Устройство деформационных швов на мостах с использованием каучуко-битумных вяжущих (Германия)
Деформационные швы, расположенные между торцами пролетных строений или между торцом пролетного строения и шкафной стенкой устоя, относятся к одной из самых сложных областей в мостостроении и в дорожном строительстве. Движение переходной железобетонной плиты моста как в продольном, так и в поперечном направлении может быть вызвано рядом воздействий. В результате осадки опоры или опорных частей моста могут происходить перемещения вокруг продольной оси. На начальном этапе эксплуатации железобетонных конструкций необходимо учитывать процессы усадки или ползучести бетона, обусловленные свойствами строительных материалов или технологией строительства.
Теоретически идеален открытый шов (если предположить, что он не представляет опасности в процессе движения транспортных средств), так как он мог бы все перемещения брать на себя. Но в открытый шов с поверхности покрытия проникают вода, частицы мусора и грунта и противогололедные материалы, а затем все это может попасть в нижележащие слои одежды ездового полотна и повлечь за собой серьезные повреждения.
Деформационные швы, в которых зазоры между сопрягаемыми элементами в уровне верха проезжей части перекрыты листом из металла или неопрена, имеют длительный срок службы, однако они трудоемки для укладки и дороги.
Фирма "Thormar Ltd" разработала и запатентовала систему Thorma Joint, которую начали использовать в ФРГ.
Рис.
3. Конструкция деформационного шва: 1 —
верхний слой покрытия из литой
асфальтобетонной смеси; 2 — нижний слой
покрытия из литой асфальтобетонной
смеси; 3 — гидроизоляция; 4 — железобетонная
плита моста; 5 — пропитанный пеньковый
жгут; 6 — вяжущее BJ 200; 7 — лист перекрытия
(из алюминия или легированной стали); 8
— штифт для фиксации; 9 — армирующая
ткань; 10 — смесь из вяжущего BJ 200 и
минерального материала.
На рисунке показана конструкция шва. Технологические операции по его устройству выполняются в следующей последовательности: в месте расположения шва (ширина раскрытия проезжей части над которым обычно составляет 50 см) путем фрезерования устраивают желоб; стенки и дно желоба очищают струей горячего воздуха; полость желоба заполняют пропитанным пеньковым жгутом, а затем заливают вяжущим ВJ 200 до верхней кромки шва; шов перекрывают скользящим листом из алюминия или легированной стали, ширина которого равна ширине раскрытия шва; конструкцию шва фиксируют штифтами и покрывают слоем вяжущего BJ 200.
Для того, чтобы нейтрализовать возникающие напряжения при натяжении в краевых областях металлического листа, дополнительно укладывают по всей ширине желоба армирующую ткань.
При незначительном раскрытии шва не применяют металлический лист, функция которого заключается лишь в том, чтобы препятствовать прониканию в шов частиц от обработанных вяжущим зерен щебня.
Вместо металлического листа можно использовать полосу из искусственных материалов шириной 25 см. В этом случае не применяют фиксирующие штифты и армирующую ткань. Далее операция осуществляется в такой последовательности: послойно укладывают высокосортный однородный щебень с размером зерен 11/16, а пустоты между зернами щебня заполняют вяжущим, модифицированным каучуком (этот процесс продолжают до тех пор, пока не достигнут верха высоты покрытия моста); верхний слой устраивают из щебня, обработанного вяжущим BJ 200, и уплотняют виброплитой; распределяют щебень размером зерен 1/3 или 2/5 и специальное вяжущее пленкой толщиной 2 мм - для создания шероховатости и оптического уравнивания с цветом всего покрытия.
Полученная конструкция шва рассчитана на движение плиты моста - 25 мм в продольном и до 3 мм в поперечном направлении.
Устройство деформационного шва при глубине желоба 8-10 см осуществляют за полдня. Такую конструкцию деформационного шва можно использовать как при строительстве новой дороги (и соответственно нового моста), так и во время текущего ремонта покрытия моста.
РОССИЯ
В мировой практике имеются решения, позволяющие не только быстро и качественно отремонтировать сооружение, но и значительно снизить стоимость ремонта. В частности, как в европейских странах, так и в Америке широко применяется композитный материал на основе углеродных волокон, в виде лент, холстов и ламелей. Наклеенный на бетон, такой материал работает совместно с арматурой, увеличивая несущую способность конструкции на 1525%. С использованием этого материала отремонтирован ж/б мост через р. Чернушка в Кировской области (рис. 1). Традиционное решение требовало постановки дополнительных балок в пролетах. Усиленные углепластиком балки (нижний пояс) позволили увеличить габарит моста за счет устройства консолей и пропускать нагрузку класса А14.
В 2007 г. сдан в эксплуатацию отремонтированный мост с оригинальной двухконсольной схемой пролетов через р. Колонгу в г. Североуральске Свердловской области. Ж/б пролетное строение постройки конца 50-х гг. XX в. усилено углепластиковыми холстами; расчетная нагрузка А11.