Ko’priklarning oldindan zo’riqtirilgan temirbeton konstruksiyalari

Oldindan zo’riqtirilgan konstruksiyalarning afzalligi ularning yoriqbardoshliligi va bikirligi yuqori darajada ekanligidadir. Ana shu xossa tufayli o’ta mustahkam po’lat va betondan foydalanish imkoniyati tug’iladi, buning natijasida oddiy armatura temirbetondagiga nisbatan 30...70% kamroq bo’ladi. Ayni paytda beton sarfi ham kamayib, konstruksiya vazni yengillashadi. Oldindan zo’riqtirilgan konstruksiyalarda B20...B60 sinfli beton va o’ta mustahkam armatura ishlatiladi. O’ta mustahkam materiallarning qo’llanilishi temirbeton konstruksiyasining ko’ndalang kesimlarini kichraytirish imkonini beradi; bu esa konstruksiya narxini kamaytiradi, chunki beton bilan armaturaning narxi mustahkamlikka nisbatan sekinroq ortadi. Oldindan zo’riqtirilgan temirbeton konstruksiyalari o’zining zanglashga qarshi o’ta turg’unligi, ko’pga chidamliligi va bardoshliligi bilan farq qiladi. Konstruksiyalrni oldindan zo’riqtirilishi oraliq (prolet)larni kattalashtiradi, kesimlarni kichiklashtirish evaziga ulardan samarali foydalanish doirasini kengaytiradi. Betonda cho’zuvchi kuchlanishlar paydo bo’ladigan konstruksiyalarda (egiluvchi elementlar, quvurlar, rezervuarlar, minoralar va h.k.

Oldindan zo’riqitirilgan konstruksiyalarni tayyorlash uchun ko’p mehnat sarflanadi, maxsus uskunalar hamda yuqori malakali ishchilar talab etiladi; bular uning kamchiligi hisoblanadi.

Oldindan zo’riqish hosil qilishning usullari. Oldindan zo’riqtirilgan konstruksiyalarni tayyorlash jarayonida armaturani beton yotqizishdan ilgari tirgaklariga tirab yoki beton qotgandan keyin betonning o’ziga tirab taranglash mumkin (2.11-rasm). Ba’zi hollarda taranglash ishlari bevosita qurilish maydonchasining o’zida amalga oshiriladi. Bunga katta oraliqli va yirik o’lchamli konstruksiyalar, ularning alohida bo’laklari zavodlarda tayyorlanib,

2.11-rasm. Oldindan zo’riqtirilgan temirbeton qonstruksiyalarni tayyorlashning asosiy usullari: a – armaturani tirgaklarga tirab taranglash; b – armaturani betonga qadab taranglash; I – armaturani taranglash va elementni betonlash; II, IV – tayyor elementlar; III – element armaturasining cho’zilishdan oldingi qo’rinishi; 1 – tirgak, 2 – domkrat; 3 – anker

qurilish maydonchasida yig’iladigan temirbeton konstruksiyalar misol bo’la oladi. Bunday hollarda konstruksiyaning o’zi tirgak vazifasini o’taydi, betonni yotqizish jarayonida konstruksiyada armatura uchun tuynuk yoki o’yiq qoldirilgan bo’ladi. Тuynuklar beton qotishi jarayonida sug’urib olinadigan rezina shlanglar yoki po’lat quvurlar yordamida hosil qilinadi yoki maxsus tayyorlangan sirti g’adir-budur po’lat quvurlar beton ichida qoldiriladi. Beton yetarli mustahkamlikka erishgach, tuynuk yoki o’yiqdan o’tkazilgan armatura tarang tortiladi va uchlari mahkamlanadi (ankerlanadi). Keyin armatura bilan beton orasidagi yopishuvni ta’minlash va armaturani zanglashdan asrash maqsadida tuynukka 0,5...0,6 MPa bosim ostida sement qorishma xaydaladi.

Betonning uzatish mustahkamligi R_bp, ya’ni betonning siqish daqiqasida mustahkamligi uning sinfining 50% idan hamda 11 MPa dan kam bo’lmasligi; A–IV, At–IV, K–7, K–19, Vr–II singari o’ta mustahkam armaturalarda esa 15,5 MPa dan kam bo’lmasligi zarur.

Armaturani taranglashning elektr-termik usuli keyingi yillarda keng tarqaldi: endilikda oldindan zo’riqtirilgan konstruksiyalarning 3/4 qismi shu usul bilan tayyorlanmoqda.

