Стыки на мостах зачем
Деформационные швы мостов: история и современность.
Деформационные швы мостов (деформационные зазоры) – это свободное пространство, предусматриваемое для перемещений конструкций сооружения от действия различных влияющих факторов, вызывающих как пространственные смещения и повороты конструкций, так и деформации их отдельных элементов. Первоначально эти разрывы предусматривались для предотвращения появления значительных напряжений в конструкциях пролетных строений мостов от действия перепадов температуры и назывались температурными зазорами. С течением времени понятие температурного зазора расширилось, поскольку было установлено, что действие температуры является не единственным фактором, заставляющим конструкции мостовых сооружений перемещаться. В результате, инженеры стали использовать более общее понятие «деформационный шов».
В настоящее время устройство «деформационный шов» широко применяется не только в дорожном, мостовом строительстве, но и в строительстве жилых и промышленных зданий. В зависимости от назначения применяют следующие виды швов: температурные, осадочные, антисейсмические, усадочные и смешанные.
Деформационные швы мостов: основные требования.
Деформационные швы мостов призваны обеспечивать беспрепятственное и комфортное движение транспортных средств и пешеходов по мостовому полотну, без учета влияния каких-либо внешних факторов (погодных, сейсмических явлений и ряда других причин).
К современным конструкциям деформационных швов предъявляется большое количество требований, одними из которых являются: низкий уровень шума (особенно в городских условиях); обеспечение плавности движения и снижение динамического воздействия на конструкции моста; малое сопротивление шва перемещениям концов пролетных строений, либо отсутствие такого сопротивления вообще; высокая прочность конструкций деформационных швов; устойчивость элементов конструкций деформационных швов по отношению ко всем воспринимаемым им нагрузкам и воздействиям при любых погодных условиях, влажности и применяемых средствах удаления льда; доступность всех основных элементов деформационного шва для их ремонта и замены. Всем требованиям отвечают конструкции, установленные компанией «Дефшов». Мы специализируемся на производстве строительных работ по монтажу деформационных швов на проезжей части искусственных сооружений. Фирмой были отобраны и применяются конструкции деформационных швов, наиболее подходящие для наших российских климатических условий. Благодаря тесному сотрудничеству с зарубежными коллегами и большому опыту работы мы готовы гарантировать качество.
Полное меню
Основные ссылки
Вернуться в «Каталог СНиП»
Пособие Деформационные швы автодорожных мостов. Особенности конструкции и работы. Учебное пособие.
Извлечение из документа
А.В. Ефанов, И.Г. Овчинников;
В.И. Шестерников, В.Н. Макаров.
Деформационные швы
автодорожных мостов:
Особенности конструкции
и работы
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Саратовский государственный технический университет
А.В. Ефанов, И.Г. Овчинников, В.И. Шестериков, В.И. Макаров
Учебное пособие для студентов специальностей 291000, 291100
Кафедра «Специальные сооружения на автомобильных дорогах»
Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева
Доктор технических наук, профессор,
зав. кафедрой «Строительные конструкции»
Пензенского государственного строительного университета
Т.И. Баранова
Одобрено
редакционно-издательским советом
Саратовского государственного технического университета
Содержит рассмотрение вопросов, связанных с применением современных конструкций деформационных швов в мостовом полотне автодорожных мостов. В учебное пособие включены основные положения расчета перемещений торцов пролетных строений мостов и путепроводов от действия различных влияющих факторов и даны рекомендации по выбору конструкций деформационных швов по величине определенных перемещений. Приводится перечень требований, которым должны удовлетворять современные деформационные швы автодорожных мостов, осуществлена их классификация. Даны обзор и анализ конструктивных особенностей основных современных типов деформационных швов на примере реально существующих конструкций. Приведен и проанализирован опыт применения деформационных швов на мостовых сооружениях, выделены характерные дефекты рассматриваемых конструкций, по итогам даны рекомендации по рациональному выбору и использованию деформационных швов различных типов.
Предназначается для студентов, аспирантов, специалистов и инженерных работников, занимающихся проблемами проектирования, строительства, эксплуатации и ремонта мостовых сооружений и интересующихся вопросами использования в мостовом полотне автодорожных мостов современных конструкции деформационных швов.
