Вопрос 29.(31) Основные системы ж/б мостов и область их применения. Проезжая часть ж/б мостов. Водоотвод. Гидроизоляция. Деформационные швы.

Основные системы железобетонных мостов

В современном мостостроении находят применение балочные, рамные, арочные, комбинированные и вантовые системы мостов.

Балочные разрезные системы (рис.2.1,а) используются для перекрытия пролетов от 6-8 до 30-40 м. Этот тип железобетонных мостов наиболее распространен. Основным достоинством таких мостов является простота их конструкций.

Неразрезные балочные мосты (рис.2.1,6) применяются при пролетах от 30-40 до 100-150 м при достаточно прочных грунтах в основании опор. Такие мосты отличаются повышенной жесткостью и меньшими прогибами от временных нагрузок.

Консольно-балочные мосте с подвесными пролетами применяются редко из-за наличия переломов в эпюре прогибов при прохождении транспорта, а также в силу необходимости устройства дополнительных опорных частей.

Рамные системы целесообразны при пролетах 30-60 м. Они могут быть выполнены с вертикальными (рис.2.1,в) или наклонными (рис.2.1,г) опорами. Второй тип мостов иногда называют "бегущая лань". Они обладают хорошими архитектурными формами и, кроме того, меньше стесняют подмостовое пространство, что немаловажно с точки зрения безопасности движения.

Разновидностью рамной системы являются конструкции- из Т-образных рам, шарнирно соединенных между собой (рис.2.1,д) или имеющих подвесной пролет (рис.2.1,е). Первые обычно называют рамно-консольными, вторые - рамно-подвесными мостами. Такие рамы применяют для перекрытия пролетов от 60 до 120-180 м.

Арочные мосты целесообразно применять при прочных грунтах, так как, являясь распорными системами, перекрывающими пролеты от 100 до 300 м, они требуют устройства дорогостоящих массивных опор. По статической схеме они могут быть бесшарнирными (рис.2.1,ж), двухшарнирными (рис.2.1,з) или трехшарнирными. Шарнирные системы менее чувствительны к осадкам опор, но сложнее по конструкции. Арочные мосты получили широкое рас­пространение в городах благодаря своим архитектурным формам, а также в горных условиях, на скальном основании.

В мостах комбинированных систем за счет совместной работы простых систем, например балки и арки (рис.2.1,и), достигается благоприятное для конструкции распределение усилий. Это создает возможность разработки экономичных конструкций, перекрывающих сравнительно большие пролеты.

Вантовые системы (рис.2.1,к) представляют собой неразрезные балки, поддерживаемые наклонными металлическими вантами, закрепленными на вершинах вертикальных пилонов опор. Пролеты мостов такой системы могут быть от 50-80 до 150-200 м.

В практике находят применение и другие системы железобетонных мостов.

Водоотвод и гидроизоляция проезжей части

В железобетонных мостах водоотвод обеспечивается системой поперечных и продольных уклонов. При этом поперечные уклоны ездового полотна (в том числе и под тротуарными блоками) должны быть не менее 20%о. Продольный уклон назначают по условиям проектирования продольного профиля дороги. Однако его не следует принимать менее 5%о, так как расположение мостов на горизонтальных участках нежелательно.

Рис. 2.2. Водоотводная трубка (а); конструкция гидроизоляции (б): 1 - чугунная трубка, 2 - металлическая решетка, 3 – лоток

4 - асфальтовое покрытие, 5 - защитный слой,

6 - оклеечная гидроизоляция, 7 - выравнивающая смазка

Воду с ездового полотна отводят через водоотводные трубки (рис.2.2,а), лотки и направляют в отверстия (щели) под тротуары или за пределы моста вдоль бордюра (ограждения). Верх водоотводных трубок и дно лотков следует устраивать ниже поверхности, с которой отводится вода, не менее чем на 1 см. Протекающая вода не должна попадать на элементы конструкции, а откосы насыпи должны быть надежно защищены от сосредоточенных водных потоков. Водоотводные трубки должны иметь внутренний диаметр не менее 150 мм, и их следует устанавливать друг от друга вдоль пролета не реже чем через 6 м при продольном уклоне до 5%о и 12 м - при уклонах от 5 до 10%о. Число трубок на одном пролете должно быть не менее трех. В случае притока поверхностной воды со стороны подходов необходимо предусматривать устройства для отвода ее за пределы земляного полотна.