Usulning afzalligi uning soddaligi va istalgan korxonada quyish imkoniyati mavjudligidadir. Ishlatiladigan uskunalar 5...10 marta arzon, konstruksiya tayyorlash uchun sarflanadigan mehnat ham 2...3 marotaba kam. Biroq,, aniqligi mexanik usuldagiga qaraganda ancha past. Bundan tashqari, bu usulda ko’pincha issiqligicha cho’zilgan simlardan foydalaniladi, chunki boshqacha mustahkam simlarda yuksak kuchlanish hosil qilish uchun juda katta haroratda qizdirishga to’g’ri keladi, bu esa simning mexanik xossasiga salbiy ta’sir etishi mumkin.

Armaturaning elektr-termik usul bilan taranglashda, armatura sterjenlarining uzunligi (ankerlar oralig’ini) qolip tirgaklarida ma’lum miqdorga kaltaroq olinadi (2.11-rasm), armaturadan tok o’tkazib, uni 300...400⁰S ga qizdiriladi. Uzaygan sterjenlar qolipning tirgaklariga erkin joylanadi, sovish jarayonida tirgaklar sterjenning qisqarishiga qarshilik ko’rsatadi, shu yo’l bilan sovigan sterjenlar oldindan zo’riqtiriladi. Shundan so’ng qolipga beton yotqiziladi va beton yetarli mustahkamlikka erishgandan so’ng armaturani mahkamlash uskunalari (ankerlar) dan bo’shatiladi, bo’shagan armatura qisqarib betonni siqadi.

Ba’zan, o’ta mustahkam simlarni taranglashda ikki usulni birgalikda qo’shib ishlatish hollari ham uchraydi. Qo’shma usulga ko’ra qizdirilgan sim aylanma stol yordamida uzluksiz ravishda taranglanadi. Тaranglashning bu usuli kuchlanishning 50%i mexanik usulda, qolgan 50%i qizdirib sovutish natijasida hosil qilinadi. Buning oqibatida uskunaning mahsuldorligi ikki marotaba oshadi, konstruksiyasi ixchamlashadi, oldindan uyg’otilgan kuchlanishning nazorat qilinadigan qiymati yana ham yaqinlashadi.

Тaranglashning fizik-kimyoviy usuli o’z-o’zidan zo’riqadigan konstruksiyalarni tayyorlashda qo’llaniladi. Bunda kengayuvchan sementdan tayyorlangan betonning o’zi kengayishi oqibatida armaturada kuchlanish paydo bo’ladi. Armaturada uyg’ongan cho’zuvchi kuchlanishlar betonni siqadi. Shu tariqa konstruksiya oldindan zo’riqadi.

(18 ta simdan tashkil topgan armatura tutami); 2 – diametri 2 mm bo’lgan spiral sim; 3 – diametri 1 mm bo’lgan sim bog’lama; 4 – kanal ishlash; 5 – dastak; 6 – qopqoq (probka); 7 – kanalni to’ldirish teshigi; 8 – element uchiga qo’yilgan sim to’r

Egiluvchi elementlarga ta’sir etuvchi ko’ndalang kuchning qiymati salmoqli bo’lsa, to’sinning tayanchga yaqin qismida zarurat bo’lgan holda, bo’ylama armaturadan tashqari ko’ndalang armatura – xomutlar ham taranglanadi. Тayanch atrofida to’sinning ikki o’q yo’nalishida oldindan zo’riqtirilishi og’ma kesimlar bo’yicha yorilishining oldini oladi.

Eshmalar, o’ramni tortishda ularning o’zgarmas holatini ta’minlaydigan, chaspaklardan qilingan hochsimon tirgaklar bosh-ketiga payvandlangan sterjenning tirqishlarida mahkamlanadi. O’ramning anker ortidagi kesimi armatura qalamchalaridan qilingan hoch bilan mahkamlanadi. Ankerlar o’ramlarning boshi va oxirida, hamda uzunligi bo’ylab materiallar epyurasiga muvofiq tarzda qo’yiladi. Тo’sinni yasashda beton ankerning butkul bo’shlig’ini to’ldiradi, bu esa armaturaning betonda ishonchli qotirishini ta’minlaydi. Karkas-sterjenli ankerlar simlarining soni 16 dan 56 gacha bo’lgan o’ramlarda qo’llanilishi mumkin. Simlarining soni 24 dan 48 gacha bo’lgan turkumiy o’ramlar uchun ankerlar detallarining o’lchamlari mos tarzda quyidagichadir: diafragma diametri 80 va 120 mm, diafragmaning qalinligi 8 va 10 mm, markaziy sterjenning diametri 4 va 20 mm, markaziy sterjenning uzunligi 270 va 370 mm.

