Конструкция мостового полотна по ортотропной плите проезжей части

15.06.2016

Конструкции мостового полотна должны обладать необходимой долговечностью и надежностью, обеспечивать безопасность движения транспорта и пешеходов, водоотвод с проезжей части, механизированное устройство дорожной одежды, удобные условия текущего содержания (механизированную очистку ездового полотна и тротуаров от грязи и снега и др.), при этом обладать относительно низкой стоимостью.
На городских и пешеходных мостах, как правило, предусматривают устройство стационарного электрического освещения. Опоры контактной сети располагают в створе перил или в междупутье трамвайных путей на обособленном полотне.
Головки рельсов трамвайных путей на необособленном полотне со стороны автопроезда должны быть на уровне верха покрытия проезжей части. Для прокладки рельсов в ортотропной плите устраивают специальные углубления в виде коробчатых балочек.
Для отвода воды ездовое полотно проектируют с поперечным уклоном не менее 2 %. Тротуары обычно устраивают на уровне проезжей части и также делают с уклоном не менее 2 %, но в обратную сторону — к водоотводным трубкам, располагаемым обычно в пределах полос безопасности проезжей части. Продольный уклон автодорожных и городских мостов, как правило, принимают не менее 5 %. Неорганизованный сброс воды через тротуатры не допускается. Для создания уклонов в стыках поперечных балок ортотропной плиты делают переломы.
Водоотводные трубки должны иметь диаметр не менее 150 мм и длину, предотвращающую попадание стоков на металлоконструкции. Расстояния между трубками вдоль пролета должны составлять не более 6 м при продольном уклоне до 5 % и 12 м при уклонах от 5 до 10 % (рис. 4.30, а). На городских путепроводах и в случаях, когда предъявляются повышенные экологические требования, устраивают закрытую систему водоотвода с устройством продольных лотков и сбросом воды за устоями моста в канализацию (в городах) либо в локальные очистные сооружения — дренажные колодцы (рис. 4.30, б).
Конструкция мостового полотна по ортотропной плите проезжей части

В автодорожных мостах легкость стальной коробчатой конструкции достигается также за счет укладки на нее тонкослойного асфальтобетонного покрытия проезжей части. В нем (рис. 4.30, в) используется слой сцепления на основе эпоксидного состава, играющего роль клея и изоляции. При соблюдении технологического регламента получается стойкое и долговечное покрытие. Ho работы по его нанесению немеханизированы и малопроизводительны. Кроме того, эпоксидный клей вреден для здоровья и довольно дорогой материал. Устройство покрытия металлического листа ортотропной плиты вызывает существенные технологические трудности, т.к. сложно обеспечить хорошую адгезию (сцепление) защитной гидроизоляции с гладкой поверхностью стального листа. За полвека применения ортотропных плит в нашей стране были найдены покрытия, лишь частично отвечающие изложенным выше требованиям.
Поэтому в зарубежных странах предпочитают устройство гидроизоляционного слоя с использованием рулонных наклеиваемых битумно-резиновых материалов (рис. 4.30, г). Опыт применения отечественных материалов типа «Изопласт», «Мостопласт» и др., импортных — «Сервидек/Сервипак», «Битутен/Битушилд» и др. на наших мостах в 90-е гг. XX в. показал, что при прочих равных качествах эта технология более производительна, лучше поддается механизации, экономична в сравнении с покрытием на эпоксидной основе.
Отдельную проблему составляет борьба с гололедом на ортотропных плитах. Она решается за счет специальных конструкций: многослойных покрытий, подогрева проезжей части и др.
На стороне металлических мостов, как правило, предусматривают на каждой тротуары, ограждаемые с внешней стороны перилами высотой не менее 1,1 м. Ширина тротуаров назначается в зависимости от расчетной перспективной интенсивности движения пешеходов в час «пик»: при пешеходной полосе 0,75 м ее принимают равной 1500 чел/ч. В городах и населенных пунктах ширину тротуаров принимают не менее 1,5 м и делают кратной 0,75 м. Вне населенных пунктов устраивают однополосные тротуары шириной не менее 1 м; при отсутствии пешеходного движения допускается устраивать служебные проходы шириной 0,75 м.
Co стороны проезжей части тротуары и обособленное трамвайное полотно на скоростных дорогах и магистральных улицах должны быть отделены ограждающими устройствами. На автодорожных мостах обычно создают полужесткое ограждение в виде металлических столбиков, устанавливаемых через 2...3 м. К ним подвешивают на амортизаторах стальной продольный профиль типа «Волна», одиночный или двойной (см. рис. 4.30, а). В городах чаще устраивают ограждение жесткого типа в виде металлического сварного коробчатого бруса высотой 0,75 м для дорог I...III категорий и 0,6 м — для дорог более низких категорий (см. рис. 4.30, б).
В последние годы на автодорожных мостах России все шире применяют металлические полужесткие ограждения, обеспечивающие повышенную безопасность движения по сравнению с ограждением типа «Волна»: ограждения «двойное Fracasso» (по названию итальянской фирмы), отечественная конструкция ООО «Трансбарьер» и др. Их отличительные особенности — высота 0,9...1,5 м (в зависимости от условий движения) над уровнем проезжей части и наличие со стороны проезда двух-трех продольных отбойно-амортизирующих элементов коробчатого профиля.
Одним из важнейших элементов мостового полотна являются деформационные швы. Их устраивают на уровне проезжей части между концами смежных пролетных строений (разрезных или неразрезных) или между концом пролетного строения и устоем.
Деформационный шов выполняет три основные функции:
1 — предотвращение попадания стоков с проезжей части на опоры во избежание коррозии бетона опор (герметичность шва);
2 — обеспечение свободы линейных и угловых перемещении концов пролетных строений;
3 — обеспечение ровной поверхности катания колес автомобилей.
Кроме того, швы обязаны удовлетворять требованиям по прочности, долговечности, технологичности и др.
Для выполнения второй функции (совместно с первой и тpетьей) конструкции шва должны быть подвижными. Максимальное перемещение Δ вдоль моста, на которое рассчитывается деформационный шов, зависит от величины температурного пролета lt (рис. 4.31) и складывается из двух частей:
Конструкция мостового полотна по ортотропной плите проезжей части

