1.4. Штыревые соединения и армирование покрытий
Штыри - стальные стержни, устанавливаемые в гильзы в швах бетонного покрытия, допускающие продольные перемещения бетонной плиты и предотвращающие при этом перемещение плиты в поперечном направлении и по высоте.
Штыри в бетонных покрытиях предупреждают образование уступов в швах между плитами и частично передают нагрузку с одной плиты на другую. Они обеспечивают возможность изменения длины плит при изменении температуры. Для предотвращения коррозии и сцепления с бетоном штыри покрывают расплавленным в котле битумом слоем 0,2 – 0,3 мм. Длина штыря, не покрытого битумом, должна быть не менее шести диаметров стержня. Штыри в продольных швах устраивают без битумной обмазки. Длина зоны обмазки штырей в поперечных швах составляет 2/3 длины штырей.
При устройстве швов сжатия и расширения не допускается перекос и наклон штырей и доски прокладки более чем на 1,0 см от проектного положения.
Схемы расположения штырей в цементобетонном покрытии приведены на рис.1.6. На схемах приняты следующие обозначения: Ø – диаметр штырей, мм; h – толщина покрытия; I-I, II-II – конструкции швов сжатия. Размеры в плане и сечениях даны в см.
Рис.1.6. Схемы расположения штырей в швах покрытий на цементогрунтовом (а),
щебеночном и песчаном (б) основаниях:
1 – шов сжатия; 2 – шов расширения; 3 – продольный шов;
4 – установочные шпильки; 5 – изоляция места сварки; 6 – паз шва с заполнителем
Установочные шпильки (Ø 5 мм, l = 13-16 см) приварены электросваркой к штырям. При приварке в торец штыря продольного шва шпилек диаметром 8-10 мм длина штырей может быть уменьшена до 50 см. Изоляция места сварки производится с помощью специальных колпачков или полиэтиленовой пленки.
Армирование покрытий производят на дорогах I и II категории при интенсивности движения более 5000 авт./сут. на участках дорог с насыпями высотой более 3-5 м и на тех участках дорог, где в процессе эксплуатации ожидается неравномерная осадка земляного полотна.
При армировании длину плит удается увеличить до 20 м или снизить толщину плит на 1-2 см при сохранении транспортно-эксплуатационных качеств покрытия. В условиях повышенной интенсивности движения используют армированные плиты длиной 10-20 м, а на участках высоких насыпей – 5-7 м. Для армирования следует применять арматуру периодического профиля диаметром 8-16 мм класса А-II в виде отдельных продольных стержней, длина которых меньше длины плиты на 100-200 см или в виде плоских стальных сеток.
Расход арматуры диаметром 8-16 мм приведен в табл.1.3.
Таблица 1.3
Расход арматуры на 1 м2 покрытия
Толщина плиты, см |
Расход арматуры на 1 м2 покрытия, кг, при длине плиты, м |
||||
5 |
8 |
10 |
15 |
20 |
|
24 |
2,3 |
2,3 |
2,8 |
4,1 |
- |
20 – 22 |
1,8 |
2,0 |
2,5 |
3,7 |
4,5 |
18 |
1,2 |
1,4 |
1,7 |
2,7 |
3,4 |
Примечания: 1. При промежуточной длине плит расход арматуры определяется
интерполяцией.
2. Количество арматуры установлено из условия раскрытия трещин до 0,2 мм
для предотвращения коррозии стали.
При армировании краев покрытия в нижней зоне (на высоте 40 мм от нижней плоскости плиты) двумя стержнями диаметром 10-12 мм, А-II, стержни должны быть короче длины плит на 100 см.
Для армирования покрытий применяют также плоские сварные сетки, изготовленные на заводе или на месте строительства, с продольной арматурой из горячекатаной стали периодического профиля класса А-II (ГОСТ 5781-82).
Покрытие шириной 7-7,5 м армируют сетками не шире 2300 мм. Между осями рабочих продольных стержней сеток допускаются расстояния: минимальное - 100 мм, максимальное - 200 мм.
Наибольшее расстояние между осями поперечной гладкой арматуры диаметром до 6 мм не должно превышать 50 см.
Сетки располагают в однослойных покрытиях посередине толщины покрытия, но не менее чем в 8 см от поверхности покрытия. В двухслойных покрытиях сетки располагают между верхним и нижним слоями.
Для более эффективной работы плит длиной 4, 5 и от 6 до 7 м применяют плоские сетки длиной соответственно 2,5; 3 и 3,5 м, которые укладывают в средней части плиты с равным удалением концов сетки от середины плиты, с перепуском (нахлесткой) 3 см в местах стыков в продольном направлении.
В плитах длиной до 10 м допускается несплошное армирование. В плитах более 10 м сетки размещают равномерно по ширине покрытия, не доводя до поперечных швов на 50 см. Расстояние между штыревым соединением в поперечном шве и сеткой должно быть 25-30 см.
При несплошном армировании покрытия на дорогах I и III категории с интенсивностью движения до 5000 авт./сут. и на участках с насыпями выше 5 м, сетка, укладываемая вдоль края одной плиты, должна иметь не менее семи продольных стержней, а вдоль продольного шва – не менее трех.
Расстояние между осями поперечной гладкой арматуры диаметром до 6 мм не должно превышать 50 см.
При строительстве покрытий на дорогах II категории с основаниями из песка и песчано-гравийных смесей края плит, примыкающие к обочинам, должны армироваться двумя стержнями из арматуры периодического профиля диаметром 12 мм. Стержни располагают на 5 см выше подошвы плит: первый стержень – на расстоянии 10 см от боковой грани плиты, второй – в 20 см от первого.
При укреплении обочин монолитным бетоном в нем устраивают швы сжатия или расширения без армирования как продолжение швов покрытий.