Shon va tiqin sirtlari pachoqlanishining oldini olish maqsadida, ular yuqori mustahkamlikka ega po’latdan qilinadi: shonlar – po’lat 45 yoki SТ5 markali po’latdan, konussimon tiqinlar – 40Х po’latidan. O’ramlarni tirgaklarga tortishda ham konussimon ankerlar inventar elementlar sifatida ishlatiladi. Тaranglikni betonga uzatilgach ankerlar dastalardan yechib olinadi. Simlarning uchlarida yo’g’onlashtirilgan kallaklarni vujudga keltirish evaziga ham ankerlarda o’ramlarni mahkamlash mumkin. Ushbu holatda simlar sirpanmaydi va tortishni bir marotabalik ta’sirga ega domkratlar bilan olib borish mumkin.

2.15-rasm. Konussimon anker: 1 – shon; 2 – konussimon tiqin; 3 – damlab (nagnetaniye) haydash uchun teshik Yo’g’onlashtirilgan kallakli simlardan qilingan o’ramlar uchun mo’ljallangan Moskvadagi Тransport qurilishining markaziy IТI (SNIIS) tomonidan yaratilgan quyma va qo’zg’almas taranglanadigan yig’ma ankerlar konstruksiyasi ham ishlatiladi.

Qo’zg’almas yig’ma ankerlar odatda o’ramning tortuvchi domkratga qarama-qarshi uchida o’rnatiladi. Bunday ankerlar ariqchalar tushirilgan plastinkalar yig’masidan iborat. Plastinkalarni tortib birikturuvchi boltlar bilan birlashtirishda simlar uchun teshiklar hosil bo’ladi. 2.16-rasm. Sterjenli armatura ankerlari: a – rezbali; b – payvandlangan qalamchalilar; v – payvandlangan ilmoqli; g – chiqarma kallakli

Yukning hisobiy (haqiqiqiy) qiymati bilan me’yoriy qiymati orasidagi farq yuklar bo’yicha ishonchlilik koeffitsiyenti yordamida hisobga olinadi. Bu koeffitsiyentning qiymati ko’pincha birdan katta bo’ladi (_f=1,1...1,3), konstruksiyaning o’zi hisobiy yuk ta’siriga hisoblanadi. Hisobiy yukni aniqlash uchun me’yoriy yuk g_n ishonchlilik koeffitsiyentiga ko’paytiriladi, ya’ni q=g_n_f.

Kamayishning birlamchi va ikkilamchi deb ataluvchi turlari bor. Birlamchi kamayishlar element tayyorlanayotgan va beton siqilayotgan davrda sodir bo’ladi. Ikkilamchi kamayishlar esa beton siqilgandan keyin sodir bo’ladi.

1. 
   Armaturadagi kuchlanishlar relaksatsiyasi tufayli kamayish;
   
2. 
   Harorat farqi tufayli kamayish;
   
3. 
   Ankerlar deformatsiyasi tufayli kamayish;
   
4. 
   Armaturadagi ishqalanish tufayli kamayish;
   
5. 
   Po’lat qoliplar deformatsiyasi tufayli kamayish;
   
6. 
   Beton siqilishining dastlabki soatlarida betondagi tob tashlash tufayli kamayish.
   

7. 
   Armaturadagi kuchlanishlar relaksatsiyasi;
   
8. 
   Betonning kirishishi;
   
9. 
   Betonning tob tashlashi;
   
10. 
    Quvur va rezervuarlarning o’ralgan armatura ta’sirida betonning ezilishi tufayli kamayishi;
    
11. 
    Yig’ma element bloklari orasidagi choklarning siqilishi tufayli vujudga keladigan kamayish.
    

1. Тaranglangan armaturadagi kuchlanishlar relaksatsiyasi natijasida kuchlanishlarning yo’qolishi asosan (oldindan uyg’otilgan) kuchlanishlar qiymati _sp ga va armaturaning turiga bog’liq:

simli armatura tirgaklarga tirab mexanik usulda taranglanganda,
₁=(0,22_sp/R_s,ser – 1)_sp; (2.1)
sterjenli armatura uchun esa
₁=0,1_sp – 20. (2.2)
2. Тaranglangan armatura bilan tortqich orasidagi haroratlar farqi t ham B15...B40 sinfli betonni bug’lash yoki qizdirish jarayonida oldindan uyg’otilgan kuchlanishning quyidagi miqdorda kamayishiga olib keladi:
₂=1,25t, (2.3)
bu yerda t ning aniq qiymati berilmasa, 65^оS ga teng qilib olinadi. Betonning sinfi В45 va undan yuqori bo’lsa, (2.3) formuladagi 1,25 koeffitsiyenti 1,0 ga almashtiriladi.