где δt — амплитуда перемещений крайних подвижных опорных частей температурных пролетов, примыкающих к опоре, над которой устанавливается деформационный шов;
δφ — перемещение деформационного шва от углов поворота опорных сечений пролетных строений при нахождении на них временной нагрузки.
С 50-х гг. XX в. в бывш. СССР было разработано и применялось большое число различных типов деформационных швов. Однако многие из них недостаточно хорошо себя зарекомендовали, т.к. в первую очередь не удовлетворяли условиям 1 и 3 и к тому же обладали низкой надежностью. Поэтому сейчас, в основном, используют наиболее прогрессивные импортные конструкции.
Конструкция мостового полотна по ортотропной плите проезжей части

Английская фирма Grace поставляет параметрический ряд швов типа Serviflex, рассчитанных на перемещения от 50 до 330 мм. Ocновным элементом шва является поперечная пластина из эластомера твердой износостойкой резины, армированной стальными полосами. Ее прикрепляют на болтах к металлическим закладным деталям в смежных пролетных строениях (рис. 4.32). Однако в нашей стране такие швы (аналоги — швы Waboflex, Tensa TF Joint), поначалу применявшиеся, были изъяты из обихода из-за слабости болтов крепления эластомерных пластин: их отрывали колеса транспорта и особенно отвалы снегоочистительных машин.
Наибольшую известность во всем мире имеет фирма Maurer solme, выпускающая одноименную продукцию. Конструкция ее шва Maurer включает стальные поперечные балки специального фигурного профиля, в углубления которых заделывают резиновые эластичные элементы (рис. 4.33). Поперечные балки опираются на продольные, которые, в свою очередь, опираются по концам смежных пролетов на опоры из фторопласта. При перемещениях пролетных строений зазоры между поперечными балками всегда сохраняются постоянными за счет центрирующих устройств. Конструкция шва модульная, расчетное перемещение шва (при одном резиновом элементе) составляет 80 мм. С данным модулем можно собирать швы, рассчитанные на любые перемещения, назначая необходимое число поперечных балок. Известен пример применения такого шва на мосту через реку Рейн при перемещении 1,6 м.
Конструкция мостового полотна по ортотропной плите проезжей части

При больших температурных пролетах применяют также швы гребенчатой конструкции. В них имеются поперечные металлические плиты с гребнями и пазами, входящими друг в друга, например, шов фирмы FIP INDUSTRIALE (Италия), позволяющий компенсировать перемещения до 2 м (рис. 4.34). Их аналог швы Tensa FlexFinger швейцарской фирмы Proseq. Ho такие швы негерметичны, поэтому под ними в зазоре между пролетными строениями устанавливают поперечные водоотводные лотки и решают задачу отвода воды из лотка за опору моста.
Вообще, в мировой практике применяют и другие типы деформационных швов, имеется большое число фирм-производителей. Здесь рассмотрены три основные наиболее распространенные конструкции.
Конструкция мостового полотна по ортотропной плите проезжей части