ВВЕДЕНИЕ
Автодорожные мостовые сооружения призваны служить для преодоления транспортом и пешеходами различных препятствий: водных преград, участков со сложным рельефом, других транспортных путей. Однако сами мостовые сооружения в настоящее время редко могут быть построены без устройства разрывов основных несущих конструкций по длине.
Первые ДШ конструктивно были очень простыми, в их функции входило только перекрытие деформационного зазора, но с развитием мостостроения требования к ДШ постоянно возрастали, эти конструкции эволюционировали и на современном этапе развития: стали одними из самых ответственных конструкций моста, от надежности, работы которых зависят работоспособность и долговечность всего мостового сооружения.
В последние годы в России намечается тенденция к выработке качественно иного подхода к проектированию и эксплуатации мостовых сооружений, связанного с новым взглядом на, казалось бы, давно известные и устоявшиеся с позиций проектирования, строительства и эксплуатации конструктивные детали мостов, такие как покрытие проезжей части, деформационные швы, опорные части и т.д. Эта позиция стала занимать внимание специалистов с появлением более широкого понимания работы мостового сооружения в целом, взаимосвязи элементов моста между собой, осознания важности таких элементов и влияния их технического состояния на общую работоспособность, безопасность и надежность мостового сооружения, в составе которого они функционируют.
Новый подход требует отчетливого понимания специфики работы ДШ в мостовом сооружении, выработки требований к этим устройствам, создания руководств по проектированию и изготовлению ДШ. Однако пробел в этой области оказался настолько значительным, что единственным выходом на период его восполнения стало применение для отечественных мостов зарубежных конструкций ДШ, проектируемых в соответствии с существующими за рубежом нормами. Это породило новую проблему. Российский инженер-мостовик буквально потерялся среди многообразия хлынувших с зарубежных рынков конструкций, не в силах даже выбрать, в отсутствие объективной информации, конструкцию ДШ для применения. На это повлияло отсутствие отечественных нормативных требований к конструкциям ДШ и их характеристикам, несоответствие зарубежных норм российским условиям, недостаточная осведомленность инженеров о существующих в мире конструкциях ДШ, поведении ДШ каждого конкретного типа в мостовых сооружениях, присущих им областях применения, достоинствах и недостатках, а также характерных дефектах.
Сейчас все чаще можно слышать мнение, что даже «качественные зарубежные ДШ» показывают себя на российских мостах далеко не лучшим образом. И дело даже не в том, что зарубежные ДШ не всегда оказываются действительно качественными конструкциями, а в том, что российский инженер, по ряду перечисленных причин, не может сформулировать свои требования к качеству ДШ. В результате применяются конструкции, которые через некоторое время эксплуатации проявляют недостатки и обнаруживают дефекты, в целом характерные для данной конструкции ДШ, но оказывающиеся неожиданными для инженеров-мостовиков. Нередко, в условиях отсутствия информации, на отечественных мостах применяются конструкции, эксплуатация которых запрещена в ряде зарубежных стран национальными нормами.
Кроме того, часто допускаются ошибки при определении перемещений концов пролетных строений с целью выбора конструкции ДШ для применения, вызванные как субъективным подходом проектировщика, так и незнанием особенностей работы конструкций. Результатом этих ошибок является применение ДШ не по назначению, что в свою очередь приводит к раннему разрушению конструкции швов, ухудшению условий движения по мосту и повреждению несущих конструкций. На сегодняшний день уже сложилось общепринятое мнение, согласно которому перемещения пролетных строений мостов являются пространственными, происходят в трех плоскостях и могут быть разложены на составляющие по трем взаимно перпендикулярным осям [3]. В этом случае имеют место линейные перемещения торцов пролетных строений вдоль этих осей, а также вращения торцов вокруг тех же осей. Количество учитываемых факторов, влияющих на перемещения торцов пролетных строений, также в настоящее время существенно расширено. Прослеживается стремление принять во внимание как можно большее число этих влияющих факторов с целью более точного определения суммарных перемещений и выбора ДШ, позволяющего воспринять эти перемещения без повреждений конструкции самого ДШ и пролетных строений моста. Поэтому знание влияющих факторов и характера их воздействия на величину и направление перемещений торцов пролетных строений моста крайне важно для правильного назначения и применения конструкции ДШ.
