На главную
На главную

Материалы «Материалы научно-практической конференции \деформационные швы и водоотвод с проезжей части: отечественные и зарубежные конструкции, опыт применения, ремонт и эксплуатация\»

Разработка режимов эксплуатации систем коммунального теплоснабжения зачастую ограничивается лишь режимами функционирования тепловых сетей на отопительный период.
В силу значительного различия условий функционирования систем теплоснабжения, в отопительном и неотопительном периодах игнорирование разработки режимов для последнего делает эксплуатацию систем крайне неэффективной.
С целью оказания коммунальным теплоэнергетическим организациям методической помощи в разработке оптимальных эксплуатационных режимов систем коммунального теплоснабжения ЗАО "Роскоммунэнерго" и Российской ассоциацией "Коммунальная энергетика" им. Э. Хижа разработаны настоящие Методические рекомендации.

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО

МАТЕРИАЛЫ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

"ДЕФОРМАЦИОННЫЕШВЫ И ВОДООТВОД С ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ: ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ И ЗАРУБЕЖНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ОПЫТПРИМЕНЕНИЯ, РЕМОНТ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ"

(декабрь 2003 г., г. Владимир)

Москва 2005

СОДЕРЖАНИЕ

А.Ю. СМИРНОВ, НАЧАЛЬНИК ОТДЕЛА ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ РОСАВТОДОРА ХАРАКТЕРНЫЕ ДЕФЕКТЫ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ И ПРИЧИНЫ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ

В.И. ШЕСТЕРИКОВ, ЗАВЕДУЮЩИЙ ОТДЕЛЕНИЕМ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ ГП «РОСДОРНИИ» СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИЯМ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ

А.В. КРУЧИНКИН, ЗАВЕДУЮЩИЙ ЛАБОРАТОРИЕЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МОСТОВ НИЦ «МОСТЫ» ЦНИИС КМ. АКИМОВА, СТАРШИЙ НАУЧНЫЙ СОТРУДНИК ЛАБОРАТОРИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МОСТОВ ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ШВЫ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ КОНСТРУКЦИИ НИЦ «МОСТЫ» ОАО ЦНИИС

Л.В. КРУЧИНКИН, ЗАВЕДУЮЩИЙ ЛАБОРАТОРИЕЙ К.М. АКИМОВА, СТАРШИЙ НАУЧНЫЙ СОТРУДНИК ЛАБОРАТОРИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МОСТОВ НИЦ «МОСТЫ» ЦНИИС ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ И ВОДООТВОД

М.А. ОВЧИННИКОВ, ДОЦЕНТ КАФЕДРЫ «АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ» САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА ПРИМЕНЕНИЕ САПР ROBUR ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И РЕМОНТЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

И.Д. САХАРОВА, ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» МОСТОВОЕ ПОЛОТНО. СОВРЕМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ И.Д.САХАРОВА, ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» УДАЛЕНИЕ ВОДЫ С МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ

В.М. ПОСПЕЛОВ, ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР ООО «МФ МОСКВА-МАУРЕР-МОСТ» АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ МОСТОВЫХ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ НА ДОРОГАХ С ИНТЕНСИВНЫМ ДВИЖЕНИЕМ. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ ДЕФОРМАЦИОННОГО ШВА

Р.А. МУЛЮКИН, СТАРШИЙ ИНЖЕНЕР ОООМФ «МОСКВА-МАУРЕР-МОСТ» ОСНОВНЫЕ ВНЕШНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ШВЫ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ 

А.Ю. СМИРНОВ,
НАЧАЛЬНИК ОТДЕЛА ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ РОСАВТОДОРА

ХАРАКТЕРНЫЕ ДЕФЕКТЫ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ И ПРИЧИНЫ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ

Существенным недостаткомсовременной мостовой строительной практики является отсутствие в действующейнормативной литературе требований к потребительским свойствам деформационныхшвов. Такие требования отсутствуют даже в проекте новой редакции СНиП, а междутем, по характеру работы наряду с опорными частями это единственный механизмсреди статических конструкций моста (исключая мосты разводные). Конечно,механизмы в конструкции деформационных швов применяются только для обеспечениябольших перемещений, появляющихся, как правило, во внеклассных мостах сбольшими пролетами. Подавляющее большинство деформационных швов обеспечиваютперемещения в пределах от 15 до 70 мм. При этом на большей части мостов,построенных и строящихся на федеральной сети автомобильных дорог, реализуютсяперемещения, тяготеющие к 15 мм. По-видимому, незначительная величинаабсолютного значения перемещения, и позволяет подрядчикам, заказчикам иэксплуатирующим организациям относится к проектированию и устройствудеформационных швов с некоторой небрежностью. Эта небрежность приводит кнеобходимости проведения дополнительных работ, а следовательно, к привлечениюдополнительных средств на то, чтобы обеспечить, во-первых, работоспособностьшвов, а во-вторых, комфортность движения автомобилей по мостовым сооружениям.Существенным фактором является то, что работа любого деформационного швапроисходит, по сути, в экстремальных условиях - как правило, конструкцияводоотвода на мосту и подходах имеет продольно-поперечный уклон, а это значит,что основная масса воды с пролетного строения и проезжей части подходовнаправляется в сторону деформационных швов. Поэтому им предстоит наряду снагрузками от температурных и угонных (необратимых) деформаций пролетныхстроений, реализующихся в виде перемещений во всех трех плоскостях, динамики отпроходящего транспорта, испытывать попеременное замораживание - оттаивание идействие хлоридной агрессии. В дополнении к перечисленным воздействиямконструкции деформационных швов оказываются незащищенными от ножей снегоочистительнойтехники, что также не способствует их длительной сохранности вэксплуатационно-пригодном состоянии.

Коротко очертив спектр негативныхфакторов, усугубляющих работу деформационных швов, остановимся на характерныхпричинах отказов этих конструкций и соответственно на проявляющихся вследствиеэтого дефектах. Итак, ранее уже отмечалось, что подавляющее большинство мостовна сети наших дорог малые и средние и соответственно перемещения, приходящиесяна деформационные швы, тоже малые. Это порождает мнение и практику, чтодеформационные швы не нужны. Требование нарезки штрабы в проезжей части изаполнения её мастичными составами не выполняется и уже через год эксплуатациипроезжую часть в зоне концов пролетных строений пересекает поперечная трещина,которая с каждым годом растет, несмотря на попытки «вылечить» её проливкойбитума. Со временем этот дефект прогрессирует и в ширину - деформациипередаются на соседние с трещиной области проезжей части, процесс разрушенияусугубляет динамика от проходящего автотранспорта, что в конечном итогеприводит к разрушению проезжей части на существенном отдалении от местаобразования первоначальной трещины (рис. 1).

Следующим распространеннымдефектом является разрушение заполнения деформационного шва и конструкций егокрепления. Причинами, вызывающими эти разрушения, как правило, являютсянарушение технологии производства работ при

Рис. 1.Разрушение проезжей части вблизи деформационного шва

устройстве шва (рис. 2), низкое качество исходныхматериалов, недостаточная прочность и износостойкость прилегающего кдеформационному шву покрытия, образование колеи, превышение величинойфактической интенсивности движения транспорта значений, принятых в расчетах(рис. 3).

Кроме этого, причиной быстрогоразрушения конструкций деформационных швов является работа за пределамирасчетных допусков силовых воздействий, вызванная несовершенством принятыхрасчетных схем и определенных силовых воздействий и, соответственно, нагрузок,передаваемых на несущие конструкции. В настоящее время в стране отсутствуетпрактика приемочных испытаний конструкций деформационных швов, соответствующаяметодологическая и техническая базы для организации и проведения такихиспытаний.

Рис. 2.Нарушение технологии при устройстве деформационных швов - отсутствие адгезииматериала шва и асфальтобетонного покрытия; устройство шва в «яме» - самомнизком месте на пролетном строении

Рис. 3.Разрушение заполнения деформационного шва, разрушение покрытия на участках,прилегающих к деформационному шву, разрушение крепления деформационного шва

И, наконец, немаловажным фактором, определяющимдолговечность работы деформационных швов, является их правильное содержание,своевременный уход и ремонт. Вовремя восстановленное заполнение деформационногошва спасет конструкции торцов балок и шкафных стенок от выщелачивания, ровноепокрытие снизит динамические нагрузки как на шов, так и на сооружение в целом,своевременная прочистка и водоотвод позволят сохранить заполнение швов, аантикоррозионная защита замедлит старение конструкций шва и окаймления (рис.4).

