Реферат Современные конструкции деформационных швов транспортных сооружений
Скачать 195.47 Kb.
|
Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Ростовской области «Ростовский-на-Дону автодорожный колледж» Реферат Современные конструкции деформационных швов транспортных сооружений 
2012 Содержание
Введение Н В декабре 2010 года в г. Ростове-на-Дону был сдан в эксплуатацию один из крупнейших за последние десять лет объектов транспортной инфраструктуры Ростовской области – мостовой переход через реку Дон в створе улицы Сиверса (Рис.1).Три действующих моста через р. Дон с ежедневным транспортным потоком не справлялись, а сокращение полосности вследствие реконструкции одного из них, едва не привело центр города к транспортному коллапсу. Строительство эстакады и мостового перехода стартовало в ноябре 2007 г. и осуществлялось круглосуточно опережающими темпами – вместо запланированных шести лет проект был реализован всего за три года, что стало возможным благодаря новым технологиям и правильной организации процесса производства. Строительством этого уникального транспортного сооружения занималась Ростовская территориальная фирма «Мостоотряд-10», входящая в состав ОАО «Мостотрест». Мостовой переход через реку Дон в створе ул. Сиверса, получивший официальное название «Темерницкий», включает пять транспортных развязок на разных уровнях, 10 мостов, путепроводов и эстакад общей протяженностью 4 километра. Непосредственно сам мост через Дон – 460 метров в длину и 20 метров в высоту; он – шестиполосный с пропускной способностью 60 тысяч машин в сутки. С  Рисунок 2. Мой первый мост туденты колледжа проходили производственную практику на этом объекте от начала его строительства и до завершения. Преподаватели профессионального цикла проводили экскурсии и выездные занятия на строящихся объектах, все мы, в том числе и автор этой работы, являлись свидетелями и участниками реального воплощения конструкторского замысла в сложное современное инженерное сооружение (Рис. 2, 3). П  Рсунок 3. Моя профессия – моя гордость ри строительстве этого объекта применялись новые технологии укладки асфальтобетона, заполнения деформационных швов, обеспечивающие высокие эксплуатационные качества сооружения. К примеру, впервые в России применено бетонирование плиты не при помощи традиционных методов – устройства сплошных подмостей и т.п., а при помощи специальных агрегатов; при сооружении свайных оснований опор глубокого заложения применили технологию водопонижения в котлованах без устройства топонажных бетонов, что позволило проводить буровые работы при полностью сухом котловане. Автора этой работы особо заинтересовали современные технологии, применявшиеся при устройстве деформационных швов, которые должны были обеспечить беспрепятственный пропуск по деформационным зазорам между пролетными строениями и тем самым обеспечить комфортабельность движения транспортных средств и долговечность самого сооружения. Целью данного исследования является выявление наиболее надежных конструкций деформационных швов на основе анализа и систематизации информации о достоинствах, недостатках деформационных швов в различных эксплуатационных ситуациях. Актуальность работы состоит в том, что в последние годы в практике отечественного мостостроения намечается тенденция к выработке качественно иного подхода к проектированию и эксплуатации мостовых сооружений, связанного с повышенным вниманием к таким элементам моста как деформационные швы, опорные части и пр., и к переоценке их роли в составе мостовых сооружений. В процессе работы решались следующие задачи:
1. Новые подходы к проектированию и эксплуатации деформационного шва Автомобильные дороги – это важнейший элемент экономики любой страны. Общая протяжённость российской сети автодорог общего пользования федерального, регионального и местного значения составляет свыше 1145 тыс. км. От эффективного функционирования и устойчивого развития этих дорог зависит переход к экономическому росту, обеспечение целостности и национальной безопасности страны, повышение уровня и улучшение условий жизни населения. Ключевыми звеньями дорожной сети являются пересечения природных препятствий – рек, горных хребтов, ущелий и т.