RU2209278C1

RU2209278C1 - Process of reinforcement of beam with prestressed strut frame

Info

Publication number: RU2209278C1
Application number: RU2002122068/03A
Authority: RU
Inventors: В.В. Егоров; Е.Н. Алексашкин; М.П. Забродин; М.И. Голоскок
Original assignee: Петербургский государственный университет путей сообщения
Priority date: 2002-08-12
Filing date: 2002-08-12
Publication date: 2003-07-27

Abstract

FIELD: construction industry, reinforcement of bearing structures of beam type. SUBSTANCE: process of reinforcement of beam includes linking of reinforcement queen posts to beam, installation of temporary queen posts united by rigid insert and attachment of reinforcing string to beam. Upon entry of temporary queen posts into spaces of reinforcement queen posts end loops of strings of temporary queen post are run round protrusions of bearing shapes, then weights are suspended from rigid insert of temporary queen post and twin wedge-shaped limiters are brought into slits of temporary queen posts and are displaced towards one another till positions of temporary queen posts are fixed. After it weights are removed, reinforcing string is passed through holes in queen posts, its end loops are brought round protrusions of bearing shapes, twin wedge-shaped limiters are moved apart and temporary queen post is taken down. EFFECT: simplified process of reinforcement of beams, reduced labor input to process. 8 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при усилении несущих конструкций балочного типа (например, балок покрытий, перекрытий, подкрановых балок и т.п.). The invention relates to the field of construction and can be used to strengthen the supporting structures of the beam type (for example, coating beams, ceilings, crane beams, etc.).

Изобретение может быть применено при усилении как отдельных балок, так и при усилении регулярно установленной системы балок, при котором возможно многократное использование инвентарного оборудования. The invention can be applied when reinforcing both individual beams, and when reinforcing a regularly installed beam system, in which multiple use of inventory equipment is possible.

Известен способ предварительного напряжения шпренгельных балок, преимущественно большепролетных покрытий, включающий установку рычагов, присоединение к их средним частям концов затяжки и направляющей со стяжными приспособлениями, к которым прикрепляют одни концы рычагов, подвижно соединенные с направляющей, при этом рычаги выполняют спаренными и соединяют другими концами с предварительно напрягаемой балкой жесткости, а направляющую и концы затяжки размещают между ними, причем концы затяжки жестко закрепляют к рычагам [1]. A known method of prestressing truss beams, mainly large-span coatings, including the installation of levers, connecting to their middle parts of the ends of the tightening and the guide with coupling devices, to which one ends of the levers are movably connected to the guide, while the levers are paired and connected to other ends with a prestressing stiffening beam, and the guide and the ends of the tightening are placed between them, and the ends of the tightening are rigidly fixed to the levers [1].

Недостатком известного технического решения является сложность и трудоемкость его осуществления, связанная с необходимостью монтажа мощных рычагов, направляющих, стяжных приспособлений, а также осуществления прикреплений в местах опирания рычагов на балку жесткости и жесткого закрепления затяжки к рычагам. Кроме того, известное техническое решение предусматривает объединение затяжки при помощи вставки, помещаемой между спаренными рычагами, что также увеличивает трудоемкость процесса предварительного напряжения. A disadvantage of the known technical solution is the complexity and complexity of its implementation, associated with the need to install powerful levers, guides, clamping devices, as well as the implementation of attachments in places of support of the levers on the stiffener beam and tightening the tightening to the levers. In addition, the known technical solution provides for the combination of a puff using an insert placed between paired levers, which also increases the complexity of the pre-stress process.

