CC BY
29
УДК 624.072
СПОСІБ PEMOHTУ TEMПEPATУPHO-HEPOЗPIЗHИX ПPOЛЬOTHИX БУДОВ
MOCTOBИX CПOPУД
A.B. Більченко, професор, к.т.н., О.Г. Кіслов, професор, к.т.н., XHAДУ
Анотація. Розглянуто питання відновлення працездатності валкових опорних частин темпе-ратурно-нерозрізних пролъотних будов мостових споруд.
Ключові слова: пролъотт будови, валкові опорні частини, обетонування опорних частин, деформаційні шви, плити пролъотних будов.
СПОСОБ PEMOHTA TEMMEPATVPHO-HEPA4PE4HUX ПPOЛЁTHЫX CTPOEHИЙ MOCTOBЫX COOPУЖEHИЙ
A.B. Бильченко, профессор, к.т.н., A.r. Кислов, профессор, к.т.н., XHAДУ
Аннотация. Рассмотрен вопрос возобновления работоспособности валковых опорных частей температурно-неразрезных пролетных строений мостовых сооружений.
Ключевые слова: пролётные строения, валковые опорные части, обетонирование опорных частей, деформационные швы, плиты пролётных строений.
METHOD OF TEMPERATURE-CONTINUOUS BRIDGE SPAN STRUCTURES
REPAIRING
A. Bilchenko, Professor, Candidate of Technical Science,
A. Kislov, Professor, Candidate of Technical Science, KhNAHU
Abstract. The problem ofperformance resumption of roller bearings of temperature-continuous bridge span structures is considered.
Key words: roller bearings, concreting bearings, expansion joints, slab spans.
Вступ
На автомобільних дорогах нашої країни з середини 20-го століття почали будувати залізобетонні мости, прольотні будови яких обйднані в температурно-нерозрізну систему.
Температурно-нерозрізні прольотні будови мостів почали застосовувати з метою скорочення кількості деформаційних швів та підвищення комфортності проїзду [1].
Починаючи з 1966 р., у світовому мостобудуванні набувають розповсюдження конструкції прольотних будов, які монтуються з розрізних балок, з обйднанням їх в перерізах над опорами у рівні плит проїзної частини у
ланцюги різної довжини тим чи іншим способом [2]. Такі СБєзшовні мостиП (jointless bridges) у США будувались з 1930-х років [3] з мєтою зaбeзпeчити:
□ підвищєння строку служби мосту;
□ знижєння eкcплyaтaцiйниx витрат;
□ єкономічність конструкції;
□ єстєтичний вигляд.
Aнaлiз публікацій
Teмпepaтypно-нepозpiзними названо розрізні прольотні будови, обйднані між собою в рівні плити проїзної частини або цєнтру ваги балок, у peзyльтaтi чого при тeмпepaтypниx впливах вони працюють як жрозрізні, а при вєртикзльних □ як розрізні.
Конструкція вузла зйднання має забезпечувати безперервність дорожнього одягу і сприймати зусилля, що виникають у ланцюзі прольотних будов, не перешкоджаючи їх поворотам. Ланцюги прольотних будов переважно формуються таким чином, щоб поздовжні переміщення прольотних будов відбувалися в обидва боки від середини ланцюга. У цьому випадку можливе більш ефективне використання конструкції деформаційних швів і опорних частин.
У сучасних умовах найбільш надійною схемою об [Єднання ребристих прольотних будов у температурно-нерозрізну конструкцію за плитою проїзної частини в межах всієї ширини прольотної будови. Перед бетонуванням суміжних прольотних будов у ланцюг на ребра балок у межах довжини плити з [Єднання звичайно влаштовують прокладки товщиною 5-10 мм (з ізопласту або іншого гідроізоляційного матеріалу).
При об [Єднанні ребристих прольотних будов за плитою проїзної частини балки кількість необхідної арматури для плити з [Єднання розраховується. Розрахунок виконувався на тимчасове навантаження А15 та НК-100. Ребристі прольотні будови можна обйдну-вати в температурно-нерозрізну конструкцію за поверхневим шаром дорожнього одягу із щільного бетону, що виконує гідроізолюючі функції. Не допускається одночасне об [Єднання прольотних будов за поверхневим шаром і плитою проїзної частини.
