Файл: Кулиш В.И. Современные конструктивные формы клееных деревянных мостов учеб. пособие.pdf

вал схема фермы четко іырисовгааетса, когда ставится горизон­ тальная зеиг г з по.дыосноіі мосту(рве, 2,3а), воспринимающая распор« Для случая трапециедально-ригельно-подкосных мостов обеспечение устойчивости плоской формы изгиба и фиксация за­ тяжки в горизонтальном полояагчк требует постановки наклонных охваток« Как видно,здесь (рис, 2«3б) остается сделать послед­ ний шаг-отделить ухе почти готовую ферму от опоры,и такой шаг бы» сделан в 1932 году в GCCP осуществлением Наводницкого мо­ ста через реку Днепр в г. Киеве. Фермы, образованные усовер­ шенствованием статической схемы трапециедально-ригельно-под-

косннх мостов, получили название ригельно-раскосных (рис.2.Зв).

Отпеченные направления - это только атрики на пути раз­ вития конструктивных форы,на примере которых было показано,

как богата, многогр&яиа и интересна инженерная практика.

3« Исторические сведения и особенности клееных деревлшвіх конструкций мостов

Дерево как конструкционный материал издавна иаходлло при­ менение в различных областях строительства в, в частности,

мостостроении, »виду его широкого территориального распро­ странения и удобства обработки. С развитием металлургии и изобретением железобетона интерес к древесине шеснолЬжо сни­ зился«

В прошлом можно было оправдать такое отношение к древе­ сине, поскольку не были гдубожо изучены ее природные свойст­ ва, неизвестны пути повьшеяия долговечности и методы облаго-

рахжвания, ставнике древесину в ряд с такими материалами,как сталь нхи бетон.

1 только в текунем столетии было уделено должное внима­ ніе возрождение древесины, применение клеев для создания

тонного [5].

Срок слукби сооружений из клееной древесины определен в

строении наглядно свидетельствует рост объема производства клееных конструкций, который, начинал с 1946 года, увеличи­ вался в США каждые два года в 2 раза (7]. За 1953-1954 г г.

объем производства клееных конструкций возрос в 3 раза, я с

1955 г . по 1957 г. - в 5 раз [б ].

Территориальное распределение лесных массивов оказывает существенное влияние на конструктивные формы элементов, ис­ пользуемых в мостовых несущих конструкциях, в СЕА, где деся­ тая часть территории покрыта лесами и стоимость клееной дре­ весины незначительна, наиболее приемлемым считается прямоу­ гольные сплошные поперечные сечения, как более простые в из­ готовлении, в европейских странах развитие типов поперечных

сеченвй ждет в направлении экономии материала в ущерб прин­ ципах технологичности и простоты изготовления, что объясня­ ется наличием в этих странах незначительных запасов лесов.

В Швеции распространение получили двутавровые балки с клееными поясами, прибитыми к дощатой перекрестной стенке.

Достаточно широкое распространение клееные конструкции получили в Голландии, где считается, что стоимость перекры­ тия, осуществленного в деревоклееном варианте до II ы, при­ мерно одинакова со сборным железобетонным, а при увеличении пролета до 30 * и более,клееные конструкции дешевле железо­ бетонных в два раза,

Лииннн раз целесообразность применения клееных конст­ рукций можно проследить на примере внедрения их в практику

-19 -

строительства в Англии - стране, не имеющей своего строитель­ ного леса.

Зарождение клееных конструкций в навей стране откос іся

к тридцатым годам и связано с Постановлением СНК СССР и ЦК ВКП(б) от II февраля 1936 года "Об улучшении строительного дела и об удешевления строительства”.

В это время в лаборатории деревянных конструкций ЦПВПС

под руководством Г.Г.Карлсена, научными сотрудниками А.Б.Гу-

бѳнко, Ц.И.Плунчевской . было положено начало разработке

и внедрению клееных конструкций. В 1937 году били наготовле­ ны и испытаны до разрушения клееные балки коробчатого сечении,

примененные в последствии в опытном строительстве [9].

