Добро пожаловать на официальное интернет-представительство Некоммерческого Партнерства "Союз производителей бетона"
Союз создан в 2003 году с целью координирования, регулирования и управления разрозненными отраслями, нормальное функционирование которых необходимо для общего развития рынка бетона. Мы заинтересованы в формировании и укреплении здоровой экономической политики на строительном рынке.






ПРИГЛАШАЕМ ПРИНЯТЬ УЧАСТИЕ


МЫ СОТРУДНИЧАЕМ



НАШИ ПАРТНЕРЫ







АВТОРИЗАЦИЯ
Логин:
Пароль:
Регистрация
Забыли свой пароль?


 

БЕТОН И ЖЕЛЕЗОБЕТОН - СТАТЬИ

Прислать свою статью


25.12.2012

Рациональные режимы обогрева каналов в монолитных железобетонных балках с напрягаемой арматурой в условиях переходных температур

Комментариев: 0 | Количество просмотров: 3223

Авторы: В.И.Шестериков, д-р техн. наук, А.С.Бейвель, канд. техн. наук, П.Р.Дмитриев, мл. науч. сотр. (филиал ОАО ЦНИИС «НИЦ «Мосты»), Москва

В современных условиях интенсификация строительства монолитных преднапряженных пролетных строений автодорожных мостов связана сокращения времени производства работ, в том числе за счет исключения периодов простоя, вызванных отрицательными температурами. Для этого периода при устойчивых отрицательных и низких положительных температурах, а так­же осенью или весной, для которых характерны температуры, в [1] предписано проведение инъекционных работ в переносных тепляках, что связано со значительными энергозатратами для поддержания необходимой температуры конструкции в период набора инъекционным раствором проектной прочности. Известный способ лектропрогрева каналов через пучки высокопрочной арматуры [2] также не нашёл широкого применения ввиду потерь преднапряжения в пучках, и сложности обеспечения технологии производства работ. По нашим сведениям противоморозные добавки в инъекционные растворы, не влияющие на структуру металла напрягаемой арматуры, на данный момент отсутствуют.

В настоящей работе основной критерий выбора режимов обогрева каналов связан с необходимостью набора минимально допустимой прочности раствора при замораживании. Исследованиями кинетики роста прочности инъекционных растворов установлено, что такая прочность при В/Ц=0,36÷0,4 достигается в период до 2 суток и составляет 25% от 28-суточной прочности (36%R7).

Теплотехнические расчеты режимов обогрева каналов проведены с использованием программного комплекса Elcut для плитно-ребристой балки (рисунок 1), при воздействии окружающей среды от -5°С до -15°С.

Граничными условиями по поверхности балки принято конвективное воздействие окружающей среды при температуре -5ºС, являющейся нижней границей зоны переходных температур (от -5ºС до +5ºС). Температура балки принята -5ºС. В расчетах при обогреве пустых каналов был учтен конвективный теплообмен внутри каналообразователя.

Источниками тепла приняты тепловые потоки, распределенные по поверхностям каналов с r = 55 мм.

Исследование распределения температур в балках проведены следующие последовательности:

- прогрев каналов с напрягаемой арматуры без инъекционного раствора при начальной температуре конструкции -5ºС в течение пяти часов с мощностью нагрева каждого каналообразователя 290 Вт;

- прогрев каждого канала с инъекционным раствором и пучком арматуры с мощностью нагрева каждого каналообразователя 290Вт/м в течение трех часов;

- прогрев каждого канала с инъекционным раствором и пучком арматуры с мощностью 145 Вт/м в течение 24-х часов;

- прогрев каждого каналообразователя с мощностью 72.5 Вт/м в течение вторых суток.

Рис.1

Рисунок 1 – Геометрические размеры сечения плитно-ребристой балки.

Анализ температуры поверхности каналов (рисунок 2) показывает, что в течение пяти часов нагрева всех каналов мощностью 290 Вт/м (на 1 п.м. длины канала) температура на поверхности каналов достигает 22-23°С, при этом арматура нагревается до 3°С. Обогревом каналов с инъекционным раствором внутри мощностью 290 Вт/м для всех каналов в течение трех часов приводит к интенсивному подъему температуры инъекционного раствора до 27-29°С, а так же пучка арматуры за счет теплопроводности раствора. Далее моделируется обогрев и выдерживания инъекционного раствора при пониженных мощностях обогрева 145 Вт/м и 72,5 Вт/м в течение двух суток. В этот период подъем температуры на поверхностях крайних каналов (№№1,2,8,9,10) составляет 2-3°С, увеличение температуры для центральных каналов (№№ 4,6,7) составляет 22°С. Это свидетельствует о существенном взаимном влиянии тепловых потоков центрально расположенных каналов и необходимости оптимизации режимов прогрева каналов. Характерными параметрами рациональных и экономичных температурных режимов обогрева каналов на различных стадиях являются:

1. Температура раствора в пределах от 20 до 30 °С.

