ДЕФОРМАЦИОННЫЙ ШОВ АВТОДОРОЖНОГО МОСТА

Техническое решение относится к области строительства, а именно - к конструкциям возводимых в сейсмически опасных районах автодорожных мостов, имеющих в покрытиях деформационные поперечные швы между пролетными строениями.
Известен деформационный шов автодорожного моста, имеющий резиновый ленточный компенсатор и подвижные профили с установленными на них в шахматном порядке накладными пластинами ромбовидной и/или пилообразной формы, причем на нижней поверхности ромбовидных накладок образован опоясывающий их по периметру канал замкнутой формы для смазки, предотвращающий проникновение воды и развитие коррозии между соответствующим профилем деформационного шва и накладной пластиной, а для закачивания смазки выполнено, по крайней мере, одно сквозное отверстие (RU 127086 U1, 20.04.2013).
Известен также модульный многопрофильный деформационный шов, содержащий, по крайней мере, один промежуточный профиль, предпочтительно полого прямоугольного или двутаврового поперечного сечения, расположенный между закрепленными к траверсным коробам крайними профилями и соединенный с ними, а в случае нескольких промежуточных профилей и между собой, посредством резиновых пружин, предпочтительно V-образной или гофрированной формы, причем каждый промежуточный профиль закреплен нижней частью к соответствующей обойме, охватывающей с возможностью продольного скольжения в ней посредством расположенных, по крайней мере, с двух сторон, антифрикционных вкладышей из радиационно-модифицированного политетрафторэтилена или из полиэтилена с ультравысокой молекулярной массой, траверсу в виде направляющей балки, установленной в полостях траверсных коробов на допускающих угловое смещение предварительно напряженных опорах, предпочтительно упругих, а крепление продольного промежуточного профиля к обойме выполнено L-образным и несущим имеющий перпендикулярную полке ось поворота шарнир для обеспечения возможности углового отклонения обоймы или траверсы (RU 110759 U1, 30.06.2011).
Известные конструкции могут быть использованы в сейсмически опасных районах только при соблюдении мероприятий, исключающих превышение проектной величины сжатия (смыкания) конструкции деформационного шва, приводящего к разрушению конструкции автодорожного шва и к необратимой деформации строительной конструкции в зоне относительного смещения и разрушения элементов шва.
Наиболее близким из известных является конструкция шва автодорожного моста, рассчитанная на работу в сейсмических условиях и представляющая собой ряды подвижно установленных металлических профилей, соединенных между собой резиновыми герметизаторами, причем шов содержит наклонную под острым углом к продольной оси моста пластину из металла для обеспечения скольжения по ней несущих элементов конструкции при продольных динамических нагрузках, превышающих эксплуатационные расчетные нагрузки. Торцевая крепежная коробка имеет замоноличенный бетоном стальной каркас, которым приварена к арматурным выпускам строительной конструкции моста (ЕР 0821104 (А2), 26.07.1996).
Известная конструкция не предусматривает после сейсмического воздействия возможности полного возвращения ее подвижных элементов в исходное положение, в случае превышения допустимой величины перемещения, в результате которого происходит необратимая деформация составляющих ее металлических элементов.
Задачей настоящего технического решения является создание конструкции универсального деформационного шва (как сжатия, так и расширения) для автодорожных мостов, обеспечивающего после сейсмического воздействия проектную работоспособность шва без повреждения его несущих конструктивных элементов и возвращение их в исходное проектное положение (с возможностью проезда автотранспорта после прекращения сейсмических воздействий).
Технический результат заключается в расширении арсенала средств конструкций деформационных швов автодорожных мостов, работающих с высокой надежностью в условиях сейсмических воздействий в сейсмически опасных районах.
Достигается это тем, что деформационный шов автодорожного моста включает упруго соединенные между собой по боковым сторонам сплошными гибкими связями поперечные опорные балки, установленные параллельно друг другу на несущий элемент, причем с несущими конструкциями пролетных строений в месте расположения шва жестко соединены расположенные в одной плоскости на обращенных друг к другу частях пролетных строений неподвижные пластины, соединенные по удаленным их кромками с наклонно закрепленными к телу соответствующего пролетного строения с образованием тупого угла упорными пластинами, а опоры подвижного несущего элемента закреплены в открытых навстречу друг другу подвижных относительно пролетного строения коробах, образованных пластинами скольжения, расположенными параллельно соответствующим неподвижным и упорным пластинам, и ограничивающими соответствующую полость верхними пластинами.
