прочность бетона в основном теряется. Влияние температуры на прочность показано на диаграмме.

На самом деле, когда температура не слишком высока, бетон может лопнуть и расколоться из-за теплового расширения. Когда для тушения пожара используется вода, горячая поверхность бетона быстро охлаждается водой, что приводит к разнице внутренних и внешних напряжений бетонных элементов, что усугубляет растрескивание бетона. Поэтому основным повреждением мостов при пожаре является взрыв и раскол бетона, что приводит к уменьшению толщины защитного слоя и даже оголенной арматуры. В то же время уменьшается площадь сечения элемента. Для пластинчатой балки жесткость на изгиб уменьшается, прогиб увеличивается, а трещины растяжения появляются в нижней части пластины. Нерассыпающийся бетон также может стать рыхлым из-за высоких температур, снижения прочности и долговечности, легкой внутренней коррозии стали и других связанных с этим негативных эффектов.

1.2 повреждение стального стержня

С течением времени во время пожара стальной стержень будет постепенно нагреваться, особенно после того, как защитный слой будет отслоен. Прочность арматурных стержней мало меняется при 200 градусах Цельсия, а затем снижается. Предел прочности, предел текучести и модуль упругости арматурных стержней снижаются с ростом температуры огня и размягчаются при 450 °C. Когда температура достигает 600–700 °C, внутренняя кристаллическая структура арматурных стержней изменяется, что приводит к очень серьезному снижению прочности и модуля упругости и потере примерно половины прочности. После охлаждения прочность стали частично восстанавливается, но внутренняя перестройка кристаллов, предел текучести и предел прочности снижаются, пластичность увеличивается. Если для тушения пожара использовать воду, стальной стержень пройдет процесс закалки и станет хрупким. Предварительно напряженные стальные стержни и предварительно напряженные стальные петли имеют более высокое содержание углерода и гораздо больше подвержены воздействию огня, чем обычные стальные стержни. Высокотемпературная релаксация приведет к большой потере предварительного напряжения. Если защитный слой полностью обнажен, стальной стержень будет напрямую подвержен воздействию огня, а поверхность окислится и покроется ржавчиной. Если вовремя не обработать, коррозия стального стержня будет быстро развиваться и влиять на его прочность.

1.3 потеря силы сцепления между железобетоном

Из-за большого коэффициента теплового расширения стального стержня сила сцепления между стальным стержнем и бетоном изначально усиливается из-за более плотной связи между ними. Однако при повреждении структуры цементного теста огнем сила сцепления постепенно разрушается, и происходит взрывное растрескивание защитного слоя бетона, что приводит к значительному снижению силы сцепления.

Технология укрепления мостов после пожара

Армирование балок плит

В случае пожара балка плит, как правило, будет выглядеть так, как будто бетон лопается и растрескивается, а не растрескивается, поэтому для армирования балки плит сначала необходимо разрезать растрескавшийся бетон. Если состояние растрескивания серьезное и стальной стержень оголен, необходима антикоррозионная обработка. После прочного структурного слоя необходимо восстановить толщину сечения с помощью ремонтного раствора. Если растрескивание не серьезное, его можно напрямую отремонтировать с помощью ремонтного раствора. Если толщина отслаивающегося слоя превышает 3–4 см, его трудно отремонтировать напрямую. Стальной стержень можно посадить в нижнюю часть доски, затем можно повесить сетку из стального стержня или проволочную сетку, чтобы восстановить первоначальную толщину сечения. Если стальной стержень обнажен, сначала следует нанести на стальной стержень средство для удаления ржавчины и ингибитор ржавчины, а затем отремонтировать до первоначальной толщины сечения.

Поскольку прочность стальных стержней в плитах и балках часто снижается после пожара, степень снижения можно определить в зависимости от температуры и продолжительности пожара, а затем можно разработать конструкцию армирования для улучшения несущей способности. Меры по армированию бетона можно использовать путем наклеивания стальной пластины или ткани из углеродного волокна. Поскольку армирование из углеродного волокна имеет такие преимущества, как высокая прочность, малый вес, коррозионная стойкость и долговечность.

Армирование балки покрытия

Момент изгиба и усилие сдвига балки крышки относительно велики, и балка крышки часто обжигается с трех сторон, поэтому изгибающая способность и способность к сдвигу балки крышки резко снижаются после разрыва и растрескивания бетона. Для улучшения изгибной способности балки-крышки, ткань из углеродного волокна в форме «U» должна быть прикреплена к нижней части балки-крышки, подобно хомутам, чтобы повысить ее сдвиговую способность.

Армирование колонны опоры

Опоры балочных мостов обычно представляют собой цилиндрические колонны с продольными арматурами и спиральными хомутами. Наиболее вероятным повреждением опор во время пожара является откалывание защитного слоя, даже голых стальных стержней, а также разрыв бетона в более серьезных хомутах. Поэтому несущая способность колонн опоры снижается, и меры по армированию обычно включают восстановление сечений