Также известен способ натяжения затяжки несущей конструкции и устройство для его осуществления, включающее заанкеривание затяжки, ее установку с притяжением к распорным стойкам. Причем затяжку устанавливают без натяжения, а затем притягивают к вершинам распорных стоек натяжным оборудованием. Стойки выполнены цельными с расположенными в их вершинах площадками для упора натяжного оборудования и снабжены хомутами, соединенными с затяжкой [2]. Такой способ натяжения может быть применен при усилении балок с установкой шпренгеля снизу (принято за прототип). Also known is a method of tensioning the load-bearing structure and a device for its implementation, including anchoring the tightening, its installation with attraction to the struts. Moreover, the tightening is set without tension, and then attracted to the tops of the spacers by tensioning equipment. The racks are made integral with the platforms located at their tops for emphasizing the tensioning equipment and are equipped with clamps connected to a tightening [2]. This method of tension can be applied when reinforcing the beams with the installation of the truss from the bottom (adopted as a prototype).

Недостатком такого технического решения является сложность и трудоемкость способа натяжения затяжки, обусловленная необходимостью закрепления на каждой из стоек натяжных устройств и комплектов хомутов, соединения их с затяжкой, а после окончания процесса натяжения затяжки - их демонтажа. Увеличение числа стоек в шпренгеле усиления приводит к пропорциональному повышению трудоемкости способа натяжения. The disadvantage of this technical solution is the complexity and the complexity of the method of tightening the tension, due to the need to fix on each of the racks of tensioning devices and sets of clamps, connecting them to a tightening, and after the process of tightening the tightening - to dismantle them. The increase in the number of racks in the reinforcement truss leads to a proportional increase in the complexity of the tension method.

Задачей изобретения является упрощение способа усиления балок предварительно напряженным шпренгелем и, как следствие, снижение его трудоемкости. The objective of the invention is to simplify the method of reinforcing beams pre-stressed sprengel and, as a consequence, reducing its complexity.

Технический результат достигается тем, в способе усиления балки предварительно напряженным шпренгелем, включающем присоединение к балке стоек шпренгеля усиления, установку стоек временного шпренгеля, объединенных жесткой вставкой, и прикрепление к балке усиливающей затяжки, после введения в полости стоек шпренгеля усиления стоек временного шпренгеля концевые петли затяжек временного шпренгеля заводят за выступы опорных фасонок, затем к жесткой вставке временного шпренгеля подвешивают грузы, а парные клиновидные ограничители вводят в прорези стоек временного шпренгеля и сдвигают навстречу друг другу до фиксации положения стоек временного шпренгеля, после чего снимают грузы, в отверстия стоек шпренгеля усиления пропускают усиливающую затяжку, заводят ее концевые петли за выступы опорных фасонок, раздвигают парные клиновидные ограничители и демонтируют временный шпренгель. The technical result is achieved by the method of reinforcing the beam with a prestressed truss, including attaching the struts of the reinforcement truss to the beam, installing the struts of the temporary truss, connected by a rigid insert, and attaching the reinforcing puffs to the beam, after introducing the end loops of puffs into the hollows of the struts of the reinforcement struts of the struts of the struts. the temporary truss are led by the protrusions of the supporting gussets, then weights are suspended from the rigid insert of the temporary truss, and paired wedge-shaped limiters are introduced a temporary slot racks and Sprengel shifted towards each other to fix the position of the temporary struts Sprengel then removed loads into the holes Sprengel gain amplifying racks passed puff, give birth to its end hinge lugs for supporting fasonok, pushing the pair of wedge guides and dismantle the temporary Sprengel.

Предлагаемое техническое решение описывается следующими графическими материалами:
- на фиг.1 представлен общий вид балки со шпренгелем усиления и временным шпренгелем;
- на фиг.2 - узел "А" на фиг.1;
- на фиг.3 - вид по 1 - 1 на фиг.2;
- на фиг.4 - вид по 2 - 2 на фиг.3;
- на фиг.5- узел "Б" на фиг.1;
- на фиг.6 - вид по 3 - 3 на фиг.5;
- на фиг.7 - вид по 4 - 4 на фиг.5;
- на фиг.8 представлен общий вид усиленной балки.The proposed technical solution is described by the following graphic materials:
- figure 1 shows a General view of a beam with a spreader reinforcement and a temporary spreel;
- figure 2 - node "A" in figure 1;
- figure 3 is a view of 1 - 1 in figure 2;
- figure 4 is a view of 2 - 2 in figure 3;
- figure 5 - node "B" in figure 1;
- figure 6 is a view of 3 to 3 in figure 5;
- Fig.7 is a view of 4 to 4 in Fig.5;
- Fig.8 shows a General view of a reinforced beam.

