Міністерство освіти і науки України
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ
ПОВОЛОЧКО ВАЛЕНТИНА БОРИСІВНА
УДК 69.059+697.34
Розробка технологічних р1ішень, що
підвищують ефективність ремонту та відновлення будівельних конструкцій теплових мереж
Спеціальність 05.23.08 – Технологія промислового
та цивільного будівництва
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Харків - 2000 р.
Дисертація є рукописом.
Робота виконана на кафедрі технології будівельного виробництва Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури
Науковий керівник – доктор технічних наук, професор, Заслужений діяч науки і техніки України Гончаренко Дмитро Федорович, проректор з наукової роботи Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури;
Офіційні опоненти: – д.т.н., професор Черненко Віталій Костянтинович, завідувач кафедри технології будівельного виробництва Київського національного університету будівництва та архітектури;–
к.т.н., доцент Болотських Олег Миколайович, доцент кафедри технології будівельного виробництва та будівельних матеріалів Харківської державної академії міського господарства
Провідна організація: Придніпровська державна академія будівництва та архітектури
Захист відбудеться 20 вересня 2000 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.056.01 при Харківському державному технічному університеті будівництва та архітектури за адресою:
61002 м. Харків, вул. Сумська, 40.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці університету за адресою: 61002 м. Харків, вул. Сумська, 40.
Автореферат розісланий 7 серпня 2000 р.
Вчений секретар спеціалізованої
вченої ради Кутовий Е.М.
Загальна характеристика роботи
Протяжність теплових мереж міст та селищ України вимірюється сотнями кілометрів, тому в останні роки питанням їх експлуатаційної надійності приділяється все більше уваги.
У великих містах вихід із ладу теплових мереж, особливо у зимовий період, призводить іноді до важких наслідків і негативно відбивається на соціальному стані жителів.
Більшість трубопроводів теплових мереж розташована у каналах, виконаних із збірного залізобетону. У першу чергу, це комунікаційні тунелі зі стінами із залізобетонних панелей та плит покриття, а також лоткові системи, в основі яких укладаються лотки, а в якості верхніх елементів застосовуються або плити покрить, або такі ж лотки.
Температурно-вологісні умови в каналах теплотрас значно відрізняються від умов експлуатації будинків та споруд на землі. Перш за все це викликано великими коливаннями температури усередині тепломережі та підвищеною вологістю, обумовленою попаданням грунтових вод і води з труб на випадок аварії, а також від атмосферних опадів у випадках порушення гідроізоляції.
Усередині теплотрас дуже часто спостерігається підвищений зміст вуглекислого газу, внаслідок чого відбувається карбонізація бетону, що в свою чергу, викликає швидку корозію арматури.
Ці та інші причини призводять до прискореного зношення конструкцій, а витрати на їх ремонт значно перевищують нормативні. Крім перелічених факторів, на довговічність будівельних конструкцій впливає їх руйнування ще на стадії монтажу через відсутність необхідних машин та обладнання.
На сучасному стані ремонтні роботи на теплових мережах здійснюються в умовах, коли немає ні необхідного технологічного обладнання, ні рекомендацій з виконання таких робіт.
Питання підвищення довговічності будівельних конструкцій теплових мереж досить докладно розглянуті в наукових працях В.І.Бабушкіна, А.С.Гусєва, А.А.Шиліна, А.М.Кириленка, М.Г.Дюженка, О.Н.Павлова, С.Н.Власова, В.Ф.Степанової, А.І.Ресіна, В.Д.Топчія, Б.Хіллемайера та ін. Цією проблемою займаються наукові колективи НДІБВ Держбуду України, Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури, Київського національного університету будівництва та архітектури, Московського державного гірничого університету, НДІЗБ та ін.
У той же час, приділяючи значну увагу питанням корозійної стійкості бетону та арматури, розробленню антикорозійних інгредієнтів для бетону і покриттів для арматури, хімічних домішок і пластифікаторів, що підвищують стійкість бетону, дослідниками недостатньо вивчені питання технології ремонту й відновлення будівельних конструкцій (у першу чергу залізобетонних), підвищення їх демонтажно-монтажної технологічності, скорочення трудомісткості і зниження вартості робіт, що проводяться.