Фахівцями кафедри мостів, конструкцій та будівельної механіки ХНАДУ на замовлення Укравтодору було розроблено методичні рекомендації, які ставлять за мету узагальнення сучасного досвіду з проектування та застосування температурно-нерозрізних прольотних будов із використанням новітніх матеріалів та сучасних технологій при будівництві мостів.
В методичних рекомендаціях приведено приклади розрахунку температурних деформацій прольотних будов, які забезпечать прийняття рішення про кількість прольотів у прольотній будові. Один із розділів присвячено утриманню та експлуатації температурно-нерозрізних прольотних будов.
Розроблені методичні рекомендації забезпечать підвищення експлуатаційної надійності
прольотних будов мостів, комфортабельність та безпечність умов руху транспортних засобів без зниження швидкості. Зменшення витрат на ремонт мостового полотна, впровадження методичних рекомендацій проектними та мостобудівельними організаціями при проектуванні та будівництві мостів дозволить підвищити довговічність штучних споруд у цілому на дорогах загального користування [4].
Однак при довготривалій експлуатації температурно-нерозрізних прольотних будов, які мають залізобетонні валкові опорні частини, можливий їх крен уздовж мосту.
Мета і постановка задачі
Метою роботи є розробка рішення із вдосконаленого ремонту рухомих валкових опорних частин і продовження експлуатаційної надійності температурно-нерозрізних проль-отних будов.
Існуючі способи ремонту та розробка корисної моделі
Аналіз даних проведених обстежень мостових споруд такого типу дозволив констатувати, що крен валкових опорних частин до 15П може відбуватися з трьох причин: грубе порушення технології установки валків при монтажу балок, руйнування системи об [Єднання балок по плитах, та нерівномірність роботи всіх балок, що об [Єднані по полицях як єдиного жорсткого диска. Тому на деяких обйктах фактичний стан рухомих опорних частин є аварійним. Для ліквідації аварійності деякі експлуатаційні служби ставлять на опорні частини фіксатори, але вони не дали результату.
Спосіб ремонту, який пропонується, відноситься до сфери ремонту й реконструкції залізобетонних багатопрогонових мостів великих прольотів, а саме □ ремонту рухомих валкових частин під прольотними будовами.
Ця проблема є актуальною вже протягом не одного десятиліття □ проектувальники й експлуатаційники неодноразово робили спроби знайти рішення для запобігання обваленню елементів прольотних будов мостів (балки) через вихід з ладу валкових опорних частин. Найчастіше проектувальники зупинялися на рішенні, за яким передбачався
підйом усіх балок прольотних будов домкратами одночасно; при цьому повинні були встановлюватися нові валкові опорні частини або замінюватися конструктивно іншими. (Проект Харгіпротрансу «Реконструкция путепровода на 50-м км окружной дороги в г. Харькове»). Цей спосіб прийнятий як найближчий аналог за ознакою його призначення та кількості спільних матеріальних об йктів, над якими проводилися дії.
Однак такі рішення не знайшли практичного застосування, тому що виявилися дуже трудомісткими та коштовними, а реалізація такого способу реконструкції для кожного мосту потребує індивідуального підходу. Проект за відомими аналогами також не було реалізовано. Очевидна недоцільність реалізації вказаних проектів стала причиною їх відсутності у відкритих публікаціях, але є загальновідомі для фахівців. Рішення, вільного від цих недоліків, запропоновано не було, тому мости продовжують експлуатуватися в нерегульованому стані.
При вивченні питання слід врахувати, що при експлуатації мосту на його прольотні будови діють такі навантаження: статичне, динамічне, вітрове та температурне; дія останнього в таких прольотних будовах викликає температурні деформації. Для сприйняття температурних деформацій і горизонтальних сил кілька прольотних будов поєднують в одну нежорстку систему, тобто в ланцюг, а під ними встановлюють рухомі валкові опорні частини, виконані з металу або залізобетону, шарнірно з [Єднані з опорою мосту внизу й балкою вгорі. Таке їх виконання допускає можливість нахилу опорних частин у процесі експлуатації.
Особливо такі опорні частини є ефективними при формуванні ланцюгів у температурно-нерозрізних прольотних будовах, коли встановлюється одна нерухома опорна частина над однією з опор температурного ланцюга та кілька рухомих □ над іншими опорами. Завдяки своїй висоті й рухливості валкові опорні частини здатні сприймати значні температурні деформації, що виникають за довжиною ланцюга.
