Библиографическое описание:

Трифонова А. А., Бахарев В. А., Ганец Г. В. Тенденции совершенствования деформационных швов автодорожных мостов // Молодой ученый. — 2016. — №12. — С. 394-397.



В статье рассмотрены предпосылки появления деформационных швов, первые их конструкции. Выявлены основные функции ДШ. Проанализированы некоторые типы и характеристики современных швов на основе сравнительного анализа. Разобраны основные тенденции в проектировании и усовершенствовании ДШ.

Ключевые слова: деформационный шов, автодорожный мост, усовершенствование, тенденции

С начала развития мостостроения велись исследования и работы по возможному устранению деформаций мостовых сооружений, возникающих вследствие тех или иных факторов. Первым фактором, послужившимустановлению особых конструкций, сдерживающих деформацию, стало изменение температуры пролетных строений. Конструкция моста попросту не справлялась с усилиями, возникающими вследствие температурных скачков элементов мостового сооружения. Было установлено, что без возможности свободного перемещения концов пролетных строений коллапсы неизбежны.

Начали предусматриваться разрывы несущих мостовых конструкций, которые, в свою очередь, поддерживались специальными опорами, обеспечивающими свободное перемещение пролетов моста [1; 2; 3,34;4,67;5,323;6,123].

Изначально брался во внимание лишь температурный фактор, под влиянием которого обеспечивались напряжения в пролетных частях мостов. Как следствие, разрывы именовались температурными зазорами. В дальнейшем начался учет иных факторов деформации мостовых сооружений, и понятие температурного зазора расширилось: в применение вошли характерные конструкции, обеспечивающие свободное перемещение транспортных средств по мосту [7, 113; 8;55; 9,143; 10,46]. Эти конструкции были названы деформационными швами.

С развитием технологий и профессиональных навыков инженеров-строителей роль деформационного шва в мостовом сооружении неоспоримо увеличивалась. Было установлено, что неисправности ДШ могут приводить к значительным повреждениям конструкций моста: пролетных строений, опор, опорных частей, фундаментов опор, мостового полотна — словом, всех основных элементов мостового сооружения. Важно, что от состояния ДШ зависит также и безопасность движения по мосту как транспорта, так и пешеходов [11, 69; 12;103; 13,77].

Основная часть

Поперечное, продольное и вращательное перемещения концов пролетных строений могут быть вызваны факторами:1-Изменением температуры;2-Временными динамическими нагрузками; 3-Осадкой фундамента;4-Деформацией металла;5-Усадкой.

Для эффективной эксплуатации должна быть всецело определена роль ДШ, оценено выполнение поставленных задач, спрогнозировано поведение ДШ в течение нескольких лет.

При выборе ДШ для мостового сооружения необходимо иметь представление об основных типах ДШ, их поведении при эксплуатации.Рассмотрим некоторые основные типы ДШ с сопутствующим описанием возможных дефектов, их симптомов и причин.

Таблица 1

ДШ закрытого типа

Предполагаемое время эксплуатации: 10–12 лет

Формируется из пластичного материала, также образующего дорожную поверхность над зазором ДШ. Металлическая пластина поддерживает заполнение ДШ. Пригоден при малом диапазоне перемещений.

Дефекты:

Нарушение сцепление между пластиной и дорожным покрытием; раздробление дорожного покрытия; образование трещин; разрушение материала металлической пластины; протечки.

ДШ перекрытого типа

Предполагаемое время эксплуатации: 25 лет

Составные части: перекрывающиеся пластины, эластичный компенсатор, гидроизоляционный слой. Пригоден при большом диапазоне перемещений.

Дефекты:

Износ поверхностей, расшатывание болтов крепления; разрыв эластичного компенсатора; засорение; коррозия металла.

ДШ супругими компенсаторами

Предполагаемое время эксплуатации: 10 лет

Упругий компенсатор прикрепляется к металлическим брускам. Бруски удерживаются за счет резиновых подкреплений, соединенных с мостовым полотном. Пригоден при среднем диапазоне перемещений.