Розробку й удосконалення технологічних рішень, спрямованих на підвищення ефективності ремонтно-відновлювальних робіт, дадуть можливість значно зекономити матеріали, знизити трудомісткість робіт, підвищити їх якість, що й підтверджує актуальність теми досліджень.
Метою дисертації є розробка технологічних рішень, що підвищують ефективність ремонту і відновлення будівельних конструкцій теплових мереж.
Науковою гіпотезою служить припущення про можливість розробки таких технологічних рішень, застосування яких при ремонті й відновленні будівельних конструкцій теплових мереж підвищить ефективність заходів, що проводяться.
Галузь дослідження: залізобетонні конструкції теплових мереж різного перерізу.
Предмет дослідження: технологічні параметри ремонту й відновлення будівельних конструкцій теплових мереж.
Методика дослідження: статистичний аналіз, моделювання, натурне обстеження конструкцій, теорія пружності.
Загальні завдання дослідження:
-
дослідити конструктивні рішення теплових мереж і фактори, що впливають на їх експлуатаційну надійність;
-
виконати аналіз існуючих методів підвищення експлуатаційної надійності будівельних конструкцій теплових мереж;
-
розробити методику розрахунку міцності будівельних конструкцій теплових мереж, що підлягають відновленню;
-
розробити технічні, технологічні й організаційні рішення, що підвищують ефективність ремонтно-будівельних робіт.
Наукова новизна роботи полягає:
-
у визначенні й аналізі причин руйнування залізобетонних конструкцій теплових мереж;
-
у дослідженні існуючих технологій ремонту будівельних конструкцій теплових мереж, а також матеріалів, які використовуються з цією метою;
-
у розробленні технологічних рішень ремонту й відновлення будівельних конструкцій, методики розрахунку міцності відновлювальних конструкцій, вибору матеріалів і технологій, що підвищують експлуатаційну довговічність конструкцій.
Практична цінність проведених досліджень полягає у розробці й упровадженні технологічних рішень, спрямованих на підвищення ефективності ремонтно-відновлювальних робіт на теплових мережах, а також обладнання для проведення таких робіт.
Апробація роботи. Основні результати роботи доповідались на міжнародній науково-практичній конференції “Передові технології у промисловості й будівництві на порозі ХХІ століття” (м.Бєлгород, 1998 р.), на науково-технічних конференціях ХДТУБА в 1998-99 роках, на науково-технічних семінарах ДПО “Харківтеплоенерго” в 1996-99 рр.
Реалізація роботи. Результати роботи впроваджені при прийнятті технологічних та організаційних рішень з ремонту й відновлювання будівельних конструкцій теплових мереж у місті Харкові та Сумах.
На захист виносяться:
-
теоретичне та практичне обгрунтування закономірностей руйнування залізобетонних конструкцій теплових мереж;
-
методика розрахунку міцності пошкоджених лоткових елементів при їх демонтажі, підсиленні та монтажі;
-
технологічні та технічні рішення з ремонту й відновлення будівельних конструкцій теплових мереж.
Публікації. Результати досліджень опубліковані в шести наукових роботах.
Обсяг роботи: дисертація складається з вступу, трьох глав, висновків та рекомендацій, списку літератури з 71 найменування, викладена на 149 сторінках машинописного тексту, в тому числі 64 рисунків та таблиць, 7 сторінок бібліографії, й містить 4 сторінки додатків.
Зміст роботи
У дисертації обгрунтовується актуальність обраної теми. Поставлена мета і завдання, сформульована робоча гіпотеза. Наведені основні положення та результати, які виносяться на захист.
Аналіз стану будівництва, експлуатації та ремонту теплових мереж, які розглянуті у першому розділі, є свідоцтвом наступного.
У місті Харкові довжина теплових мереж у двотрубному обчисленні досягає сьогодні 2045 км, із них 1839,9 км підземних; 19,2 км трубопроводів розміщені в прохідних каналах, 1609,17 – у каналах з лоткових елементів. При цьому 413 км каналів виконано з цегли, а 919 км – у залізобетонних лотках.
Виконаний автором аналіз показує, що залізобетонні конструкції теплових мереж перестають задовольняти вимогам надійної експлуатації значно раніше нормативного строку. Оскільки теплові мережі проходять здебільшого по міським вулицям і знаходяться в більшості випадків під проїзною частиною доріг та транспортних магістралей, витрати, пов’язані з їх ремонтом, набагато вищі, ніж це передбачено за нормативами.