В практике мостостроения использование конструкций из

клееной древесины относится к сороковым годам, когда были Из­ готовлены клеевые сваи, разработанные во Всесоюзной научно»

-исследовательском институте по строительству Министерствѣ строительства СССР [10]. Опыт эксплуатации этих свай в Одес­

се, Мурманске , Махачкале и других местах указывает на хоро­

шее их состояние.

Для пролетных строений мостов с 1953 года применяются клеевые коробчатые конструкции из бакелизнров&нноі фанеры и древесины, предложенные г.А.Новиковым, пролетом 4,5 м под нагрузку НГ-60.

В 1957 г. Г.В. Шевченко было запроектировано и испыта­ но сборно-разборное прилетное строение из двух секций со стыком в центре на клеестальинх шайбах пролетом 7 м. Вео балки составил 1,7 і.

В СоюзДорний Н.Д.Поспеловым и я.А. Тен разработаны и ис­

пытаны двутавровые балки, склеенные из древесины, облагоро­ женной бакелизированной фанерой, пролетами 12,16,20 м [4 j.

-20 -

В1959-1960 г г. Союздорпрозкт разработал типовые проек­

ты автодорожных разборных постов клеефанерной конструкции из коробчатых блоков со стыками на клеестаяьных „айбах.от ,,5

были разработаны рабочие чертежи для полной длины пролетных

строений 6,9,12,15,18 и 24 под современные обращающиеся на­ грузки. Срок службы тахих сооружений ориентировочно определен

40-50 лет, что дает возможность отнести деревянные мосты из слоистой древесины в классу индустриальных сооружений долго­ временной службы.

В начале пестидесятых годов в строкой масштабе разверты­ ваются исследования в области изучении технологических про­ цессов склеивания древесины с выработкой рекомендаций по прак­ тическому применению слоистой древесины в инженерном деле. В 1965 году лабораторией технологии изготовления деталей и кон­ струкций полимеров Щ Ш С была разработана технология склеива­ ния ж антисептируюасй обработки мостовых брусьев с применени­ ем токов высокой частоты. Установлено, что для склеивания де­ ревянных элементов в поле токов высокой частоты пригодны все виды синтетических клеев (кроме фенолформальдегидного СП-2),

но наиболее эффективен фенолформальдегидный клей марки КБ-3,

при этом рекомендовано внедрение скоростного промышленного производства клееных брусьев в поле токов высокой частоты,

способного улучшить качество клееных элементов с одновремен­ ным ростом производительности труда и увеличением объема вы­ пускаемой продукции [II ].

- 21 -

Насущная потребность в экономичных мостовых конструкциях,

выполняемых из слоеной древесины,послужила толчком в развитии заводских методов изготовления клееных деревянных мостов. Пер» вые шаги в этом направлении были предприняты при создании опытного клееного моста, пострознноі j через р. Дубну в москов­ ской области, в СовэДорНИИ был запроектирован трех пролетный

клеепый деревянный мост для опытного строительства (авторы проекта-Е.В.Тумас и Н.Д.Посполов) длиной пролетного строения

17 м. Объем клеевой древесины на мост составляет 140 ы° при

расходе на одну главную балку - 4,0 ы3, вес металлоизделий - - 0,5 I. Аналогичный мост,выполненный в дощато-гвоздевом ва­

рианте, потребовал бы 170 м3 пиломатериала к 5вм3 круглого ле­ са при металлоемкости в 6,6 т [12]. Клееные двутавровые бал­ ки изготовлялись в деревообрабатывающем цехе Хотьковского

завода Ш с использованием технологического оборудования,

разработанного и изготовленного сотрудниками ЙКБ Щ Ш С .