Первая глава учебного пособия полностью посвящена вопросам определения перемещений торцов пролетных строений с целью выбора подходящей по величине перемещений конструкции ДШ для установки в мостовое сооружение.
Материал, изложенный в остальных главах учебного пособия, призван помочь ориентироваться среди многообразия конструкций ДШ, существующих в мире в настоящее время. С этой целью представлена информация, касающаяся накопленного в России и в мире опыта применения различных типов ДШ, приведен анализ опыта эксплуатации, на основе которого даются рекомендации по области применения каждого из типов ДШ и ее ограничениям. Включены также подробный перечень требований к современным ДШ автодорожных мостов и классификация конструкций ДШ. Кроме того, дан обзор основных существующих типов ДШ и проанализированы особенности их конструкции и работы в мостовом сооружении.
Назначение деформационных швов, виды деформационных швов: для мостов, между зданиями, в промышленных зданиях, между стенами подзаголовки
Деформационный шов
Во многих промышленных сферах широко применяются деформационные швы. Речь идет о высотном строительстве, сооружении мостовых конструкций и других отраслях. Они представляют собой весьма важный объектный элемент, при этом выбрать необходимый тип дилатационной конструкции, будет колеблется в зависимости от:
Предназначение деформационного шва заключается в снижении нагрузки на отдельные части конструкций в местах предполагаемых деформаций, которые могут образоваться при колебании воздушной температуры, а также сейсмических явлениях, непредвиденной и неравномерной осадочности грунта и прочих воздействиях, могущих вызвать собственные нагрузки, которые снижают несущие свойства конструкций. В визуальном плане это разрез в теле здания, он делит постройку на несколько блоков, придавая этим некую упругость сооружению. Для обеспечения гидроизоляции разрез заполняют подходящим материалом. Это могут быть различные герметики, гидрошпонки или замазки.
Вам могут быть интересны эти товары
Установка деформационного шва – прерогатива опытных строителей, поэтому такое ответственное дело стоит доверить исключительно квалифицированным специалистам. Строительная бригада должна обладать порядочным оборудованием для грамотного монтирования деформационного шва – от этого зависит долговечность эксплуатации всей конструкции. Необходимо предусмотреть все виды работ, включая монтерские, сварочные, плотнические, арматурные, геодезические, укладку бетона. Технология установки деформационного шва обязана отвечать принятым специально разработанным рекомендациям.
Содержание деформационных швов в целом не представляет каких-либо трудностей, однако предусматривает периодические осмотры. Особый контроль необходимо осуществлять весной, когда в дилатационное пространство могут попадать куски льда, металла, древесины, камня и прочий мусор – это может послужить препятствием для нормального функционирования шва. В зимний период следует проявлять осторожность в применении снегоуборочной техники, поскольку ее действия могут повредить деформационный шов. При обнаружении неисправности немедленно обращайтесь к производителю.
Назначение деформационных швов
Поскольку гидротехнические сооружения из железобетона или бетона (например, плотины, судоходные постройки, гидроэлектростанции, мосты) имеют значительные размеры, они претерпевают силовые воздействия различного происхождения. Они зависят от многих факторов, таких как вид основания, условия производственных работ и прочих. В конечном итоге могут возникнуть температурные усадочные и осадочные деформации, рискующие привести к появлению трещин разной величины в теле сооружения.
Чтобы в максимальной степени обеспечить сохранность монолитности сооружения, применяются следующие мероприятия:
В какой момент происходят основные деформации бетонных построек? Для чего необходимы деформационные швы в таком случае? Изменения в теле здания могут произойти в период возведения при большом температурном напряжении – следствии экзотермии затвердевающего бетона и колебания температуры воздуха. К тому же в этот момент происходит усадка бетона. В строительный период деформационные швы способны снизить чрезмерные нагрузки и предотвратить дальнейшие изменения, могущие стать фатальными для сооружения. Постройки как бы разрезаются по длине на отдельные секционные блоки. Деформационные швы служат для обеспечения качественного функционирования каждой секции, а также исключают вероятность возникновения усилий между соседствующими блоками.
