ПРОЛЕТНОЕ СТРОЕНИЕ МОСТА

Полезная модель относится к области мостостроения, а именно к конструкции пролетных строений металлических мостов с ортотропной плитой проезжей части.
Известно сталежелезобетонное пролетное строение моста, содержащее металлические главные балки и железобетонную плиту проезжей части. (Н.Н. Стрелецкий «Сталежелезобетонные пролетные строения мостов». М., Транспорт, 1981, с.39, рис.2.3).
Недостаток такого пролетного строения заключается в том, что в плите проезжей части образуются трещины, снижающие долговечность конструкции.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является пролетное строение моста, содержащее металлическую ортотропную плиту проезжей части, включающую покрывной лист с приваренными к нему поперечными ребрами жесткости, металлические главные балки и полотно проезжей части. (К.Г.Протасов и др. «Металлические мосты. Конструкции и проектирование». М.,
Государственное транспортное железнодорожное издательство. М., 1957, с.60-61).
Недостаток пролетного строения такой конструкции заключается в недолговечности полотна проезжей части, которое разрушается после нескольких лет эксплуатации.
Задача предлагаемой полезной модели состояла в увеличении долговечности полотна проезжей части пролетного строения моста.
Сущность полезной модели заключается в том, что пролетное строение моста, содержащее размещенную на металлических главных балках металлическую ортотропную плиту проезжей части, включающую покрывной лист и ребра, и полотно проезжей части, содержит размещенную на ортотропной плите проезжей части железобетонную плиту проезжей части, а полотно проезжей части расположено на железобетонной плите проезжей части, при этом между ортотропной плитой и железобетонной плитой уложен слой сыпучего материала.
Кроме того, покрывной лист ортотропной плиты проезжей части может быть выполнен корытообразным и содержать нижнюю часть и боковые ограничительные листы, ограничивающие сбоку железобетонную плиту проезжей части, причем уровень верха бокового листа расположен выше уровня низа железобетонной плиты проезжей части.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где представлено поперечное сечение металлического пролетного строения.
Пролетное строение моста содержит металлические главные балки 1 двутаврового или какого-либо другого сечения, металлическую ортотропную плиту 2 проезжей части, железобетонную плиту 3 проезжей части, уложенную на слой 4 сыпучего материала, и полотно 5 проезжей части. Металлическая ортотропная плита проезжей части состоит из продольных 6 и поперечных 7 ребер и покрывного листа, который имеет корытообразный профиль и содержит нижнюю часть 8 и боковые
ограничительные листы 9. Нижняя часть 8 покрывного листа выполнена с поперечным уклоном порядка 2%. Для предохранения от коррозии верхняя поверхность покрывного листа защищена гидроизоляцией 10. Для отвода воды из корыта покрывного листа смонтированы водоотводные трубки 11 и желобы 12.
В качестве сыпучего материала может быть применен обычный песок. Толщина слоя сыпучего материала определяется неровностями верхней поверхности ортотропной плиты и обеспечением возможности относительного смещения ортотропной и железобетонной плит проезжей части. В зависимости от конкретных особенностей толщина слоя сыпучего материала будет равна 1-5 см.
Толщина плиты проезжей части может быть в пределах 8-15 см. Ее толщина выбирается из условия обеспечения жесткого основания для полотна проезжей части.
В связи с отсутствием контакта местной нагрузки (колеса) непосредственно с ортотропной плитой количество продольных и поперечных ребер может быть уменьшено.
Пролетное строение моста работает следующим образом. Езда осуществляется непосредственно по полотну 5 проезжей части, которое уложено на железобетонную плиту 3 проезжей части. Температурные деформации и деформации от местной нагрузки воспринимаются железобетонной плитой проезжей части и осуществляются независимо от ортотропной плиты в связи с наличием слоя 4 сыпучего материала. Вертикальная нагрузка от плиты 3 передается на ортотропную плиту 2 и главные балки 1. Водоотвод из зоны слоя 4 сыпучего материала осуществляется через водоотводные трубки 11 и желобы 12.
При разработке данной полезной модели было решено следующее техническое противоречие. В сталежелезобетонном пролетном строении железобетонная плита проезжей части жестко соединена со стальными
главными балками. В результате разницы температур между стальными главными балками и железобетонной плитой в момент замыкания при строительстве, а также дополнительной разности температур в период эксплуатации за счет резких колебаний температуры воздуха и солнечной радиации в железобетонной плите возникают существенные растягивающие напряжения, зачастую приводящие к трещинообразованию, снижающему долговечность. Применение вместо железобетонной плиты ортотропной плиты позволяет исключить указанные недостатки, однако появляется новый существенный недостаток: быстро выходит из строя полотно проезжей части. Характерные типы полотна проезжей части в ортотропной плите приведены в работе И.Г.Овчинникова и др. «Мостовое полотно автодорожных мостов с применением литого асфальтобетона и современных деформационных швов». Саратов, 2004, с.55, рис.1.37 и 1.38.
О быстром разрушении полотна проезжей части в указанных конструкциях достаточно подробно изложено в работе К.Д.Кельчевского и др. «О проблеме устройства дорожной одежды на мостах с ортотропной плитой», Транспортное строительство, №7, 2001, с.22-25.
Основная причина разрушения полотна проезжей части заключается в том, что при одной и той же нагрузке или температурном воздействии местные деформации ортотропной плиты и полотна проезжей части несопоставимы из-за разной их жесткости, поэтому постепенно единство сечения нарушается, происходит отслаивание и кусочное разрушение участков полотна проезжей части.
Таким образом, техническое противоречие может быть сформулировано следующим образом: с одной стороны, применение ортотропной плиты приводит к разрушению полотна проезжей части. А
применение железобетонной плиты проезжей части приводит к растрескиванию самой плиты.
Решение технического противоречия заключается в применении одновременно и железобетонной плиты проезжей части и ортотропной плиты, но в разделении их слоем сыпучего материала. При этом долговечность плиты проезжей части достигается раздельностью деформаций ортотропной плиты и железобетонной плиты, долговечность полотна проезжей части обеспечивается жестким основанием в виде железобетонной плиты.
Экономическая эффективность предложенной конструкции определяется увеличением долговечности полотна проезжей части. Кроме того, одновременное применение железобетонной и ортотропной плит проезжей части позволяет уменьшить сечение каждой составляющей, что не приведет к увеличению общей строительной стоимости.