Full Text

Деформационные швы - это зазоры между торцами пролетных строений либо торцом пролетного строения и шкафной стенкой устоя или головной частью опоры. Различают: закрытый, в котором зазор закрыт покрытием, уложенным без разрыва; заполненный, в котором зазор заполнен герметизирующим материалом (например, резиновым вкладышем-компенсатором, деформирующимся при их перемещениях); открытый - зазор открыт и покрытие имеет разрыв; перекрытый - зазор между сопрягаемыми элементами в уровне верха проезжей части перекрыт скользящим листом. Основные функции деформационных швов - это обеспечение свободного перемещения конструкции и его герметичность (невозможность пропуска поверхностных вод). Износ элементов мостового сооружения - это показатель их системы, отражающий степень снижения функциональных качеств из-за накопления повреждений. Износ деформационных швов, как степень несоответствия современным требованиям, может определяться расчетом, если речь идет о влиянии износа на условия движения, и визуально, если речь идет о нарушении герметичности. Величина износа принимается по одному из этих двух показателей [1]: - условия движения - по табл. 1; - герметичность - табл. 2. В табл. 1 указаны три уровня износа: - начальная стадия повреждения, И = 20 %, предел комфортности; - допустимый износ, И = 40 %, предел плавности; при превышении указанной величины износа следует снижать скорость движения транспортных средств; - предельный износ, И = 80 %, предел безопасности; при превышении указанной величины износа следует снижать скорость движения транспортных средств и их массу из-за значительных динамических перегрузок. Зона деформационных швов определяется как ширина, равная расстоянию между крайними точками окаймления шва, плюс 2´0,5 = 1,0 м. При отсутствии конструкции деформационного шва (конструктивное оформление зазора, предусматриваемое проектом) износ принимается равным 80 %. Таблица 1 Повреждения (дефекты) и износ деформационных швов по критерию «условия движения» Table 1 Damages (defects) and wear of movement joints according to the “traffic conditions” criterion № п/п Условия движения Износ, % Повреждение Безопасная скорость, км/ч 1 Комфортность 20 ¨ Появление трещин в покрытии над деформационными швами или рядом с окаймлением по всей длине шва, с разрушением кромок1 ¨ Неровности до 5 мм в пределах зоны шва2 ≥120 2 Плавность 40 ¨ Разрушение покрытия на отдельных участках (общей длиной до 50 %), над швом или у окаймления ¨ Неровности высотой в пределах 20 мм ¨ Стук металлических элементов 100 3 Безопасность 60 ¨ Бугры высотой до 50 мм в результате деформации слоев одежды в зоне шва ¨ Разрушение покрытия у шва на большей части длины ¨ Разрушение заполнителя швов на отдельных участках ¨ Нарушение крепления скользящих листов (болты, пружины …) 50/60/80 80 ¨ Значительные бугры высотой до 100 мм в результате деформации слоев одежды в зоне швов ¨ Разрушение покрытия у швов по всей длине ¨ Разрушение окаймления, отрыв листов 30/40/60 4 Опасный износ >80 ¨ Более сильные разрушения швов 10/30/40 1 Если кромки не разрушены, износ принимается с коэффициентом 0,5 (И = 10 %). 2 Конструкция шва выше или ниже на 5 мм прилегающего к шву покрытия. Таблица 2 Дефекты и износ деформационных швов по критерию «герметичность» Table 2 Defects and wear of movement joints according to the “tightness” criterion № п/п Износ, % Повреждение 1 10 Точечные протечки по длине шва 2 20 Протечки воды на концах швов с загрязнением концевых участков опор 3 60 Протечки воды по всей длине швов, сопровождающиеся повреждением опорных площадок 4 80 Протечки воды по всей длине швов с попаданием грязи на опорные площадки, сопровождающиеся разрушением водоотводных лотков и повреждением концов ригелей 5 100 Протечки воды и грязи по всей длине швов, сопровождающиеся разрушением концов плит и повреждением ригелей и опорных площадок по всей длине опор В результате обширных технических обследований [2-7] мостовых сооружений установлено, что наиболее характерными