Теплофизические основы формирования потребительских свойств конструктивных элементов транспортных сооружений из монолитного и сборно-монолитного железобетона

• Автор: Шифрин, Семен Аронович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 487 с. : ил.

1.1. Конструктивные особенности и условия возведения железобетонных транспортных сооружений при современном динамичном развитии строительного комплекса.
1.2. Методологические аспекты системного подхода и роль достижений фундаментальных наук в технологии бетона при выборе способов управления формированием потребительских свойств транспортных сооружений и формулирование основных направлений работы и решаемых задач
ГЛАВА 2. Методологическое обеспечение достоверности результатов проводимых исследований при изучении параметров твердеющего бетона в условиях нестационарное тепломассообменных процессов

и неритмичности технологических этапов возведения сооружений.

2.1. Методики прогнозирования температурного режима твердеющего бетона и факторы, влияющие на достоверность получаемых результатов.
2.2. Дифференциальные калориметрические установки и методики изучения тепловыделения цементов при модификации бетонных смесей
2.3. Определение теплопроводности бетона в процессе его твердения, его методическое и приборное обеспечение и изучение влияния изменения теплопроводности бетона на результаты расчетов температурных полей в монолитных конструкциях при различных способах обеспечения требуемого температурного режима твердеющего бетона

2.4. Прогнозирование прочности бетона, твердеющего при переменных температурах

2.5. Экспериментальные исследования температурных режимов и прочности бетона в процессе возведения сооружений.

2.6. Использование метода решения обратных задач для определения досто

верности расчетов твердеющего бетона на имитационных моделях с применением ПЭВМ.

2.7. Учет особенностей формирования собственного термонапряженного состояния в бетонных и железобетонных конструкциях при определении расчетных перепадов температур по их массиву
2.8. Методические вопросы при определении ограничительных параметров в условиях влагопотерь и при отработке технологии послойного бетонирования с использованием сухих и затворенных бетонных смесей
ГЛАВА 3. Управление формированием потребительских свойств бетона как материала при воздействии температурного и влажностного факторов
3.1. Особенности воздействия температурного фактора на формирование свойств бетона
3.1.1. Определение характера развития температур в элементах различной массивности, бетонируемых в вертикальных формах.
3.1.2. Оценка изменения температур твердеющего бетона при устройстве днища тоннелей.
3.1.3. Особенности развития температур при устройстве пролетных строений эстакад по отношению их влияния на морозостойкость бетона
3.1.4 Определение зоны влияния колебаний температуры среды в период эксплуатации сооружений для уточнения ограничений по допускаемому максимальному разогреву бетона с позиции обеспечения его морозостойкости в конструкциях разной массивности.
3.2. Автоматизация выдерживания бетона при внешнем тепловом воздействии с учетом обеспечения регламентированных скоростей подъема и снижения температур и установленного ритма технологического потока
3.3. Максимальный разогрев при твердении бетона массивных железобс
тонных конструкций фундаментов, ростверков, опор, пилонов, пролетных строений от экзотермии цемента и методы его снижения.
3.4. Предупреждение замораживания бетона, выдерживаемого при отрицательных температурах среды
3.4.1. Оценка степени опасности для бетона аварийной ситуации с непредвиденным резким снижением температуры среды до отрицательных значений при устройстве плитноребристых пролетных строений.
3.4.2. Определение мощности тепловой изоляции при оценке возможности выдерживания бетона при отрицательных температурах среды без устройства технологических укрытий над бетонируемой конструкцией
3.5. Учет воздействия влажностного фактора на обеспечение функциональных и технологических потребительских свойств бетона
ГЛАВА 4. Предупреждение появления температу рных трещин в крупноразмерных конструкциях транспортных сооружений простой формы, имеющих различную массивность и разработка способов обеспечения однородности физикомеханических характеристик бетона
но их объему
4.1. Исследование особенностей формирования собственного термонапряженного состояния бетона при устройстве ростверков и фундаментов опор.
4.2. Условия формирования собственного термонапряженного состояния
бетона при возведении опор и колонн различной массивности.
ГЛАВА 5. Собственное термонапряженное состояние бетона пролетных строений и его роль в обеспечении потребительских свойств мостов
и эстакад.
5.1. Влияние собственного термонапряженного состояния бетона на качество плитных пролетных строений мостов и эстакад
5.2. Исследование условий формирования термонапряженного состояния в железобетонных плитноребристых пролетных строениях мостов и эстакад в процессе их строительства
5.3. Особенности термонапряженного состояния бетона при возведении пролетных строений эстакад методом цикличной продольной надвижки
5.4. Учет температурных условий твердения бетона при устройстве стале
железобетонных пролетных строений
ГЛАВА 6. Предупреждение трсшинообразования в поэтапно возводимых конструктивных элементах тоннелей, рамповых участков и подпорных стен с защемлением бетонируемых блоков и определение условий их бездефектного бетонирования крупноразмерными захватками
6.1. Учет особенностей формирования собственного термонапряженного состояния бетона при разработке мероприятий по предупреждению трещииообразования при поэтапном бетонировании горизонтальных конструктивных элементов.
6.2. Условия формирования термонапряженного состояния бетона при поэтапном возведении вертикальных элементов и разработка способов перераспределения внутренних и внешних тепловых потоков для снижения температурных перепадов в момент их защемления.
6.3. Особенности термонапряженного состояния бетона при устройстве перекрытия тоннеля и разработка приемов их бездефектного бетонирования укрупненными блоками.
6.4. Особенности собственного термоиапряженного состояния бетона при
устройстве сборномонолитных конструкций.
ГЛАВА 7. Система многоуровневого управления формированием потребительских свойств транспортных сооружений из монолитного
и сборномонолитного железобетона и мониторинг их обеспечения
7.1. Принципы посчроения системы формирования потребительских
свойств транспортных сооружений и выбора управляющих теплофизических воздействий для их обеспечения.
7.2. Разработка положений по выявлению и устранению строительных
дефектов.
7.3 Разработка энергоэффективных способов производства работ при
строительстве объектов транспортного назначения
Выводы.
Основные выводы
Список использованных источников


