Материалы для деформационных швов и монтажных стыков
Лекция №3. «Материалы, применяемые для возведения опор и пролетных строений мостов. Деревянные, металлические, железобетонные, сталежелезобетонные, каменные мосты. Их преимущества и недостатки.»
1. Материалы, применяемые для возведения опор и пролетных строений мостов……………………………………………………………………….. 2.Деревянные, металлические, железобетонные, сталежелезобетонные и каменные мосты……………………………………………
3.. Достоинства и недостатки металлических мостов……………………...
Список литературы…………………………………………………….….
Материалы, применяемые для возведения опор и ПС мостов
Одним из основных материалов для строительства мостов является тяжелый бетон. В первую очередь его используют при устройстве фундаментов, тел опор, ПС и т. д. С учетом вида и условий работы той или иной части сооружения наиболее часто в мостовых конструкциях применяют бетоны класса не менее В30, с морозостойкостью для конструкций, эксплуатируемых в нормальных климатических условиях, – до F300.
Во время долголетней эксплуатации бетонные и железобетонные мостовые сооружения подвергаются как суровым природным воздействиям окружающей среды, так и интенсивной, возрастающей с течением времени нагрузке. В связи с этим к качеству бетона, определяемому его составом, способами укладки и последующего ухода, предъявляются повышенные требования.
Эти требования к бетону мостовых сооружений могут быть удовлетворены путем применения высококачественных заполнителей и, где это необходимо, высокомарочных и специальных цементов, современных добавок и технологий изготовления конструкций. Кроме того, использование высокомарочных цементов позволяет значительно снизить расход вяжущего в высокопрочных бетонах.
|
|
|
Наиболее эффективным является применение таких бетонов в предварительно напряженных конструкциях. Использование бетонов класса до В80 в таких конструкциях позволяет снизить расход бетона до 40%.
Модифицированный бетон
Цементный бетон третьего тысячелетия – модифицированный бетон. Одним из перспективных современных направлений в области получения таких бетонов, в том числе для искусственных сооружений, является применение комплексных добавок, включающих микрокремнезем.
Шлакощелочные вяжущие и бетоны
Целям повышения эксплуатационных свойств и долговечности искусственных сооружений могут служить и новые вяжущие вещества, такие как, например, разработанные в 60-х годах XX века шлакощелочные вяжущие (ШЩВ). Сырьем для их изготовления служат размолотые до удельной поверхности портландцемента попутные продукты металлургического производства – шлаки и щелочные компоненты – растворимые стекла, сода, поташ, едкие щелочи, твердые и жидкие щелочные отходы промышленности.
|
|
|
Гидроизоляционные материалы
Для повышения долговечности железобетонных мостовых конструкций в ряде случаев необходимо предусматривать их гидроизоляцию. Устройство гидроизоляции предохраняет бетон пролетных строений от проникновения атмосферной воды и, следовательно, разрушения и коррозии арматуры. Гидроизоляция пролетных строений может быть обеспечена несколькими путями:
· устройством выполняющих единственную функцию гидрозащиты нижерасположенных несущих железобетонных конструкций изолирующих слоев;
· устройством совмещающих функции гидроизоляции и дорожной одежды покрытий по поверхности несущей конструкции;
· созданием железобетонных конструкций из материалов, обеспечивающих достаточную долговечность пролетного строения без устройства самостоятельных гидроизолирующих слоев или покрытий
Рис. 1
Устройство битумно-полимерной наплавляемой рулонной гидроизоляции
Широкое применение в настоящее время имеют и битумно-полимерные рулонные гидроизоляционные материалы, такие как «Мостопласт», «Изопласт», «Поликров», «Гермокрон», «Изоэласт» и др. Например, «Мостопласт» получают путем двухстороннего нанесения на полиэфирное нетканое волокно битумно-полимерного вяжущего, включающего нефтяной битум, полиолефины, полипропилен и наполнитель.
|
|
|
В качестве защитного покрытия используется мелкозернистая посыпка с лицевой стороны и полиэтиленовая пленка – с другой. «Мостопласт» рекомендуют применять для гидроизоляции мостов и виадуков во всех климатических районах РФ (рис. 1). В таблице 1 приведены основные характеристики современных наплавляемых рулонных гидроизоляционных материалов.
Таблица 1.
|
Отечественные рулонные гидроизоляционные наплавляемые материалы.