дефектами и повреждениями элементов конструкций являются те, что приведены в табл. 3 [8]. Таблица 3 Дефекты и повреждения элементов деформационных швов Table 3 Defects and damage to movement joints № п/п Наименование дефекта Объем дефектов, % Нарушение герметичности: 1 Одиночные (точечные) протечки 35 2 Протечки через поврежденное заполнение 40 3 Протечки из-под гидроизоляции под сопряжением шва с одеждой 20 4 Разрушение водоотводных лотков 5 Нарушение плавности проезда, снижение надежности: 1 Трещины в покрытии у шва и над ним 35 2 Разрушение покрытия в зоне шва 20 3 Разрушение заполнения, отрыв листов повреждения узлов 10 4 Разрушение слоев одежды у шва 30 5 Расшатывание окаймления 2 6 Разрушение, отрыв и проваливание в зазор конструкций 3 Кроме вышеуказанных дефектов большую роль процесса разрушения покрытия в зоне деформационных швов играет образование колеи из-за перепадов отметок мостового полотна на стыке дорожной одежды и деформационных швов [9]. Для предотвращения колееобразования в зоне деформационных швов применяют следующие технические решения [9, 10]: - устройство пешеходных зон; - применение бетонных приливов (окаймлений); - применение приливов, выполненных из полимерных композиционных материалов, обладающих деформирующими свойствами, т.е. способностью гасить удары колес транспортных средств [11]. В связи с этим поиск новых материалов, обладающих циклической долговечностью и высокой демпфирующей способностью, является актуальной научной задачей [5]. В работе [10] приведены результаты исследований циклической долговечности различных материалов на основе полимерных композитов, рекомендованных для применения в конструкциях деформационных швов. Однако их демпфирующие свойства до настоящего времени не были изучены. Для определения демпфирующих свойств вышеуказанных композитов [12-15] применяется резонансный метод, описанный в работе [16]. Испытания проводили на консольно-закрепленных образцах размером 40´40´160 мм. Вылет консоли составлял 120 мм. Колебания испытываемого образца возбуждались от катушки, для чего к боковой поверхности образца приклеивалась небольшая стальная пластинка. Для записи колебаний использовались пьезоэлектрический датчик ДН-3 с коэффициентом преобразования 10,1 м∙с2/м. Сигнал от вибропреобразователя подается на виброизмерительный прибор ПИ-19. Контур возбуждения состоит из генератора синусоидальных колебаний звуковой частоты ГЗ-117, усилителя и катушки. Показатели демпфирования (декремент колебаний) определяли при резонансных колебаниях исследуемого объекта при постоянной амплитуде вынуждающей силы. Сначала регистрировали резонансную частоту ƒр и амплитуду Ap резонансных колебаний, затем расстраивали резонанс путем изменения частоты вынуждающей силы и регистрировали амплитуду А и соответствующую ей частоту ƒа колебаний. По параметрам резонансного пика рассчитывали логарифмический декремент δ колебаний по формуле [16] где λ - степень спада амплитуды колебаний, равная А/Ap; Z - коэффициент расстройки резонанса, равный ƒа/ƒр [16]. Исследования демпфирующих свойств полимербетона ФАМ и ФАЗИС-30 дали разные результаты. Логарифмический декремент колебаний полимербетона ФАМ составил 0,125. Применение модификационного состава полимербетона ФАЗИС-30 ведет к улучшению демпфирующих свойств, о чем свидетельствует увеличение логарифмического декремента колебаний на 10,5 % - до 0,138. Таким образом, для предотвращения износа деформационных швов на мостах и путепроводах рекомендуется применение приливов, выполненных из полимербетона ФАЗИС-30, обладающего высокой циклической долговечностью и повышенными демпфирующими свойствами [2].

About the authors

B. A Bondarev

Lipetsk State Technical University

T. M Zaytseva

Lipetsk State Technical University

A. G Saakyan

Lipetsk State Technical University

T. R Lezgiev

K.G. Razumovsky Moscow State University of Technologies and Management

References

Statistics

Views

Abstract - 634

PDF (Russian) - 294

Refbacks

• There are currently no refbacks.