Температурно-вологісні умови в тунелях і лотках тепломереж значно відрізняються від умов на поверхні землі в місті через вплив теплотраси. При цьому, вологість і температура мають значення, найбільш сприятливі для розвитку процесу корозії арматури практично з самого початку їх експлуатації.
Має місце підвищений вміст вуглекислого газу, внаслідок чого бетон захисного шару зазнає карбонізації внаслідок чого відбувається прискорена корозія арматури.
Ділянку тепломереж у зонах парків і газонів зазнають впливу мінеральних добрив, а розміщені під дорогами – дії солей проти голольоду і вібрації.
Найбільш слабкими елементами тепломереж є плити перекрить та верхні лотки, які підлягають найбільшому зношенню. Причина такого положення полягає у тому, що приблизно 28% плит перекриття й лотків мають захисний шар бетону над арматурою лише 1 см. Бетон має недостатню водонепроникливість для заданого строку служби. На сучасному етапі ремонтно-відновлювальні та будівельні роботи часто виконуються спеціалістами, які не володіють належними знаннями в галузі корозії та захисту від корозії будівельних матеріалів і конструкції, і отже, проводяться без оцінки причин і ступеню пошкоджень, прогнозу довговічності конструкцій, обгрунтування вибору матеріалів, засобів і методів ремонтно-відновлювальних робіт, внаслідок чого не досягається тривалий позитивний ефект при наступній експлуатації конструкцій. На підприємствах будівельного комплексу майже перестали виконуватися нормативні вимоги, що забезпечують довговічність залізобетону, а на підприємствах інших комплексів антикорозійна служба не працює, система оцінки експлуатаційної придатності будівельних конструкцій в умовах діючих підприємств не упорядкована. На сьогоднішній день відсутні технологічні розробки, спрямовані на підвищення ефективності ремонту й відновлення будівельних конструкцій теплових мереж. Більшість питань вибору ефективної технології таких робіт вирішені недостатньо. Не існує науково-обгрунтованих рекомендацій, які торкаються вибору ефективної технології проведення комплексу робіт з ремонту тепломереж, не розроблені рішення, спрямовані на виконання бездефектного демонтажу й монтажу залізобетонних конструкцій. Відсутні рішення з технології відновлення й повторного використання лоткових елементів, зруйнованих карбонізацією та корозією. Відсутні рекомендації відносно вибору технології відновлення покриттів і підготовки їх поверхні до відновлення.
У другому розділі дисертаційної роботи проаналізовані основні конструктивні рішення теплових мереж міст України, досліджені фактори, що спричиняють руйнування залізобетонних конструкцій теплових мереж. Основна увага приділена процесу руйнування поверхні плит покриття та верхніх лотків теплотрас.
У великих містах кількість пошкоджень теплових мереж досягає 15-35 на 100 км траси й зростає зі збільшенням строку служби теплотраси.
Як показують проведені дослідження, велика кількість комунікаційних колекторних тунелів була збудована у 60-і й 70-і роки, коли широке застосування при підземному прокладенні теплових мереж здобули непрохідні й напівпрохідні канали із залізобетону.
Корозійні процеси в бетоні та залізобетоні призводять до втрати несучої здатності конструкцій з цих матеріалів.
Крім цього, в процесі домонтажного перевертання лотка його стінки дуже часто відколюються, і в місцях відколів доводиться потім виконувати цегельну кладку. Це, в свою чергу, впливає на цілісність лоткової системи і не дозволяє здійснювати якісну гідроізоляцію, яка попереджує попадання вологи у тепломережу.
Крім того, транспортування лотків являє певні труднощі, бо лотки, що мають однакове просторове положення, не дозволяють повністю використовувати можливість автомобілів. Результати обстежень тунелів та лоткових систем тепломереж показали, що кількість конструкцій з пошкодженим захисним шаром збільшується за віком конструкції майже в геометричній прогресії.
Автором уточнений механізм нагромадження пошкоджень конструктивних елементів. Послідовність цього процесу така: карбонізація, відмова гідроізоляції, проникнення хлоридів, корозія сталі, поздовжнє тріщиноутворення, відшарування захисного шару, його випадання з оголенням арматури, досягнення граничного стану й повне руйнування конструктивного елемента. Основним способом боротьби з корозійними процесами є стримування анодної та катодної реакції і підвищення омічного опору міжелектродного простору. Це досягається шляхом збільшення товщини й щільності шару бетону, що захищає арматуру, завдяки чому уповільнюється доступ вологи й кисню.
