Опыт применения модульного теплового воздействия (секционированного электрообогрева) при возведении надопорных блоков мостового перехода через р. Ангара в г. Иркутске

Введение

В настоящей статье авторы предпринимают попытку иллюстрации частных, конкретных вопросов применения метода на примере конструктивно сложного объекта.

Известны работы [2], в которых применялись идеи секционированного (в нашей интерпретации – модульного) представления протяженных монолитных конструкций в виде конструктивно отдельных частей (секций) с целью выравнивания температур и напряжений при единовременном бетонировании всей конструкции. Технически это осуществлялось путем организации искусственных «трещин» с помощью укладки профилированных металлических листов с односторонними анкерами. Подобные «трещины», кроме рабочих и деформационных швов, обязательных в протяженных конструкциях, создавались в местах изменения поперечного сечения. При остывании конструкции в этих преднамеренно выбранных местах – концентраторах локализуются растягивающие температурные напряжения и возникают «организованные трещины», которые снимают стесненные деформации. Сами же трещины по окончанию работ иньектируются специальными составами.

Понятно, что применение подобных приемов не избавляет конструкцию от (в данном случае регламентированных) трещин, а тело конструкции (хотя и в обоснованно выбранных местах) в принципе добавляются «инородные» включения в виде затвердевших слоев бетона иного состав и иного времени твердения. Понятно и другое – в данном случае твердение бетона производится в условиях естественного хода температур с применением пассивной термоизоляции, что не всегда благоприятно для создания оптимальной структуры бетона. При этом, даже обжатие внешней силой при наличии трещин не увеличивает сопротивляемость конструкции и все равно, если трещины впоследствии закрываются, ускоряется момент разрушения конструкции. [3]

Именно работам по устранению проблем, связанных с возникновением температурных и усадочных трещин и посвящена эта статья.

Более конкретно целями выполняемых работ являлось:

• снижение (и в последующем устранение) опасности неблагоприятного термонапряженного состояния конструкции блока, уменьшения вероятности возникновения в конструкции поверхностных и внутренних «температурных» пустот и трещин;
• повышение надежности и долговечности конструкции путем применения управляемого теплового режима выдерживания бетона;
• оптимизации энергозатрат.

Кроме того, предполагалось, что, в конечном итоге, при соответствующей организации работ, применяемые тепловые воздействия на бетон должны привести к высокой повторяемости эксплуатационных характеристик от блока к блоку, унификации технологий и независимости процесса производства от климатических условий и достижении ощутимого экономического эффекта.

Дополнительными целями работ являлись:

• расширенное исследование хода температур в масштабе реального времени;
• создание комплексной картины тепловых полей (как плоской, так и объемной) и исследование временного изменения этой картины с целью уточнения расчетной тепловой модели и возможного обратного пересчета (по фактическим данным) термонапряженного состояния для подтверждения благоприятных напряжений и выявления областей конструкции, требующих более тщательного подхода и изучения, соответственно, уточнение требований к геометрии конструкции;
• изучение возможности управления и оптимизации термонапряженного состояния конструкции, которое бы в совокупности с механическим преднапряжением, обеспечивало бы повышенный ресурс конструкции и существенное сокращение времени до разопалубливания;
• уточнение требований «Технологического регламента на производство бетонных работ» и требований к составу бетона;

Технологической целью являлась защита твердеющего бетона от переохлаждения в аварийных ситуациях, например, при разрушении ограждающих оболочек – «тепляка» (явление не такое уж редкое).