Предварительно напряженный бетон – это разновидность бетона, используемая в строительстве. Во время производства он подвергается существенному «предварительному напряжению» ( сжатию ) таким образом, чтобы укрепить его против растягивающих сил, которые будут существовать во время эксплуатации. [1] [2] : 3–5 [3]
Это сжатие производится за счет натяжения высокопрочных «сухожилий», расположенных внутри бетона или рядом с ним, и делается для улучшения характеристик бетона в эксплуатации. [4] Сухожилия могут состоять из одиночных проволок , многопроволочных прядей или стержней с резьбой, которые чаще всего изготавливаются из высокопрочных сталей , углеродного или арамидного волокна . [1] : 52–59 Сущность предварительно напряженного бетона заключается в том, что после применения начального сжатия полученный материал имеет характеристики высокопрочного бетона при воздействии любых последующих сил сжатия и пластичной высокопрочной стали при воздействии силы напряжения . Во многих ситуациях это может привести к улучшению структурной прочности и/или удобства эксплуатации по сравнению с традиционным железобетоном . [5] [2] : 6 В предварительно напряженном бетонном элементе внутренние напряжения возникают запланированным образом, так что напряжения, возникающие в результате приложенных нагрузок, противодействуют в желаемой степени.
Впервые использованный в конце девятнадцатого века, [1] предварительно напряженный бетон вышел за рамки предварительного напряжения и стал включать в себя постнапряжение, которое происходит после заливки бетона. Системы натяжения можно классифицировать как монопрядные , где каждая прядь или проволока подвергается нагрузке индивидуально, или многожильные , где все пряди или проволока в сухожилии подвергаются нагрузке одновременно. [5] Арматуры могут располагаться либо внутри объема бетона (внутреннее предварительное напряжение), либо полностью за его пределами (внешнее предварительное напряжение). В то время как в предварительно напряженном бетоне используются арматуры, непосредственно прикрепленные к бетону, в постнапряженном бетоне могут использоваться как связанные, так и несвязанные арматуры.
Предварительно напряженный бетон
Предварительно напряженный бетон — это вариант предварительно напряженного бетона, в котором арматура натягивается перед заливкой бетона. [1] : 25 Бетон связывается с сухожилиями по мере затвердевания , после чего концевое крепление сухожилий ослабляется, и силы натяжения сухожилий передаются на бетон в виде сжатия за счет статического трения . [5] : 7
Предварительное напряжение — это распространенный метод заводского изготовления , при котором полученный бетонный элемент изготавливается за пределами места окончательного расположения конструкции и транспортируется на площадку после затвердевания. Для этого необходимы прочные и стабильные точки крепления на концах, между которыми натянуты сухожилия. Эти крепления образуют концы «литого слоя», длина которого может во много раз превышать длину изготавливаемого бетонного элемента. Это позволяет создавать несколько элементов встык за одну операцию предварительного натяжения, что позволяет добиться значительного повышения производительности и экономии за счет масштаба. [5] [7]
Степень сцепления (или адгезии ), достижимая между свежезатвердевшим бетоном и поверхностью арматуры, имеет решающее значение для процесса предварительного натяжения, поскольку она определяет, когда крепления арматуры можно безопасно освободить. Более высокая прочность сцепления бетона раннего возраста ускорит производство и сделает производство более экономичным. Чтобы способствовать этому, предварительно напряженные сухожилия обычно состоят из изолированных одиночных проволок или прядей, что обеспечивает большую площадь поверхности для соединения, чем сухожилия, состоящие из пучков. [5]
В отличие от арматуры из предварительно напряженного бетона (см. ниже), арматура предварительно напряженных бетонных элементов обычно образует прямые линии между концевыми креплениями. Если требуются «профилированные» или «арфированные» сухожилия [8] , между концами сухожилия располагаются один или несколько промежуточных девиаторов , чтобы удерживать сухожилие в желаемом нелинейном положении во время натяжения. [1] : 68–73 [5] : 11 Такие девиаторы обычно действуют против значительных сил и, следовательно, требуют надежной системы фундамента из литейного слоя. Прямые арматурные стержни обычно используются в «линейных» сборных железобетонных элементах, таких как неглубокие балки, пустотные доски и плиты; тогда как профилированные арматуры чаще встречаются в более глубоких сборных балках и балках мостов.
Постнапряженный бетон — это вариант предварительно напряженного бетона, в котором арматура натягивается после заливки окружающей бетонной конструкции. [1] : 25
Арматура не находится в прямом контакте с бетоном, а заключена в защитную гильзу или канал, который либо заливается в бетонную конструкцию, либо размещается рядом с ней. На каждом конце арматуры имеется анкерный узел, прочно прикрепленный к окружающему бетону. После заливки и затвердевания бетона сухожилия натягиваются («напрягаются»), протягивая концы сухожилий через крепления и прижимая их к бетону. Большие силы, необходимые для натяжения арматуры, приводят к значительному постоянному сжатию бетона после того, как арматура «фиксируется» в месте крепления. [1] : 25 [5] : 7 Метод фиксации концов сухожилий к анкерному креплению зависит от состава сухожилий, при этом наиболее распространенными системами являются крепление «пуговичной головкой» (для проволочных сухожилий), крепление разрезным клином. (для прядей) и резьбовое крепление (для стержней). [1] : 79–84.
