Файл: Крыльцов, Е. И. Современные железобетонные мосты [монография].pdf

появились трещины, выключившие балластное корыто из совмест­ ной работы с остальной частью пролетного строения. В результате фактический характер деформаций пролетного строения стал су­ щественно отличаться от принятого в проекте. Пролетное строение изготовлено при низких температурах наружного воздуха и проч­ ность бетона на 28-й день оказалась равной лишь 300 кгс/см2. Основное ядро сечения к моменту загружения получило укороче­ ние на 1 м равное 7 • 10~5 мм, в то время как консоли — 20 • 10-5 мм, что привело к возникновению остаточных растягивающих напря­ жений величиной 40 кгс/см2.

Если конструкции отдельных элементов поперечного сечения не имеют соизмеримых размеров, то необходимы специальные меры, исключающие появление дефектов в конструкции от температур­ ных воздействий, например, дополнительное армирование консоль­ ных свесов, создание температурных швов и т. д.

Длительные процессы, связанные с пластическими деформация­ ми в бетоне, существенно влияют на напряженное состояние. Дей­ ствия усадки и ползучести аналогичны температурным воздействи­ ям. Натурные наблюдения за рядом построенных мостов подтверж­ дают возникновение пластических деформаций в конструкциях в течение нескольких лет после постройки.

Деформации ползучести бетона проявляются неравномерно в течение года и связаны с напряженным состоянием конструкции и другими факторами.

В течение ряда лет НИИЖТ проводит наблюдения за прогиба­ ми пролетных строений трех мостов (табл. 1.2).

Обнаружено, что в течение первых трех лет эксплуатации моста через р. Вятку прогиб конца консоли двухконсольной балки про-1 летного строения составил 72 мм, а выгиб (вверх) середины про­ лета— 36,5 мм, что привело к искажению профиля проезжей части моста.

Натурные наблюдения за характером пластических деформа­ ций пролетных строений железнодорожного моста в течение семи лет (рис. 1.24) показывают, что эти деформации нарастают нерав­ номерно не только по годам, но и в течение года. Максимальные деформации наблюдались в летний период года, а в зимний зату-

36

хали, что связано с водопоглощением во влажные месяцы осен­ него периода. Кроме того, за пер­ вый год проявилось около 75% величины деформаций, а в тече­ ние третьего и четвертого года эксплуатации моста деформации начали заметно затухать.

Учитывая эти обстоятельства, для конструкции железобетонных мостов нужно применять бетон с определенными деформативными свойствами. А для снижения внутренних напряжений в конст­ рукции, связанных с пластиче­

скими свойствами бетона, надо обеспечивать свободное проявление деформаций при изготовлении и монтаже сборных конструкций и в первые годы эксплуатации учитывать во времени последователь­ ность постройки моста.

Специфической особенностью бетона предварительно напряжен­ ных конструкций нужно считать возможность обеспечения стабиль­ ных свойств, отвечающих надежной защите арматуры от коррозии.

Существенное влияние на снижение долговечности конструкции оказывает появление трещин вдоль арматурных элементов, вызы­ ваемое стесненной усадкой бетона. Наряду с выявлением напря­ женного состояния бетона в момент создания обжатия железобе­ тонных конструкций, имеющих большое насыщение арматурой в крайних зонах поперечного сечения, нужно дифференцированно подходить к назначению величины защитного слоя бетона и обес­ печению его высокой плотности.

Напрягаемая арматура в сравнении с ненапрягаемой в боль­ шей степени подвержена коррозии в связи с высокими напряже­ ниями и относительно небольшим периметром составляющих про­ волок или стержней.

По условиям предотвращения коррозии арматуры и связанного с ней разрушения бетона нельзя применять хлористые соли, осо­ бенно в сборных конструкциях, которые подвергаются термической обработке в процессе изготовления. Скорость разрушения железо­ бетона в результате коррозийных повреждений арматуры и бетона возрастает в 5—10 раз по сравнению с конструкциями, не имевши­ ми добавок хлористых солей. Продукты коррозии вызывают зна­ чительное напряжение в окружающем бетоне. По данным отдельных исследований, величина этих напряжений составляет 280 кгс/см2, что способствует трещинообразованию с последующим выкрашиванием бетона.