Поверхностный водоотвод еще не решает вопроса о надежной защите элементов моста. Необходимы дополнительные предохранительные меры. Это осуществляется посредством устройства специальной оклеечной гидроизоляции (рис.2.2,б), которая входит в состав конструкции ездового полотна.

До устройства оклеечной гидроизоляции поверхность железобетонной плиты выравнивается слоем цементной смазки толщиной 2- 3 см, которая покрывается битумной грунтовкой.

В качестве оклеечных гидроизоляционных материалов могут применяться: рубероид гидроизоляционный, гидроизол, гидроизоляционные ткани, стеклянные ткани и полиэтиленовые пленки. Рулонные гидроизоляционные материалы приклеивают к бетонной поверхности с помощью специальных мастик, приготавливаемых на битумной основе. Эти мастики могут применяться в горячем состоянии при температуре 160-180°С и в холодном состоянии без подо­грева. Для повышения клеящей способности мастик в битум вводят до 10-15% нефтеполимерной смолы, являющейся отходом коксохимической промышленности

Поверх оклеечной гидроизоляции устраивается защитный слой из мелкозернистого бетона, толщиной 4 5 см, который иногда армируют металлической сеткой. При устройстве гидроизоляции особое внимание необходимо уделять качеству работ. Практика эксплуатации железобетонных мостов показывает, что там, где гидроизоляция выполнена плохо с отступлениями от требований проекта, всегда имеет место преждевременное разрушение бетона в результате выщелачивания цементного камня, отслоение защитного слоя с обнажением и коррозией арматуры.

Деформационные швы. Сопряжение мостов с подходами

В местах сопряжения смежных пролетных строений, а также между пролетными строениями и устоями устраивают деформационные швы, которые служат для обеспечения свободных перемещений пролетных строений, вызванных действием временной нагрузки и колебаниями температуры. Цементобетонное покрытие, независимо от величины перемещения, прерывают над всеми швами, в то время как в асфальтобетонном покрытии при малых перемещениях (до 1 см) устраивают непрерывную проезжую часть.

В автодорожных мостах применяются различные конструкции деформационных швов, обеспечивающих непрерывность и плавность движения транспорта по мосту.

В пролетных строениях до 15-20 м устраивают закрытые швы, используя для этого трехкулачковые резиновые компенсаторы (рис.2.4,а). Такой шов отличается большой надежностью в работе. В мостах больших пролетов при величине перемещений до 40-80 мм применяют резино-металлические компенсаторы, в которых трубчатые компенсаторы размещаются между металлическими пластинами, воспринимающими нагрузку от колес движущегося транспорта (рис.2.4,б). Применяются также швы, перекрываемые скользящими сплошными металлическими листами (рис.2.4,в) либо металлической гребенкой с пальцами (рис.2.4,г). В

этой конструкции вода, проникающая через шов, отводится по лотку, закрепленному на торце одного из пролетных строений. Через швы с резиновыми компенсаторами вода не проникает.

Сопряжение моста с насыпью подходов должно обеспечивать плавность въезда и съезда движущегося транспорта. Сложностьконструктивного решения этого узла обусловлена разными осадками насыпи и пролетного строения. Нужно стремиться уравнять этиосадки путем создания переходных участков. Этодостигается укладкой переходных железобетонных плит, устройством песчано- гравийных подушек и отмосток (рис.2.5).

В балочных мостах малых пролетов устраивают подушку из песчано-гравиинойсмеи. (см.рис.2.5,а). Она должна опираться на грунт насыпи ниже глубины промерзания Как правило, в автодорожных и городских мостах рекомендуется предусматривать укладку переходных железобетонных плит (см. рис.2.5.,б). На мостах с устоями, опирающимися непосредственно на насыпь (диванного типа), длину переходных плит целесообразно принимать равной 2 м. В других случаях длина плит назначается в зависимости от ожидаемых осадок, но не более 8 м.

Все поверхности береговых опор, соприкасающиеся с грунтовой засыпкой, покрывают обмазочной гидроизоляцией.