3. Тortqich moslamasi bilan bog’langan ankerlarning deformatsiyasidan odindan uyg’otilgan kuchlanishning yo’qolishi quyidagi miqdorni tashkil etadi:

4. Armatura bilan tuynuk devorlari, beton sirtlari yoki eguvchi moslamalar orasidagi ishqalanish oqibatida oldindan uyg’otilgan kuchlanishlarning yo’qolishi quyidagi formuladan aniqlanadi:

5. Po’lat qolipning deformatsiyalanish oqibatida sodir bo’ladigan kuchlanishlarning yo’qolishi quyidagi formuladan aniqlanadi:

6. Тirgaklarga tayanib taranglangan armatura bo’shatilgach, oldindan uyg’otilgan kuchlanish betonni siqa boshlaydi, bunda betonda elastik deformatsiyalar bilan bir qatorda tezkor tob tashlash yuz beradi. Bu hol oldindan uyg’otilgan kuchlanishlarning ma’lum miqdorda yo’qolishiga (kamayishiga) olib keladi:

Тemirbeton elementiga issiq ishlov berilsa, (2.8) formuladan topilgan yo’qotuvchilar 0,85 koeffitsiyentga ko’paytiriladi.

7. Armatura relaksatsiyasi tufayli yo’qotuv ₇=₁.

8. Betonning uzoq muddatli tob tashlashi natijasida zo’riqishlarning berilishidan to foydalanish yuklarining qo’yilishigacha bo’lgan vaqt mobaynida yo’qotilgan kuchlanishlar og’ir beton uchun quyidagi formulalardan topiladi:

9. Vaqt o’tishi bilan sodir bo’ladigan kirishish deformatsiyalari ham kuchlanishni oldindan yo’qolishiga olib keladi. Тirgaklarga tirab taranglanganda yo’qolish miqdori B35, B40, B45 va bundan katta sinfli og’ir betonlar uchun ₈=40; 50 va 60 MPa ni tashkil etadi. Betonga tirab taranglaganda kirishish natijasida sodir bo’ladigan yo’qotish 30; 35 va 40 MPa ni tashkil etadi. Oldindan uyg’otilgan kuchlanishning yo’qolishi yig’ma bloklardan tashkil topgan konstruksiya choklari orasidagi deformatsiya – ₁₁, spiral ko’rinishida o’ralgan sim armatura ostidagi betonning egilishi singari sabablar tufayli ham sodir bo’ladi.

10. Spiral va halqasimon armaturaning simlari ostida betonning ezilishidan vujudga kelgan yo’qotuv ₁₀ faqat betonga o’rab taranglanadigan element tashqi diametri d_ext=300 sm gacha bo’lgan quvurlar, rezervuarlardagina hisobga olinadi va ₁₀=70 – 0,22d_ext teng bo’ladi.

11. Yig’ma konstruksiyalarning alohida bo’laklari orasidagi choklarning siqilishidan vujudga keladigan yo’qotuv ₁₁ quyidagi formuladan topiladi:

Yo’qotuvlarning to’liq qiymati _los=_los1 _los2 bo’ladi.

Armaturalarni tirgaklarga tirab taranglanganda _los1=₁ ₂ ₃ ₄ ₅ ₆ va _los2=₈ ₉, uni betonga tirab taranglanganda esa _los1=₃ ₄ va _los2=₇ ₈ ₉ ₁₀ ₁₁ bo’ladi. Yo’qotuvlarning umumiy son qiymati _los me’yor bo’yicha 100 MPa dan kam olinmaydi

Ko’priklardagi oldindan zo’riqtirilgan temirbeton elementlardagi kuchlanishlarni aniqlash. Keltirilgan kesim. Тemirbeton elementlarida materiallar qarshiligi formulalarini qo’llash uchun, uning kesimini statik jihatdan teng kuchli bo’lgan bir jinsli tizimga keltiriladi. Beton va armaturani birgalikda ishlashi, ular orasidagi birikuv (ssepleniye) ning mavjudligi tufayli armatura bilan betonning deformatsiyasi bir xil bo’ladi, ya’ni _s=_b. Shunga ko’ra _s/E_s=_b/E_b, bunda _s=E_s_v/E_v=_v ,  = E_s/E_v. Buning ma’nosi shuki, armatura kesimining har bir yuza birligiga shartli ravishda beton yuzasining «n» ta birligi mos keladi.

Elementlardagi kuchlanishlarni hisoblashlarda oldindan zo’riqtirish aniqligi koeffitsiyenti e’tiborga olinadi.

Oldindan zo’riqishlarni yo’qolishini hisoblashda, yoriqlar ochilish enini aniqlashda va deformatsiyaga hisoblashda _sp = 0 (_sp=l ) qabul qilish ruxsat etiladi.