У діючих нормативних документах з капітального ремонту теплових мереж відсутні рекомендації з відновлення будівельних конструкцій. Рішення про використання існуючих будівельних конструкцій та виробів теплових мереж грунтується на випробуванні бетону і залізобетону цих конструкцій на міцність.
Капітальний ремонт теплових мереж включає ті ж види робіт, що й нове будівництво. Різниця тут тільки в тому, що їх необхідно проводити у вже забудованій частині міста (у стиснених умовах), з обов’язковим установленням в траншеях тимчасового кріплення. Установлення, кріплення й знімання всіх типів неінвентарних та інвентарних кріплень вимагає значних трудовитрат. Тому удосконалення технології земельних робіт (розкриття підземних теплових мереж, кріплення траншей, водовідведення, улаштування основ, зворотне засипання) є актуальним завданням. Один із варіантів його вирішення – розробка нового типу пересувного кріплення за аналогами, застосованими в будівництві тунелів відкритим шляхом та при прокладенні трубопроводів різного призначення.
Розділ третій присвячений розробці технологічних рішень, спрямованих на підвищення ефективності ремонтних робіт на теплових мережах.
Перекладання канальної теплової мережі великої протяжності, закладеної на значній глибині та в обводнених грунтах в умовах щільної міської забудови, вимагає певних трудових і матеріальних витрат.
Для підвищення економічної ефективності й екологічної безпеки цих робіт запропоноване пересувне транспортне кріплення, що складається з трьох жорстких, телескопічно з’єднаних П-подібних секцій, на яких верхні частини зйомні, а в нижніх опорних частинах установлені горизонтальні голкофільтри водозниження, й усі секції мають спеціальні прорізи (ніші) для проведення ремонтно-відновлювальних робіт.
Використання пересувного траншейного кріплення при перекладанні теплових мереж, закладених на великій глибині та у водонасичених грунтах, дозволяє максимально підвищити ступінь механізації, зменшити трудомісткість пристрою або перекладання дренажу (рис. 1). Демонтаж збірних будівельних конструкцій, призначених для подальшого використання, проводиться з урахуванням їх збереження від пошкоджень.
Збірні залізобетонні елементи будівельних конструкцій, які мають відшарування захисного шару, корозію арматури, відколи бетону в опорних частинах відновлюються або в заводських умовах, або на будівельному майданчику шляхом їхнього торкретування.
Лоткові системи серії 3.006.1-2/82 (розроблені Харківським ПромбудНДІпроектом), які використовуються для прокладення тепломереж та інших комунікацій, призначені для будь-яких можливих умов експлуатації й розраховуються на міцність під час дії еквівалентних навантажень 3; 5; 8; 11(12); 15 т/м3, виникаючих від тиску грунту, й тимчасових навантажень від транспорту, підрахованих відповідно до СНіП 111-43-75 “Мосты и трубы” в роботі за розрахункову схему лоткових систем типу КЛс (А ? А) і ТЛ (А ? А) прийнята шарнірно-з’єднана рама з урахуванням спільної роботи грунту й лоткової системи.
При тривалій експлуатації лоткових систем типу КЛс та ТЛ відбувається руйнування захисного шару з корозією арматури верхніх лотків. Зменшення поперечного перерізу робочої арматури в таких випадках може досягати 50% й більше. При цьому зменшується несуча спроможність залізобетонних конструкцій лотка, що може призвести до аварії.
Зменшення розмірів поперечного перерізу арматури внаслідок корозії призводить до того, що в граничному стані висота стисненої зони бетону стає значно менше межової (R). Вичерпання несучої властивості поперечного перерізу днища супроводжується розвитком великих пластичних деформацій в арматурі. При цьому відбувається поступове зменшення жорсткості елементів лотка на згин й перерозподіл зусиль у розрахунковій схемі.
Розроблена технологія повного відновлення якості лоткових систем типу КЛс та ТЛ, частково зруйнованих корозією. Вона передбачає заміну верхнього лотка з пониженою міцністю нижнім лотком та навпаки. Заміна лотків проводиться шляхом їхнього перевертання за допомогою кантувача (рис. 2).