Рис. 4. Низкийуровень содержания деформационных швов - застой воды в области шва; разрушениезаполнения и коррозия металлического окаймления; грязь в конструкции деформационногошва; полное разрушение конструкций деформационного шва

Таким образом, для обеспеченияэксплуатационной надежности конструкций деформационных швов необходимо:

- разработать нормативныетребования к потребительским свойствам деформационных швов, включая порядок инеобходимый минимум приемочных и сертификационных испытаний;

- разработать методику проведениямониторинга силовой работы деформационных швов и провести на её основе анализиспользуемых при проектировании расчетных схем и допущений и на основе этогоанализа внести соответствующие предложения в своды правил по проектированиюмостов;

- на стадии изготовления, монтажаи эксплуатации конструкций деформационных швов на всех исполнительских уровняхтребовать проведения всех работ и технологических процессов в строгомсоответствии с регламентами и техническими условиями.

В.И. ШЕСТЕРИКОВ,
ЗАВЕДУЮЩИЙ ОТДЕЛЕНИЕМ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ ГП «РОСДОРНИИ»

СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИЯМ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ

90-е годы прошлого столетия былисвоеобразным «бумом» для деформационных швов, когда начиная с 1995 г. в Россиистали широко применять новые конструкции швов, разработанные и производимые зарубежом. За 8 лет активной деятельности в России зарубежных фирм почти на 500мостах применены различные конструкции в различных эксплуатационных условиях.Их применение дало определенный толчок и отечественным разработкам, десятки изкоторых нашли воплощение в мостовых сооружениях на общей сети автомобильныхдорог.

Уникальный период опробованияразличных деформационных швов требует детального анализа и обобщения. Но ужесегодня можно утверждать, что этот опыт подтвердил необходимость разработкитребований к конструкциям деформационных швов, без которых на сети будутповторяться случаи неправильного их применения. Отсутствие требований,доступных разработчикам (изготовителям) и заказчикам, не исключит случаевприменения:

- неоправданно сложных илиупрощенных конструкций;

- конструкций, рассчитанных намалую интенсивность в условиях очень высокой интенсивности движенияавтомобилей;

- конструкций с недостаточнымидопустимыми перемещениями или негерметичных конструкций.

Приведенный ниже переченьнаиболее важных требований поможет в разработке соответствующего отраслевогонормативного документа, поможет проектировщикам и службе эксплуатации в выбореконструкций деформационных швов с требуемыми параметрами, что, безусловно,повысит их срок службы, а следовательно - и надежность работы сооружений.

1. Определениеперемещений концов пролетных строений.

При выборе и устройствеконструкций деформационных швов (КДШ) необходимо знать, в первую очередь,расчетные величины перемещений концов пролетных строений и допустимыеперемещения для конструкций.

При определении перемещенийконцов пролетных строений с целью выбора КДШ чаще всего допускались ошибки впроцессе проектирования, которые были вызваны как субъективным подходомпроектировщика, так и незнанием истинной работы конструкций. Результатом этихошибок было то, что применялись конструкции деформационных швов не поназначению, что, в свою очередь, приводило к раннему разрушению конструкцийшвов, ухудшению условий движения по мосту и повреждению несущих конструкций.

В отличие от сложившегося ранееподхода современные требования к определению перемещений концов пролетныхстроений предусматривают:

- учет всех возможных перемещенийсопрягаемых пролетных строений в трех плоскостях;

- использование понятия «векторперемещений» (для определения величины смещений вдоль шва);

- использование коэффициентанадежности при определении температурных перемещений (1,2) и перемещений отползучести бетона (1,1);

- учет прогрева настила сверху ифасада сбоку;

- определений перемещений отторможения (с учетом гибкости опор), которые учитываются дважды - при сжатиишва летом и раскрытии шва зимой;

- учет фактической жесткости опори опорных частей при определении температурных перемещений неразрезных итемпературно-неразрезных пролетных строений;

- определение установочногоразмера между окаймлениями при монтаже конструкций;

- определение перемещений в косыхи широких пролетных строениях, а также в сооружениях на кривых.

То есть, при определении перемещений необходимоучитывать все воздействия на конструкции пролетных строений и деформационныхшвов (классификация воздействий приведена в табл. 1).

Таблица 1

Классификация воздействий

Факторы

Воздействия

А. Природно-климатические

1. Температура воздуха, в том числе величина минимальной температуры воздуха. 2. Число дней в году с отрицательной температурой. 3. Число переходов температуры через «ноль». 4. Загрязненность окружающей среды. 5. Осадки. 6. Воздействие солнечной радиации.

Б. Эксплуатационные

1. Истирающее воздействие шин колес транспортных средств. 2. Многократное нагружение колесами. 3. Возможность попадания в конструкцию инородных материалов и продолжительность их воздействия. 4. Наледи на проезжей части в зоне деформационных швов. 5. Воздействие воды. 6. Загрязнение деформационных швов.

В. Перемещения концов пролетных строений

I. Линейные горизонтальные продольные и поперечные относительные смещения. 2. Линейные вертикальные относительные смещения. 3. Угловые перемещения в продольной вертикальной плоскости. 4. Угловые перемещения в поперечной вертикальной плоскости. 5. Угловые перемещения в горизонтальной плоскости.

Все деформациипролетных строений должны представляться в виде суммарных линейных перемещенийв трех направлениях: Δпродпопверт (табл. 2).

Таблица 2

Суммируемые перемещения по направлениям ивоздействиям

Направления

Нагрузки и воздействия

Постоянные

Температурные

Усадка и ползучесть бетона

Временные подвижные

Вертикальные

Горизонтальные

Продольные

Δ.п.прод.

Δ.т.прод.

Δ.б.прод.

Δ.ввр.прод.

Δ.вр.прод.

Вертикальные

Δ.п.верт.

Δ.т.верт.

Δ.б.верт.

Δ.вр.верт.

-

Поперечные

Δ.п.поп.

Δ.т.поп.

Δ.б.поп.

-

-

Необходимо помнить, чтовсе из указанных перемещений продпопверт) должны обеспечиватьсяконструкцией шва. Если КДШ не подходит хотя бы по одному показателю D, применение ее недопускается.

Продольные и поперечные расчетныеперемещения разделяют на перемещения положительного (+) и отрицательного (-)знаков: (Δпрод = Δпрод(+)прод(-) ; Δпоп = Δпоп(+)поп(-).)

Изменение знака в вектореперемещений начинается с установочного размера.

Выбор конструкцийдеформационных швов по величине перемещений. При проектировании КДШ перемещенияразделяют на расчетные и допускаемые.

Расчетные перемещения (РП) - этолинейные продольные, поперечные и вертикальные перемещения концов пролетныхстроений, определенные расчетом от длительных воздействий (деформацииконструкции от постоянной нагрузки, ползучести и усадки бетона, температурных воздействий,давления грунта) и от воздействий временных подвижных вертикальных нагрузок игоризонтальных усилий.

Допускаемые перемещения (ДП) -это перемещения концов пролетных строений в горизонтальной и вертикальнойплоскостях, которые можно допустить на ту или иную КДШ. Допускаемые перемещенияна конструкцию шва должны превышать расчетные перемещения концов пролетныхстроений.

Значения допускаемых перемещенийна некоторые типы деформационных швов представлены в табл. 3. В табл. 3 вкачестве параметров КДШ приведены, кроме перемещений, интенсивность движенияавтомобилей по одной полосе и температурные условия применения, что должноучитываться при выборе конструкций применительно к конкретным условиямэксплуатации.

При разработке новых конструкцийследует учитывать и требования к величине зазора, образованного деформационнымшвом в проезжей части (амахв табл. 3).

1. Требования к расчету деформационных швов

Расчет КДШ подразумевает расчет элементовна прочность и выносливость. В большей степени это касается конструкций,имеющих стальное окаймление. При этом на прочность проверяют железобетонныйучасток плиты, где заанкерено окаймление, сечением h6x3h6 (h - толщинабетона омоноличивания; плита рассматривается как изгибаемый стержень,расположенный вдоль оси шва), выдерживая все требования СНиП, а также прочностьбетона в зоне ребер жесткости от перепада температуры DT=10-30°C (в зависимости от района)бетона и окаймления. Кроме того, на прочность проверяют окаймление приприложении точечной горизонтальной нагрузки Ргк верху окаймления (Рг=50кН).

Таблица 3

Параметры некоторых КДШ

№ 

Разно-
видность конструк-
ции и №№ ТУ

Изгото-
витель

Предель-
ный размер зазора а
мax, мм 

Вес металла, кг/м

Допускаемые перемещения, Δmax, мм

Δmin, мм

tC (средне
суточная)

Интенсивность по одной полосе, авт/сут

Δпрод

Δпоп

Δверт

1

Швы закрытого типа

-

-

2 (компенс.)

5

±2,5

±2,5

0

-

-

2

То же с армированным а/б в зоне шва

-

-

2 (компенс.)