При строительстве зданий в настоящее время одним из прогрессивных признан метод устройства перекрытий с преднапряжением бетона в построечных условиях, когда сборные плиты устанавливаются между колоннами на монтажных столиках, стыки между плитами и колоннами и швы между плитами омоноличиваются, а затем, за счет натяжения арматурных канатов, проходящих через колонны и в швах между сборными плитами, образовавшееся единое сборномонолитное перекрытие фиксируется в проектном положении рисунок . Рис. К конструктивным элементам тоннелей относятся также въездные и выездные рамповые участки, на которых устраиваются подпорные стены различной конфигурации, определяемой как архитекторскими решениями, так и конструктивными соображениями рисунки и . При выработке условий формировании технологических потребительских свойств при строительстве подпорных стен необходимо учитывать не только поэтапность их возведения, что отмечалось при рассмотрении особенностей строительства тоннелей, но и тип основания, которое может быть либо естественным, либо свайным, что определяет условия защемления фундамента подпорных стен и, как следствие, условия формирования температурных напряжений на границе с основанием. Следующий большой круг транспортных сооружений, при проектировании и строительстве которых находит все более широкое применение монолитный бетон, включает мосты и эстакады. В России на начальном этапе строительства мостов в первой половине прошлого столетия использовали в основном монолитный бетон. Например, получил известность во всем мире арочный мост из монолитного железобетона, построенный через реку Днепр в г. Н.М. Колоколова. Размеры пролетов этого моста, достигающие 0 м, долгое время оставались рекордными. Из монолитного железобетона построено большое число железнодорожных мостов, многие из которых до сих пор не выводятся из эксплуатации. В пятидесятых годах прошлого столетия упор стал делаться на возведение пролетных строений из сборных мостовых балок. В начале х годов из сборных элементов уже возводили практически все конструктивные элементы мостов. Рис. ГЗИ8 рухУЮ Оадтщцг4йице . Рис. Подпорные стены традиционной конструкции а опирание фундамента ростверка на забивные сваи б опирание фундамента на естественное основание
пользовать коробчатые блоки одинаковой и переменной высоты типа К и блоки плитноребристой конструкции ГТРК. Длина пролетов мостов, возводимых из сборного железобетона такой конструкции, увеличилась до 0 м и более. Изготовление коробчатых блоков К и блоков плитноребристой конструкции ПРК осуществлялось на заводах МЖБК Днепропетровский и Киевский, полигонах и приобъектных площадках по современным для того времени технологиям с достаточно высоким уровнем механизации и автоматизации технологических процессов. Распад Советского Союза, отсутствие финансовых средств для строительства больших мостов привело к прекращению изготовления коробчатых блоков и блоков ПРК. Этому же содействовало и начало массового применения на качественно новом уровне за рубежом и в России монолитного бетона для возведения железобетонных пролетных строений мостов. Современное опалубочное оборудование, высокопроизводительные средства по перевозке и доставке к месту укладки бетонной смеси и разработанные высокоэффективные модификаторы бетона открыли широкие возможности перед архитекторами и инженерами при создании проектов новых мостов. На данный момент из монолитного железобетона устраиваются все фундаменты ростверки опор, стойки опор и существуют разнообразные решения плитных и плитноребристых пролетных строений из монолитного железобетона с длиной неразрезных участков до 0 м рисунок , сталежелезобетонных пролетных строений рисунок и пролетных строений из сборных железобетонных балок, объединяемых монолитной железобетонной плитой. При устройстве ростверков или фундаментов опор сопровождающие их процессы тепломассообмена, природа возникновения температурных деформаций и условия их сдерживания аналогичны рассмотренным для условий устройства фундаментов зданий, днища тоннелей и фундаментов подпорных стен. Однако часто конфигурация ростверка, закладываемая в проектах русловых опор мостов, требует рассмотрения развития неоднородности температур и температурных деформаций не только в объеме рассматриваемого элемента, но
Рис. Рис. Упор ю шбе. ПссЬсн и крсаняя бала СОКА угтенайлисетм ИЕ.