В зависимости от срока эксплуатации деформационные швы подразделяются на конструктивные, постоянные или временные (строительные). К постоянным швам относят температурные разрезы в сооружениях, имеющих скальное основание. Временные усадочные швы создаются с целью понижения температурных и других напряжений, благодаря ним сооружение разрезается на отдельные столбики и блоки бетонирования.
Виды деформационных швов
Существует целый ряд разновидностей деформационных швов. Традиционно их классифицируют согласно природе и характеру факторов, вызывающих деформацию в сооружениях. Вот они:
Наиболее распространенными видами считаются температурные и осадочные деформационные швы. Их применяют при подавляющем большинстве возведений различных сооружений. Температурные деформационные швы компенсируют изменения в теле зданий, возникающие при перепадах температуры окружающей среды. В большей степени этому подвержена наземная часть постройки, поэтому разрезы делают от уровня грунта до кровли, тем самым не затрагивая фундаментальную часть. Данный тип швов разрезает здание на блоки, таким образом, обеспечивая вероятность линейных перемещений без негативных (разрушительных) последствий.
Осадочные деформационные швы компенсируют изменения вследствие неравномерных различного рода нагрузок конструкции на грунт. Это происходит из-за различий в количестве этажей или большой разницы в массе наземных сооружений.
Антисейсмический тип деформационных швов предусмотрен при возведении построек в сейсмозонах. Устройство таких разрезов позволяет разделить здание на отдельные блоки, представляющие собой самостоятельные объекты. Такая мера предосторожности позволяет эффективно противодействовать сейсмическим нагрузкам.
В монолитном строительстве широко применяются усадочные швы. По мере затвердевания бетона наблюдается уменьшение монолитных конструкций, а именно в объеме, но при этом в структуре бетона образуется избыточная внутренняя напряженность. Данный тип деформационного шва позволяет предотвратить появление трещин в стенах сооружения в результате воздействия такого напряжения. При завершении процесса усадки стен, деформационный шов наглухо заделывают.
Изоляционные швы устраивают вдоль колон, стен, вокруг фундамента под оборудование для того, чтобы защитить стяжку пола от возможной передачи деформации, следующей от конструкции здания.
Конструкционные швы действуют по типу усадочных, они предусматривают небольших размеров горизонтальные подвижки, но ни в коем случае не вертикальные. Также хорошо было бы, чтоб конструкционный шов соответствовал усадочному.
Следует отметить, что конструкция деформационного шва должно отвечать плану разработанного проекта – речь идет о строгом соответствии всем заданным параметрам.
Деформационные швы мостов
Проектировщики мостовых сооружений, прежде всего, выступают за отличную универсальность деформационных швов и их конструкцию, что позволило бы применить ту или иную систему швов практически без изменений на любом типе мостовых конструкций (габаритности, схем, мостового полотна, материалов изготовления пролетных строений и пр.).
Если говорить о деформационных швах, устанавливаемых в автодорожных мостах, то следует учитывать следующие критерии:
Деформационные швы малых и средних мостов:
В пролетных сооружениях малых и средних мостовых конструкций применяют устройство деформационных швов заполненного и закрытого типов при передвижениях концов пролетных сооружений соответственно до 10-10-20 мм.
По видовому признаку очевидна следующая классификация деформационных швов мостов:
Открытый тип. Данный тип шва предполагает незаполняемый промежуток между составными конструкциями.
Закрытый тип. В данном случае расстояние между сопрягаемыми конструкциями закрыт проезжей частью – покрытием, уложенным без необходимого разрыва.
Заполненный тип. В закрытых швах покрытие уложено, напротив, с разрывом, из-за этого с проезжей части отчетливо видны и кромки зазора, а также само заполнение.
Перекрытый тип. В случае с перекрытым деформационным швом зазор между связующими конструкциями перекрыт каким-либо элементом на верхнем уровне проезжей части.