10

±5

±5

5

50

≤ 6000

3

Швы с щебеночно-мастичным заполнением

-

-

10

20 ÷ 30

±10

+ 15

±5

5

-50 ÷ -35

≤ 4000

4

Швы с мастичным заполнением

А) в а/6 Б) в ц/б В) с окаймлен.

40

60

80

2

2

40

10 ÷ 15

15 ÷ 25

25 ÷ 40

±5 ±10 ±15

±5 ±10 ±10

0

0

15

-50 ÷ -35 –50 ÷ -35 –50 ÷-35

≤ 5000

≤ 8000

Без ограничений

5

ШК-35р (м-образный компенсатор по ТУ 2500-376.0152106-94, з-д «Каучук»)

Влад. НПЦ (опытные конструкции)

65

40

35

±20

±5

±15

-55

≤ 8000

6

ШК-8-55 (ТУ 5851-101-01386148-2000)

Предприятия Мостотреста (резина -Волжский з-д РТИ)

80

65

55

±25

±15

30

-50

Без ограничения

7

МММД (ТУ 5851-001-45762500-2000)

Ф. Москва-Маурер-Мост

70 80(100)

60

50 70(100)

±25 ±35

±10 ±10

30 50

(70)

-45

≤6000

8

Маурер-Бетафлекс (ТУ 5851-102-05204776-01)

Ф.«Дефшов»

80

100

40

70 90

±25 ±40

±5 ±10

20

30

-40

≤ 5000

9

ШК-70 (резина прижимается плитой и болтами, резина по ТУ 5851-101-29438279-01)

Влад. НПЦ (опытные конструкции)

80

100

70

±30

±15

50

-55

Без ограничения

10

МММД-240 (модульный)

Ф. Москва-Маурер-Мост

80

250

3×65=195

±75

±45

100

-45

≤ 6000

Крепежныеэлементы, анкера и сварные швы крепления анкеров или ребер к окаймлению,поперечные и продольные балки, на которые передается непосредственно усилие отколес автомобилей, должны рассчитываться на выносливость под действием нагрузкиA11 (а с выходом в светновых требований по расчету мостов - А14) по существующим методикам. Посколькусуществующие требования по расчету на выносливость не охватывают всех случаевэксплуатации деформационных швов-механизмов, то требуются исследованиярасчетных параметров и разработка специальной методики расчета.

Параллельно расчету навыносливость при привязке конструкций к конкретным сооружениям должнывыполняться и расчеты на усталость. Цель этих расчетов - определить времяэксплуатации до ремонта при заданной интенсивности или предельную годовуюинтенсивность движения автомобилей при заданном сроке службы. Именно последнийслучай был принят во внимание при определении параметра по интенсивности (втабл. 3), исходя из заданного периода безотказной работы 15 лет.

2. Требования надежности

КДШ должны удовлетворять следующимтребованиям, обеспечивающим их надежную работу.

1. Быть герметичным - непропускать воду на опорные площадки и торцы балок.

2. Обеспечивать комфортный проезд- при движении грузовых транспортных средств вертикальное ускорение груза недолжно превышать 0,6g (g -ускорение свободного падения) во время переезда через шов, а при движениилегковых транспортных средств ускорение пассажира не должно превышать 0,25g.

Примечание. Этому требованию удовлетворяют конструкции,образующие в проезжей части неровность глубиной (высотой) не более 10 мм набазе до 1 м или разрыв шириной до 90 мм.

3. Иметь надежную гидроизоляцию - в зонедеформационного шва вода не должна попадать на плиту проезжей части ивпитываться в нее, вода не должна попадать на контакт бетон-сталь.

4. Иметь надежную анкеровкуокаймления - анкеровка должна выдерживать горизонтальное усилие, равноерасчетной силе тяги, и изгибающий момент в вертикальной плоскости отвоздействия горизонтальной силы с эксцентриситетом и вертикальной нагрузки отоси, установленной в самое неблагоприятное положение.

5. Иметь водоотвод поконструктивным слоям одежды (например, через дренажный слой в уровне бетонного защитногослоя), через водоотводные лотки или дренажные трубки.

6. Работоспособность шва (времяэксплуатации до ремонта) не должна быть меньше срока службы покрытия (времяэксплуатации покрытия до его предельного износа). Срок службы шва (времяэксплуатации до замены) не должен быть меньше срока службы гидроизоляции(времени эксплуатации гидроизоляции до предельного износа).

7. КДШ должны быть технологичными- предусматривать использование специальных машин и механизмов при выполненииработ на каждом этапе: строительства, содержания и ремонта, обеспечиватьобслуживание (уход, профилактику и ремонт) с проезжей части (т.е. сверху).

8. Иметь экономный расход металла- не более 20 кг на 1 пог. м шва на 1 расчетных перемещений.

Для того чтобы все упомянутыетребования можно было реализовать при разработке конструкций и проектировании(привязке к конкретному объекту), чрезвычайно важно иметь отраслевоеметодическое пособие, в котором изложены не только требования, но исоответствующие методические рекомендации.

А.В. КРУЧИНКИН, ЗАВЕДУЮЩИЙЛАБОРАТОРИЕЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МОСТОВ НИЦ «МОСТЫ» ЦНИИС
КМ. АКИМОВА, СТАРШИЙ НАУЧНЫЙ СОТРУДНИК ЛАБОРАТОРИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МОСТОВ

ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ШВЫ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ КОНСТРУКЦИИ НИЦ «МОСТЫ» ОАО ЦНИИС

Деформационные швы (ДШ) наавтодорожных мостах предназначены для обеспечения:

свободных линейных и угловыхперемещений пролетных строений от температурных климатических воздействий ивременных подвижных нагрузок;

плавности и бесшумности проездатранспорта; недопущения стоков воды с проезжей части на нижерасположенныеконструкции моста.

Кроме того, конструкциидеформационных швов должны обладать:

- ремонтопригодностью, т.е.доступной и нетрудоемкой заменой быстроизнашивающихся или случайно поврежденныхпри эксплуатации элементов;

- технологичностью и несложностьюзаводского изготовления с поставкой на строительство мостов элементов и блоковмаксимальной заводской готовности;

- надежным и долговечнымобъединением ДШ с конструкциями пролетных строений и устоев;

- технологичностью установки намонтаж; простотой эксплуатации.

Деформационные швы должныизготавливаться, как правило, из отечественных материалов, стойких против:быстрого износа и воздействия на них агрессивных стоков с проезжей части;низких и высоких температур (в т. ч. температур горячих асфальтобетонныхсмесей); солнечной радиации; ударных и вибрационных подвижных нагрузок.

При проектировании мостовнеобходимо стремиться к минимальному количеству деформационных швов за счетприменения неразрезных систем и объединения разрезных пролетных строений втемпературно-неразрезные плети.

Вышеперечисленным требованиям вдостаточной степени отвечают конструкции деформационных швов, разрабатываемыеНаучно-исследовательским центром «Мосты» ОАО ЦНИИС. Большинство из них прошлопроверку временем на реальных объектах, т.е. на автодорожных и городскихмостах, проектируемых в НИЦ «Мосты», Союздорпроекте, Проекткоммундортрансе.

Л.В. КРУЧИНКИН, ЗАВЕДУЮЩИЙЛАБОРАТОРИЕЙ
К.М. АКИМОВА, СТАРШИЙ НАУЧНЫЙ СОТРУДНИК ЛАБОРАТОРИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МОСТОВ НИЦ«МОСТЫ» ЦНИИС

ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ И ВОДООТВОД

В современном отечественном изарубежном мостостроении применяют гидроизоляцию четырех типов:

1) мастичную;

2) рулонно-мастичную;

3) рулонную самоклеящуюся;

4) рулонную наплавляемую.

Гидроизоляция мастичнаябитумно-резиновая по ГОСТ15836-79 и мастичная на основе полимербитумных вяжущих (ПБВ) отличаютсясравнительно невысокой стоимостью и простотой нанесения на поверхность плиты,при наличии соответствующих механизмов. Мастичная гидроизоляция на основе ПБВразработана НИЦ «Мосты» совместно с Мордовавтомостом и применяется на вновьстроящихся и реконструируемых мостах Мордовской Республики. Там на базеМордовавтомоста организовано ее приготовление и укладка по Технологическомурегламенту, согласованному с Росавтодором.

К недостаткам этого типагидроизоляции следует отнести необходимость централизованного приготовления настационарном оборудовании и трудность перевозки к месту укладки в специальныхемкостях, имеющих подогрев и механизм перемешивания.

Мастичная полиуретановаягидроизоляция холодного отверждения «Рабберфлекс-55» отечественногопроизводства прошла лабораторные и производственные испытания на опытномобъекте Мосавтодора. Весной 2004 г. НИЦ «Мосты» ОАО ЦНИИС совместно спредприятием «ТемпСтройСистема» и заказчиком произведет обследование еесостояния и в случае получения положительных результатов будет рекомендовать еедля широкого применения в мостостроении.