Зруйнований шар бетону днища верхнього лотка відновляється шляхом нанесення набризк-бетону, розрахункові опори якого стисненню при згині й осьовому розтягу узгоджують з аналогічними характеристиками бетону лотка. Міцність нанесеного шару можна підвищувати, якщо використовувати сталефібробетон, який при 3% фібри має розрахунковий опір на розтяг, 4,54 МПа, при 5% фібри – 6,57 МПа, при 7% фібри – 7,47 МПа.
При виконанні ремонтних робіт необхідно перевірити міцність лотка при його перевертанні. На рис. 3 показана схема перевертання лотків на кут (0=180є). ?оординати точок лотка (1, 2, 3, 4), що лежать на межі, при цьому змінюються.
У роботі наведенні формули для розрахунку межових точок та їх координат. Знаючи ці точки та їх координати, можна знайти кути 1 та 2, які утворюють стропи з вертикальною віссю.
Зусилля в стропах є при цьому однаковими
у лівому стропі
; (1)
у правому стропі
, (2)
де G – загальна маса лотка.
При визначенні Ni (i = 1,2) необхідно враховувати кількість стропів за довжиною лотка. Знаючи N1 и N2, можна визначити сили, які діють на лоток з боку стропів.
Після перевертання верхнього лотка й переміщення його вниз у лотковій системі КЛс або ТЛ зруйнована корозією арматура опиняється в зоні розтягнення, тому що відпір пружної основи створює в днищі зону негативних згинальних моментів. У прийнятій розрахунковій схемі у вигляді рами, без урахування взаємодії грунт – конструкція, згинальні моменти в днищі верхнього лотка наближаються до згинальних моментів нижнього лотка. Для зменшення величини згинальних моментів у днищах лотків при реконструкції тунелів передбачаються такі заходи:
1)
використання більш точної розрахункової системи лоткової системи, що враховує взаємну роботу грунту й конструкції;
2)
зміна опирання нижнього лотка на основу таким чином, щоб змінювалась величина негативних згинальних моментів;
3)
урахування зміни згинальної жорсткості лотків при розрахунку, тобто урахування фізичної нелінійності залізобетонної конструкції лотка.
Використання більш точної розрахункової схеми стає можливим з наявністю програних комплексів “Міраж”, “Ліра”, що працюють на підставі методу кінцевих елементів. Тоді, подаючи грунт у поперечному перерізі як балки-стінки, а канал (тунель) у вигляді отвору, підсиленого залізобетонною обоймою, можна отримати більш точні значення зусиль у конструкції лотка, які виявляються значно меншими, ніж зусилля, винайдені за старою методикою.
У таблиці подані значення зусиль, що виникають у днищі лотка, для лоткових систем КЛс та ТЛ, які зустрічаються найчастіше. Тимчасове навантаження H = 10, ггр = 1,8, коефіцієнт перевантаження г2 = 1,2.
Таблиця
Значення згинальних моментів (тсм/0,1 м)
та поздовжніх сил (тс/0,1 м) у днищі каналів
Глибина, м | Переріз каналів, м
0,9Ч0,9 | 1,2Ч1,2 | 1,5Ч1,5 | 2,4Ч2,4 | 3,0Ч3,0
1,5
3,0
6,0
Примітка: у чисельнику подані значення згинальних моментів, у знаменнику – значення поздовжніх сил.
При обліку фізичної нелінійності конструкції лотка значення моментів зменшилось на 10 – 15%.
Зміна опирання нижнього лотка здійснюється вибіркою піщаної подушки зсередини тунелю таким чином, щоб краї подушки були на 3-4 см вище її середини. У цьому разі відпір з боку основи діє тільки поблизу бортів тунелю, що значно зменшує згинальні моменти в днищі.
Автором подані рекомендації підготовки пошкоджених поверхонь лотків до ремонту, а також запропоновані методи підсилення залізобетонних конструкцій теплотрас.
Визначена економічна ефективність розроблених рішень.
Загальні висновки та рекомендації
1.
Аналіз конструктивних рішень теплових мереж, їх стану та факторів, які впливають на тривалість експлуатації залізобетонних конструкцій, дозволили зробити висновок, що основною причиною їх руйнування є карбонізація бетону, яка призводить до корозії арматури.