Системы герметизации сухожилий изготавливаются из пластика или оцинкованной стали и подразделяются на два основных типа: системы, в которых сухожильный элемент впоследствии прикрепляется к окружающему бетону путем внутренней заливки воздуховода после напряжения ( связующее пост-напряжение); и те, в которых сухожильный элемент постоянно отделен от окружающего бетона, обычно с помощью смазанной оболочки поверх сухожильных прядей ( несвязанное пост-напряжение). [1] : 26 [5] : 10
Заливка сухожильных каналов/втулок в бетон до того, как произойдет какое-либо натяжение, позволяет легко «профилировать» их до любой желаемой формы, включая вертикальную и/или горизонтальную кривизну . Когда сухожилия натянуты, это профилирование приводит к тому, что силы реакции передаются на затвердевший бетон, и их можно с пользой использовать для противодействия любым нагрузкам, впоследствии приложенным к конструкции. [2] : 5–6 [5] : 48 : 9–10
Связанное пост-напряжение
При последующем натяжении сухожилий прочно связываются с окружающим бетоном за счет заливки на месте их герметизирующих воздуховодов (после натяжения сухожилий). Эта затирка проводится для трех основных целей: защитить сухожилия от коррозии ; для постоянной «фиксации» предварительного натяжения сухожилия, тем самым устраняя долгосрочную зависимость от систем концевого крепления; и улучшить определенные структурные характеристики окончательной бетонной конструкции. [9]
При соединенном постнапряжении обычно используются сухожилия, каждая из которых состоит из пучков элементов (например, прядей или проволок), помещенных внутри одного сухожильного канала, за исключением стержней, которые в основном используются отдельно. Такое объединение обеспечивает более эффективную установку арматуры и процессы цементации, поскольку для каждой полной арматуры требуется только один комплект концевых анкеров и одна операция цементации. Воздуховоды изготавливаются из прочного и устойчивого к коррозии материала, такого как пластик (например, полиэтилен ) или оцинкованная сталь, и могут быть круглыми или прямоугольными/овальными в поперечном сечении. [2] : 7 Размеры используемых сухожилий сильно зависят от области применения: от строительных работ, обычно использующих от 2 до 6 прядей на сухожилие, до специализированных работ по возведению плотин , в которых используется до 91 пряди на сухожилие.
Изготовление клееных арматур обычно осуществляется на месте, начиная с установки концевых анкеров на опалубку , размещения сухожильных каналов на требуемых профилях кривизны и запасовки (или продевания) прядей или проводов через воздуховод. После бетонирования и натяжения воздуховоды заливаются раствором под давлением , а напряжённые концы стержней герметизируются от коррозии . [5] : 2
Несвязанное пост-натяжение
Последующее натяжение несвязанной плиты. (Вверху) Видны установленные пряди и краевые анкеры, а также готовые спиральные пряди для следующей заливки. (Внизу) Вид с торца плиты после зачистки форм, показаны отдельные пряди и углубления для крепления напряжений.
Несвязанное пост-напряжение может принимать форму:
Отдельные пряди арматуры, помещенные непосредственно в бетонированную конструкцию (например, здания, плиты фундамента)
Связанные в пучок пряди, индивидуально смазанные и покрытые оболочкой, образующие единую арматуру внутри герметизирующего канала, который размещается либо внутри бетона, либо рядом с ним (например, перенапрягаемые анкеры, внешнее пост-напряжение)
Для отдельных прядей сухожилий не используются дополнительные сухожильные каналы и не требуется операция затирки после напряжения, в отличие от клеевого пост-напряжения. Постоянная защита прядей от коррозии обеспечивается за счет комбинированных слоев смазки, пластиковой оболочки и окружающего бетона. Если пряди связываются в один несвязанный провод, используется охватывающий короб из пластика или оцинкованной стали, а его внутренние свободные пространства после напряжения затираются раствором. Таким образом, дополнительная защита от коррозии обеспечивается за счет смазки, пластиковой оболочки, раствора, внешней оболочки и окружающих слоев бетона. [9] : 1
Сухожилия с индивидуальной смазкой и оболочкой обычно изготавливаются за пределами предприятия методом экструзии . Оголенная стальная полоса подается в смазочную камеру, а затем в экструзионную установку, где расплавленный пластик образует сплошное внешнее покрытие. Готовые пряди можно обрезать по длине и снабдить «тупиковыми» анкерными узлами в соответствии с требованиями проекта.
Сравнение клеевого и несвязанного пост-напряжения
Как клеевые, так и несвязанные технологии пост-натяжения широко используются во всем мире, и выбор системы часто диктуется региональными предпочтениями, опытом подрядчика или наличием альтернативных систем. Любой из них способен создать долговечные конструкции, соответствующие нормам и отвечающие требованиям проектировщика к структурной прочности и удобству эксплуатации. [9] : 2
Преимущества клеевого пост-напряжения по сравнению с несвязанными системами:
Снижение зависимости от целостности концевых анкеров . После натяжения и заливки связующие арматуры соединяются с окружающим бетоном по всей длине с помощью высокопрочного раствора . После затвердевания этот раствор может передать всю силу натяжения сухожилий бетону на очень коротком расстоянии (приблизительно 1 метр). В результате любой непреднамеренный разрыв сухожилия или выход из строя концевого крепления оказывает лишь очень локальное влияние на работоспособность сухожилия и почти никогда не приводит к выталкиванию сухожилия из крепления. [2] : 18 [9] : 7
Повышенная предельная прочность при изгибе . При соединенном постнапряжении любому изгибу конструкции напрямую противодействуют напряжения сухожилий в том же месте (т. е. перераспределения напряжения не происходит). Это приводит к значительно более высоким напряжениям растяжения в сухожилиях, чем если бы они были несвязанными, что позволяет реализовать их полный предел текучести и обеспечивает более высокую предельную грузоподъемность. [2] : 16–17 [5] : 10
Улучшенный контроль трещин. При наличии трещин в бетоне клеевые арматуры реагируют так же, как и обычная арматура (арматура). При креплении арматуры к бетону с каждой стороны трещины обеспечивается более высокая устойчивость к расширению трещины, чем при использовании несвязанных арматур, что позволяет многим нормам проектирования указывать пониженные требования к армированию для последующего натяжения приклеивания. [9] : 4 [10] : 1
Улучшенные противопожарные характеристики. Отсутствие перераспределения напряжения в связанных сухожилиях может ограничить влияние любого локального перегрева на всю конструкцию. В результате склеенные конструкции могут обладать более высокой способностью противостоять пожару, чем несвязанные. [11]
Преимущества несвязанного пост-напряжения по сравнению со клеевыми системами:
Возможность изготовления на заводе. Несвязанные сухожилия можно легко изготовить за пределами строительной площадки вместе с концевыми креплениями, что способствует более быстрой установке во время строительства. Для этого производственного процесса может потребоваться дополнительное время .