Рулонно-мастичная отечественнаягидроизоляция «Поликров» разработана ЗАО «Поликров-ЧРЗ» совместно с НИЦ «Мосты»(патент № 2181131 от 10.04.2002 г.) и применена на ряде мостов с металлическойортотропной и железобетонной плитами проезжей части. Гидроизоляция созданаспециально для мостостроения, отвечает всем требованиям к гидроизоляции мостови отличается высокими техническими показателями и технологическими свойствами,облегчающими производство работ по устройству гидроизоляции. Основныетехнологические свойства данного материала:

- эластичность. Относительноеудлинение при разрыве составляет 300-400 %; это свойство гидроизоляции оченьценно для обеспечения долговечности системы при деформациях основной несущейконструкции от знакопеременных нагрузок;

- высокая адгезия к металлу, бетонуи асфальту. Сопротивление сдвигу в системеметалл(бетон)-гидроизоляция-асфальтобетон, соответствующее горизонтальным силамэкстренного торможения и резкого трогания с места транспортных средств в 4,6раза превышает расчетный нормативный показатель, что обеспечивает надежнуюсовместную работу всех слоев системы мостового полотна;

- морозостойкость до -60°Собеспечивает применение ее в любой строительно-климатической зоне. Работы поустройству

- гидроизоляционной системы «Поликров»можно проводить при отрицательных температурах воздуха до -20°С;

- термостойкость до +140°Спозволяет производить укладку горячих асфальтобетонных смесей;

- химическая стойкость к действиюагрессивных водных растворов (солей, кислот, щелочей), водонепроницаемость истойкость к атмосферным воздействиям обеспечивают высокие антикоррозионныесвойства гидроизоляции и позволяют использовать ее при временной консервациинедостроенных объектов;

- мастичные составы гидроизоляцииоднокомплектны, не требуют предварительного разогрева, поэтому весьматехнологичны и пожаробезопасны в работе.

Положительные результаты полученыпри лабораторных испытаниях рулонной самоклеящейся гидроизоляции и рулоннойдвухслойной (сплокированной) гидроизоляции, в которой верхний слой толщиной 1,5- 2 мм - изоляционный на каучуковой основе, а нижний - адгезионный наполимербитумной основе наплавляется на поверхность железобетонной илиметаллической плиты специальным агрегатом с электроподогревом. Прогнозируемаядолговечность гидроизоляции под асфальтобетонным покрытием порядка 50 лет.

Что касается проектированияводоотвода автодорожных и городских мостов следует предусматривать эффективныйи быстрый сток ливневых и снеговых вод с проезжей части и тротуаров за счетпоперечных и продольных уклонов. Их можно предусматривать односторонними илидвухсторонними. При наличии продольных уклонов на проезжей части водоотводможно решить проще всего, без каких-либо дополнительных затрат, если поперечныеуклоны на тротуарах сделать в сторону проезжей части. В данном случае на стыкеуклонов образуется лоток, по которому вода стекает за пределы моста в одну илиобе стороны.

На широких и длинных городскихмостах поток воды во время сильного ливня может создать препятствие движениютранспорта и пешеходов. В данном случае устраивают водоотводные трубы с лоткамипо низу конструкции пролетного строения. При поперечном уклоне в одну сторону ина проезжей части и на тротуаре воду отводят по металлическим лоткам,располагаемым по обе стороны мостового полотна. Водосток по лоткам требуетухода-очистки их с помощью напорной воды (например, от пожарной машины) илипродувкой сжатым воздухом от компрессора на автомобильном ходу.

М.А. ОВЧИННИКОВ, ДОЦЕНТ КАФЕДРЫ«АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ» САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГОАРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА

ПРИМЕНЕНИЕ САПР ROBURПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И РЕМОНТЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

В настоящее время многиедорожно-строительные организации имеют в своем составе проектно-изыскательскийотдел, выполняющий геодезическую подготовку, контрольные обмеры иисполнительную съемку. Работа такого отдела имеет ряд особенностей:

- оперативность;

- высокая степень детализациипроекта;

- поиск наиболее эффективныхрешений;

- отслеживание динамикистроительства объекта. Специфика решаемых проблем состоит в том, что проектныйотдел должен одновременно обслуживать несколько строящихся объектов,находящихся на значительном расстоянии от офиса и друг от друга, что затрудняетпередачу данных изысканий и замедляет время реагирования.

Для решения классических задачкамеральной обработки, проектирования и выноса проекта в натуру, как правило,используют различные программные продукты, частично реализующие в той или инойстепени необходимые функции. Однако ни один из известных программных продуктовне позволяет полностью учитывать специфику решаемых задач строительства,реконструкции и ремонта дорог, особенно в условиях городской застройки.

Таким образом, отсутствие единойинформационной платформы не позволяет эффективно передавать данные и использоватьсуществующие программные средства, создает неудобства при строительстве изамедляет принятие решений.

Для автоматизации геодезическогосопровождения строительства автором были разработаны дополнительные модули кпрограммному комплексу Robur,обеспечивающие сквозной технологический процесс от обработки материаловизысканий до выноса проекта в натуру и последующего контроля за состояниемобъекта в течение гарантийного срока обслуживания.

Основное отличие от существующихпрограммных продуктов заключается в наличии механизма организациидвунаправленной динамической связи непосредственно между строительной площадкойи офисом компании.

Результаты обмеров цифровымтахеометром первично обрабатываются портативным компьютером непосредственно настроительной площадке. Затем координаты, отметки и семантические коды точекпередаются при помощи мобильной связи и в офис, где они проходят последующуюобработку и помещаются в графико-семантическую базу данных.

По материалам съемки создаетсяцифровая модель существующего и проектного рельефа, конкретизируетсягоризонтальная и вертикальная планировки, создаются необходимые отчеты.Результаты обработки съемочных данных передаются из центрального офиса припомощи мобильной связи на строительную площадку и могут быть непосредственновведены в бортовой компьютер укладчика, ориентированного на использованиелазерной системы ориентации в пространстве.

Рис. 1. Структура программного комплекса Robur

Программный комплекс Robur имеет ряд функций,расширяющий возможности продукта и позволяющий автоматизировать следующиеработы:

- создание экспресс-проектов;

- вынос проектов в натуру;

- выполнениеконтрольно-исполнительных съемок. Экспресс-проектирование. Вдорожно-строительной практике часто необходимо решать задачи организации вертикальнойпланировки непосредственно на строительной площадке. Традиционно такие задачирешались приближенными способами, что, в конечном счете, являлось причинойобразования луж на поверхности покрытия.

Так, при ремонте городских улиц продольныйпрофиль создается из условия привязки границ тротуара к фиксированным отметкамцоколя существующей застройки. В этом случае строитель должен решить трипроблемы:

- выйти на заданные отметки пограницам тротуаров;

- обеспечить водоотвод;

- удовлетворить требованиям СНиП.

Аналогичная задача возникает ипри проектировании выравнивания покрытия. Толщина слоев асфальтобетона не можетбыть меньше расчетной, но и не должна превышать некоторую разумную величину изсоображений экономии.

Методика экспресс-проектирования,реализованная в программном комплексе Robur, позволяет математически точно рассчитать отметки,положение колодцев и водоразделов и вынести их в натуру при помощи цифровыхгеодезических приборов.

Вынос проекта в натуру. Пристроительстве и ремонте дорог, из-за отклонений отметок уложенного покрытия ототметок проектной поверхности, часто возникает, так называемая, «волна». Если скороткой волной успешно справляется современная дорожностроительная техника, тос длинными волнами можно бороться только при помощи средств геодезии.

Использование единойпространственной модели дороги, реализованной в Robur, позволяет с высокой точностьюопределять проектные отметки в любой точке укладываемого покрытия. По проектнымотметкам, с использованием цифрового нивелира, устанавливается «струна» дляукладчика или, непосредственно на существующее покрытие, выносятся рабочиеотметки для фрезы.

Применение такой технологиизначительно повышает ровность укладываемого покрытия, а следовательно, егоэксплуатационные характеристики.

Контрольно-исполнительная съемка.САПР Robur имеетспециальные функции для обработки материалов послойной съемки возводимойконструкции дорожной одежды. Эти механизмы предназначены для выполнениясистематического анализа и контроля за процессом производства работ.

По данным исполнительной съемкиможет быть построен ряд коллинеарных профилей, отражающих состояние дел натекущий момент времени, подсчитаны объемы материалов и проанализированаровность покрытия. Регулярное выполнение исполнительной съемки и ее последующаяобработка во время строительства и в дальнейший период эксплуатации позволяетформировать банк данных, необходимый для постоянного контроля за состояниемобъекта.