п., именно по этой причине в реализации Программы модернизации автомобильной дорожной сети России в XXI веке важное место занимает строительство внеклассных транспортных сооружений, в том числе мостов. Деформационные швы (ДШ) представляют собой, наряду с опорными частями, статическую конструкцию моста, предназначенную для поглощения смещений, вызываемых дорожным движением, сильным ветром, температурными изменениями и другими неблагоприятными погодными условиями. История применения в автодорожных мостовых сооружениях деформационных швов началась со строительством первых многопролетных мостов. В дальнейшем, с увеличением длин пролетных строений мостов и началом применения металла для изготовления пролетных строений, существенно возросли и их температурные деформации, что привело к необходимости деформационных зазоров существенной ширины. В России до последнего времени бытовал подход к ДШ как к вспомогательным конструкциям; проектированием и изготовлением ДШ занимались сами мостостроительные организации, применяя для расчета ДШ общие подходы. Не было выпущено ни одного нормативного документа, определяющего порядок проектирования (расчета), изготовления ДШ, требования к его технологическим и потребительским свойствам. На большей части мостов, построенных ранее на федеральной сети автомобильных дорог, реализуются перемещения, тяготеющие к 15 мм., и эта незначительная величина абсолютного перемещения позволяла строящим и эксплуатирующим организациям относятся к проектированию и устройству деформационных швов с некоторой небрежностью. Все перечисленное приводит к тому, что на российских мостах ДШ выходят из строя в среднем в течение первых 6-8 лет, снижая тем самым, и срок службы самого инженерного сооружения. В конструкциях ДШ появляются повреждения, не только ухудшающие условия движения транспорта и пешеходов, но и вызывающие разрушения (повреждения) других элементов моста. В частности, такие дефекты как нарушение герметичности, отрыв окаймления, провалы компенсаторов приводят к значительным разрушениям примыкающих элементов одежды мостового полотна и нижележащих конструкций – разрушается бетон плиты балок под швами, бетон подферменников, шкафных стенок, происходит заклинивание и повреждение опорных частей, сильная коррозия металла и т.д. Парк ДШ на отечественных мостах изношен и морально устарел, что влечет за собой необходимость замены этих конструкций новыми, более совершенными и эффективными. Массовое применение новых импортных конструкций деформационных швов в России началось в период реконструкции Московской кольцевой автомобильной дороги (МКАД) в 1995 году. Но с этого момента отечественное мостостроение буквально захлестнуло многообразие хлынувших с зарубежных рынков конструкций ДШ, в том числе и тех, эксплуатация которых была запрещена в зарубежных странах национальными нормами. И дело даже не только в том, что зарубежные ДШ не всегда оказывались действительно качественными конструкциями, а в том, что даже качественные ДШ часто применялись не по назначению – в недопустимых для данной конструкции условиях эксплуатации. Так, например, на МКАДе устанавливались деформационные швы «Waboflex» и «Transflex» производителей разных стран – Англии, Италии и др.; практически все ДШ дали протечки в первый же зимний период. За эти годы в России почти на 500 мостах были применены зарубежные конструкции ДШ. Это дало толчок и отечественным разработкам, которые нашли воплощение в мостовых сооружениях на общей сети автомобильных дорог. В нашей стране только зарождаются традиции обоснованного проектирования и назначения конструкций ДШ. Реально возникает проблема анализа требований, предъявляемых к конструкции и потребительским свойствам ДШ, сравнения существующих конструкций современных ДШ с точки зрения их преимуществ и недостатков, эффективности с учетом реальных условий эксплуатации. 2. Современные требования к конструкциям деформационного шва Опыт апробирования различных деформационных швов подтвердил необходимость разработки требований к их конструкциям, без которых могут повторяться случаи неправильного их применения:
Каким требованиям должны отвечать конструкции ДШ, чтобы обеспечить надежность и долговечность сооружений? Во-первых, при выборе и устройстве конструкций ДШ необходимо знать и правильно учитывать расчетные величины перемещений концов пролетных строений и допустимые перемещения для конструкций. Во-вторых, конструкции ДШ должны удовлетворять следующим требованиям, обеспечивающим их надежную работу:
В-третьих, обладать потребительскими свойствами, позволяющими обеспечивать:
В-четвертых, конструкции деформационных швов должны иметь низкую стоимость, экономичный расход металла; однако при этом надо иметь в виду, что чрезмерная экономия на начальном этапе может повлечь значительные затраты при выходе конструкции из строя. И хотя стоимость ДШ составляет порядка 1-2% стоимости всего строительства, было бы неправильным при выборе показателей, важных для работы и долговечности сооружений, руководствоваться только их ценой. 