Повышение производительности на объекте . Отказ от процесса цементации после напряжения, необходимого для скрепленных конструкций, повышает производительность труда на объекте при несвязанном пост-напряжении. [9] : 5
Повышенная гибкость установки . Нескрепленные одножильные тросы обладают большей гибкостью в обращении, чем склеенные воздуховоды во время установки, что позволяет им лучше обходить служебные проходы или препятствия. [9] : 5
Уменьшенное покрытие бетона. Несвязанные арматурные элементы могут позволить несколько уменьшить толщину бетонных элементов, поскольку их меньший размер и повышенная защита от коррозии позволяют размещать их ближе к бетонной поверхности. [2] : 8
Более простая замена и/или регулировка. Поскольку несвязанные арматуры постоянно изолированы от бетона, их можно легко снять, повторно натянуть и/или заменить, если они повредятся или потребуется изменить уровень их силы в процессе эксплуатации. [9] : 6
Превосходные характеристики перегрузки. Несмотря на меньший предел прочности, чем у связанных сухожилий, способность несвязанных сухожилий перераспределять напряжения по всей длине может обеспечить им превосходную пластичность перед разрушением . В крайних случаях несвязанные сухожилия могут прибегнуть к действию цепного типа вместо чистого изгиба, что приводит к значительно большей деформации перед разрушением конструкции. [12]
Прочность сухожилий и защита от коррозии
Долговечность является важным требованием к предварительно напряженному бетону, учитывая его широкое распространение. Исследования долговечности предварительно напряженных конструкций, находящихся в эксплуатации, проводятся с 1960-х годов [13] , а антикоррозионные технологии для защиты сухожилий постоянно совершенствуются с момента разработки самых первых систем. [14]
Долговечность предварительно напряженного бетона в основном определяется уровнем защиты от коррозии, обеспечиваемой любым высокопрочным стальным элементам внутри предварительно напряженных арматур. Также критически важна защита, обеспечиваемая узлам концевых креплений несвязанных тросов или вантовых систем, поскольку крепления обеих из них необходимы для сохранения сил предварительного напряжения. Выход из строя любого из этих компонентов может привести к высвобождению сил предварительного напряжения или физическому разрыву нагруженных сухожилий.
Современные системы предварительного напряжения обеспечивают долговременную долговечность за счет решения следующих задач:
Затирка сухожилий (связанные сухожилия) Связанные сухожилия состоят из связок прядей, помещенных внутри каналов, расположенных в окружающем бетоне. Чтобы обеспечить полную защиту связанных прядей, каналы после натяжения прядей должны быть заполнены под давлением антикоррозионным раствором, не оставляя пустот.
Покрытие сухожилий (нескрепленные сухожилия) Нескрепленные сухожилия состоят из отдельных прядей, покрытых антикоррозионной смазкой или воском и снабженных прочной полноразмерной втулкой или оболочкой на пластиковой основе. Втулка должна быть неповрежденной по всей длине сухожилия и должна полностью заходить в крепежные приспособления на каждом конце сухожилия.
Двухслойная герметизация В предварительно напряженных арматурах, требующих постоянного контроля и/или регулировки силы, таких как ванты и повторно напрягаемые анкеры плотины, обычно используется двухслойная защита от коррозии. Такие сухожилия состоят из отдельных прядей, покрытых жиром и имеющих втулки, собранных в пучок прядей и помещенных внутри герметизирующего полиэтиленового внешнего воздуховода. Оставшееся пустое пространство внутри воздуховода заливается под давлением, обеспечивая многослойную защитную барьерную систему из полиэтилена, затирки, пластика и смазки для каждой ветки.
Защита анкеров Во всех установках с последующим натяжением защита концевых анкеров от коррозии имеет решающее значение, особенно для несклеенных систем.