При этом, в качестве несущего элемента может быть использован подвижный в опорах вдоль моста несущий элемент. В качестве несущего элемента может быть использована балка с шарнирным опиранием несущих профилей. Следующие признаки обеспечивают улучшение заявленного технического результата, а именно - наклонно расположенные пластины установлены под углом, для исключения их самоторможени при скольжении. На обращенных друг к другу поверхностях пластин может быть размещен антифрикционный материал. Обращенные друг к другу поверхности пластин могут быть выполнены с продольными направляющими, в которых размещена смазка. А подвижный в опорах несущий элемент может иметь по концам ограничители перемещения относительно упомянутых опор.
На следующих фигурах схематично отображен процесс работы деформационного шва при сейсмическом ударном воздействии:
На фиг. 1 представлен деформационный шов до сейсмического удара;
На фиг. 2 представлен деформационный шов при сейсмическом ударе;
На фиг. 3 представлен деформационный шов после сейсмического удара;
Перемещение всех элементов шва на фиг. 1-3 осуществлено в процессе сжатия шва.
На фиг. 4 представлен деформационный шов при сейсмическом ударе;
На фиг. 5 представлен деформационный шов после сейсмического удара;
Перемещение всех элементов шва на фиг. 4-5 осуществлено в процессе расширения шва.
Существенность упомянутых выше признаков обеспечивается направленностью их на решение поставленной технической задачи. А именно:
- наличие поперечных опорных балок и упругие связи, которыми они соединены между собой по боковым сторонам обеспечивают надежность работы и неразрывность связей при сейсмическом воздействии;
- установка балок параллельно друг другу и на подвижный в опорах вдоль моста несущий элемент обеспечивает с достаточными для надежности работы степенями свободы их подвижность при сейсмических воздействиях, вызывающих перемещение балок как относительно друг друга, так и совместно с несущим элементом;
- наличие и конструктивная связь с несущими конструкциями пролетных строений расположенных в одной плоскости на обращенных друг к другу частях пролетных строений неподвижных пластин, соединенных по удаленным их кромками с наклонно закрепленными к телу соответствующего пролетного строения с образованием тупого угла упорными пластинами, - обеспечивает надежные условия для скольжения несущих опоры подвижного несущего элемента подвижных относительно пролетного строения коробов, образованных пластинами скольжения, расположенными параллельно соответствующим неподвижным и упорным пластинам, и ограничивающими соответствующую полость верхними пластинами;
- а выполнение коробов открытыми навстречу друг другу позволяет с высокой степенью вероятности исключить какие-либо деформации их металлоконструкции при сейсмическом воздействии (ударе).
Кроме того, предусмотрено улучшение, с точки зрения надежности, указанного выше технического результата за счет того, что:
- наклонно расположенные пластины могут быть установлены под углом, исключающим их самоторможение при скольжении.
- на обращенных друг к другу поверхностях пластин могут быть размещены антифрикционные материалы - политетрафторэтилен (тефлон, ПТФЭ), радиационно-модифицированный политетрафторэтилен Ф4РМ20 или полиэтилен с ультравысокой молекулярной массой.
- на обращенных друг к другу поверхностях также могут быть размещены направляющие со смазкой. В качестве смазки в направляющих могут быть использованы тугоплавкие смазки для высоких давлений (Смазка ЦИАТИМ-201 по ГОСТ 6267-59 является загущенным при помощи литиевого мыла минеральным маслом. Используется в диапазоне температур от -60 до +120°С.Смазка является химически стабильной, благодаря чему рекомендована для работы в контакте с цветными сплавами. Смазка ЦИАТИМ-221 по ГОСТ 9433-60 используется в более широком диапазоне температур (60 до +150°С), и является загущенной при помощи литиевого мыла кремнийорганической жидкостью. Смазка является стойкой при работе в агрессивной среде, например, парах кислот).
- подвижный в опорах несущий элемент (представляющий собой траверсу) может иметь по концам ограничители перемещения относительно упомянутых опор.
При использовании в деформационном шве антисейсмического короба, который препятствует разрушению конструкции деформационного шва при сейсмическом ударе после смыкания конструкции деформационного шва (достижения минимального зазора между профилями деформационного шва) происходит срыв крепления конструкции деформационного шва к антисейсмическому коробу и «выезд» конструкции деформационного шва по боковым наклонным стенкам антисейсмического короба.
После сейсмического воздействия конструкция деформационного шва возвращается в исходное положение под собственным весом. После полного раскрытия конструкции деформационного шва (достижения максимального зазора между профилями деформационного шва) происходит срыв крепления конструкции деформационного шва к антисейсмическому коробу и смещение конструкции деформационного шва по нижней горизонтальной стенке антисейсмического короба. После сейсмического воздействия пролеты мостового сооружения возвращаются в исходное положение, при котором конструкция деформационного шва самоцентрируется. Покрытие в месте его деформации возвращается практически в исходное до деформации положение. Конструкция деформационного шва обладает высокой ремонтопригодностью.