В способе усиления балки предварительно напряженным шпренгелем, к балке 1 прикрепляют стойки 2 (например, на сварке) шпренгеля усиления 3, в полости стоек 2 (например, трубчатой формы) шпренгеля усиления 3 вводят стойки 4 (например, трубчатого поперечного сечения) временного шпренгеля, объединенные жесткой вставкой 5 с прикрепленными затяжками 6 временного шпренгеля, концевые петли 7 затяжек 6 временного шпренгеля заводят за выступы (ближние к опорам балки 1) опорных фасонок 8, затем к жесткой вставке 5 временного шпренгеля подвешивают грузы 9, а парные клиновидные ограничители 10 вводят в прорези стоек 4 временного шпренгеля и сдвигают их навстречу друг другу до фиксации положения стоек 4 временного шпренгеля (плотного расклинивания стоек 2 шпренгеля усиления 3 и стоек 4 временного шпренгеля), в отверстия 11 (например, овальной формы) стоек 2 шпренгеля усиления 3 пропускают усиливающую затяжку 12, при этом ее концевые петли 13 заводят за выступы опорных фасонок 8, снимают грузы 9, после чего раздвигают (выдергивают) парные клиновидные ограничители 10, например, с помощью крюковых захватов, и демонтируют временный шпренгель. In the method of reinforcing the beam with a prestressed truss, the racks 2 (for welding, for example) of the reinforcement truss 3 are attached to the beam 1, the racks 4 (for example, of a tubular cross section) of the temporary truss are introduced into the cavity of the struts 2 (for example, tubular) of the reinforcement truss 3 united by a rigid insert 5 with attached puffs 6 of the temporary truss, the end loops 7 of the puffs 6 of the temporary truss are led by the protrusions (closest to the beam supports 1) of the supporting gussets 8, then weights 9 are suspended from the rigid insert 5 of the temporary truss. Arched wedge-shaped stops 10 are inserted into the slots of the racks 4 of the temporary truss and slide them towards each other until the position of the racks 4 of the temporary truss (fix the wedges of the racks 2 of the reinforcement 3 and the racks 4 of the temporary truss) is fixed, into the holes 11 (for example, oval) of the racks 2 reinforcement truss 3 pass the reinforcing puff 12, while its end loops 13 are led beyond the protrusions of the supporting gussets 8, remove the loads 9, and then the pair of wedge-shaped stops 10 are pushed (pulled out), for example, using hook grips, and emontiruyut temporary Sprengel.

Шпренгель усиления 3 состоит из стоек 2 и затяжки усиления 12. Strengthening spindle 3 consists of racks 2 and tightening reinforcement 12.

Временный шпренгель включает стойки 4, жесткую вставку 5 и затяжку 6. Temporary truss includes racks 4, rigid insert 5 and tightening 6.

При введении стоек 4 временного шпренгеля в стойки 2 шпренгеля усиления 3 отверстия 11 стоек 2 шпренгеля усиления 3 совпадают с прорезями на стойках 4 временного шпренгеля, что позволяет после подвески грузов 9 пропустить затяжку усиления 12 в овальные отверстия 11 стоек 2 шпренгеля усиления 3. When introducing racks 4 of the temporary truss into the racks 2 of the reinforcement truss 3 holes 11 of the racks 2 of the truss reinforcement 3 coincide with the slots on the racks 4 of the temporary truss, which allows the suspension of reinforcement 12 to be skipped through the oval holes 11 of the racks 2 of the reinforcement truss 3.