Ниже перечислены некоторые события, связанные с долговечностью:
Мост Инис-и-Гвас, Западный Гламорган, Уэльс, 1985 г. Однопролетная сборно-сегментная конструкция, построенная в 1953 году с продольным и поперечным пост-напряжением. Коррозия поразила недостаточно защищенные сухожилия там, где они пересекали стыки между сегментами, что привело к внезапному разрушению. [14] : 40
Мост через реку Шельда, Мелле, Бельгия, 1991 г. Трехпролетная предварительно напряженная консольная конструкция , построенная в 1950-х годах. Недостаточное бетонное покрытие боковых опор привело к коррозии швартовочных тросов , что привело к постепенному разрушению основного пролета моста и гибели одного человека. [15]
Агентство автомобильных дорог Великобритании , 1992 г. После обнаружения коррозии сухожилий на нескольких мостах в Англии Агентство автомобильных дорог объявило мораторий на строительство новых мостов с внутренней цементацией и постоянным натяжением, а также приступило к пятилетней программе проверок существующих мостов с последующим натяжением. запас. Мораторий был снят в 1996 году. [16] [17]
Пешеходный мост, автодром Шарлотт Мотор Спидвей , Северная Каролина, США, 2000 г. Многопролетная конструкция из стали и бетона, построенная в 1995 году . Для ускорения строительства в сухожильный раствор был добавлен несанкционированный химикат , что привело к коррозии предварительно напряженных прядей и внезапному обрушению конструкции. один пролет, в результате чего многие зрители получили ранения. [18]
Эстакада Хаммерсмит , Лондон, Англия, 2011 г. Шестнадцатипролетная предварительно напряженная конструкция, построенная в 1961 году. В некоторых предварительно напряженных узлах была обнаружена коррозия от солей для борьбы с обледенением дорог , что потребовало первоначального закрытия дороги на время проведения дополнительных исследований. Последующий ремонт и усиление с использованием внешнего пост-напряжения был проведен и завершен в 2015 году. [19] [20]
Виадук Петрулла («Виадотто Петрулла»), Сицилия, Италия, 2014 г. Один пролет 12-пролетного виадука обрушился 7 июля 2014 года, в результате чего 4 человека получили травмы [21] из-за коррозии сухожилий после натяжения.
Обрушение моста в Генуе , 2018 год. Понте Моранди представлял собой вантовый мост, характеризующийся конструкцией из предварительно напряженного бетона для опор, пилонов и настила, очень небольшим количеством опор, всего две на пролет, и гибридной системой опор, построенных из стали. тросы с залитыми оболочками из предварительно напряженного бетона. Бетон был предварительно напряжен только до 10 МПа, в результате чего он был склонен к образованию трещин и проникновению воды, что вызывало коррозию закладной стали.
Эстакады Черчилль-Уэй, Ливерпуль , Англия Эстакады были закрыты в сентябре 2018 года после того, как проверки выявили низкое качество бетона, коррозию сухожилий и признаки разрушения конструкции. Их снесли в 2019 году. [22]
Приложения
Предварительно напряженный бетон представляет собой универсальный строительный материал, поскольку он представляет собой почти идеальное сочетание двух своих основных компонентов: высокопрочной стали, предварительно растянутой, чтобы можно было легко реализовать полную прочность; и современный бетон, предварительно сжатый, чтобы минимизировать растрескивание под действием растягивающих усилий. [1] : 12 Его широкий спектр применения отражен во включении его в основные нормы проектирования, охватывающие большинство областей структурного и гражданского строительства, включая здания, мосты, плотины, фундаменты, тротуары, сваи, стадионы, бункеры и резервуары. [6]
Строительные конструкции
Строительные конструкции обычно должны удовлетворять широкому спектру структурных, эстетических и экономических требований. Важными среди них являются: минимальное количество (навязчивых) несущих стен или колонн; малая толщина (глубина) конструкции, позволяющая разместить помещения для обслуживания или дополнительные этажи в высотном строительстве; быстрые циклы строительства, особенно многоэтажных зданий; и низкая стоимость единицы площади, чтобы максимизировать отдачу от инвестиций владельца здания.
Предварительное напряжение бетона позволяет вводить в конструкцию силы «балансировки нагрузки» для противодействия нагрузкам во время эксплуатации. Это дает строительным конструкциям множество преимуществ:
Более длинные пролеты при той же высоте конструкции. Балансировка нагрузки приводит к меньшим прогибам в процессе эксплуатации, что позволяет увеличивать пролеты (и уменьшать количество опор) без увеличения глубины конструкции.
Уменьшенная толщина конструкции . Для данного пролета меньшие прогибы во время эксплуатации позволяют использовать более тонкие секции конструкции, что, в свою очередь, приводит к снижению высоты между этажами или увеличению места для инженерных коммуникаций здания.
Более быстрое время распалубки . Обычно предварительно напряженные бетонные элементы здания полностью подвергаются нагрузке и становятся самонесущими в течение пяти дней. На этом этапе они могут снять опалубку и переместить ее в следующую секцию здания, что ускоряет «время цикла» строительства.
Снижение затрат на материалы. Сочетание уменьшенной толщины конструкции, уменьшения количества обычной арматуры и быстрого строительства часто приводит к тому, что предварительно напряженный бетон демонстрирует значительную экономическую выгоду в строительных конструкциях по сравнению с альтернативными конструкционными материалами.