2.
Як показали проведені дослідження, в результаті дії установлених факторів скорочується тривалість експлуатації мереж у 2 рази порівняно з нормальними строками, при цьому витрати на їх ремонт значно перевищують нормативні.
3.
Дослідження процесів руйнування залізобетонних конструкцій теплових мереж, а також існуючих технологічних рішень, спрямованих на підвищення безаварійної тривалості їх експлуатації, дозволили установити, що основним показником,, що визначає довговічність конструкцій, служить їх якість, яка залежить від величини захисного шару, якості гідроізоляції, технології й якості монтажу конструкцій. При цьому одним із ефективних способів відновлення лоткових елементів тепломереж є нанесення покриттів шляхом торкретування пошкоджених бетонних поверхонь.
4.
Розроблене автором пересувне траншейне кріплення дозволяє значно підвищити ефективність робіт при перекладанні теплових мереж великої протяжності. Запропоновані графіки капітального ремонту тепломереж з використанням розробленого кріплення можуть бути використані при розробці технологічної документації на виконання робіт.
5.
Впровадження розробленого з участю автора кантувача дозволяє знизити трудомісткість та вартість виготовлення лотків тепломереж і підвищити інтенсивність їх монтажу завдяки зменшенню кількості поломок при перевертанні лотків на 180. Рекомендована послідовність демонтажу і монтажу лотків з використанням розробленого кантувача дозволяє вдвічі скоротити вартість ремонту теплової мережі.
6.
Науково обгрунтована методика розрахунку міцності лоткових систем при їх ремонті дозволяє оцінювати переддемонтажну міцність лотків залежно від їх пошкоджень, можливості кантування, ремонту й повторного користування.
7.
Запропоновані технологічні рішення з підготовки пошкоджень лотків до відновлення і рекомендації по їх відновленню дали змогу значно підвищити ефективність робіт по ремонту теплових мереж. Їх широке впровадження в експлуатаційних підрозділах міст України дозволить значно підвищити експлуатаційну надійність тепломереж.
Основні положення дисертації опубліковані у таких роботах:
1.
Баранова В.Б., Гончаренко Д.Ф. Технологические задачи повышения эксплуатационной надежности строительных конструкций коммуникационных коллекторных тоннелей // Передовые технологии в промышленности и строительстве на пороге ХХІ столетия: Сб. докл. Т. 2. – Белгород, 1998. С. 448-450.
2.
Баранова В.Б. Крепление траншей при капитальном ремонте тепловых сетей // Коммунальное хозяйство городов. Киев. Техника. 1999. Вып. 18. С.138-240.
3.
Гончаренко Д.Ф., Баранова В.Б. Эксплуатационная надежность строительных конструкций тепловых сетей // Наук. вісник будівництва. – ХДТУБА, 1999. №5. С. 10-14.
4.
Гончаренко Д.Ф., Баранова В.Б. Передвижная траншейная крепь для перекладки канальной теплосети // Коммунальное хозяйство городов. Киев. Техника, 1999. №19. С.87-90.
5.
Гончаренко Д.Ф., Баранова В.Б. Повышение эффективности технологии монтажа и ремонта непроходных та полупроходных каналов тепловых сетей // Наук. вісник будівництва. – ХДТУБА, 1999. № 6. С.19-24.
6.
Гончаренко Д.Ф., Воблых В.А., Баранова В.Б. К вопросу прочности лотковых систем при их реконструкции // Наук. вісник будівництва. – ХДТУБА, 1999. №7. С. 216-224.
Анотація
В.Б.Поволочко “Розробка технологічних рішень, що підвищують ефективність ремонту та відновлення будівельних конструкцій теплових мереж”. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.08 – технологія промислового та цивільного будівництва Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури. Харків, 2000.
Дисертація присвячена розробці технологічних рішень, направлених на підвищення експлуатаційної надійності будівельних конструкцій теплових мереж.
Виконаний аналіз конструктивних рішень теплових мереж та досліджені фактори, що приводять до руйнування будівельних конструкцій.
Установлено, що найбільший вплив на руйнування залізобетонних конструкцій має карбонізація бетону, яка призводить до руйнування будівельних конструкцій.
Розглянуті основні методи ремонту теплових мереж.
Розроблена методика розрахунку міцності лоткових систем при їх ремонті.
