Тема 5: Деформационные швы и сопряжение моста с насыпью

1. Назначение и виды деформационных швов

Под воздействием колебаний температуры воздуха и временных нагрузок торцы разрезных и неразрезных пролетных строений получают перемещения. Для обеспечения свободы этих перемещений проезжую часть разделяют поперечными швами, которые называют деформационными. В разрезных пролетных строениях деформационные швы располагают над промежуточными опорами между торцами смежных пролетных строений. Кроме того, их также размещают в местах примыкания пролетных строений к шкафным стенкам устоев. В температурно-неразрезных и неразрезных пролетных строениях представляется возможным обойтись одним деформационным швом.

Конструкция деформационных швов должна быть водо- и грязе-непроницаемой, и обеспечивать перемещения в заданном диапазоне изменения температуры воздуха. Конструкция деформационного шва влияет на внешний вид покрытия проезжей части, комфортабельность и безопасность движения по мосту, на срок службы моста.

Деформационные швы по внешнему виду и характеру работы подразделяют на закрытые, заполненные и перекрытые.

2. Конструкция закрытого деформационного шва (рис.5.1).

Рис.5.1.Элементы закрытого деформационного шва: 1-покрытие; 2- армирующая сетка; 3- защитный слой; 4- гидроизоляция; 5-отделяющая прокладка; 6-перекрытие зазора; 7- компенсатор; 8 –анкерный стержень; 9- мастика; 10 – пористый заполнитель.

Шов создается в следующем порядке:

1.В выравнивающий слой бетона в зоне шва укладывается компенсатор 7 из оцинкованной стали с анкерным стержнем 8 из круглой стали.

2.По всей верхней поверхности компенсатора укладывается гидроизоляция 4.

3.Полость в изогнутой части компенсатора заполняется упругим пористым заполнителем.

4.Над гидроизоляцией укладывается защитный слой 3 бетона. Над пористым заполнителем – мастика 9.

5.Осуществляется перекрытие 6 зазора над швом и укладка отделяющей прокладки 5 на длине 70- 80 см.Она обеспечивает распределение полного перемежения на этой длине без трещинообразования в асфальтобетоне.

6.Устраивается двухслойное асфальтобетонное покрытие 1, армированное над швом арматурной сеткой 2

Максимальная амплитуда допускаемых перемещений в швах закрытого типа в случае применения неармированного асфальто­бетона составляет 10 мм, в случае армированного 15 мм .

3. Конструкция заполненных деформационных швов(рис. 5.2 и 5.3).

.

К швам заполненного типа относят конструкции с за­полнением мастикой (рис. 5.2) или с резиновыми вкладышами-компенсаторами (рис. 5.3). В заполненных деформационных швах покрытие устраивают с зазором, который впоследствии за­полняют упругим материалом (см. рис. 5.2). Его деформации обеспечивают перемещения торцов пролетных строений.

Рис.5.2.Деформационные швы с заполнением мастикой:

а- при асфальтобетонном покрытии; б- при цементобетонном покрытии с устройством бетонного прилива; в – варианты усиления кромки шва стальным окаймлением

Надеж­ность работы этих швов зависит от материала заполнения и проч­ности кромок. При увеличении зазора создаются условия для раз­рушения кромок цементобетонных покрытий. В связи с этим кром­ки усиливают (рис. 5.2, в) стальными окаймлениями с надежной их анкеровкой. Перемещения, допускаемые на швы с заполнением мастиками, составляют при асфальтобетонном покрытии 12 мм, при цементобетонном—18 мм, при цементобетонном с окаймле­нием— 22 мм.

Деформационные швы с резиновыми компенсаторами (рис. 5.3, а) применяют при перемещениях до 30 мм в мостах и путепроводах I—V категорий и в городах. На дорогах I катего­рии и в городах допускается устройство модульных швов с двумя рядами компенсаторов, обеспечивающих перемещения до 100 мм (рис. 5.3, б).

Рис. 5.3.Конструкции деформационных швов с резиновыми компенсаторами: а-с одним компенсатором К-8; б- с двумя компенсаторами К-8.

Деформационные швы с резиновыми компенсаторами применя­ют в районах с минимальной среднесуточной температурой возду­ха выше температуры хрупкости резины (+5°С).

В настоящее время деформационные швы с резиновыми компенсаторами перестали применять в связи с выявившейся их невысокой долговечностью. Находят применение более совершенные конструкции заполненных швов, разрабатываемых российскими фирмами совместно с германской фирмой Maurer.

В перекрытых швах горизонтальные перемещения тор­цов пролетных строений обеспечиваются изменением положения элемента, перекрывающего зазор, относительно оси шва. Дефор­мационные швы перекрытого типа применяют при перемещениях до 400 мм. Различают следующие их разновидности: с плоским скользящим листом (рис. 5.4, а), со скошенным скользящим листом (рис. 5.4, б), со скошенным «плавающим» скользящим листом (рис. 5.4, в), с консольной гребенчатой плитой (рис. 5.5, а) и со скользящей гребенчатой плитой (рис. 5.5, б).

Деформационный шов с плоским скользящим лис­том (см. рис. 5.4, а) состоит из окаймления 4 с ребрами жест­кости 5 и хомутами, омоноличенного в незабетонированных участ­ках плиты проезжей части, скользящего листа 1, опирающегося на резиновые прокладки 2 и прижатого пружиной 3, и водоотводного лотка 6. Скользящий лист на подвижном конце имеет скос для выдавливания грязи из зазора.

Рис. 5.4. Деформационные швы перекрытого типа:

а—с плоским скользящим листом; б — со скошенным скользящим листом; в — со скошен­ным «плавающим» скользящим листом; 1—скользящий лист; 2—резиновая прокладка;3 — пружина; 4 — окаймление кромки; 5 — ребро жесткости окаймления; 6 — водоотводный лоток

Пружины размещены в обойме, заполненной техническим ва­зелином.

Деформационные швы со скошенным скользящим листом (рис. 5.4, б) и с плавающим листом (рис. 5.4, в) обеспечивают более плавный въезд автомобилей на шов и переме­щения до 300 мм.

Еще более плавный проезд по швам обеспечивают швы с гребенчатыми плитами (см. рис. 5.5), но предельное перемещение, обеспечиваемое ими, составляет 250 мм.

Рис. 5.5. Деформационные швы с гребенчатыми плитами:

а- консольного типа; б-скользящего типа.

При перемещениях более 300 мм применяют более сложные конструкции швов откатного типа.

В последние годы эти деформационные швы перестали использовать в связи с расширением использования универсальных деформационных швов фирмы Maurer.

Деформационные швы являются дорогостоящими и сложными элементами мостового полотна. В связи с этим наметилась тен­денция к сокращению их числа путем применения неразрезных и температурно-неразрезных пролетных строений, обеспечивающих лучшую плавность движения транспортных средств. В неразрез­ных мостах существует минимальное количество деформационных швов. Их устанавливают только между торцами пролетных строе­ний и шкафными стенками устоев. Эти швы обеспечивают плав­ность въезда и съезда на мост и способствуют сопряжению моста с насыпью подходов.