Бетон является наиболее популярным конструкционным материалом для мостов, и часто используется предварительно напряженный бетон. [35] [36] При исследовании в 1940-х годах возможности использования мостов для тяжелых условий эксплуатации преимущества этого типа мостов перед более традиционными конструкциями заключались в том, что он быстрее устанавливается, более экономичен и прослужит дольше, а мост менее живучий. . [37] [38] Одним из первых мостов, построенных таким образом, является виадук Адама , железнодорожный мост, построенный в 1946 году в Великобритании . [39] К 1960-м годам предварительно напряженный бетон в значительной степени вытеснил железобетонные мосты в Великобритании, причем доминирующей формой были коробчатые балки. [40]
В мостах с короткими пролетами длиной от 10 до 40 метров (от 30 до 130 футов) обычно используется предварительное напряжение в виде сборных предварительно напряженных балок или досок. [41] В конструкциях средней длины длиной от 40 до 200 метров (от 150 до 650 футов) обычно используются сборно-сегментные конструкции, конструкции со сбалансированными консолью, устанавливаемые на месте, и конструкции с поэтапным запуском . [42] Для самых длинных мостов конструкции настила из предварительно напряженного бетона часто являются неотъемлемой частью вантовых конструкций . [43]
Плотины
С середины 1930-х годов в бетонных плотинах используется предварительное напряжение для противодействия подъему и повышения общей устойчивости. [44] [45] Предварительное напряжение также часто модернизируется в рамках работ по восстановлению плотины, например, для усиления конструкции или при повышении высоты гребня или водосброса. [46] [47]
Чаще всего предварительное напряжение плотины осуществляется в виде анкеров с последующим натяжением, пробуренных в бетонную конструкцию плотины и/или подстилающие пласты горных пород. Такие анкеры обычно состоят из сухожилий из высокопрочных стальных прядей или отдельных стержней с резьбой. Сухожилия прикрепляются к бетону или камню на своем дальнем (внутреннем) конце и имеют значительную «открепленную» свободную длину на внешнем конце, что позволяет сухожилию растягиваться во время натяжения. Сухожилия могут быть прикреплены по всей длине к окружающему бетону или камню после натяжения или (чаще) иметь пряди, постоянно герметизированные антикоррозионной смазкой по всей свободной длине, чтобы обеспечить долгосрочный контроль нагрузки и возможность повторного напряжения. [48]
Силосы и резервуары
Круглые конструкции хранения, такие как силосы и резервуары, могут использовать силы предварительного напряжения, чтобы напрямую противостоять внешнему давлению, создаваемому хранящимися жидкостями или сыпучими материалами. Горизонтально изогнутые арматуры устанавливаются внутри бетонной стены, образуя ряд обручей, расположенных вертикально вверх по конструкции. При растяжении эти сухожилия оказывают на конструкцию как осевые (сжимающие), так и радиальные (внутрь) силы, которые могут напрямую противодействовать последующим нагрузкам при хранении. Если величина предварительного напряжения рассчитана так, чтобы всегда превышать растягивающие напряжения, создаваемые нагрузками, в бетоне стены будет существовать постоянное остаточное сжатие, способствующее поддержанию водонепроницаемой конструкции без трещин. [49] [50] [51] : 61
Ядерный и взрывной
Предварительно напряженный бетон зарекомендовал себя как надежный строительный материал для защитных сооружений высокого давления, таких как корпуса ядерных реакторов и защитные сооружения, а также защитные стенки нефтехимических резервуаров. Использование предварительного напряжения для перевода таких конструкций в исходное состояние двухосного или трехосного сжатия повышает их устойчивость к растрескиванию и утечкам бетона, обеспечивая при этом надежно нагруженную, резервную и контролируемую систему сдерживания давления. [52] [53] [54] : 585–594
В ядерном реакторе и защитных оболочках обычно используются отдельные наборы предварительно напряженных арматур, изогнутых горизонтально или вертикально, чтобы полностью охватывать активную зону реактора. В стенах сдерживания взрыва, например, в резервуарах с сжиженным природным газом (СПГ), обычно используются слои горизонтально изогнутых кольцевых арматур для сдерживания в сочетании с вертикально изогнутыми арматурными стержнями для предварительного напряжения осевой стенки.
Площадки и тротуары
Тяжелонагруженные бетонные плиты основания и тротуары могут быть чувствительны к растрескиванию и последующему разрушению из-за дорожного движения. В результате в таких конструкциях регулярно используется предварительно напряженный бетон, поскольку его предварительное сжатие придает бетону способность противостоять растягивающим напряжениям, вызывающим образование трещин, возникающим в процессе эксплуатации. Такая устойчивость к растрескиванию также позволяет строить отдельные секции плиты более крупными заливками, чем для традиционного железобетона, что приводит к увеличению расстояний между швами, снижению затрат на соединение и уменьшению проблем, связанных с долгосрочным обслуживанием швов. [54] : 594–598 [55] Также были успешно проведены первоначальные работы по использованию сборного предварительно напряженного бетона для дорожных покрытий, где скорость и качество строительства были отмечены как благоприятные для этого метода. [56]
Во всем мире существует множество профессиональных организаций, которые продвигают передовой опыт проектирования и строительства конструкций из предварительно напряженного бетона. В Соединенных Штатах к таким организациям относятся Институт пост-напряжения (PTI) и Институт сборного/предварительно напряженного бетона (PCI). [61] Подобные организации включают Канадский институт сборного железобетона и предварительно напряженного бетона (CPCI), [62] Британскую ассоциацию пост-напряжения, [63] Австралийский институт пост-напряжения [64] и Южноафриканскую ассоциацию пост-напряжения. [65] В Европе существуют аналогичные национальные ассоциации и институты.
Важно отметить, что эти организации не являются органами, определяющими строительные нормы и стандарты, а скорее существуют для содействия пониманию и развитию проектирования предварительно напряженного бетона, норм и передового опыта.
Правила и требования к детализации арматуры и арматуры предварительного напряжения устанавливаются отдельными национальными нормами и стандартами, такими как:
Европейский стандарт EN 1992-2 :2005 – Еврокод 2: Проектирование бетонных конструкций;
Стандарт США ACI318 : Требования строительных норм и правил для железобетона; и
^ abcdefghij Лин, Тайвань; Бернс, Нед Х. (1981). Проектирование предварительно напряженных железобетонных конструкций (Третье изд.). Нью-Йорк, США: Джон Уайли и сыновья. ISBN 0-471-01898-8. Архивировано из оригинала 8 февраля 2017 года . Проверено 24 августа 2016 г.