Запропоновані технічні, технологічні та організаційні рішення ремонту і відновлення теплових мереж.
Ключові слова: теплові мережі, лоток, ремонт, кантувач, торкрет.
Abstract
Povolochko V.B. – Development of technological decisions that increase repair efficiency and renovation of building structures of heating systems. Manuscript.
The thesis to obtain the rank of candidate of science on speciality 05.23.08 – technology of industrial and civil construction, Kharkiv State Technical University of construction and architecture. Kharkiv, 2000.
The thesis deals with the development of technological decisions guided to increase operation reliability of building structures of heating systems.
Constructions analysis of heating systems has been carried out and the factors leading to structures damage have been investigated et was established that carbonization effects the most upon structures damage.
Current methods of heating systems repair have been considered.
Methods of design of chute, systems strength, while they are being repaired, have carried out.
Technical, technological and organization decisions of heating system repair and renovation have been offered.
Keywords: heating systems, chute, repair, turnover device, plastic refractory.
Аннотация
В.Б.Поволочко “Разработка технологических решений повышающих эффективность ремонта и восстановления строительных конструкций тепловых сетей”. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.08 – технология промышленного и гражданского строительства. Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры, Харьков, 2000.
Диссертационная работа посвящена разработке технологических решений, направленных на повышение эксплуатационной надежности строительных конструкций тепловых сетей.
Рассмотрены конструктивные решения тепловых сетей в городах Украины, а также материалы, из которых они изготовлены. Установлено, что значительная часть трубопроводов тепловых сетей проложена в лотковых элементах из сборного железобетона.
Исследованы факторы, влияющие на долговечность конструкций и вызывающие их разрушение. Установлено, что в наибольшей степени разрушения железобетонных элементов вызвано карбонизацией бетона в первую очередь плит покрытий и верхних лотковых элементов.
Особое внимание в диссертации уделено вопросам карбонизации бетона и факторам ее вызывающих.
Рассмотрены основные методы восстановления железобетонных конструкций тепловых сетей.
Установлено, что основным методом защиты от карбонизации является увеличение защитного слоя арматуры.
Изучение отечественного и зарубежного опыта в области ремонта и восстановления строительных конструкций тепловых сетей позволили автору сделать вывод, что в настоящее время отсутствуют технологические разработки, направленные на повышение эффективности ремонта и восстановления строительных конструкций тепловых сетей.
Установлено, что одним из способов восстановления железобетонных конструкций тепловых сетей является их усиление с использованием торкретбетона.
Для повышения экономической эффективности и экологической безопасности ремонтно-восстановительных работ предложена передвижная траншейная крепь, которая позволяет максимально повысить степень механизации работ, снизить трудоемкость демонтажа и монтажа строительных конструкций.
Автором разработана технология демонтажа, переворачивания и монтажа лотковых элементов, для чего применен специальный кантователь.
Использование кантователя позволяет снизить стоимость изготовления лотков, эффективность их демонтажа и монтажа за счет устранения поломок, которые имеются при традиционных способах их переворачивания с помощью одноветвевых стропов.
В диссертационной работе разработана методика расчета прочности лотковых элементов при их переворачивании. Методика позволяет оценивать преддемонтажную прочность лотков в зависимости от их повреждений, возможность кантования, ремонта и повторного использования.
Предложены технологические решения по подготовке поврежденных лотков к восстановлению, даны рекомендации по технологии их восстановления.
Автором приведены графики производства ремонтно-восстановительных работ с использованием разработанного оборудования.
Определена экономическая эффективность разработанных решений.
Ключевые слова: тепловые сети, лоток, ремонт, кантователь, торкрет.
Рис. 1 Технологічна схема капітального ремонту канальної теплової мережі з використанням пересувного траншейного кріплення (ПТК):
а – технологія робіт; б – черговість пересування секції трьохсекційного ПТК;
1 – екскаватор з грейфером; 2 – технологічна платформа з гідродомкратами пересування; 3 – трьохсекційне ПТК; 4 – кільце теплопроводу; 5 – автосамосвал для вивезення грунту й зворотної засипки траншеї; 6 – будівельні конструкції теплової мережі; 7 – голкофільтри водопониження
Рис. 2 Схема кантування лоткових елементів
Рис. 3 Схема перевертання лотку
І – лоток, ІІ – стропи механізму