37

тов и свойств материалов, заполняющих стык. Установлено, что наиболее полные омоноличивание и совместная работа соединяе­ мых элементов обеспечиваются при шероховатых их поверхностях при обеспечении одновременного сцепления со слоем бетона (рис. 1.25). Для бетона марок 300—400 в этом случае напряжения среза, равные до 30—35 кгс/см2, соответствуют совместной работе элементов конструкции в упругой стадии. В то же время для шеро­ ховатой поверхности без сцепления характерны более высокие деформации, а при сцеплении гладких поверхностей работа б

тивное влияние шероховатой бетонной поверхности стыкуемых эле­ ментов на прочность их соединения. Установлено повышение сопро­ тивления «мокрых» и «сухих» стыковых соединений сдвигающим усилиям с увеличением интенсивности поперечного обжатия. Вы­ явлена целесообразность применения материалов, получаемых на основе полимерных связующих, обеспечивающих необходимую трещиностойкость и долговечность стыкового соединения, соответ­ ствующие основному материалу сборной конструкции. Применени­ ем адгезионных составов на основе эпоксидных смол в виде слоя

1 Ю. Л. М е л ь н и к о в , Л. В. З а х а р о в . Стыки элементов сборных же­ лезобетонных мостовых конструкций. М., «Транспорт», 1971, 152 с.

38

смазки по контакту свежеуложенного и старого бетонов можно по­ лучить сцепление на отрыв и срез, соответствующее монолитной конструкции.

Решающее влияние на прочность и деформативность клеевого соединения обычно оказывают слои бетона, примыкающие к шву. Толщину зазора в стыке назначают с учетом материалов заполне­ ния, а толщину пленки в зазоре сухих клеевых стыков — с учетом состава клея. Толщина стыка на беспесочном цементном растворе

между прочностью материала заполнителя стыка различной тол­ щины и прочностью конструкции. Так, для шва толщиной болеё 200 мм к моменту передачи усилий стык должен иметь ту же проч­ ность, что и бетон сборной конструкции. При обжатии стыка с целью предупреждения возможного появления трещин от колеба­

выпусков арматуры в стыках элементов нужно обеспечивать защи­ ту металла от коррозии. Для более надежного сцепления между бетоном (раствором) омоноличивания и бетоном соединяемых эле­ ментов, кроме устройства выпусков, полезно применять механиче­ скую насечку и очистку соединяемых поверхностей, а также обра­ ботку специальными водными растворами.

Значительное распространение в пролетных строениях автодо­ рожных и городских мостов получили монтажные соединения сборных элементов с предварительным обжатием зоны стыка. На­ тяжение в стыке создают напрягаемой арматурой или специальны­ ми элементами.

Швы в составных по длине конструкциях из предварительно напряженного железобетона могут быть плоскими, вертикальными или горизонтальными, наклонными, зубчатыми и с уступом. Попе­ речные силы, действующие в стыке на всех стадиях его работы, должны восприниматься силами трения между стыкуемыми бло­ ками или сцеплением материала, заполняющего шов между объ­ единяемыми элементами. Зубчатые швы устраивают в том случае, если величина трения или сцепления недостаточна для восприятия поперечных сил.

На всех стадиях работы составных конструкций нельзя допу­ скать растягивающих напряжений в швах, а при клеевых стыках надо дополнительно учитывать постепенность нарастания трения в стыке в процессе отверждения клея.

Способ монтажа сборных конструкций с клеевыми соединения­ ми элементов должен обеспечивать по контакту склеиваемых по­ верхностей создание сжимающих напряжений, равных 1,5—3 кгс/см2. Это требование определено вязкостью клея, распо­ лагаемого в вертикальной плоскости. Толщина шва при склеива­ нии элементов может колебаться от 0,2 до 3—4 мм. Статистической

39