Таким образом, внедрение САПР Robur в процесс производствадорожно-строительных работ позволяет перейти на новый качественный уровень,увеличить производительность труда и сократить сроки строительства.

Практика автоматизированногопроектирования дорог показывает, что при работе над объектами со сложнойпространственной геометрией целесообразно иметь возможность одновременногоредактирования плана профиля и поперечников. Продольный профиль часто не можетбыть запроектирован без учета условий на поперечниках по всей длине трассы. Притрадиционной технологии исполнитель вынужден постоянно переключаться с задачипроектирования продольного профиля на проектирование поперечников, что являетсяисточником появления возможных ошибок.

Для работы над проектамиавтомобильных дорог целесообразно использовать пространственную модель объектакоридорного типа, состоящую из набора характерных линий, заданных смещениями отоси в плане и отметками в профиле. Характерными линиями являются:

ось дороги;

бровки;

кромки;

низ и верх бордюра;

линии границ разделительнойполосы, газонов и тротуаров.

В процессе проектированиясоздается набор данных, определяющий горизонтальную и вертикальную геометриюдороги.

Для решения поставленных задачнаучно-производственной фирмой «ТОПОМАТИК» была разработана методикапространственного моделирования и на ее основе создан программный продукт Robur, предназначенный длярешения комплекса дорожных задач от обработки материалов изысканий до выносапроекта в натуру. Применение Roburобеспечивает сквозную безбумажную технологию проектирования и строительствадорог, а также осуществления контроля за их качеством.

И.Д. САХАРОВА, ФГУП «СОЮЗДОРНИИ»
МОСТОВОЕ ПОЛОТНО. СОВРЕМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ

Долговечность и эксплуатационныепоказатели мостовых сооружений в значительной мере определяются параметрами,характеристиками и состоянием мостового полотна.

В практике проектирования истроительства до недавнего времени поперечное сечение проезжей части итротуаров осуществляют с устройством переломов на стыке проезжей части итротуаров при выполнении их в одном уровне.

При такой компоновке поперечногосечения в месте перелома профиля, как правило, перед ограждениями со стороныпроезжей части происходит отложение грязи, что приводит к застаиванию воды вэтих створах, просачиванию ее через дорожную одежду на уровень гидроизоляции.Если в последней имеются дефекты, то вода проникает в плиту проезжей части,следствием чего является деструкция бетона, коррозия металла, арматуры. Если жегидроизоляция изъянов не имеет, застаивающаяся на ее уровне вода приводит ктому, что конструкция дорожной одежды работает как на упругой подушке, зимойвода замерзает, происходит расслаивание дорожной одежды, в результате срок ееслужбы существенно сокращается.

В целях улучшения состоянияпроезжей части целесообразно не устраивать переломов профиля на стыке проезжейчасти и тротуаров, принимая постоянный уклон до перил. Перила необходимоустанавливать на цоколь для того, чтобы не было стока воды на сторону. В этомслучае рабочие службы эксплуатации при уборке грязи не будут подвергатьсяопасности, находясь на тротуаре.

Конструкции дорожной одежды нa мостовых автодорожныхсооружениях выполняют в настоящее время, как правило, многослойными, состоящимина железобетонных и сталежелезобетонных пролетных строениях из бетонноговыравнивающего слоя гидроизоляции, бетонного армированного защитного слоя идвухслойного асфальтобетонного покрытия. Многослойность дорожной одежды,применение материалов разной природы, разных технологий приводит к неоправданнозатянутому периоду ее устройства, требует использования труда разныхспециалистов. Как правило, завершение строительных работ на объекте приходитсяна конец осени, поэтому качество конструкции, как правило, не высоко.

Данная конструкция дорожнойодежды является архаичной и практически нигде, кроме государств постсоветскогопространства, не применяется.

Переход от сборных конструкцийпролетных строений к монолитным исключает необходимость устройствавыравнивающего слоя, что существенно повышает качество и надежность дорожнойодежды на мостовых сооружениях.

В зарубежной практике неустраивают бетонных защитных слоев, укладывая асфальтобетонное покрытиенепосредственно на гидроизоляцию. При таком техническом решенииасфальтобетонное покрытие получает хорошее сцепление с гидроизоляцией, а какизвестно, с наличием сцепления между всеми слоями дорожной одежды еенапряженное состояние при температурных воздействиях и действии временнойподвижной нагрузки существенно ниже. При сцеплении уменьшается количество путеймиграции просачивающейся через покрытие воды, что обеспечивает болеепродолжительные сроки службы асфальтобетонного покрытия.

Таким образом, современнаяконструкция дорожной одежды состоит из гидроизоляции и двухслойногоасфальтобетонного покрытия. Толщина покрытия увеличена по сравнению с нынеприменяемой на величину защитного слоя.

На стальной ортотропной плитеконструкция дорожной одежды в известных технических решениях состоит иззащитно-сцепляющего слоя, выполняющего функции защиты металла от коррозии(может быть и самостоятельный антикоррозионный слой), и вовлеченияасфальтобетонного покрытия в совместную работу с листом ортотропного настила.Последнее может быть достигнуто при склейке материала защитно-слепляющего слояс асфальтобетонным покрытием.

В России с 1996 г.защитно-сцепляющий слой выполняют из наплавляемого рулонного гидроизоляционногоматериала. На железобетонной, и ортотропной плите основными элементамиконструкции дорожной одежды являются гидроизоляционный материал иасфальтобетонное покрытие, и основная проблема в получении надежной конструкции- обеспечение их приклеивания к основанию, склеивания между собой и достижениекачественного уплотнения асфальтобетонного покрытия путем исключения егосдвигов в процессе уплотнения на достаточно деформативном гидроизоляционномматериале. Эта задача успешно решена созданием и широким применением рулонныхнаплавляемых битумно-полимерных материалов: Мостопласт (ТУ5774-025-01393697-99) и Техноэластмост «Б» «С» (ТУ 5774-004-00287852-00). Этиматериалы обладают высокой адгезией к бетону и металлу, высокой прочностью,необходимой деформативностью, хладо- и теплостойкостью. При укладке на нихасфальтобетона достигается его необходимое уплотнение и сцепление.

Мостопласт и Техноэластмост из всех известныхгидроизоляционных материалов обладают самой высокой долговечностью из-занестарения битума (0 % в год), в связи с чем их прогнозируемая долговечностьсоставляет порядка 100 лет. Практика эксплуатации конструкций дорожных одежд сгидроизоляцией из мостопласта показала на протяжении более 6 лет отсутствие трещинв уплотняемом асфальтобетонном покрытии.

За рубежом на мостовыхсооружениях, как правило, в конструкциях дорожных одежд применяют литыеасфальтобетоны. Их преимущество состоит в большей деформативности по сравнениюс уплотняемыми асфальтобетонами, большей износостойкости, более высокойремонтопригодности. Одним из главных их достоинств является более низкий модульдеформации, что при работе их в конструкции дорожных одежд приводит к меньшемунапряженному состоянию и позволяет выполнять конструкцию покрытия меньшейтолщины, чем при выполнении его из уплотняемого асфальтобетона (до 1,5 раз).Это, в свою очередь, приводит к снижению веса дорожной одежды и облегчениюнесущей конструкции пролетного строения.


Отечественные рулонные гидроизоляционныематериалы

Наименование материала, марка, ТУ

Завод-изготовитель

Характеристики материала

Толщина, мм

Армирующая ткань

Прочность при разрыве, Н/50 мм

Деформативность, %

Температура хрупкости, °С

Теплостойкость, °С *-» не ниже

Испытание на продавливание

Изопласт

ЭКП - 5.5

ЭМП-5

ТУ 5774-005-05766480-95

г. Кириши Ленинградской обл., з-д «Изофлекс»

5,3

4,8

Полиэстер

600

600

30

30

-25

-25

120

-

Мостопласт

ТУ 5774-025-0139697

Завод «Изофлекс»

5,3

Полиэстер

1000

35

-32

130

155*)

+

Рубитексмост

ТУ 5774-003-00289973-95 с изм, № 1

Завод «Оргкровля» г. Рязань

5,0

Полиэстер

735

40

-32

85

-

Бимостэл

БМ-95БМ-120

ТУ 5774-047-0028739-99

Завод «Кровля» г. Учалы Башкортостан

5,0

Полиэстер

600

900

20

-25

95

120*)

+

Дальмостопласт

ДМ-2

ДМ-3

ТУ 5774-001-00287898-98

ХКРЗ, г. Хабаровск

4,5

5,0

Полиэстер

600

900

30

30

-25

-32

90

90

-

+

Атаклонмост

Б 25

Б 32

ТУ 5774-002-00287906-99

Завод «Омск-кровля» г. Омск

 

Полиэстер

600

20

-25

-32

85

85

-

-

Техноэластмост Б

С

ТУ 5774-004-00287852-00

Завод «Технофлекс» г. Рязань

4,5

5,0

Полиэстер

600

1000

20

-35

100

155*)

+

Люберитмост

ТУ 5774-003-18060333-2000

Завод «Люберит», Моск. обл.