Во многих случаях для гидроизоляции бетона широко применяются хорошо зарекомендовавшие себя материалы типа «Пенетрон». «Пенетрон» применяется для придания водонепроницаемости монолитному бетону и сборным конструкциям. Он предотвращает проникновение воды при давлении, защищает бетон от химикатов, кислот, промышленных, соленых и агрессивных грунтовых вод, карбонатов, хлоридов, сульфатов, нитратов, а также повышает морозостойкость бетона. К добавкам системы «Пенетрон» относятся «Пенетрон», «Пенекрит», «Ватерплаг» («Пенеплаг»), «Пенетрон плюс», «Пенетрон-пневматик».
|
|
|
В общем виде добавки системы «Пенетрон» состоят из специального цемента, кварцевого песка и активирующих добавок. Гидроизоляционный эффект достигается вследствие реакции различных химических компонентов, содержащихся в растворе, со свободным оксидом кальция бетона.
Сухие смеси
Одним из новых направлений в строительном материаловедении являются технологии, основанные на применении сухих модифицированных смесей. Хорошо зарекомендовали себя сухие смеси отечественного производства «Алит», «ЦМИД», «Петромикс» и др. Помимо них на отечественном рынке строительных материалов широко представлена продукция зарубежных фирм. Например, смеси семейства Pagel фирмы Shomburg, которые могут применяться для производства строительных и ремонтных работ при возведении мостовых опор и устройстве конструкций для мостовых швов.
Материалы для деформационных швов и монтажных стыков
Важной проблемой в мостостроении является устройство деформационных швов.
В настоящее время на автомобильных дорогах России в эксплуатации находится несколько десятков тысяч малых и средних мостов с балочными разрезными железобетонными строениями длиной от 12 до 33 м, продолжается строительство новых. Конструкции таких мостов предусматривают устройство деформационных швов, рассчитанных на малые (± 20 мм) перемещения концов пролетных строений. При таких перемещениях устраивают, как правило, деформационные швы закрытого типа.
Многолетний опыт эксплуатации выявил ряд их недостатков, проявляющихся в быстром разрушении, нарушении околошовной зоны асфальтобетонного покрытия, коррозии железобетонных конструкций пролетных строений и опор – что неминуемо сказывается на безопасности движения автотранспорта.
Существующие отечественные конструкции заполненных швов, например, с резиновыми компенсаторами, также не лишены недостатков.
Анализ опыта эксплуатации «заполненных» швов с латунными или резиновыми компенсаторами показал, что наиболее частой причиной их массового разрушения является действие вертикальных нагрузок от колес автотранспорта. Установлено, что наиболее эффективной может быть признана конструкция шва комбинированного типа, включающая перекрывающие элементы по типу плит перекрытых швов и элемента швов заполненного типа, из которых первые воспринимают нагрузку от давления колес автомобилей, вторые – служат для обеспечения герметичности шва.
Рис. 2. Конструкция деформационного шва
Если сооружения возводятся из сборных элементов, их эксплуатационная надежность во многом зависит от качества и проницаемости монтажных стыков. При этом герметизирующие материалы работают в наиболее сложных условиях – силовые воздействия для каждого вида стыков неодинаковы и требуют индивидуального выбора материалов и технологий герметизации.
Геоматериалы
Относительно новым направлением в технологии строительства и ремонта мостов является использование георешеток и геотекстиля. В настоящее время метод объемного армирования с использованием георешеток широко применяется в транспортном строительстве в США, странах Западной Европы, а начиная с середины 90-х годов XX века в России. Сегодня накоплен достаточный практический опыт их использования для повышения долговечности и несущей способности основания автомобильных дорог, укрепления конусов мостов, путепроводов, подпорных стенок и др.
Георешетки обладают следующими положительными качествами:
· длительным, свыше 100 лет, сроком службы;
· высокой армирующей способностью за счет конструктивных особенностей, улучшающих сцепление с армируемым основанием;
· повышенной прочностью на разрыв и др.
Рис. 3
Вид конуса береговой опоры моста, укрепленного георешеткой
Применение георешеток для объемного армирования земляного полотна конструктивных слоев дорожной одежды из несвязных материалов дает возможность снизить трудоемкость выполнения работ и сократить сроки строительства. В зависимости от условий строительства применяют однослойные (с горизонтальной прослойкой из геотекстиля) и многослойные георешетки, обеспечивающие равномерное армирование всего массива насыпи. Георешетки, заполненные инертными материалами, позволяют уменьшить толщину дорожной одежды на 30–50% по сравнению с традиционной конструкцией.