Усиление балки 1 с предварительным напряжением шпренгеля осуществляется в два этапа. The reinforcement of the beam 1 with the prestressing sprengel is carried out in two stages.

1-й этап. К жесткой вставке 5 временного шпренгеля подвешивают грузы 9, в результате чего в затяжках 6 временного шпренгеля возникают растягивающие усилия, а стойки 4 временного шпренгеля выдвигаются вниз из полостей стоек 2 шпренгеля усиления 3. В этом положении стойки 4 временного шпренгеля фиксируются относительно стоек 2 шпренгеля усиления 3 парными клиновидные ограничителями 10. 1st stage. Weights 9 are suspended from the rigid insert 5 of the temporary truss, as a result of which tensile forces arise in the puffs 6 of the temporary truss and the racks 4 of the temporary truss extend down from the cavities of the struts 2 of the reinforcement truss 3. In this position, the racks 4 of the temporal truss are fixed relative to the struts 2 of the reinforcement truss 3 paired wedge-shaped limiters 10.

2-й этап. После снятия грузов 9 растягивающие усилия в затяжках 6 временного шпренгеля, полученные на 1-ом этапе, создают упругий отпор, направленный вверх, и сжимают стойки 4 временного шпренгеля. Через парные клиновидные ограничители 10 указанное сжимающее усилие передается на стойки 2 шпренгеля усиления 3. 2nd stage. After lifting 9, the tensile forces in the puffs 6 of the temporary truss obtained at the 1st stage create an elastic rebound directed upwards and the racks 4 of the temporary truss are compressed. Through paired wedge-shaped limiters 10, the specified compressive force is transmitted to the strut 2 of the reinforcement truss 3.

Сжимающие усилия в стойках 2 шпренгеля усиления 3 приложены к балке 1 снизу вверх и вызывают выгиб балки 1 вверх, т. е. в сторону, обратную выгибу ее при действии эксплуатационных нагрузок. The compressive forces in the uprights 2 of the reinforcement truss 3 are applied to the beam 1 from the bottom up and cause the beam 1 to bend upwards, i.e., to the side, its reverse bend under the action of operational loads.

В этом положении в отверстия 11 стоек 2 шпренгеля усиления 3 пропускают усиливающую затяжку 12, при этом ее концевые петли 13 заводят за выступы (ближние к середине пролета) опорных фасонок 8. Затем раздвигают парные клиновидные ограничители 10, выводят концевые петли 7 затяжек 6 временного шпренгеля из выступов опорных фасонок 8 и демонтируют временный шпренгель. In this position, reinforcing puff 12 is passed through holes 11 of struts 2 of reinforcement truss 3, while its end loops 13 are pushed by the protrusions (closest to the middle of the span) of the supporting gussets 8. Then the paired wedge-shaped stops 10 are extended, the end loops 7 of the puffs 6 of the temporary truss from the protrusions of the supporting gussets 8 and dismantle the temporary truss.

После раздвижки парных клиновидных ограничителей 10 соединение между стойками 2 шпренгеля усиления 3 и стойками 4 временного шпренгеля становится телескопическим, т.е. возникает возможность их взаимного смещения, и балка 1 стремится распрямиться, а препятствующий этому шпренгель усиления 3 включается в работу, а именно затяжка усиления 12 растягивается и через стойки 2 шпренгеля усиления 3 создает в балке 1 усилия упругого отпора, приложенные к балке 1 снизу вверх, таким образом, балка 1 получает выгиб вверх, т.е. в направлении, противоположном направлению действия эксплуатационных нагрузок, а в ее сечениях возникают напряжения, обратные по знаку напряжениям от эксплуатационных нагрузок. Указанный эффект уменьшает результирующие напряжения в усиливаемой балке 1 и увеличивает ее несущую способность. After sliding the pair of wedge-shaped limiters 10, the connection between the uprights 2 of the reinforcement truss 2 and the racks 4 of the temporary truss becomes telescopic, i.e. there is the possibility of their mutual displacement, and the beam 1 tends to straighten, and the reinforcing truss 3, which prevents this, is included in the work, namely, the tightening of the reinforcement 12 is stretched and through the struts 2 of the reinforcement truss 3 creates elastic resistance forces applied to the beam 1 from the bottom up, thus, the beam 1 receives an upward bend, i.e. in the direction opposite to the direction of operation of the operating loads, and in its sections there are stresses that are opposite in sign to the stresses from operational loads. This effect reduces the resulting stress in the reinforced beam 1 and increases its bearing capacity.

