gototopgototop

УДК 004

Совершенствование конструкции деформационного шва мостового сооружения

Гатиятуллин Мухаммат Хабибуллович – доктор педагогических наук, профессор кафедры Дорожно-строительных машин Казанского государственного архитектурно-строительного университета.

Кильмаков Айрат Газинурович – магистр кафедры Автомобильных дорог Казанского государственного архитектурно-строительного университета.

Аннотация: Долговечность мостового сооружения зависит от многих факторов, в том числе и от деформационных швов, которые играют важную роль в обеспечении сохранности конструкций моста и безопасности движения по нему. От конструкции деформационных швов зависит техническое состояние пролетного строения, ригеля, опор и т.д. В настоящее время на мостовых сооружениях применяются деформационные швы зарубежного и отечественного образцов, в то же время продолжается поиск наиболее эффективного варианта. СтатьярассматриваетпримерусовершенствованиядеформационногошваАО «Спецремпроект» [4].

Ключевые слова: Мост, деформационный шов, мостовое сооружение, долговечность, мостовое полотно, безопасность движения, сохранность сооружения.

Современные автомобильные дороги невозможно представить без искусственных сооружений в виде автодорожных мостовых сооружений, которые призваны обеспечить преодоление участниками дорожного движения встречающихся рек, болот, оврагов, а также пересекающихся путей сообщения. Как утверждают историки, первым прообразом моста было бревно, упавшее от одного берега реки до другого, кто-то утверждает, что мосты появились на примере акведуков. Никто не оспаривает тот факт, что первые мосты были построены из камня и дерева небольшие по длине. При этом возникающие из-за колебания температуры деформации и перемещения этих материалов были не значительны и не могли оказывать влияния на работоспособность и надежность моста. Начало применения в качестве материала пролетных строений металла, железобетона, бетона позволило применение пролетных строений со значительной длиной и потребовало устройства зазоров в многопролетных разрезных мостах между пролетными строениями с обеспечением свободного движения пролетных строений на опорах моста. Такие зазоры между пролетными строениями назвали деформационные зазоры, которые обеспечивали свободное перемещение пролетов при изменении температуры на опорах. Чтобы обеспечить равномерность и комфортность движения по мосту стали использовать устройства, которые были названы деформационными швами. Назначение деформационных швов, в первую очередь, это перекрытие деформационного зазора, но с изменением параметров конструкций мостового сооружения к ним требования повысились, и они стали ответственным элементом конструкции моста. Как показала практика, появление неисправностей деформационных швов становятся причиной разрушения и деформации пролетного строения, мостового полотна, ригеля, опор, то есть на тех частей, которые обеспечивают долговечность и надежность мостовых сооружений.

В России и за рубежом с давних пор ведутся работы по проектированию деформационных швов с характеристиками, обеспечивающими высокое техническое состояние и безопасность дорожного движения. Появление неисправностей на деформационных швах обуславливает снижение скорости, безопасности, разрушению мостового полотна и других элементов мостового сооружения.

Беспрепятственное и безаварийное движения транспорта по мостовому полотну возможно при тщательном соблюдении межремонтных сроков и качественном содержании искусственных сооружений.

К современным конструкциям деформационных швов предъявляются следующие требования:

  • низкий уровень шума;
  • плавность движения;
  • отсутствие сопротивления перемещениям концов пролетных строений;
  • прочность конструкций деформационных швов;
  • способность элементов деформационных швов нести нагрузки и воздействия от всех факторов течение всего года;
  • доступность для их ремонта и замены.

В статье рассматривается опыт усовершенствования деформационного шва компанией АО «Спецремпроект» при ремонтных работах для обеспечения качественного технического состояния моста с целью его функционирования в нормативных сроках службы. Как отмечается [5] « Хотя срок службы в Российской нормативной практике еще не регламентирован его следует оценивать не менее 70-80 лет, в то время, как в Европе его нормативная величина определена в 100 лет» [5, с.3].

Деформационный шов компании АО «Спецремпроект» был запатентован в 2017 году и применен на мосту через реку Пироговка на автомобильной дороги М-7 "Волга" Москва-Владимир - Нижний Новгород -Казань -Уфа , подъезд к городам Ижевск и Пермь в Удмуртской Республике.

Данная конструкция шов закрытого типа, по типу щебеночно-мастичные деформационные швы.

Щебеночно-мастичные деформационные швы характеризуется следующими положительными качествами:

  • простота конструкции;
  • доступность для ремонта и замены;
  • незначительное время для устройства;
  • высокая водонепроницаемость;
  • низкий уровень шума;
  • ровность поверхности;
  • обеспечение нормативного сцепления;
  • подвижность во всех направлениях;
  • относительно низкая стоимость;
  • отсутствие повреждений при зимнем содержании.

В то же время щебеночно-мастичные деформационным швам присущ ряд проблем, которые наблюдаются при техническом обслуживании. Недостатками таких швов являются

  • появление углублений и неровностей проезжей части на мостовом полотне;
  • появление температурных трещин в холодное время года, которые пропускают влагу в заполнение деформационного шва;
  • влияние деформационного шва на продольный уклон проезжей части;
  • влияние на состояние щебеночно-мастичного заполнения температуры воздуха;
  • требование к геометрическим параметрам штрабы для обеспечения качественного технического и эксплуатационного состояния щебеночно-мастичного деформационного шва;
  • влияние количества щебеночно-мастичной смеси, качество ее состава и процесса укладки на качество деформационного шва.