2. Деревянные, металлические, железобетонные, сталежелезобетонные и каменные мосты
По роду материала различают деревянные, каменные, металлические и железобетонные мосты. Определяет эту классификацию материал ПС. У металлических мостов, например, опоры могут быть каменные, бетонные и железобетонные.
Деревянные мосты широко применялись в первый период строительства железных дорог, а также во время гражданской и Великой Отечественной войн при временном восстановлении разрушенных сооружений. Простота конструкций и возможность использования местных материалов позволяют сооружать деревянные мосты быстро и дешево. Но они недолговечны, опасны в пожарном отношении, трудоемки в содержании. В настоящее время применение деревянных мостов в виде исключения может быть допущено лишь на малодеятельных ветвях и подъездных путях (путях необщего пользования) III и IV категорий.
Важное преимущество каменных мостов – их долговечность, измеряемая иногда столетиями. Так как камень очень хорошо сопротивляется сжимающим усилиям и плохо работает на растяжение и изгиб, то каменным мостам придавалась сводчатая форма, при которой в конструкции возникают только сжимающие усилия. Из-за большого собственного веса каменные мосты мало чувствительны к увеличению веса поездов и за многие десятилетия существования не исчерпали своей несущей способности. Однако большая трудоемкость строительства и ограниченность допускаемой длины пролетов (не более 60 м) послужили причиной тому, что в настоящее время каменные мосты не строятся.
Металлические мосты составляют около 70% суммарной длины всех мостов на железных дорогах. Они обладают малым весом, высокой прочностью, допускают широкое применение однотипных деталей и элементов. Срок службы металлических мостов 50–60 лет, а при усилении в процессе эксплуатации – 70–80 лет. Металлические мосты особенно экономичны при расчетных пролетах более 33 м.
Основным материалов стальных мостов является сталь-3 мостовая мартеновская, качество которой определяется государственным стандартом. Предел текучести мостовой стали-3 σт=24 кг/мм2 . Приемка стали-3 мостовой производится более строго, чем обычной стали-3 (требуется определение ударной вязкости и т.п.). Сварные мосты строятся из успокоенной стали с дополнительным ограничением по химическому составу. Для тяжелых мостов используется также сталь повышенного качества НЛ2 с пределом текучести σт= 34 кг/мм2.
В железобетонных мостах применяется бетон марок от 150 до 600, приготовленный на силикатном цементе. Кроме обычной круглой арматуры (сталь-3), используется и арматура периодического профиля (из стали-5), увеличивающей сцепление с бетоном, а также холоднокатаной высокопрочной проволоки и стали повышенного качества в предварительно напряженных пролетных строениях. В каменных и бетонных мостах употребляется естественный камень марки не ниже 300, кирпич марки не ниже 300 и бетон марок 150, 200 и 300. Не так давно разработали новый бетон. Новый класс композитных материалов Engineered Cementitious Composites (ECC) принято называть попросту «гибкий бетон». В его толще микроскопические полимерные волокна, снабженные особым покрытием, не схватываются намертво, а способны под нагрузкой скользить относительно друг друга. В результате балка из ECC может прогибаться без образования трещин.
Для деревянных мостов применяется древесина хвойных и лиственных пород, имеющая временное сопротивление (при влажности в 15%) на сжатие вдоль волокон не менее 350 кг/см2, при статическом изгибе 600 кг/см2 и при скалывании вдоль волокон 60 кг/см2. Древесина для сопряжений (шпонки, нагели, вкладыши) должна быть твердых лиственных пород.
Железобетонные мосты находят в последнее время все более широкое применение, особенно при перекрытии малых и средних пролетов. В этом случае применяют балочные пролетные строения. При пролетах от 33 до 66 м пролетные строения железобетонных мостов устраивают в виде сквозных ферм, а при пролетах более 100 м – в виде арок. Если мост сооружают для пересечения в разных уровнях автомобильных дорог или с железной дорогой, то такой мост называется путепроводом
Железобетонные мосты имеют ряд преимуществ перед другими видами мостов. Они дешевле и проще в эксплуатации, чем металлические, так как их не надо красить, на их сооружение требуется меньше металла. Строительство железобетонных мостов механизировано. Их конструктивные элементы изготовляют заранее, а на месте производят монтаж конструкций моста.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 203; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!