В настоящее время выявляется неполноценность множества автодорожных и железнодорожных мостов в связи с несоответствием их грузоподъемности возрастающим нагрузкам.

К снижению проектной грузоподъемности мостов может привести их неудовлетворительное обслуживание, ухудшение условий эксплуатации, вызванных изменениями в окружающей среде, изменения в нормах проектирования и другие факторы. В качестве простого и надежного метода усиления существующих мостов широкое распространение получило использование преднапряженных элементов, не имеющих связи с бетоном, — так называемое внешнее преднапряжение.

Применение внешнего преднапряжения в мостовых конструкциях известно давно. Оно было использовано при строительстве нескольких мостов еще в начале нынешнего века. Так, мост «Aue» построенный в Германии в 1936 г. по проекту Франца Дишингера (задолго до широкого применения преднапряженной стали), в качестве напрягаемых элементов имел высокопрочные стальные стержни. В настоящее время внешнее преднапряжсние — одно из основных направлений в мостостроении. Для этой цели используются внешние пряди из высокопрочной стали, снабженные антикоррозионными устройствами.

Эта технология применима как при строительстве новых, так и при усилении существующих мостов для повышения их грузоподъемности и долговечности. Преимущества ее заключаются в следующем :

существенно упрощается размещение канатов (внутри железобетонных конструкций моста или снаружи);
значительно сокращаются потери усилий преднапряжения за счет трения;
облегчается контроль и имеется возможность корректировки усилий преднапряжения, не вызывающая осложнений при эксплуатации моста;
возможно добавлять или заменять канаты при усилении;
облегчается применение антикоррозионных устройств для преднапряженных канатов, поскольку последние не связаны с бетоном;
уменьшается раскрытие трещин, особенно в блочных мостах.

Коррозия обычной и преднапряженной арматуры — главная причина ухудшения состоянии железобетонных мостов в Германии. Она возникает, в основном, в результате применения солей (при борьбе с льдообразованием), которые проникают в бетон через трещины, возникающие в процессе эксплуатации сооружения, и воздействуют на арматуру.

Из 30 000 железобетонных мостов, построенных в Германии начиная с 1950 г., 5 мостов с натяжением арматуры на бетон подлежат замене; более чем на 25 мостах при реконструкции применено внешнее преднапряжение.

При строительстве новых мостов и усилении существующих преднапряженную проволоку размещают в полиуретановых трубах, заполняемых густой антикоррозионной смазкой или цементным раствором.

Усиление моста дополнительными преднапряженными канатами обычно выполняют следующим образом:

монтируют дополнительные анкерные крепления;
устанавливают (при необходимости) отклоняющие опоры;
выполняют монтаж арматурных пучков;
натягивают канаты, создавая в них расчетное предварительное натяжение.

На существующих мостовых конструкциях, как правило, можно без особой сложности устанавливать все дополнительные элементы (анкеры, отклоняющие приливы и арматурные пучки), обеспечивающие усиление конструкции одновременно в продольном и поперечном направлениях. Таким образом, можно создавать напряженное состояние конструкции, что эффективно противодействует развитию строительных деформаций. Это особенно важно, если вновь забетонированные элементы должны быть соединены с существующими конструкциями с помощью преднапряжения.

Следовало бы отметить некоторые практические проблемы, возникшие при использовании этой технологии. Например, у многих мостов, нуждающихся в реконструкции, недостаточна несущая способность стенок коробки, что не позволяет установить на них дополнительные анкерные обустройства. В этих случаях необходимо предварительно осуществить сответствующее усиление конструкции коробки.

При Т-образном сечении балки анкерные обустройства могут быть объединены в единый блок, который монтируют снаружи ребра. Передача усилий преднапряжения с анкерного блока на балку достигается за счет трения, вызванного натяжением коротких поперечных пучков, расположенных перпендикулярно оси балки.

Чаще всего применяется преднапряжение, создаваемое внешними канатами, расположенными вдоль продольной оси моста.

В балках, имеющих криволинейный профиль в плане, внешним преднапряженным канатом придается необходимое полигональное очертание путем установки специальных отклоняющих башмаков. Это целесообразно лишь в случае, когда изгибающее усилие увеличивает несущую способность моста.

Заключение.
Использование внешнего преднапряжения является одним из главных направлений в мостостроении как при строительстве новых, так и при усилении существующих мостов. Этому способствует создание высокопрочной преднапряженной стали и антикоррозионных устройств для внешних канатов. Из примерно 30 000 железобетонных мостов, построенных в Германии, начиная с 1950 г., 25 мостов усилено с использованием внешнего преднапряжения. Такое преднапряжение, при котором канаты размещены внутри или снаружи конструкции, является эффективным методом усиления мостов, повышения их грузоподъемности и долговечности.