Недостатком такой конструкции деформационного шва так же является:

  • недостаточная эксплуатационная надежность вследствие низкой прочности конструкции при действии нагрузок от колес транспортных средств;
  • образование трещин в заполнении из битумной мастики и прилегающих к нему участках покрытия проезжей части.

Прототипом изобретения является по [1] деформационный шов, который имеет металлическую опорную плиту в качестве перекрытия зазора, устраиваемую гидроизоляцию над опорной пластиной, щебеночно-мастичное заполнение, которым заполняется прорезь асфальтобетонного покрытия от зазора деформационного шва, а также дренажные элементы за пределами щебеночно-мастичного заполнения.

Недостаток прототипа заключается в недостаточной долговечности и безопасности из-за абразивного износа покрытия ездового полотна и щебеночно-мастичного заполнения деформационного шва, неплотного прилегания без крепления металлической опорной пластины на поверхности соединяемых пролетных строений и опасности отрыва опорной пластины при проезде транспортного средства и нанесения ему повреждений.

Деформационный шов АО «Спецремпроект» выполнен с учетом перечисленных недостатков и обеспечивает повышение качества деформационного шва с увеличением его долговечности и безопасности при его эксплуатации (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. Деформационный шов моста.

1,2 - плиты проезжей части; 3 – зазор между плитами; 4 – металлическая опорная пластина; 5 – гидроизоляция; 6 – щебеночно-мастичное заполнение; 7 – покрытие проезжей части; 8 – мастика; 9 – дренажные элементы; 10 – нижняя граница плиты проезжей части; 11 – закладная деталь ; 12 – анкерный стержень; 13 – рабочая арматура

Перечислим особенности усовершенствованного деформационного шва по [2; 3; 4]: зазор перекрывает металлическая опорная пластина (находящаяся под балкой пролетного строения); гидроизоляция, устроенная по поверхности соединяемых плит пролетных строений моста и над металлической опорной пластиной; щебеночно-мастичное заполнение в прорези асфальтобетонного покрытия проезжей части моста; дренажные элементы, установленные над гидроизоляцией плит. Согласно изобретению, по меньшей мере, на одном из соединяемых концов плит в торце, образующем зазор, и по нижней грани балки пролетного строения жестко прикреплена закладная деталь, преимущественно в форме уголка. Металлическая опорная пластина одним концом жестко прикреплена к закладной детали, то есть опорная пластина находится под балкой пролетного строения), другой ее конец прижат к нижней грани плиты проезжей части смежного пролетного строения моста с возможностью скольжения по ней. Гидроизоляция заведена в зазор между торцами соединяемых концов плит проезжей части пролетных строений моста, а над ней в нижней части зазора установлены дренажные элементы.

Применение данной конструкции деформационного шва повышает его долговечность и безопасность за счет:

  • увеличения общей толщины щебеночно-мастичного заполнения и зазора;
  • снижения величины его относительного к общей толщине износа при абразивном воздействии колес транспортных средств;
  • жесткого крепления металлической опорной пластины, не позволяющая влиять на щебеночно-мастичное заполнение.

Таким образом, предложенная конструкция устраняет недостатки аналогичных деформационных швов и по стоимости намного ниже аналогов. Произведенный осмотр деформационного шва АО «Спецремпроект» показал, что дефекты и колейность отсутствует, подтеков на опорах не имеется.

Список литературы

  1. Ефанов А.В., И.Г. Овчинников; В.И. Шестерников, В.Н. Макаров. Деформационные швы автодорожных мостов: Особенности конструкции и работы. Учебное пособие, Саратов 2005. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://znaytovar.ru/gost/2/PosobieDeformacionnye_shvy_avt.html (дата обращения: 16.10.2019).
  2. ОДМ 218.2.025-2012 Деформационные швы мостовых сооружений на автомобильных дорогах. М., 2013. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293780/4293780504.htm (дата обращения: 16.10.2019).
  3. ОДМ 218.3.014-2011 Методика оценки технического состояния мостовых сооружений на автомобильных дорогах. М.,2013. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ohranatruda.ru/ot_biblio/norma/395790/ (дата обращения: 16.10.2019).
  4. ПатентРФ № 2616035/С1, 29.03.2016 Еремеев Валерий Павлович, Акционерное общество «Спецремпроект». Деформационный шов моста// Патент России №2616035, 12.04.2017, Бюл.№1.
  5. 5. Справочное пособие дорожному (мостовому) мастеру по содержанию мостовых сооружений на автомобильных дорогах Москва 1999 г. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.complexdoc.ru/ntdpdf/544901/spravochnoe_posobie_dorozhnomu_(mostovomu)_masteru_po_soderzhaniyu_mostovyk.pdf (дата обращения: 16.10.2019).

Интересная статья? Поделись ей с другими:

Внимание, откроется в новом окне. PDFПечатьE-mail