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 необратимой деформации строительной конструкции в зоне относительного смещения и разрушения элементов шва.
Наиболее близким из известных является деформационный шов, предназначенный для работы в сейсмически опасных районах и содержащий перекрывающие зазор в разрыве покрытия подвижные профильные элементы шва, закрепленные в расположенных по обе его стороны обоймах, одна из которых имеет подвижную в направляющих пластину, обеспечивающую ограниченное телескопическое перемещение элементов конструкции шва без повреждения составляющих его конструкцию элементов (CN 203411892, 29.01.2014).
Известная конструкция не предусматривает после сейсмического воздействия возможности 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 деформационного шва 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 несущие элементы, причем с несущими конструкциями пролетных строений в месте расположения шва жестко соединены полые несущие короба, обращенные навстречу друг другу открытыми торцами, в которых телескопически установлены имеющие в верхней части в уровне покрытия ограничительные пластины внутренние подвижные короба, в каждом из которых в опорах размещен свободный конец соответствующего несущего элемента. При этом, в качестве несущего элемента использован подвижный в опорах вдоль моста несущий элемент. В качестве несущего элемента может быть использована балка с шарнирным опиранием несущих профилей.
Для усиления указанного технического результата подвижность внутренних коробов ограничена срезаемыми при сейсмическом ударе упорами. Упорные выступы выполнены на каждом несущем элементе между опорами, закрепленными у открытых соответствующих торцов внутренних подвижных коробов. При этом, на обращенные друг к другу поверхности коробов может быть нанесено антифрикционное покрытие, а на обращенных друг к другу поверхностях коробов могут быть выполнены продольные пазы, в которых размещены выступы другого короба.
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 или одну балку с шарнирным опиранием несущих профилей - обеспечивает с достаточными для надежности работы степенями свободы их подвижность при сейсмических воздействиях;
- наличие и конструктивная связь с несущими конструкциями пролетных строений в месте расположения шва жестко соединены полые несущие короба, обращенные навстречу друг другу открытыми торцами, в которых телескопически установлены имеющие в верхней части в уровне покрытия ограничительные пластины внутренние подвижные короба, в каждой из которых в опорах размещен свободный конец соответствующего несущего элемента - 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);
- выполнение на обращенных друг к другу поверхностях коробов продольных пазов, в которых размещены выступы другого короба, позволяет исключить поперечное смещение и вернуть короба в исходное положение без поперечного смещения уложенного покрытия.
Улучшение технического результата обеспечивает наличие срезаемых при сейсмическом ударе упоров, являющимися «предохранителями», рассчитанными на экстремальные нагрузки, и не препятствующими нормальной работе шва при отсутствии таких нагрузок.
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.
Антисейсмический короб выполнен прямоугольного или трапециевидного сечения, когда смещение конструкции деформационного шва после срыва крепления к антисейсмическому коробу (после полного раскрытия конструкции деформационного шва или после смыкания конструкции деформационного шва) происходит по нижней горизонтальной стенке антисейсмического короба. В данном случае деформационный шов всегда остается в уровне проезжей части мостового сооружения, а деформация производится в уровне дорожного покрытия. Кроме того, на обращенные друг к другу поверхностях коробов может быть нанесено антифрикционное покрытие - политетрафторэтилен (тефлон, ПТФЭ), радиационно-модифицированный политетрафторэтилен Ф4РМ20 или полиэтилен с ультравысокой молекулярной массой, а также размещена смазка, в качестве которой могут быть использованы тугоплавкие смазки для высоких давлений (например, смазка ЦИАТИМ-201 по ГОСТ 6267-59, которая является загущенным при помощи литиевого мыла минеральным маслом. Целесообразно использовать такую смазку в диапазоне температур от -60 до +120°С. Смазка является химически стабильной. А 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 и может быть использована при работе в агрессивных средах, т.к. является стойкой, например, к воздействиям паров кислот). Обращенные друг к другу поверхности коробов могут быть выполнены с продольными пазами и с выступами, расположенными в пазах.
При работе в условиях сейсмического (динамического) воздействия на конструкцию деформационного шва автодорожного моста в результате встречного движения происходит смещение коробов за пределы величины, допустимой при расчетной нормальной эксплуатации. При этом, после смыкания поперечных опорных балок происходит подвижка коробов с деформацией слоя покрытия, как показано на фиг. 2. После снятия динамического воздействия и обратного смещения коробов деформированный слой покрытия может быть возвращен в исходное положение. Данное техническое решение характеризуется также и улучшенной ремонтопригодностью.