Дефекты:

Выход, прокол или поломка упругого компенсатора; изнашивание металлических брусков; коррозия металла; износ металлических компонентов; протечки; подпочвенные компоненты; растительность; засоры.

ДШ заполненного типа

Предполагаемое время эксплуатации: 5 лет

Заполняющие материалы предохраняют от повреждений смежные части дорожного полотна; две части заполнений поддерживают компенсатор. Компенсатор может быть заменен отдельно. Пригоден для очень малых перемещений.

Дефекты:

Смещение компенсатора под воздействием засора; разбалтывание компенсатора из-за температурных колебаний; разрушение заполняющих материалов и нарушение их сцепления со смежным дорожным полотном; протечки.

В настоящее время качественная служба ДШ любого типа и соответствующих деталей — серьезная проблема, касающаяся содержания мостового сооружения. Цена установки ДШ несоизмерима с последующими расходами на их ремонт и содержание. Расходы могут быть связаны со всеми вышеперечисленными дефектами.

Наряду со структурированием существующих знаний о ДШ проводятся исследования новых типов и материалов конструкций швов. Новые детали включаются в конструкцию ДШ для увеличения срока службы шва. Важна правильная установка шва.

Усовершенствования в конструкции ДШ могут быть достигнуты посредством использования новых герметизирующих материалов, способных вытеснить обычно используемый неопрен. Например, уретановые и силиконовые компенсаторы. Иной вариант усовершенствования — включение слоев изармирующих волокон: кевлара или нейлона. Данные материалы способны обеспечить большее сопротивление материалов и сохранить пластичность ДШ в течение большего периода эксплуатации, нежели неопрен.

Протечки ДШ — не менее существенная проблема. Соленая вода с содержанием хлоридов высоких концентраций впитывается в бетон и приводит к коррозии металла. Ржавеющая сталь расширяется, что приводит к отслаиванию от бетона.

Использование в России свободных водосливных желобов под ДШ закрытого типа показывает, что обеспечение особой защиты ДШ от протечек — необходимый подход при проектировании ДШ. Альтернативой водосливным желобам свободного типа могут служить желоба, прикрепляющиеся к нижней части мостового полотна. Такие конструкции исключают накопление мусора в желобе и, как следствие, требуют лишь незначительный наклон для водослива. Под резиновым компенсатором могут устанавливаться вставки из пеноматериала, препятствующие засорению основных мостовых элементов или желоба.

В странах с обильными снегопадами тенденцией проектирования ДШ стал отказ от проектирования и эксплуатирования ДШ с армированными краями, деформирующимися под воздействием снегоуборочных машин.

Зафиксировано, что многие зарубежные строительные организации стремятся свести к минимуму наличие ДШ или сократить их ширину. Они отмечают, что отказ от использования ДШ может стать основной целью при проектировании автодорожных мостов в ближайшем будущем.

Выводы

Основные тенденции совершенствования ДШ сводятся к минимизации затрат на их содержание в период эксплуатации, а также на:

– Использовании новых герметизирующих материалов (уретан и силикон);

– Использовании свободных водосливных желобов под ДШ закрытого типа для защиты от протечек;

– Включении слоев из армирующих волокон (кевлар и нейлон);

– Отказе от проектирования и эксплуатирования ДШ с армированными краями в странах с обильными снегопадами.

Кроме того, среди зарубежных организаций-проектировщиков прослеживается тенденция сведения к минимуму длины ДШ и уменьшения их количества.