Але цьому рішенню властивий ряд недоліків:
□ дуже складна технологія установки валкових опорних частин при будівництві, що повинна враховувати температуру навко-
лишнього середовища, сумарну величину деформування ланцюга в температурно-нерозрізній системі, властивості матеріалу прольотної будови, що призводить до порушення проектних вимог, а виходить, і до скорочення терміну служби мосту;
□ у процесі експлуатації температурно-нерозрізних прольотних будов з [єднання балок практично руйнується. Тоді прольотні будови в температурному ланцюзі перетворюються у змінювану систему, тому що обидва кінці балок опираються на рухомі опорні частини. При руйнуванні зйднуючої плити балка опирається на дві рухомі опорні частини, й тоді система перетворюється в механізм, у якому балка під дією горизонтальних сил починає переміщатися уздовж мосту.
У результаті виникає нахил опорної частини прольотної будови на критичний кут. Причому кут її нахилу нічим не обмежений і не стабілізований, тобто загроза обвалення прольотної будови є цілком реальною. Подальша експлуатація таких прольотних будов є нере-гульованою й непередбачуваною.
Крім того, проект передбачає зупинення транспортного руху через міст на період ремонту.
В основі корисної моделі □ завдання вдосконалення способу ремонту й реконструкції мостів шляхом перетворення температурно-нерозрізної системи у статично визначену за рахунок своєчасної фіксації положення валкової опорної частини прольотної будови на одному кінці балки, запобігання її падінню та руйнуванню мосту.
Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що у відомому способі ремонту мосту, що базується на відновленні валкових опор прольотних будов мосту, на яких встановлено обйднуючу плиту та балку прольотної будови, відповідно до корисної моделі, навколо валкової опорної частини, що має більший кут нахилу, установлюють арматурний каркас, жорстко звЭзаний з ригелем, фіксують його, а потім бетонують, забезпечуючи повну її нерухомість (монолітний стовпчик) (рис. 1).
Реалізацію способу показано на прикладі ремонту опорних частин конкретного мосту, чим підтверджено промислову застосовність способу, що пропонується.
%
JZZT
-Н4-
-nI4-
Рис. 1. Спосіб ремонту опорних частин температурно-нерозрізних прольотних будов: 1 □ балка, 2 □ ригель, 3 □ опорна частина у вигляді монолітного стовпчика.
При цьому виконувався ремонт мосту, в якому залізобетонна валкова опорна частина мала критичний кут нахилу. У ригелі 2 було просвердлено 4 отвори Ш27 мм, глибиною 20d або 500 мм і зачеканено 4 арматурних стержні П25 мм класу АІІІ на розчині 1:1, що дозволило жорстко зйднати їх з ригелем. Потім 4 стержні було обйднано хомутами із дроту Ш8 мм з відстанню між ними, яка дорівнює □ висоти стрижнів за допомогою в Нзального дроту П2 мм.
По завершенні було встановлено дерев Нну опалубку та опорну частину, забетоновані бетоном класу В30. Після 7 днів твердіння бетону опалубку було знято. Тепер валкова частина виконана у вигляді монолітного стовпчика, її функцію повністю відновлено.
Висновки
Запропонований спосіб дозволяє зробити ремонт валкової опори прольотної будови мосту без його демонтажу й зупинки транспортних потоків. Міцність монолітного стовпчика навколо валкової опори є порівняною з міцністю нової конструкції (на яку пропонували заміняти опори способом за найближчим аналогом) дозволяє значно продовжити термін служби мосту.
Література
1. Захаров ЛБ. Сборные неразрезные желе-
зобетонные пролетные строения мостов / Л^. Захаров, Н.М. Колоколов, A.M. Цейтлин. □ М.: Транспорт, 19S3. □ 232 с.
2. Методические рекомендации по примене-
нию конструкций температурно-неразрезных пролетных строений,
POCABTOДOP: утв. Распоряжением
Минтранса России от 26.05.2003 г. №OC-477-p. □ М., 2003. □ 60 с.
3. Bridge Decks Going Joint less. Cementi ti-
touns Compossi tes improve Durability of Link Slabs// Research Record. □ August 2005. □ №100.
4. Методичні рекомендації з проектування та
застосування конструкції температурно-нерозрізних прольотних будов: зат-
вердж. розпорядж. УKPABTOДOP № 0106U011145. □ X., 200S. □ 94 с.
Рецензент: B.^ Кожушко, професор, д.т.н., ХНЛДУ.
Стаття надійшла до редакції 13 вересня 2012 р.