4,5

Полиэстер

600

20

-35

85

Бистерол-мост

А

Б

ОАО «Альтея» г. Казань

5,0

4,5

Полиэстер

1000

600

20

-25

130

90

+

*) Для укладки на гидроизоляцию литого асфальтобетона.


В России литой асфальтобетонпока, практически, не имеет применения. Он использован лишь на мосту через р.Волгу у г. Саратова, р. Неву у пос. Марьино, на разводном пролете моста им. Ал.Невского в Санкт-Петербурге (по технологии финской фирмы Лемминкяйнен) и наТроицком мосту через р. Неву в г. Санкт-Петербурге (по технологии АБЗ-1 г.Санкт-Петербурга). Применение конструкции дорожной одежды с литымасфальтобетоном требует, чтобы материал гидроизоляции позволял производить нанего укладку литой асфальтобетонной смеси с температурой 200-220°С. В 2002 г.на заводах «Изофлекс» и «Технофлекс» были изготовлены новые гидроизоляционныематериалы, позволяющие применять их в дорожных одеждах с литым асфальтобетоном.Они изготовлены на основе Мостопласта (Мостопласт-Л) и Техноэластмоста.

Для мостовых сооружений,возводимых в различных регионах страны, разработан и поставлен на производстворяд гидроизоляционных материалов нового поколения, применение которыхобеспечивает надежную защиту несущих конструкций от протечек воды.

В целях повышения долговечностиконструкции дорожной одежды сотрудниками Союздорнии разработана системадренажа, обеспечивающая вывод воды, проникшей через дорожную одежду на уровень гидроизоляции.Система дренажа включает в себя дренажные трубки, проходящие через плитупроезжей части, верх которых совпадает с верхом гидроизоляции, и системупоперечных и идущих вдоль пролетного строения дренажных каналов, располагаемыхв самых низких сечениях плиты проезжей части. Дренажные каналы размещают втолще защитного слоя гидроизоляции или нижнего слоя асфальтобетонного покрытияпри отсутствии защитного слоя. Их выполняют из одномерного щебня, зернакоторого соединены эпоксидным компаундом.

Устройство системы дренажаобеспечивает продление срока службы дорожной одежды на мостовых сооружениях в2-2,5 раза.

И.Д. САХАРОВА, ФГУП «СОЮЗДОРНИИ»
УДАЛЕНИЕ ВОДЫ С МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ

Эксплуатационная надежностьмостовых сооружений в значительной мере определяется состоянием проезжей части- отсутствием отложений грязи, удобством и безопасностью ее уборки службамиэксплуатации, отсутствием застоя воды на проезжей части и тротуарах, а также науровне гидроизоляции - в толще дорожной одежды. Удаление воды с уровнягидроизоляции обеспечивает продление срока службы дорожной одежды в 2-2,5 раза.Для быстрого удаления воды с поверхности проезжей части пролетному строениюследует придавать продольные уклоны не менее 5 %. Практика проектирования иэксплуатации показывает, что, как правило, требование о расположении мостовыхсооружений на продольном уклоне нарушается.

В поперечном сечении пролетноестроение выполняют с двухсторонним уклоном. На проезжей части в сторонутротуаров, на тротуарах устраивают уклон в сторону проезжей части. В местепереломов уклона, как правило, по линии установки ограждений или перед ними состороны проезжей части происходит отложение грязи, что приводит к застаиваниюводы в этих створах, просачиванию ее через дорожную одежду на уровень гидроизоляции.Далее процесс разрушения конструкций происходит в двух направлениях. Черездефекты гидроизоляции вода проникает в плиту проезжей части, следствием чегоявляется деструкция бетона, коррозия металла, арматуры. Удерживаемая поверхгидроизоляции, застаивающаяся на ее уровне вода приводит к тому, чтоконструкция дорожной одежды, во-первых, работает как на упругой подушке,во-вторых, зимой вода замерзает и происходит расслаивание дорожной одежды, врезультате срок службы ее существенно сокращается.

В целях улучшения состоянияпроезжей части целесообразно не устраивать переломов профиля на стыке проезжейчасти и тротуаров, принимая постоянный уклон до перил. Перила необходимоустанавливать на цоколь с тем, чтобы не было стока воды на сторону. В этом случаерабочие службы эксплуатации при уборке грязи не будут подвергаться опасности,находясь на тротуаре.

В любом случае вода, попавшая напроезжую часть в виде дождя, от таяния снега или полива должна удаляться засчет продольного стока и испарения. При этом следует помнить, что любаяконструкция деформационного шва является поперечным лотком, перехватывающимпродольно текущую воду, поэтому следует обеспечивать прием этой воды и сброс еена сторону. Для этого на опорах целесообразно устанавливать вертикальные трубы,по которым вода будет уходить вниз. В трубах обязательно должны устраиватьсясмотровые люки для их очистки в случае засорения или замерзания воды.

Воду с проезжей части традиционноудаляют с помощью водоотводных трубок, причем в СНиП 2.05.03-84 имеется запись о том, что при наличиигидроизоляции постановка водоотводных трубок обязательна. Такая записьпреследует вывод воды с уровня гидроизоляции через прорези в воронке трубки.Эффективность такого отвода воды невелика, поэтому с устройством современныхсистем дренажа постановка водоотводных трубок представляется не обязательной.Вода с гидроизоляции уйдет через дренажную систему, поверхностная вода илииспарится, или уйдет по уклону.

При рекомендованной выше компоновкепоперечного сечения без перелома профиля целесообразно сбрасывать воду насторону через прорези в цоколе с образованием в них поперечного лотка,исключающего затекание воды на фасадные поверхности. Шаг таких прорезей зависитот продольного уклона и составляет 3-9 м. Разумеется, сброс воды на сторону смоста должен быть согласован с экологическим службами, а при организации сбросаводы с путепровода следует лотки располагать за пределами проезжей части итротуаров пересекаемой дороги.

Общим случаем водоотвода намостах следует считать сток ее по продольному уклону на подходы с последующимсбросом по конусу насыпи телескопическими лотками. При этом лотки следуеторганизовывать сразу за окончанием открылка моста, поверхность обочины в этомместе должна быть укреплена и иметь направляющий бортик с тем, чтобы вода нерастекалась неорганизованно по конусу насыпи.

При организации сброса воды впоперечных разрывах в цоколе на краю пролетного строения на конусе должны бытьустроены продольно ориентированные лотки во избежание повреждения конусападающей из прорезей водой. Следует иметь в виду, что практика устройствапродольных лотков под водоотводными трубками под пролетным строением или подпоперечными лотками на краю пролетного строения отрицательна. Практически ниодин из организованных продольных лотков в стране свое назначение не оправдал.Лотки забиваются грязью, доступ к ним практически отсутствует, эксплуатация ихне ведется. Для нормального функционирования лотков, которые отводят не тольководу, но и грязь их продольный уклон должен быть не менее 100 %. Устройствопродольных лотков может быть допущено и оправдано только на больших мостах, гдеустановлены системы очистки стоков, где организована эксплуатация этих лотков.

Необходимо обратить внимание наорганизацию водоотвода на мостовых сооружениях, расположенных на значительныхуклонах. В этом случае следует выполнить перехват воды с верховой насыпи намостовое сооружение или с мостового сооружения на насыпь.

Перед (за) сооружением наподходах к нему следует организовать перехват воды поперечными лотками страпами (одним, двумя с шагом 10 м), проходящими по всей ширине насыпи иотводящими воду в телескопические лотки, расположенные на откосах подходов.

Для вывода воды с уровнягидроизоляции в пониженных местах пролетного строения в продольном направлении(в месте перелома уклонов, у цоколя под перилами при отсутствии перелома), вместах перед приливами у деформационных швов с низовой по уклону стороныследует устраивать дренаж. Дренаж выполняют в толще бетонного защитного слоягидроизоляции или нижнего слоя покрытия при отсутствии защитного слоя. Дренажсостоит из дренажных трубок и дренажных каналов (патент № 2205913). Дренажныетрубки имеют верх в уровне верха гидроизоляции. Их диаметр 25 - 60 мм. Низдренажных трубок должен быть ниже уровня низа плиты проезжей части не менее чемна 50 мм. Дренажные трубки над опорами должны выводить воду за грань головнойчасти опоры во избежание ее замачивания. Их длина может достигать 2 и болееметров. Дренажные каналы пористой структуры выполняют шириной 100-150 мм, какправило, применяя чистый щебень или гравий, скрепленный эпоксидным компаундом.