' Использование промышленной технологии в заводских усло­ виях с повсеместным внедрением средств механизации позволит добиться стоимости I ы3 клееной древесины в пределах 80 руб.,

что нике стоимости I м3 бетоиа, составляющей 125 руб. Кроме того,необходимо учитывать снижение затрат на перевозку эле­ ментов моста и упрощение монтака сооружений из клееной дре­ весины. Стоимость комбинированной перевозки элементов клее­ ных конструкций по железкой дороге на 1000 км и автотранс-

псртом на 100 км снижается в 2,8 раза, а стоимость монтажа пролетных строений - в 1,6 раза,по сравнению с железобетон­ ными конструкциями [13].

Экономическая эффективность клееных мостов может быть повышена,если устранить один существенный их недостаток, а

именно: деревоплита проезжей части не участвует в совместной

- 22 -

работе с клееными балками, а воспринимает только местные на­ грузки при этом неэффективно используется материал плиты,рас­ ход которого составляет до 505* от всей древесины, идущей на изготовление несущей конструкции.

Поэтому более эффективным в направлении рационального использования материалов будут комбинированные конструкции мостов, выполненные на основе двух материалов - дерева и бе­ тона, наиболее полно выявляющие специализацию материалов,ра­ ботающих с максимальной технической эффективностью: бетон в проезжей части на скатив} древесина клееных балок на растя­ жение.

Деревянные мосты комбинированных конструкций впервые,

вероятно, появились в США, копируя идею совместной работы сталебетонных мостов. Включение железобетонной плиты в сов­ местную работу с главными балками ведет к уменьшению высо­ ты последних и увеличению жесткости пролетного отроения при лучших эксплуатационных показателях. Наличие железобетонной плиты позволяет устраивать на мосту дорожную одежду различных типов и упрощает сопряжение с подходами.

Исследованием комбинированных конструкций мостов у нас в стране занимается В.Н. Горелов (Академия тыла и транспорта), D.O. Мельников, А.В. Шумахер (СибАДИ), Б.А. Глотов (Саратовс­ кий ПИ).

Основным вопросом при объединении плиты и балок является выявление характера работы связующего элемента, влияющего на сіепень включения плиты в работу с балками. Теоретические ис­ следования работы клееных балок объединенных с железобетонной плитой с помощью арматурных нагелей, подтвержденные экспери­ ментальными материалами,были проведены в ХПИ ’14].

В 1964 году был построен первый в Советском Союзе клее-

- 24 -

ныИ деревянный мост с железобетонной плитой проезжей части,

включенной в совместнуэ работу о главными балками арматурны­ ми нагелями. Проект моста был разработан в )ЛИ. Постройка сооружения осуществлялась в содружестве с Хабаровским крае­ вым дорожным управлением. Нет необходимости останавливаться на технических характеристиках пролетного строения, доста­ точно полно освещенных в [І5> В 1969 году на дорогах Даль­ него Востока введены в эксплуатацию еще три моста; два две­

надцатиметровых - один с железобетонной плитой, другой с облегченной плитой из керамэитобетона и один двухпролетный

(2 X 9) со сборной железобетонной плитой.

В настоящее время заканчивается строительство двух

12-метровых мостов: одного с клееными прогонами, армирован- •

ными армодосками (йрхутская область) , другого,армированно­ го стальной арматурой (Приморский край),и 9-нетрового моста с клееными балками, армированными стеклопластиковой арматурой

1Амурская область).

О» Преимущества конструкций из клееной слоистой древесины

Длительная практика строительства и эксплуатация клее­ ных конструкций за рубежом и опыт, накопленный в СССР, убе­ дительно свидетельствуют о необходимости применения в мосто­ строении конструкций из слоистой древесины, способных конку­ рировать с традиционными конструктивными формами с использо­ ванием стали и бетона, а часто и имеющих неоспоримые преиму­ щества:

I, Клееную конструкцию практически неограниченной длины с любой формой поперечного сечения можно набрать из пиленого

леса различной длины и толщины. При этом максимально исполь- I