Кроме видового признака деформационные швы мостовых конструкций разделяют на группы согласно их расположению в проезжей части:
Это стандартная классификация мостовых деформационных швов. Существуют и побочные, более подробные деления швов, однако все они обязаны быть подчинены основному группированию.
Судя по опыту эксплуатации мостов в Западной Европе, очевидно, что долговечность службы мостовой конструкции (любой) практически на сто процентов зависит от прочности и качественности деформационных швов.
Деформационный шов между зданиями
Какими бывают деформационные швы между зданиями? Специалисты классифицируют их по ряду признаков. Это может быть тип обслуживаемой конструкции, место расположения (устройства), например, деформационные швы в стенах постройки, в полах, в кровле. Кроме того стоит учитывать открытость и закрытость их расположения (внутри помещения и снаружи, на открытом воздухе). Об общепринятой классификации (наиболее важной, охватывающей все наиболее характерные признаки деформационных швов) сказано уже немало. Она принята на основании деформаций, с которыми призвана бороться. С этой точки зрения деформационный шов между зданиями может быть температурный, осадочный, усадочный, сейсмический, изоляционный. В зависимости от текущих обстоятельств и условий между зданиями применяют различные виды деформационных швов. Однако следует знать, что все они должны соответствовать заданным изначально параметрам.
Еще на стадии проектирования здания специалистами определяются расположение, а также размер деформационных швов. Это происходит с учетом всех предполагаемых нагрузок, вызывающих деформацию сооружения.
При устройстве деформационного шва необходимо понимать, что он представляет собой не просто разрез полу, стене или кровле. При всем этом он обязан быть правильно оформлен с конструктивной точки зрения. Это требование обусловлено тем, что в процессе эксплуатирования сооружений деформационные швы берут на себя колоссальные нагрузки. Если возникает превышение несущей способности шва, есть риск появления трещин. Это, кстати, довольно известное явление, а предотвратить его могут специальные профили, изготовленные из металла. Их предназначением являются деформационные швы – профили герметизируют их, обеспечивают конструктивное усиление.
Шов между зданиями, служит своего рода соединением двух сооружений, стоящих близко друг к другу, но имеющих при этом разные фундаменты. Вследствие этого негативным образом может сказаться разница в весовой нагрузке конструкций, и оба сооружения могут дать нежелательные трещины. Чтобы этого избежать, применяют жесткое соединение с применением армирования. В данном случае необходимо убедиться в том, что оба фундамента уже как следует, осели и являются достаточно устойчивыми к предстоящим нагрузкам. Устройство деформационного шва осуществляется в строгом соответствии с общепринятым регламентом действий.
Деформационный шов между стенами
Как известно, стены представляют собой важнейший элемент в структуре сооружения. Они выполняют несущую функцию, принимая на себя все выпадающие нагрузки. Это вес кровли, плиты перекрытий, а также другие элементы. Из этого следует, что надежность и долговечность здания во многом зависит от прочности деформационного шва между стенами. Более того комфортная эксплуатация внутренних помещений также зависит от стен (несущих конструкций), выполняющих важную функцию ограждения от внешнего мира.
Следует знать, что чем толще материал стен, тем выше требования ставится к деформационным швам, устроенным в них. Несмотря на то, что внешне стены представляются монолитными, на самом деле им приходится претерпевать различного рода нагрузки. Причинами деформации могут выступать:
Если трещины образуются в несущих стенах, то это может угрожать целостности всего здания в целом. Исходя из вышесказанного, деформационные швы являются единственным способом предотвращения изменений в теле сооружений, могущих стать фатальными.
Чтобы функционирование деформационного шва в стенах было правильным, необходимо, прежде всего, грамотное выполнение проектных работ. Таким образом, расчет действий обязан производиться еще на стадии проектировки здания.
Основным критерием успешной эксплуатации деформационного шва можно назвать правильно подсчитанное количество отсеков, на которые планируется разрезать постройку для успешной компенсации напряжений. Согласно с установленным количеством определяется и расстояние, которое необходимо учесть между швами.