ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ УСИЛЕНИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ МОСТОВ

THE USE OF MODERN COMPOSITE MATERIALS IN REINFORCING REINFORCED CONCRETE BRIDGES

Abashin Semyon Valeryevich

Student, Department of «Bridges and Tunnels», Russian University of Transport (MIIT),

Russia, Moscow

Zaitseva Margarita Andreevnava

Student, Department of «Bridges and Tunnels», Russian University of Transport (MIIT),

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

Анализ применения композитных материалов при усилении существующих мостовых конструкций.

ABSTRACT

Analysis of the use of composite materials in strengthening existing bridge structures.

Ключевые слова: мост, композитные материалы, усиление, пролетное строение, железобетон, углеволокно.

Keywords: bridge, composite materials, reinforcement, superstructure, reinforced concrete, carbon fiber.

Композитные материалы — это искусственно объединённые между собой два и более компонента, которые при их соединении получают новые характеристики отличные от начальных свойств материалов. Основными преимуществами композитов является высокая прочность и легкость, устойчивость к коррозии и возможность создание сложных форм.

Композитные материалы используются гораздо в больших местах и гораздо больше по времени чем многие представляют. Одни из первых представителей таких элементов стали деревянные изделия Месопотамии на подобии фанеры и первые кирпичи из глины, грязи, соломы дерева и других веществ, которые применялись во всём мире.

Самым распространённым композитным материалом является бетон, который состоит из цемента, мелкого заполнителя (песок), крупного заполнителя (щебень), воды и специальных добавок. Также распространён железо бетон, который отлично используется и получает ряд выигрышных свойств в сравнении с бетонными и стальными конструкциями.

Так как человечество на протяжении долгого времени использует композитные материалы оно совершенствует их и создает новые. Одними из таких современных материалов являются углеволокно (высокоупругое и высокопрочное), стекловолокно, арамидоволокно и другие. Основными преимуществами таких материалов являются их легкость, высокие характеристики модуля упругости, и предел прочности при растяжении. Также устойчивость к коррозии и низкий коэффициент теплового расширения позволяет использовать их при усилении железобетонных мостов.

Основными причинами усиления железобетонных мостов являются, недостаточная пропуская способность пролетного строения (сниженная скорость или сниженная нагрузка) или необходимость усиления тела опор из-за несоответствия требованиям нормативной и проектной документации, срочный и капитальный ремонт или требования по увеличению нагрузки.

При срочном и капитальном ремонте композитные материалы используются в качестве усиления конструкции для увеличения пропуска нагрузки в пролетном строении, для заделки трещин в теле опоры и устранение наклонных трещин.

Работы по усилению включают в себя: организацию площадок производства работ монтажа подмостей, отбивка слабого бетона, очистка арматуры от коррозии, восстановление защитного слоя, подготовка поверхности бетона к усилению, разметка участков монтажа усилений, нанесение грунтового слоя и монтаж углеволокна при помощи клеев. Особенно важна адгезия элементов, которая должна достигаться при помощи скрепляющих материалов.

Применение композитных материалов может осуществляться как на обычных железобетонных мостах, так и на сводных с расположением дополнительного свода, снизу существующего при помощи стекловолокна, углеволокна и подобных подходящих под условия необходимые для усиления. В добавок они могут применятся при ремонте трещин на опорах или для увеличения их сечения.

В настоящее время подход с применением композитов позволяет не только дать улучшение обслуживания, ремонта и усиления мостовых сооружений, но и добавить новые свойства существующим конструкциям и продлить их долговечность. Также углеволокно и подобные материалы способны изменить подход в проектировании новых объектов, что позволит увеличить их долговечность, уменьшить издержки на строительство и защитить элементы от коррозии, биологического воздействия и других подобных пагубных внешних взаимодействий с окружающей средой.

В связи с этим можно предполагать, что внедрение подобных композитов позволит совершенствовать создаваемые конструкции, улучшить их эксплуатационные и несущие свойства и удешевит производство и содержание мостовых конструкций.

Список литературы:

1. Сайт «redcomposite.ru» статья «История композитов» электронный ресурс URL: https://redcomposite.ru/stati/istoriya-kompozitov/ (дата обращения 07.12.2025)
2. Учебник: Содержание, реконструкция, усиление и ремонт мостов и труб /В. О. Осипов, Ю. Г. Козьмин, А. А. Кирста, Э. С. Карапетов, Ю. Г. Рузин; Под ред. В. О. Осипова и Ю. Г. Козьмина. - М.: Транспорт, 1996. - 471 с.
3. Сайт «КиберЛенинка» статья «Применение композитных материалов при усилении железобетонных конструкций» электронный ресурс URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-kompozitnyh-materialov-pri-usilenii-zhelezobetonnyh-konstruktsiy/viewer (дата обращения 07.12.2025)
4. Сайт «Композит» статья «Усиление железобетонных мостов и путепроводов углеволокном» электронный ресурс URL: https://compozit.pro/usilenie_mostov (дата обращения 07.12.2025)