Дренаж эффективно работает илетом, и зимой. Впервые примененный в отечественной практике мостостроения в1996 г. этот способ вывода воды из толщи дорожной одежды завоевал широкоеприменение в стране и оказался эффективным мероприятием для продления сроковслужбы дорожных одежд на мостовых сооружениях.

В.М. ПОСПЕЛОВ,
ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР ООО «МФ МОСКВА-МАУРЕР-МОСТ»

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ МОСТОВЫХ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ,ПРИМЕНЯЕМЫХ НА ДОРОГАХ С ИНТЕНСИВНЫМ ДВИЖЕНИЕМ. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИДЕФОРМАЦИОННОГО ШВА

Долгие годы в нашей странетребования к потребительским свойствам деформационных швов не менялись, какследствие - отечественные швы, такие, как К-8 или швы с перекрывным листомимеют ряд недостатков и сейчас на многих мостах меняются на зарубежныеконструкции.

Массовое применение новыхимпортных конструкций деформационных швов началось в период реконструкцииМосковской кольцевой автомобильной дороги. В 1995 г. было принято решениеустанавливать на скоростной автомагистрали деформационные швы так называемого«коврового типа». Данные

Рис. 1.Разрушение шва типа «Waboflex»с образованием сквозного отверстия

деформационные швы представляютсобой резинометаллические элементы длиной 1,5 - 2,0 м, стыкуемые между собойпосредством клеевого соединения. Крепление данных деформационных швовосуществляется при помощи болтового соединения: в бетонное основаниевклеивается шпилька, и при помощи гаек резинометаллические элементыпритягиваются к бетонному основанию. Наиболее значительными представителямиданных деформационных швов являются деформационные швы «Waboflex» и «Transflex». На МКАДе устанавливалисьдеформационные швы данных конструкций производителей разных стран: Англии,Италии, России. Практически все деформационные швы дали протечки в первый жезимний период. За счет больших динамических нагрузок, несмотря на все принятыемеры к предотвращению самоотвинчивания, крепление деформационных швов начиналоослабевать (рис. 1).

В результате этого, поддеформационные швы попадала вода, которая в зимний период в процессепопеременного замораживания и оттаивания разрушала выравнивающие полимербетонныйи бетонный слои под деформационными швами. Шпильки, вклеенные в бетон, сталиослабевать и вырываться из бетона, вследствие чего целые секции деформационныхшвов отрывались, что создавало аварийную ситуацию на дороге. В срочном порядкеучастки, где вырывались деформационные швы, временно заливались литымасфальтом. Попытки отремонтировать деформационные швы не приводили к желаемымрезультатам. Практически сразу деформационные швы вновь давали протечки.Сложившаяся ситуация в течение 2 - 3 лет заставила провести замену

Рис. 2. Примерразрушения шва типа «BJ».

Разрушение окаймления шва иполимерно-бетонного основания деформационных швов типа «Waboflex» и «Transflex» на деформационные швы типа «BJ» и «Betoflex».

Отличительной особенностью данных деформационныхшвов является крепление конструкции деформационного шва в уровнеасфальтобетонного покрытия при помощи полимерно-бетонного состава. Но и этидеформационные швы имеют недостатки. Разрушение полимерно-бетонного состава, засчет которого держится данная конструкция, приводило к многократно возрастающимнагрузкам на металлические профили и на сварные швы их соединения. В результатеэтого сварные швы не выдерживали нагрузки, и происходило разрушениедеформационного шва с вырывом участков металлических профилей (рис. 2).

Из известных конструкций наиболееудачной является конструкция деформационного шва с металлическим окаймлением ирезиновым ленточным компенсатором по типу швов «МАУРЕР». При строительстветретьего транспортного - кольца в г. Москве было принято решение применять, какнаиболее надежную конструкцию деформационных швов типа «MAURER» (рис. 3).

Рис. 3.Конструкция крепления деформационного шва «MAURER»

Данная конструкция обеспечивает прочноекрепление металлических элементов деформационных швов с бетоном плитыпролетного строения посредством объединения в единую железобетоннуюконструкцию. Водонепроницаемость шва обеспечивается за счет применениярезинового неопренового ленточного компенсатора. Специальная форма компенсатораобеспечивает очень эффективное крепление в замке концевого металлическогопрофиля без использования винтов или заклепочных соединений.

Высокая стоимость импортныхдеформационных швов и большие объемы мостовых сооружений на Третьемтранспортном кольце в г. Москве привели к тому, что в 1998 г. принято решениесоздать специализированную фирму по изготовлению и установке этихдеформационных швов в России. Таким образом, была образована фирма ООО«Мостостроительная фирма «Москва-Маурер-Мост», которая в тесном сотрудничествес немецкой фирмой «Maurer Sohne»по ее лицензии и с использованием импортных металлических и резиновых профилейосвоила производство деформационных швов типа MAURER. Специалисты фирмы ООО «МФ«Москва-Маурер-Мост» прошли обучение в Германии на строительной площадке изаводе фирмы «Maurer Sohne».ООО «МФ Москва-Маурер-Мост» изготавливают из металлических и резиновых профилейфирмы «Maurer Sohne»и осуществляют привязку к конкретному объекту с монтажом деформационных швовтакой конструкции на перемещения 50, 80 и 160 мм. Наши деформационные швыотечественного производства изготавливают по техническим условиям,разработанным в Росдорнии и согласованным в Росавтодоре.

Учитывая, что стоимостьдеформационных швов составляет порядка 1-2 % от стоимости всего строительства,было бы непредусмотрительно при выборе этих важных для нормальной работы идолговечности сооружения конструкций принимать во внимание только цену.Экономия на начальном этапе может повлечь значительные затраты при выходевыбранной системы из строя. Все чаще в последнее время применяются неразрезныесистемы, но есть преимущества и у разрезных - это небольшая стоимость, высокаязаводская готовность конструкций пролетов, удобство транспортировки и монтажа.Чтобы полнее использовать достоинства таких конструкций, успешно применяютсятемпературно-разрезные цепи. Эта схема позволяет свести количестводеформационных швов к минимуму. Работа такой цепи позволяет «собирать»температурные перемещения со всех разрезных пролетов, как правило, от центра кустоям, а на вертикальную нагрузку пролеты работают как разрезные. Вместе стем, при данной конструкции моста на порядок возрастают продольные перемещения,что требует применения по концам более подвижных деформационных швов и опорныхчастей.

Для температурно-неразрезной цепинеобходимо устройство опорных частей, работающих на большие перемещения. Такиеопорные части существуют - это стаканные, сферические, шаровые опорные части,но они очень дороги, а при условии установки под каждую балку стоимость заметновозрастает. Применение резиновых опорных частей больших размеров (РОЧ БР) могутобеспечить большие перемещения и сравнительно недорогую цену относительно техже стаканных или сферических опорных частей. Таким образом, швы со щебеночнымзаполнением в местах объединения пролетов, деформационные швы, состоящие изметаллических профилей, заанкеренных в бетон, и объединенных резиновымкомпенсатором в местах сопряжения мостовых переходов с подходами и резиновыеопорные части больших размеров являются оптимальным решением длятемпературно-неразрезных цепей*.

*) Главнымнедостатком резиновых опорных частей (РОЧ) является неопределенностьраспределения усилий между ними, особенно при применении многопролетных систембольшого габарита. Кроме этого, у РОЧ отсутствует возможность восприятиявертикальных и угловых перемещений концов пролетных строений. Это приводит кперегрузке крепления деформационных швов и к преждевременному выходу их изстроя (Прим. ред.).

 

1 вариант

2 вариант

3 вариант

6 д.ш., перекрытых скользящим листом, опорные части - РОЧ

6 д.ш. MMM D-50 опорные части РОЧ

2 д.ш. МММ D-80 опорные части РОЧ БР

Деф. швы

10,98 м * 6 шт. * 10667 руб. = 702742

10,98 м * 6 шт. * 14600 руб. = 961848

10,98 м * 2 шт. * 14950 руб. = 328302

РОЧ

10 * 5 балок * 1580 руб. = 79000

10 * 5 балок * 1580 руб. = 79000

5 балок * 7 шт. * 1580 руб. = 55300

РОЧ БР

-

-

5 балок * 4 шт. * 5000 руб. = 100000

Итого

782 тыс. руб.

1 млн. 40 тыс. руб.

484 тыс. руб.

В условияхсегодняшнего дефицита финансирования транспортных сооружений возведение мостовиз разрезных, как правило, типовых пролетных строений, с объединением внеразрезную цепь является эффективным решением проблемы стоимости мостового перехода,а в частности, и проблемы количества и качества деформационных швов.