^ abcdefg Международная федерация бетона (февраль 2005 г.). fib Бюллетень 31: Последующее натяжение зданий (PDF) . ФИБ. ISBN978-2-88394-071-0. Архивировано из оригинала (PDF) 8 февраля 2017 года . Проверено 26 августа 2016 г.
^ Американский институт бетона. «CT-13: Конкретная терминология ACI». Американский институт бетона . Фармингтон-Хиллз, Мичиган, США: ACI. Архивировано из оригинала 11 декабря 2016 года . Проверено 25 августа 2016 г.Постнапряженный бетон — это «конструкционный бетон, в котором внутренние напряжения введены для уменьшения потенциальных растягивающих напряжений в бетоне, возникающих в результате нагрузок».
^ ab Институт пост-напряжения (2006). Руководство по пост-натяжению (6-е изд.). Финикс, Аризона, США: PTI. стр. 5–54. ISBN0-9778752-0-2.
^ Tokyo Rope Mfg Co Ltd. «Руководство по предварительному натяжению CFCC» (PDF) . МэнДОТ . Архивировано (PDF) из оригинала 8 февраля 2017 года . Проверено 19 августа 2016 г.
^ «Сухожилия, имеющие одно или несколько отклонений от прямой линии по вертикали или горизонтали между концами конструкции»
^ abcdefghi Аалами, Биджан О. (5 сентября 1994 г.). «Несклеенные и склеенные системы пост-напряжения в строительстве зданий» (PDF) . Технические примечания PTI . Финикс, Аризона, США: Институт пост-натяжения (5). Архивировано (PDF) из оригинала 23 ноября 2016 года . Проверено 23 августа 2016 г. .
^ Аалами, Биджан О. (февраль 2001 г.). «Безпреднапряженная клеевая арматура в проектах зданий после натяжения» (PDF) . Техническая публикация ADAPT (P2-01). Архивировано (PDF) из оригинала 8 февраля 2017 года . Проверено 25 августа 2016 г.
^ Бейли, Колин Г.; Эллоби, Эхаб (2009). «Сравнение несвязанных и связанных постнапряженных бетонных плит в условиях пожара». Инженер-строитель . 87 (19). Архивировано из оригинала 17 сентября 2016 года . Проверено 22 августа 2016 г.
^ Бонди, Кеннет Б. (декабрь 2012 г.). «Двухсторонние плиты после натяжения со связующими элементами» (PDF) . Журнал ПТИ . США: Институт пост-напряжения. 8 (2): 44. Архивировано (PDF) из оригинала 28 августа 2016 года . Проверено 25 августа 2016 г.
^ Сцилард, Рудольф (октябрь 1969 г.). «Обследование долговечности предварительно напряженных железобетонных конструкций» (PDF) . Журнал PCI : 62–73. Архивировано (PDF) из оригинала 16 сентября 2016 года . Проверено 7 сентября 2016 г.
^ аб Подольный, Уолтер (сентябрь 1992 г.). «Коррозия предварительно напряженных сталей и ее смягчение» (PDF) . Журнал PCI . 37 (5): 34–55. дои : 10.15554/pcij.09011992.34.55. S2CID 109223938. Архивировано (PDF) из оригинала 16 сентября 2016 года . Проверено 7 сентября 2016 г.
↑ Де Шуттер, Герт (10 мая 2012 г.). Повреждение бетонных конструкций. ЦРК Пресс. стр. 31–33. ISBN978-0-415-60388-1. Архивировано из оригинала 17 апреля 2021 года . Проверено 7 сентября 2016 г.
^ Райалл, MJ; Вудворд, Р.; Милн, Д. (2000). Управление мостом 4: Осмотр, техническое обслуживание, оценка и ремонт. Лондон: Томас Телфорд. стр. 170–173. ISBN978-0-7277-2854-8. Архивировано из оригинала 17 апреля 2021 года . Проверено 7 сентября 2016 г.
^ ЗАБОТАЕТ. «Системы пост-натяжения». www.ukcares.com . ЗАБОТАЕТ. Архивировано из оригинала 11 июня 2016 года . Проверено 7 сентября 2016 г.
^ КДЕС. «Коррозионные разрушения: обрушение моста автодрома Лоу». www.nace.org . КДЕС. Архивировано из оригинала 24 сентября 2016 года . Проверено 7 сентября 2016 г.
^ Эд Дэйви и Ребекка Кафе (3 декабря 2012 г.). «Отчет TfL предупреждает о риске обрушения эстакады Хаммерсмит» . BBC News, Лондон. Архивировано из оригинала 3 декабря 2012 года . Проверено 3 декабря 2012 г.
^ Фрейсине. «Продление жизни эстакады Хаммерсмита». www.freyssinet.com . Фрейсине. Архивировано из оригинала 15 сентября 2016 года . Проверено 7 сентября 2016 г.
^ "Жду виадотто Петруллы, паника на государство 626" . 8 июля 2014 г.
^ "Схема демонтажа эстакад Черчилль-Уэй" . Архивировано из оригинала 9 апреля 2021 года . Проверено 8 апреля 2021 г.
^ Австралийское общество истории техники и технологий. «Инженерная прогулка по Сиднейскому оперному театру» (PDF) . Ashet.org.au . АШЕТ. Архивировано (PDF) из оригинала 8 февраля 2017 года . Проверено 1 сентября 2016 г.