3. Классификация деформационных швов Основываясь на существующей классификации, в настоящее время можно выделить следующие основные группы деформационных швов1: а) деформационные швы закрытого типа; б) щебеночно-мастичные деформационные швы; в) деформационные швы заполненного типа г) деформационные швы перекрытого типа; д) деформационные швы с упругим компенсатором. Как правило, первые два типа из выше перечисленных деформационных швов наиболее часто используются российскими фирмами при строительстве мостов и путепроводов. Д  Рисунок 4. Деформационный шов закрытого типа еформационные швы закрытого типа (buried expansion joints) (Рис. 4) используются в местах сопряжения разрезных пролетных строений малой длины, установленных на подвижные опорные части, а также в местах сопряжения разрезных, неразрезных и температурно-неразрезных цепей балочных пролетных строений, установленных на неподвижные опорные части. Зазор между смежными пролетными строениями в ДШ закрытого типа перекрывается металлической пластиной (типа ДШМ-1-10) (Рис. 5). Г  Рисунок 5. Деформационный шов ДШМ-1-10 с металлической пластиной  Рисунок 6. Деформационный шов ДШР-1-10 с резиновым компенсатором идроизоляция может разрываться, передавая свои функции на участке над деформационным зазором резиновому компенсатору деформационного шва (как устроен деформационный шов конструкции ЦНИИС типа ДШР-1-10 (Рис.6). В ДШ типа ДШТ, использован приклеиваемый к бетону или металлу одного из пролетных строений резиновый опорный компенсатор (Рис.7), дополнительно герметизированный силиконовым герметиком, рулонная гидроизоляция типа изопласт (или мостопласт), неразрывная над зазором. Деформационные швы закрытого типа обладают рядом достоинств, таких как: предельная простота устройства; малая стоимость; минимум деталей, отсутствие сложных узлов и низкая материалоемкость; ровная п  Рисунок 7. Деформационный шов ДШТ с силиконовым герметиком оверхность, хорошее сцепление с колесом автомобиля; невосприимчивость к повреждению снегоочистителями. О  Рисунок 8. Деформационный шов закрытого типа днако кроме достоинств, деформационные швы закрытого типа (Рис.8) имеют и недостатки: зависимость характеристик деформационного шва от конструкции дорожной одежды, что требует их индивидуального проектирования; зависимость характеристик деформационного шва от состояния дорожной одежды, применяемых материалов, температуры воздуха; подверженность воздействию агрессивной среды из-за большого количества микротрещин в покрытии из обычного асфальтобетона; плохая износостойкость; практически полная неремонтопригодность; водопроницаемость и недолговечность в покрытиях из обычного асфальтобетона; неудовлетворительная работа на угловые и вертикальные перемещения (изгиб и сдвиг дорожной одежды); невозможность применения в мостах с непластичным покрытием (например, цементобетонным). С  Рисунок 9. Щебеночно-мастичный деформационный шов ледующий вид ДШ обычно называют щебеночно-мастичными деформационными швами (ЩМДШ) или мастичными деформационными швами (Рис. 9). На практике применяются более сложные и совершенные конструкции щебеночно-мастичных деформационных швов. К примеру, щебеночно-мастичный деформационный шов типа Viajoint фирмы Freyssinet имеет в своем составе уплотнитель зазора, выполняющий гидроизоляционную функцию. Для обеспечения высокого коэффициента сцепления поверхности с колесом автомобиля используется посыпка поверх деформационного шва фракционированным материалом. К подобным конструкциям относится щебеночно-мастичный деформационный шов типа Thormajoint. Щебеночно-мастичный деформационный шов такой конструкции являются хорошо проработанными и широко применяются на мостовых объектах во многих странах. В мире существует еще ряд типов щебеночно-мастичных деформационных швов, подобных по конструкции описанным выше. Так, в их числе, к примеру, можно назвать ДШ типов: WaBo EXPANDEX 2® (Watson Bowman Acme Corp.) на перемещения до 40 мм, JNE-60 фирмы Composan Construccion на перемещения до 60 мм, Sentinel™ RAB и Sentinel™ permatrack (Stirling Lloyd), позволяющие воспринимать перемещения до 40 мм и множество других. За время эксплуатации щебеночно-мастичных деформационных швов на мостовых сооружениях были выявлены две группы основных дефектов этих деформационных швов: к первой группе относятся протечки (нарушение герметичности), а ко второй – неудовлетворительное качество проезда по деформационному шву. 4. Опыт применения современных конструкций деформационных швов В основу работы разных конструкций деформационных швов были положены различные принципы, разные деформационные швы имеют свои специфические достоинства и недостатки, области рационального применения. По итогам проведенных в России и за рубежом исследований была установлена целесообразность нежесткого армирования асфальтобетона (сетками из прочных полиэфирных нитей, нейлона, стекловолокна), а в некоторых случаях – с одновременным улучшением деформативных свойств асфальтобетона за счет специальных добавок. За рубежом накоплен значительный опыт применения деформационных швов, в которых трещиностойкость асфальтобетона повышена за счет его армирования, прорезывания покрытия над деформационным швом с заполнением прорези пластичным материалом (мастикой) или комбинированным путем. В 2010 г. на оживленном Доннерсбергском мосту в центре Мюнхена была предложена к исполнению новая разработка, в виде однопрофильного деформационного шва с гофрированным концевым профилем, допускающим перемещения до 100 мм. При строительстве моста на остров Русский в его конструкции были применены самые длинные ванты в мире, там самые большие деформационные швы, выдерживающие большие продольные перемещения пролетного строения. В практике отечественного мостостроения деформационные швы выпускаются для соответствующих взаимных перемещений соединяемых конструкций:
При строительстве Темерницкого мостового перехода в г. Ростове-на-Дону использовались щебеночно-мастичные ДШ и ДШ «Мостостроительной фирмы «Москва-Мауер-Мост», которая в тесном сотрудничестве с немецкой фирмой «Maurer Sohne» и по её лицензии освоила производство ДШ типа MAURER. Их конструкции обеспечивают прочное крепление металлических элементов ДШ с бетоном плиты пролетного строения посредством объединения в единую железобетонную конструкцию. Водонепроницаемость шва обеспечивается за счет применения резинового неопренового компенсатора. Специальная форма компенсатора обеспечивает очень эффективное крепление в замке концевого металлического профиля без использования винтов или заклепочных соединений. Осуществляется привязка к конкретному объекту с монтажом ДШ такой конструкции на перемещение 50, 80 и 160 мм. Однако и эти конструкции не лишены недостатков. Главным недостатком резиновых опорных частей является неопределенность распределения усилий между ними, особенно при применении многопролетных систем большого габарита, невозможность восприятия вертикальных и угловых перемещений концов пролетных строений, что приводит к перегрузке крепления ДШ и к преждевременному выходу их из строя. Тем не менее, как показывает опыт, ДШ типа MAURER в настоящее время являются наиболее удачным типом из ранее применяемых ДШ, хорошо адаптированных к российским условиям. На сегодняшний день остается не решенной проблема состояния деформационных швов на мостовых сооружениях в период эксплуатации, так как образование колеи в асфальтобетонном покрытии, отрыв и разрушение асфальтобетона от кромки примыкания к деформационному шву приводят к активному воздействию ударных нагрузок от колес автотранспорта на деформационный шов, вследствие возвышения металлических профилей деформационных швов относительно асфальтобетонного покрытия. До настоящего времени пока не найдено эффективное решение по предотвращению разрушения дорожного покрытия в примыкании к деформационным швам. В ООО «Деформационные швы и опорные части» разработали новое техническое решение по защите деформационных швов от нежелательных ударно-динамических воздействий и сохранению целостности дорожного покрытия в зоне деформационных швов в виде конструкции переходных зон «ПУ-ГМК» (прочно-упругая гранитно-мастичная композиция). «ПУ-ГМК» состоит из армирующего высокопрочного щебня и специального мастичного материала, имеющего упругие свойства и повышенную адгезию ко всем конструктивным элементам сопряжения. Переходная зона «ПУ-ГМК» устраивается с двух сторон от деформационного шва в верхнем слое асфальтобетонного покрытия на глубину до 70-80 мм и шириной 250мм в виде заклинки щебня твердых пород с помощью полимерно-битумной мастики «БАУМ» в вырезанной в асфальтобетонном покрытии штрабе.  Рисунок 10. Деформционный шов с переходной зоной «ПУ-ГМК» Данная конструкция имеет более длительный срок эксплуатации, чем асфальтобетонное покрытие. Применение данной конструкции переходной зоны на мостовых сооружениях г. Москвы с интенсивным движением дало положительный результат. В настоящее время имеются объекты с 5-ти летним сроком эксплуатации данной переходной зоны без каких-либо дефектов (например, Новоарбатский мост через р. Москва и мост через канал им. Москвы на Ленинградском шоссе). Материалы, применяемые для устройства переходных зон «ПУ-ГМК», в 2008 г. были испытаны ФГУП «РосдорНИИ» и превзошли показатели других материалов, предлагаемые к применению в зонах примыкания дорожного покрытия к деформационным швам. Так при испытании на прочность при температурах плюс 20С и плюс 50С были получены средние значения прочности 4,7 и 2,6 соответственно, что в несколько раз превышает показатели для асфальтобетонных смесей. К  онструкция переходных зон «ПУ-ГМК» может выполняться как при новом строительстве, что позволит увеличить срок эксплуатации дорожного покрытия и деформационных швов, так и в качестве ремонтных мероприятий там, где колея уже образовалась – это позволит отсрочить ремонтные асфальтобетонные работы.Заключение В результате проделанной работы автор пришел к следующим выводам: 1) Качество мостового сооружения в одинаковой степени определяется не только качеством покрытия проезжей части мостового сооружения и зоны примыкания дорожной одежды к деформационным швам, но и устройством деформационного шва, обеспечивающего комфортность проезда транспортных средств и долговечность самого инженерного сооружения. 