Ниже приведен сравнительныйэкономический анализ установки деформационных швов и опорных частей различныхсистем на мосту через р. Кичера (5 пролетов по 33м) наглядно подтверждаетправильность наших выводов.

Пятилетний опыт эксплуатации(1999-2003гт.) деформационных швов типа MAURER, изготовленных фирмой ООО «МФ «Москва-Маурер-Мост» (МММ D-50, МММ D-80, МММ D-100; МММ DT-160R), на объектах IIIтранспортного кольца в г. Москве (~3000 пог. м), а также на МКАД (~1000 пог.м), установленных в связи с заменой существующих и пришедших в негодностьдеформационных швов других конструкций, убедительно показывает, чтодеформационные швы типа MAURERв настоящее время являются наиболее удачным типом, из ранее применяемыхдеформационных швов, хорошо адаптированным к российским условиям.

Р.А. МУЛЮКИН,
СТАРШИЙ ИНЖЕНЕР ООО МФ «МОСКВА-МАУРЕР-МОСТ»

ОСНОВНЫЕ ВНЕШНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ШВЫ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

Деформационный шов являетсянеотъемлемой частью моста. Он необходим для долговечной эксплуатации мостовогоперехода. При возникновении отказов в работе деформационного шва, быстропрогрессирует разрушение пролетного строения, обнажается арматура, что резкоснижает долговечность всего моста. Деформационные швы являются статически идинамически нагруженными элементами мостов. Они непосредственно подверженывоздействию как температурных, угловых и линейных перемещений, так инепосредственному контакту с колесами транспортных средств, и тем самым силам ивоздействиям, комбинация которых редко встречается в обычном строительстве. Онидолжны быть устойчивыми, как к механическим воздействиям (динамике, ударам,усталости, истиранию), так и химико-физическим воздействиям (зимним реагентам,перепадам температуры). Для того чтобы деформационный шов успешно справлялся снагрузками и воздействиями, к его конструкции должны предъявляться высокиетребования, такие как:

- долговечность и надежность;

- обеспечение герметичности (нанижележащие конструкции не должна попадать вода);

- восприятие необходимыхтемпературных перемещений во всех направлениях;

- обеспечение комфортных условийдвижения через шов;

- устойчивость шва кдинамическому воздействию от транспорта;

- устойчивость конструкции кхимическому воздействию;

- минимальные эксплуатационныерасходы;

- простота и удобство монтажа;

- ремонтопригодность.

Эксплуатация мостов показывает,что большинство конструкций деформационных швов не удовлетворяет этим требованиям.Основной причиной разрушения значительного количества различных типов швовявляется временная нагрузка от транспорта. У резинометаллических швов отпериодического воздействия подвижной нагрузки разбалтывается болтовоесоединение. Особенно это проблема начала проявляться на скоростных магистралях.При появлении колейности в асфальтобетонном покрытии (отчетливо это видно наМКАД) к известным воздействиям добавляется удар колес автотранспортных средство торец шва. При таком воздействии все швы, конструкция которых заанкерена впроезжую часть, очень быстро выходят из строя, даже если шов закреплен спомощью высокопрочных полимерных бетонов (рис. 1).

Рис. 1.Примеры разрушения деформационных швов

Выходом из этой ситуации являетсяусиленная анкеровка шва в конструкцию пролетного строения и устройствопереходной зоны в покрытии непосредственно примыкающей к конструкциидеформационного шва, обладающей повышенной стойкостью к образованию колеи. Насегодняшний момент в пришовной зоне используют полимерно-битумную мастику,фибробетон, полимербетон, литой асфальт, они существенным образом увеличиваютсроки эксплуатации деформационных швов. Лучшим образом зарекомендовали себядеформационные швы «Maurer»,пластинчатые и стержневые анкера жестко крепятся в основной конструкциипролетного строения и на долгий период противостоят динамическому воздействиюот транспорта, даже если появляется колея в асфальтобетоне.

Рис. 2.Конструкции швов заполненного типа

Еще одной причиной разрушения деформационных швовявляется температурное кососимметричное перемещение пролетных строений. Какправило, продольное перемещение вдоль оси моста - основной нормируемыйпараметр, швы компенсируют хорошо, а на кососимметричное и вертикальноеперемещения, как правило, даже не определяемое при проектировании конструкций,швы работают намного хуже. Очень плохо зарекомендовали себя швы со скользящимлистом, жесткое крепление скользящего листа с помощью болтов вызываетперенапряжение в самом листе и в болтовом соединении, начинает ослабевать ивыходит из строя от вертикальных перемещений торцов пролетных строений. Науказанные воздействия лучше работают швы заполненного типа (рис. 2), но ихприменение ограничено небольшими перемещениями и районами с теплым климатом.

Коррозия металла окаймлениясильно влияет на долговечность деформационного шва, так как он находится вуровне верха проезжей части и поэтому сильней, чем металл пролетного строенияподвержен агрессивному воздействию вод и дорожных реагентов. Эксплуатациябольшого количества мостов явно показывает ненадежность швов со скользящимилистами. Коррозия скользящих листов и окаймления, попадание влаги внутрь,увеличивает скорость протекания коррозии и, следовательно, резко снижает срокэксплуатации данного типа шва, Хорошо противостоят коррозии резинометаллическиешвы, так как металл вулканизирован в резину, швы заполненного типа, потому чтометалл находится под мастичным заполнением. Уменьшить воздействие коррозииможно за счет применения высококачественных сталей, нескольких слоев лакокрасочныхпокрытий, оцинковки стальных поверхностей, так же хорошо покрывать металлэпоксидной смолой или вулканизировать в резину. Для более медленного протеканиякоррозии стальных конструкций швов необходимо отказаться от агрессивныхдорожных реагентов в зимний период.

Устройство водоотвода с проезжейчасти мостов в виде продольно-поперечного уклона проезжей части приводит ктому, что вода с поверхности мостовых конструкций неминуемо попадает вдеформационный шов. Если шов не герметичен, то происходит замачиваниенижележащих мостовых конструкций и ускорение их разрушения. Таким образом,водонепроницаемость шва позволит повысить долговечность мостовых конструкций.Для обеспечения герметичности шов, во-первых, должен хорошо восприниматьвнешнюю нагрузку, во-вторых, конструктивно противостоять попаданию воды наторцы пролетных строений, шкафных стенок и внутрь шва. Существенный недостатокрезинометаллических швов - это их плохая герметичность, практически всеэксплуатируемые швы дают протечки, так же плохи швы со скользящими листами,внутрь которых попадает влага и грязь, т.к. усилие, прижимающее скользящий листк поверхности проезжей части слабеет от вертикальных перемещений торцовпролетных строений и от динамических нагрузок от транспортных средств. У швов заполняемоготипа существует проблема качественного монтажа, если мастику уложили во влажнуюнишу или недостаточно нагрели, плохо запасовали компенсатор в зазор междупролетами, то в пустотах скапливается влага и за счет попеременногозамораживания и оттаивания шов начинает выпучиваться и разрушаться. У швов,состоящих из стальных профилей, объединенных резиновым компенсатором, могутвозникать проблемы только в случае, если крепление компенсатора не надежно, онлегко разрушается и его трудно отремонтировать (рис. 3).

Рис. 3.Разрушение компенсатора между окаймлениями деформационного шва

В зарубежных швах проблему быстрой заменыкомпенсатора решили. Конструкция резинового профиля позволяет легко егомонтировать и демонтировать с помощью простых инструментов, специальная формакомпенсатора с тонкой стенкой перед утолщением по краям создаёт эффектзаклинивания и гарантирует качественную герметичность (рис. 4), и даже в случаемеханического повреждения профиль быстро заменяется.

Рис. 4. Схемазамены резинового компенсатора

Эксплуатация автомобильных дорогс высокой загруженностью транспортом выдвигает к деформационным швам требованиезамены и установки конструкций шва участками, или небольшими секциями (на длинуполосы). При этом дополнительная нагрузка ложиться на стыки секций швов. В этихусловиях хорошо себя зарекомендовали деформационные швы типа «Maurer», они изготавливаются в 100 %заводской готовности, могут быть абсолютно любого очертания (рис. 5), имеютвозможность монтироваться на объекте участками, ремонт данных конструкцийпроизводится с верха проезжей части, резина компенсатора меняется только наповрежденных участках.

 

Рис. 5.Конструктивные формы швов «Маurer»

Подводя итоги, можно утверждать, что деформационныйшов является важным элементом мостовой конструкции, обеспечивающейдолговечность сооружения в целом.

1 304
Мне нравится
Комментировать Добавить в закладки

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи.

Пожалуйста зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.