^ Мартин, Оуэн; Лал, Налин. «Структурный проект 84-этажной башни World Tower в Сиднее» (PDF) . ctbuh.org . Совет по высотным зданиям и городской среде обитания. Архивировано (PDF) из оригинала 14 апреля 2016 года . Проверено 1 сентября 2016 г.
^ «Башня, One St. George Wharf, Лондон, Великобритания» . cclint.com . ККЛ. Архивировано из оригинала 30 апреля 2021 года . Проверено 1 сентября 2016 г.
^ Нолл, Франц; Проссер, М. Джон; Оттер, Джон (май – июнь 1976 г.). «Предварительное напряжение Си-Эн Тауэр» (PDF) . Журнал PCI . 21 (3): 84–111. дои : 10.15554/pcij.05011976.84.111. Архивировано (PDF) из оригинала 15 сентября 2016 года . Проверено 2 сентября 2016 г.
^ ВСЛ. «Здание круизного терминала Кай Так - Гонконг» (PDF) . vslvietnam.com . ВСЛ. Архивировано (PDF) из оригинала 14 сентября 2016 года . Проверено 1 сентября 2016 г.
^ АРУП. «Международный торговый центр (МТЦ)». www.arup.com . АРУП. Архивировано из оригинала 4 сентября 2016 года . Проверено 2 сентября 2016 г.
^ Инженерные консультанты CM. «Оушен Хайтс 2, Дубай, ОАЭ». www.cmecs.co . КМЕКС. Архивировано из оригинала 24 сентября 2016 года . Проверено 1 сентября 2016 г.
^ Проектирование сети сборки. «Башня Эврика, Мельбурн, Виктория, Австралия». www.designbuild-network.com . Проектирование сети сборки. Архивировано из оригинала 13 февраля 2012 года . Проверено 1 сентября 2016 г.
^ Мартинес, Хулио; Гомес, Мигель (июль 2008 г.). «Торре Эспасио. Структура здания». Хормигон и Асеро . Мадрид, Испания. 59 (249): 19–43. ISSN 0439-5689. Архивировано из оригинала 8 февраля 2017 года . Проверено 1 сентября 2016 г.
^ Сеть BBR (2016). «Достигая небес» (PDF) . Подключитесь . 10 : 51. Архивировано (PDF) из оригинала 22 сентября 2016 года . Проверено 2 сентября 2016 г.
^ Сеть BBR (2016). «Ворота в Юго-Восточную Европу» (PDF) . Подключитесь . 10 : 37–41. Архивировано (PDF) из оригинала 22 сентября 2016 г. Проверено 2 сентября 2016 г.
^ Шофилд, Джефф (2012). «Пример: Кэпитал Гейт, Абу-Даби» (PDF) . Журнал CTBUH (11). Архивировано (PDF) из оригинала 30 июля 2016 года . Проверено 2 сентября 2016 г.
^ Тан, Ман-Чунг (2007). «Эволюция мостовой технологии» (PDF) . Материалы симпозиума IABSE : 7. Архивировано (PDF) из оригинала 17 сентября 2016 г. . Проверено 5 сентября 2016 г.
^ Хьюсон, Найджел Р. (2012). Мосты из предварительно напряженного железобетона: проектирование и строительство. ЛЕД. ISBN978-0-7277-4113-4. Архивировано из оригинала 17 апреля 2021 года . Проверено 2 сентября 2016 г.
^ RL M'ilmoyle (20 сентября 1947 г.). «Балки мостов из предварительно напряженного железобетона проходят испытания в Англии». Железнодорожный век . Том. 123. Издательская компания Симмонс-Бордман. стр. 54–58. Архивировано из оригинала 17 апреля 2021 года . Проверено 25 августа 2018 г.
^ «История предварительно напряженного бетона в Великобритании» . Кембриджский университет . 2004. Архивировано из оригинала 25 августа 2018 года . Проверено 25 августа 2018 г.
^ «История бетонных мостов». Группа строительства бетонных мостов . Архивировано из оригинала 14 декабря 2013 года . Проверено 25 августа 2018 г.
^ Главные дороги Западной Австралии. «Руководство по проектированию конструкций» (PDF) . www.mainroads.wa.gov.au . МРВА. стр. 17–23. Архивировано (PDF) из оригинала 16 сентября 2016 года . Проверено 2 сентября 2016 г.
^ ЛаВиолетт, Майк (декабрь 2007 г.). Практика строительства мостов с использованием поэтапного запуска (PDF) . ААШТО. п. Приложение A. Архивировано (PDF) из оригинала 30 ноября 2016 г. Проверено 7 сентября 2016 г.
^ Леонхардт, Фриц (сентябрь 1987 г.). «Вантовые мосты из предварительно напряженного железобетона». Журнал PCI . 32 (5): 52–80. дои : 10.15554/pcij.09011987.52.80. Архивировано из оригинала 16 сентября 2016 года . Проверено 7 сентября 2016 г.
^ Ремерманн, AC (февраль 1965 г.). «Плотины из предварительно напряженного бетона: 1936–1964» (PDF) . Журнал PCI . 10 : 76–88. дои : 10.15554/pcij.02011965.76.88. Архивировано (PDF) из оригинала 16 сентября 2016 года . Проверено 2 сентября 2016 г.
^ Браун, ET (февраль 2015 г.). «Горный расчет постнапряженных анкеров плотин - Обзор». Журнал горной механики и геологической инженерии . 7 (1): 1–13. Бибкод : 2015JRMGE...7....1B. дои : 10.1016/j.jrmge.2014.08.001 .
^ Институт инженеров Австралии. «Плотина Катагунья, Тасмания» (PDF) . www.engineersaustralia.org.au . IEAust. Архивировано (PDF) из оригинала 14 сентября 2016 года . Проверено 2 сентября 2016 г.