2) Существенным недостатком современной мостовой строительной практики является отсутствие отечественных технических регламентов к технологии изготовления и потребительским свойствам деформационных швов, а также несоблюдение пределов расчетных допусков силовых воздействий. 3) В настоящее время в стране не применяется практика приемочных испытаний конструкций деформационных швов, соответствующая методологическая и техническая базы для организации и проведения таких испытаний. 4) Вместе с тем в практике отечественного мостостроения наметилась устойчивая тенденция к выработке качественно нового подхода к проектированию и эксплуатации мостовых сооружений, к переоценке роли таких элементов, какими являются деформационные швы. 5) Типы деформационных швов, использованные при строительстве Темерницкого мостового перехода через р. Дон, своими конструкторскими и потребительскими параметрами наиболее полно отвечают эксплуатационным требованиям в условиях Юга России. В дальнейшем автор реферата планирует продолжить работу по данной теме в период предстоящей преддипломной практики в Ростовской транспортной фирме «Мостоотряд-10» и дипломного проектирования, так как только научившись правильно проектировать, изготавливать, устанавливать и эксплуатировать деформационные швы, можно избежать неоправданных материальных затрат, существенно продлить срок безотказной эксплуатации мостовых сооружений, обеспечить по ним безопасное и комфортабельное движение. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 В тексте работы используются схемы различных типов ДШ, сканированные из учебного пособия [2]. | |||||||||||||||||||||||||||
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Рабочая программа дисциплины «Современные конструкции деформационных швов» Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Изучаемая программа «Предпринимательская деятельность в сфере недвижимости» Код 41 345 Строительные конструкции, несущие и ограждающие конструкции зданий и сооружений |
| Рабочая программа Наименование дисциплины: основы конструкции автотранспортных... Основы конструкции автотранспортных средств: рабочая программа / авт сост. Ю. В. Михалев, спб.: Ивэсэп, 2012. – 15 с |  | Образовательный стандарт учебной дисциплины м дв 1 современные технологии... М дв 1 современные технологии строительных процессов при возведении зданий и сооружений |
| Геоинформационная модель по оценке сейсмического воздействия подземных... Харитон юлий Борисович : Рекомендательный указатель литературы / мук цбс им. В. Маяковского. – Саров, 2009. – 37 с. 36 | | Урок технологии в 5 классе по теме: «Выполнение простейших ручных швов» Цель урока: ознакомить учащихся с видами ручных швов и сформировать навыки по их выполнению, соблюдая технологическую последовательность... |
| Программа «Новые технологии проектирования, строительства и эксплуатации... Особенности проектирования водопропускных плит из гофрированных металлических листов | | Урок по швейному делу тема «Выполнение машинных швов» Цель урока: закрепить знания учащихся по выполнению машинных швов, необходимых при изготовлении швейных изделий; выполнять швы с... |
| Современные технологии упрочнения медно-матричных композиционных... Охватывают общие положения по технической эксплуатации судоходных гидротехнических сооружений, техническую эксплуатацию гидротехни ческой... | | 6 классы реферат «Виды машинных швов» А4 выполнить работу «моё путешествие с родителями по россии» (акварель, гуашь, гелевые ручки) |
| Реферат по курсу: «введение в специальность» для специальности 290503... Здания и сооружения играют важную роль в жизни совре менного общества. Можно утверждать, что уровень цивилиза ции, развитие науки,... | | Реферат по курсу «Реконструкция зданий и сооружений» на тему «Обеспечение... Реконструкция зданий и сооружений — это их переустройство с целью частичного или полного изменения функционального назначения, установки... |
| Проект) (КР,КП), Расчётно-графическая работа (ргр) Домашнее задание... Формирование глубоких и систематических знаний о работе гидросооружений любого назначения, изучение основ проектирования водоподпорных... | | Магистерская программа «Автомобильный сервис» Аннотация дисциплины... Целью изучения дисциплины является: получение студентом теоретических и практических знаний по Современным проблемам и направлениям... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Оборудование: Проектор (презентация «Виды машинных швов»), рабочая тетрадь, швейные машины, технологические карты выполнения швов... | | Образовательное учреждение высшего профессионального образования... Область профессиональной деятельности выпускников: изыскания, проектирование и строительство железных дорог и сооружений путевого... |