Как известно, включение системы усиления в совместную работу с усиливаемым элементом является одним из основных задач при усилении. Предлагаемый способ усиления позволяет решить эту задачу. As you know, the inclusion of the amplification system in collaboration with the amplified element is one of the main tasks in amplification. The proposed amplification method allows us to solve this problem.

В результате усиления балки 1 шпренгелем усиления 3 в стойках 2 шпренгеля усиления 3 возникают сжимающие усилия, а в затяжке усиления 12 - растягивающие усилия. As a result of reinforcing the beam 1 with the reinforcement spreader 3, compressive forces arise in the struts 2 of the reinforcement spreader 3, and tensile forces arise in the tightening of the reinforcement 12.

Растянутая затяжка усиления 12 как любой растянутый элемент обладает устойчивостью своего пространственного положения. Следовательно, на нее можно опереть стойки 2 шпренгеля усиления 3. При этом стойки 2 можно рассматривать как упруго - податливые промежуточные опоры для балки 1, резко уменьшающие ее начальный пролет, что приводит к соответствующему уменьшению усилий (изгибающих моментов) в поперечных сечениях балки 1. The stretched puff of reinforcement 12, like any stretched element, has the stability of its spatial position. Consequently, it is possible to support the struts 2 of the reinforcement truss 3 on it. At the same time, the struts 2 can be considered as elastically pliable intermediate supports for the beam 1, sharply reducing its initial span, which leads to a corresponding decrease in the efforts (bending moments) in the cross sections of the beam 1.

Использование временного шпренгеля, включающегося в работу на стадии предварительного напряжения балки 1, позволяет уменьшить материалоемкость шпренгельной системы усиления за счет использования элементов повторного применения (стоек 4 временного шпренгеля, жесткой вставки 5, затяжек 6 временного шпренгеля). The use of temporary truss, which is included in the work at the stage of prestressing the beam 1, allows to reduce the material consumption of the truss reinforcement system by using reuse elements (racks 4 of the temporary truss, rigid insert 5, puffs 6 of the temporary truss).

Наличие на концах затяжек 6 временного шпренгеля концевых петель 7 и на концах затяжки усиления 12 петель 13, а на опорных фасонках 8 выступов, позволят производить их (затяжки 6 временного шпренгеля и затяжки усиления 12) крепление к опорным фасонкам 8 путем заведения петель 7 и 13 за соответствующие выступы опорных фасонок 8. При этом отпадает необходимость в устройстве специальных крепежных приспособлений (анкеров, муфт и т.п.), упрощается процесс присоединения затяжек 6 временного шпренгеля и затяжки усиления 12, что снижает трудоемкость процесса усиления в целом. The presence at the ends of the puffs 6 of the temporary truss of the end loops 7 and at the ends of the tightening of the reinforcement 12 loops 13, and on the supporting fittings 8 protrusions, will allow them to be made (tightening 6 of the temporary truss and tightening the reinforcement 12) fastening to the supporting shapes 8 by making loops 7 and 13 for the corresponding protrusions of the supporting gussets 8. In this case, there is no need for special fastening devices (anchors, couplings, etc.), the process of attaching puffs 6 of the temporary spreader and tightening of reinforcement 12 is simplified, which reduces the complexity of the process and gain a whole.

Подвеска грузов 9 к жесткой вставке 5 позволяет создать в затяжках 6 временного шпренгеля растягивающие усилия, необходимые для предварительного напряжения шпренгеля усиления 3, что позволяет отказаться от специальных натяжных устройств и их напряжения, что как следствие снижает трудоемкость процесса натяжения затяжек 6 временного шпренгеля и усиления балки в целом. Снятие грузов 9 создает упругий отпор в стойках 4 временного шпренгеля и как следствие упрощает процесс выгиба балки 1. Suspension of cargo 9 to the rigid insert 5 allows you to create tensile forces in puffs 6 of the temporary truss necessary for prestressing the reinforcement truss 3, which eliminates the need for special tensioning devices and their tension, which consequently reduces the complexity of the process of tensioning the rods 6 of the temporary truss and beam reinforcement generally. The removal of goods 9 creates an elastic rebuff in the racks 4 of the temporary truss and, as a result, simplifies the process of bending of the beam 1.

За счет увеличенной высоты стоек 4 временного шпренгеля (демонтируемого после процедуры предварительного напряжения) уменьшаются необходимые для предварительного напряжения балки 1 растягивающие усилия в затяжках 6 временного шпренгеля, что приводит к снижению необходимого веса грузов 9, что как следствие приводит к снижению трудоемкости процесса предварительного напряжения. Due to the increased height of the racks 4 of the temporary truss (removed after the prestressing procedure), the tensile forces necessary for the prestressing of the beam 1 in the puffs 6 of the temporary truss are reduced, which leads to a decrease in the required weight of the loads 9, which consequently reduces the complexity of the prestressing process.

Установка предварительно напряженного шпренгеля усиления 3 предложенным способом приводит к уменьшению усилий в балке 1 и, следовательно, к увеличению ее несущей способности. The installation of a prestressed reinforcement spreader 3 by the proposed method leads to a decrease in the efforts in the beam 1 and, consequently, to an increase in its bearing capacity.

Предлагаемый способ усиления балки предварительно напряженным шпренгелем относится к способам усиления с изменением первоначальной расчетной схемы. The proposed method of reinforcing the beam with a prestressed spreel relates to methods of amplification with a change in the initial design scheme.

Использование изобретения позволяет снизить трудоемкость способа усиления балок до 11...18%. Using the invention allows to reduce the complexity of the method of reinforcing beams up to 11 ... 18%.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 802479. Е 04 G 21/12; В 1/22. Исаев П.М. и др. Натяжное устройство преимущественно для предварительного напряжения шпренгельных балок большепролетных покрытий. - Бюл. 5. - 1981.Sources of information
1. USSR copyright certificate 802479. E 04 G 21/12; At 1/22. Isaev P.M. and others. Tension device mainly for prestressing truss beams of large-span coatings. - Bull. 5. - 1981.

2. Авторское свидетельство СССР 751934. Е 04 С 3/00. Калинин А.А. и др. Способ натяжения затяжки несущей конструкции и устройство для его осуществления. - Бюл. 28. - 1980. 2. USSR copyright certificate 751934. E 04 C 3/00. Kalinin A.A. and others. A method of tensioning the load-bearing structure and a device for its implementation. - Bull. 28. - 1980.

Claims

A method of reinforcing a beam with a prestressed truss, including attaching reinforcement truss racks to the beam and attaching a reinforcing puff to the beam, characterized in that the reinforcement truss rails are made with holes and a cavity into which the temporary truss struts with slots are inserted, joined by a rigid insert with attached drags, which lead to the protrusions of the supporting gussets, then weights are suspended from the rigid insert of the temporary truss, and paired wedge-shaped joints are introduced into the slots of the racks of the temporary truss restrictor and shift them towards each other to fix the position of the temporary struts Sprengel then removed loads into the holes Sprengel gain amplifying racks passed puff, give birth to its end hinge lugs for supporting fasonok, pushing the pair of wedge guides and dismantle the temporary Sprengel.