2. Минимальная мощность системы обогрева.

3. Обеспечение минимальной прочности инъекционных растворов перед замораживанием.

На основании этого приняты следующие характерные режимы прогрева:

1. Прогрев каналов с напрягаемой арматурой без инъекционного раствора до 22ºС при начальной температуре конструкции-5ºС.

2. Прогрев каналов, заполненных инъекционным раствором, до набора раствором температуры 30±3ºС.

3. Выдерживание заполненных инъекционным раствором каналов в течение следующих 48-ми часов до набора раствором критической прочности перед замораживанием при температуре твердения 20±2ºС.

Рис.2

Рисунок 2 – Зависимость температуры поверхности канала от общего времени обогрева каналов в плитно-ребристой балке.

В расчетах (рисунки 3-5) рассмотрены различные граничные условия изменения температуры окружающей среды на уровне -5°С, -10°С, -15°С, а также значений коэффициента теплообмена поверхности конструкции с окружающей средой в диапазоне значений 3,8 Вт/°С·м2, 26,6 Вт/°С·м2, 43,2 Вт/°С·м2. Как показали расчеты, за промежуток времени 5-8 часов с момента начала обогрева, изменения температуры поверхности балки не оказывают существенного влияния на скорость нагрева раствора в каналах. При обогреве в течение 48 часов изменение коэффициента теплообмена с 26,6 Вт/°С·м2 на 43,2 Вт/°С·м2 оказывает незначительное влияние на скорость подъема температуры в крайних каналах (№№ 1,2,8,9,10), в данном случае снижение температуры раствора после 48 часов обогрева составляет 1,5 °С.

Выводы:

- определены рациональные режимы прогрева, обеспечивающие набор критической прочности перед замораживания раствора при минимальных энергозатратах: отогрев каждого канала с мощностью 290 Вт/м с напрягаемой арматурой без инъекционного раствора при начальной температуре конструкции-5ºС в течение 5-ти часов, далее обогрев каналов, заполненных инъекционным раствором, в течение 7-ми часов мощностью в диапазоне от 242 Вт/м до 290 Вт/м, выдерживание заполненных инъекционным раствором каналов в течение следующих 48-ми часов при обогреве каналов мощностью в диапазоне от 69 Вт/м до 145 Вт/м.

- изменение температуры окружающей среды конструкции пролетного строения от -5°С до -15°С и коэффициента теплообмена на стадии нагрева инъекционного раствора в каналах в течение 5-8 часов не оказывает существенного влияния на скорость разогрева раствора при заданной электрической мощности.

Рис.3

Рисунок 3 – Зависимость температуры поверхности канала от общего времени обогрева каналов в плитно-ребристой балке.

Рис.4

Рисунок 4 – Зависимость температуры раствора от времени обогрева каналов с момента инъецирования раствора в плитно-ребристой балке.

Рис.5

Рисунок 5 – Зависимость удельной мощности обогрева каналов от общего времени обогрева в плитно-ребристой балке.

Литература:

1. СНиП 3.06.04-91 «Мосты и трубы», М., 1992 г.

2. «Технические указания по проектирования, изготовлению и монтажу составных по длине конструкций железобетонных мостов ВСН98-74», М., 1975 г.

3. Дмитриев П.Р. Проблемы инъецирования каналов железобетонных мостовых конструкций при пониженных температурах / П.Р. Дмитриев. - Транспортное строительство. 2012 №5 с. 25-27

Для связи с автором:

Дмитриев Петр Романович тел. (499) 180-92-47 DmitrievPR@tsniis.com.

Статья опубликована в сборнике «Дороги и мосты» Министерства транспорта РФ Федеральное дорожное агентство (Росавтодор) выпуск 27, Раздел IV. СТРОИТЕЛЬСТВО, РЕМОНТ И СОДЕРЖАНИЕ МОСТОВ,

стр. 189-195.

Источник информации: ЦНИИС


Возврат к списку

Для того чтобы оставить комментарий, Вам необходимо авторизоваться.
3.151529540433

Реклама на портале


Rambler's Top100 Яндекс цитирования
Некоммерческое партнерство "Союз Производителей Бетона",2003-2011
Все права защищены. Публикация информации с сайта без активной гиперссылки на www.concrete-union.ru и согласования с руководством запрещена
Адрес электронной почты info@concrete-union.ru
Размещение рекламы на портале НП "Союз Производителей Бетона"