^ Сюй, Хайсюэ; Бенмокрейн, Брахим (1996). «Укрепление существующих бетонных плотин с использованием анкеров с последующим натяжением: современный обзор». Канадский журнал гражданского строительства . 23 (6): 1151–1171. дои : 10.1139/l96-925. Архивировано из оригинала 29 июня 2021 года . Проверено 2 сентября 2016 г.
^ Кавилл, Брайан (20 марта 1997 г.). «Грунтовые анкеры очень высокой прочности, используемые для укрепления бетонных гравитационных плотин». Материалы конференций . Лондон, Великобритания: Институт инженеров-строителей: 262.
^ Пристли, MJN (июль 1985 г.). «Анализ и проектирование резервуаров для хранения из предварительно напряженного круглого бетона» (PDF) . Журнал PCI : 64–85. дои : 10.15554/pcij.07011985.64.85. Архивировано (PDF) из оригинала 16 сентября 2016 года . Проверено 5 сентября 2016 г.
↑ Гали, Амин (12 мая 2014 г.). Круглые резервуары для хранения и силосы (Третье изд.). ЦРК Пресс. стр. 149–165. ISBN978-1-4665-7104-4. Архивировано из оригинала 17 апреля 2021 года . Проверено 5 сентября 2016 г.
^ Гилберт, Род-Айленд; Миклборо, Северная Каролина; Ранзи, Г. (17 февраля 2016 г.). Проектирование предварительно напряженного бетона в соответствии с AS3600-2009 (второе изд.). ЦРК Пресс. ISBN978-1-4665-7277-5. Архивировано из оригинала 17 апреля 2021 года . Проверено 5 сентября 2016 г.
^ аб Бангаш, MYH (2011). Конструкции ядерных установок – анализ, проектирование и строительство. Лондон: Спрингер. стр. 36–37. ISBN978-3-642-12560-7. Архивировано из оригинала 17 апреля 2021 года . Проверено 5 сентября 2016 г.
↑ Гервик, Бен С. (13 февраля 1997 г.). Строительство предварительно напряженных железобетонных конструкций (Второе изд.). Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. стр. 472–494. ISBN0-471-53915-5. Архивировано из оригинала 17 апреля 2021 года . Проверено 5 сентября 2016 г.
^ Аб Раджу, Кришна (1 декабря 2006 г.). Предварительно напряженный бетон (PDF) (Четвертое изд.). Нью-Дели: Тата МакГроу Хилл. ISBN0-07-063444-0. Архивировано (PDF) из оригинала 11 сентября 2016 года . Проверено 5 сентября 2016 г.
^ «Строительство плит после натяжения на грунте» . www.concreteconstruction.net . Бетонное строительство. Архивировано из оригинала 18 сентября 2016 года . Проверено 5 сентября 2016 г.
^ Мерритт, Дэвид; Роджерс, Ричард; Расмуссен, Роберт (март 2008 г.). Демонстрационный проект строительства покрытия из сборного предварительно напряженного бетона на межштатной автомагистрали 57 недалеко от Сайкстона, штат Миссури (PDF) . Федеральное управление автомобильных дорог DOT США. Архивировано (PDF) из оригинала 15 сентября 2016 года . Проверено 5 сентября 2016 г.
^ Конналл, Джон; Уилер, Пол; Пау, Эндрю; Михов, Михо. «Проект основных пролетов второго шлюзового моста, Брисбен» (PDF) . www.cmnzl.co.nz . Архивировано (PDF) из оригинала 17 сентября 2016 года . Проверено 2 сентября 2016 г.
^ ДИВИДАГ. «Инчхонский мост, Сеул, Южная Корея». www.dywidag-systems.a . ДИВИДАГ. Архивировано из оригинала 10 августа 2016 года . Проверено 2 сентября 2016 г.
^ «Удаленные проекты SRG» (PDF) . www.srglimited.com.au . СРГ Лимитед. п. 10. Архивировано (PDF) из оригинала 26 февраля 2017 года . Проверено 6 сентября 2016 г.
^ Эберхардт, А.; Вельтроп, Дж. А. (август 1965 г.). «Предварительно напряженные анкеры грузоподъемностью 1300 тонн стабилизируют плотину» (PDF) . Журнал PCI . 10 (4): 18–43. дои : 10.15554/pcij.08011965.18.36. Архивировано (PDF) из оригинала 16 сентября 2016 года . Проверено 6 сентября 2016 г.
^ Институт сборного / предварительно напряженного бетона
^ "Канадский институт сборного/предварительно напряженного бетона" . Архивировано из оригинала 5 мая 2021 года . Проверено 12 сентября 2016 г.
^ «Ассоциация пост-натяжения». Архивировано из оригинала 19 сентября 2016 года . Проверено 12 сентября 2016 г.
^ "Австралийский институт пост-натяжения" . Архивировано из оригинала 25 сентября 2016 года . Проверено 12 сентября 2016 г.
^ "Южноафриканская ассоциация натяжения постов" . Архивировано из оригинала 25 мая 2016 года . Проверено 12 сентября 2016 г.
Внешние ссылки
История предварительно напряженного бетона с 1930 по 1945 год: шаг к Европейскому Союзу
Рекомендации по отбору проб, оценке и восстановлению дефектного раствора в каналах пост-напряжения мостов из предварительно напряженного железобетона Федеральное управление автомобильных дорог
Исторические патенты и эволюция архитектурного строительства двадцатого века из железобетона и предварительно напряженного бетона