Литература:

  1. Пастушков В.Г, Овчинников И. Г., Овчинников И. И. (2012). Деформационные швы фирмы RW Sollinger Hutte;
  2. Ефанов А. В., Овчинников И. Г., Шестериков В. И., Макаров В. Н.(2005). Деформационные швы автодорожных мостов: особенности конструкции и работы.
  3. Лазарев Ю. Г. Транспортная инфраструктура (Автомобильные дороги). Монография — LAP LAMBERT, Германия: 2015. 173 с.
  4. Ватин Н. И., Производство работ. Определение продолжительности строительства воднотранспортных сооружений/ Н. И. Ватин, Г. Я. Булатов, Т. Ф. Морозова, А. В. Улыбин// Учебное пособие: СПб, СПбПУ, 2013. 116 с.
  5. Лазарев Ю. Г., Новик А. Н., и др., Изыскания и проектирование транспортных сооружений: Учебное пособие /Ю. Г. Лазарев, А. Н. Новик, А. А. Шибко, В. Г. Терентьев, С. А. Сидоров, С. А. Уколов, В. А. Трепалин / СПб.: ВАТТ, 2008. 392 с.
  6. Ермошин Н. А. Эксплуатация, восстановление и техническое прикрытие военно- автомобильных дорог: Учебник / Н. А. Ермошин, Ю. Г. Лазарев, С. В. Алексеев, В. Г. Лунев, Б. Г. Ашуркин, А. Н. Новик, В. А. Трепалин, Д. Л. Симонов, В. Т. Колесников/ СПб: ВАТТ, 2015. 312 с.
  7. Лазарев Ю. Г., Строительство автомобильных дорог и аэродромов: Учебное пособие. / Ю. Г. Лазарев, А. Н. Новик, А. А. Шибко, С. В. Алексеев, Н. В. Ворончихин, А. Т. Змеев, С. А. Уколов, В. А. Трепалин, С. В. Дахин, В. Т. Колесников, Д. Л. Симонов // СПб.: ВАТТ. 2013. 528 с
  8. Лазарев Ю. Г., Собко Г. И. Реконструкция автомобильных дорог: Учебное пособие. СПб. 2013. 93 с.
  9. Лазарев Ю. Г., Обоснование деформационных характеристик укрепленных материалов дорожной одежды на участках построечных дорог. / Ю. Г. Лазарев, П. А. Петухов, Е. Н. Зарецкая/ Вестник гражданских инженеров. 2015. № 4 (51). С. 140–146.
  10. Лазарев Ю. Г. Формирование потребительских и эксплуатационных свойств автомобильных дорог / Ю. Г. Лазарев, Д. Л. Симонов, А. Н. Новик/ Технико — технологические проблемы сервиса. СПб.: 2016. № 1(35). С. 43–47.
  11. Рустенбек С. Д. Формирование базы данных для тестирования дорожных одежд/ С. Д. Рустенбек, Д. Ю. Кириллова, Ю. Г. Лазарев// Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. № 2–2. С. 68- 72.
  12. Лазарев Ю. Г., Громов В. А. Современные требования к обеспечению потребительских и эксплуатационных свойств автомобильных дорог // В сборнике: Инновационные технологии в мостостроении и дорожной инфраструктуре. Материалы межвузовской научно- практической конференции. 2014. С. 102–109.
  13. Ватин Н. И., Моделирование набора прочности бетона в программе ELCUT при прогреве монолитных конструкций проводом/ Н. И. Ватин, М. О. Дудин, Ю. Г. Барабанщиков// Инженерно-строительный журнал. 2015. № 2 (54). C. 33–96.
Основные термины (генерируются автоматически): Лазарев Ю, автомобильных дорог, мостового сооружения, пролетных строений, Учебное пособие, ДШ закрытого типа, автодорожных мостов, концов пролетных строений, элементов мостового сооружения, Ватин Н, перемещения концов пролетных, эксплуатирования ДШ, свободных водосливных желобов, свойств автомобильных дорог, Ганец Г, эксплуатационных свойств автомобильных, мостовых сооружений, основные функции ДШ, деформационных швов, основные типы ДШ.

Ключевые слова

тенденции, усовершенствование, деформационный шов, автодорожный мост

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос