- Объект: Автодорожный мост через р. Кокпекты, трасса республического значения KAZ 14 (пикет км 972+85), Карагандинская область (Смотреть на: 2ГИС, Яндекс.Карты).
- Техническое решение: Внешнее армирование несущих железобетонных конструкций углепластиковыми ламелями и холстами.
- Материалы: Высокопрочные углеродные ленты (ламели) HM-1.4T, углеродный холст HORSE HM-53, эпоксидный праймер HM-180, конструкционный клей HORSE.
- Особенность проекта: Работы выполнены в сжатые сроки без остановки регулярного движения автомобильного транспорта по мостовому переходу.
Предпосылки проведения работ и техническая задача
В ходе экспертного обследования состояния мостового перехода специалистами АО «КаздорНИИ» и ТОО «CorSec» был выявлен дефицит несущей способности балок пролетного строения. Многолетняя эксплуатация под воздействием интенсивных динамических нагрузок от большегрузного транспорта привела к деградации защитного слоя бетона, раскрытию трещин и локальному оголению арматурного каркаса.
Для восстановления и повышения несущей способности ригелей была выбрана технология внешнего армирования (ВАН) композиционными материалами. Данный метод позволил избежать увеличения собственного веса конструкций и исключил необходимость масштабных бетонных или демонтажных работ.
Технологические этапы реализации проекта
Реализация системы внешнего армирования включала строго последовательный цикл технологических операций, контролируемых на каждом этапе.
Этап 1: Подготовка и ремонт бетонного основания
Качество адгезии композитных материалов напрямую зависит от состояния подложки. Подготовительный этап включал:
- Механическую очистку: Удаление ослабленного, деградировавшего бетона, наплывов и цементного молока с помощью шлифовального оборудования с алмазными чашками.
- Восстановление геометрии: Локальный ремонт каверн, сколов и раковин с применением безусадочной мелкозернистой смеси MasterEmaco S488. Острые грани ригелей были скруглены радиусом не менее 20 мм для предотвращения излома углеродного волокна при последующей оклейке.
- Шлифовку «под ноль»: Доведение плоскости монтируемых участков до нормативных показателей ровности (просвет под двухметровой рейкой не более 2 мм).
Этап 2: Создание адгезионного слоя
На полностью обеспыленную и высушенную поверхность бетона валиками был нанесен двухкомпонентный эпоксидный праймер HM-180. Праймер глубоко проникает в поры бетона, связывает микропыль и обеспечивает максимальные показатели прочности сцепления (адгезии на отрыв) между железобетонной конструкцией и будущим клеевым швом.
Этап 3: Монтаж продольного усиления (углеродные ламели)
Основную растягивающую нагрузку в составе усиления приняли на себя углеродные ламели HORSE HM-1.4T. Монтаж производился по многоступенчатой схеме в соответствии с эпюрой изгибающих моментов пролетов:
- На нижнюю грань каждого из четырех ригелей монтировались 6-метровые ламели в 3 параллельные полосы.
- Следующим слоем накатывались 8-метровые полосы.
- Финальным этапом монтировались 12-метровые ламели, полностью перекрывшие расчетную зону максимального растяжения балок.
Важный технологический узел: Из-за непрекращающегося движения автотранспорта и возникающих динамических вибраций, временная фиксация ламелей до момента полного отверждения эпоксидного клея HORSE осуществлялась строго механическим способом. Использовались специализированные металлические прижимные полосы (уголки), стягиваемые резьбовыми шпильками непосредственно к телу ригеля. Это обеспечило равномерное проектное зажатие клеевого шва и исключило риск образования воздушных полостей.
Этап 4: Устройство анкерных хомутов из углеволокна
Для предотвращения скалывания и отслоения продольных ламелей по концам зон усиления были смонтированы П-образные хомуты из углеродного холста HORSE HM-53. Данные элементы огибают балку по нижней и боковым граням, перенося сдвигающие напряжения на сжатую зону бетона и создавая надежную закрытую анкеровку системы.
Этап 5: Финишная защита и приемка работ
Поскольку эпоксидные связующие чувствительны к воздействию ультрафиолетового излучения и атмосферных осадков, была выполнена комплексная финишная защита конструкций:
- Финальный клеевой слой в процессе полимеризации был обсыпан крупнозернистым кварцевым песком для создания развитой шероховатости.
- После полного отверждения системы временные прижимные приспособления были демонтированы.
- Все поверхности ригелей были полностью окрашены специализированным атмосферостойким защитным составом.
Качество выполненного усиления, соблюдение проектных геометрических параметров и прочностные характеристики примененных материалов были подтверждены техническим надзором. Итоговая комиссия зафиксировала полное восстановление несущей способности мостового сооружения и соответствие объекта нормативным требованиям.
Преимущества реализованного решения
- Высокая скорость: Полный цикл работ по усилению четырех ригелей занял менее месяца.
- Экономический эффект: Отсутствие необходимости перекрытия или ограничения движения по федеральной трассе.
- Долговечность: Композитные материалы HORSE абсолютно инертны к коррозии и воздействию дорожных реагентов.