Ремонт деформационных швов автодорожных мостов

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

Деформационные швы мостовых сооружений на автомобильных дорогах

1 РАЗРАБОТАН ООО «Деформационные швы и опорные части».

2 ВНЕСЕН Управлением эксплуатации и сохранности автомобильных дорог Федерального дорожного агентства.

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

1 Область применения

1.1 Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее — методический документ) содержит рекомендации по классификации, конструированию, расчету, использованию при проектировании, установке конструкций деформационных швов, применяемых в мостовых сооружениях на автомобильных дорогах Российской Федерации.

1.2 Положения настоящего методического документа предназначены для использования организациями, выполняющими работы по разработке (включая исследования) конструкций деформационных швов (КДШ), проектированию и изготовлению КДШ, а также по их применению при строительстве и ремонте мостовых сооружений.

2 Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе использованы ссылки на следующие документы:

ГОСТ 262-93 (ИСО 3479) Резина. Определение сопротивления раздиру (раздвоенные, угловые и серповидные образцы)

ГОСТ 263-75 Метод определения твердости по Шору А

ГОСТ 270-75 Резина. Метод определения упругопрочностных свойств при растяжении

ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 535-2005 Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия

ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент

ГОСТ 2678-94 Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные. Методы испытаний

ГОСТ 2889-80 Мастика битумная кровельная горячая. Технические условия

ГОСТ 5582-75 Прокат тонколистовой коррозионно-стойкий, жаростойкий и жаропрочный. Технические условия

ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 6713-91 Сталь углеродистая и низколегированная конструкционная — для мостостроения

ГОСТ 7912-74 Метод определения температурного предела хрупкости

ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8509-93 Уголки стальные горячекатаные равнополочные

ГОСТ 8510-86 Уголки стальные горячекатаные неравнополочные. Сортамент

ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8829-94 Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытания нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости

ГОСТ Р 9.029-74* Единая система защиты от коррозии и старения. Резины. Методы испытаний на стойкость к старению при статической деформации сжатия

________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 9.029-74. — Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 9128-2009 Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия

ГОСТ 9.715-86 Единая система защиты от коррозии и старения. Материалы полимерные. Методы испытаний на стойкость к воздействию температуры

ГОСТ 11501-78 Битумы нефтяные. Методы определения глубины проникания иглы

ГОСТ 11506-73 Битумы нефтяные. Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару

ГОСТ 11507-78 Битумы нефтяные. Метод определения температуры хрупкости по Фраасу

ГОСТ 13808-79 Резина. Метод определения морозостойкости по эластическому восстановлению после сжатия

ГОСТ 14759-69 Клеи. Метод определения прочности при сдвиге

ГОСТ 14925-79 Каучук синтетический цис-изопреновый. Технические условия

ГОСТ 19281-89 Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия

ГОСТ 22245-90 Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия

ГОСТ 25945-98 Материалы и изделия полимерные строительные герметизирующие нетвердеющие. Методы испытаний

ГОСТ 26589-94 Мастики кровельные и гидроизоляционные. Методы испытаний

ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 30740-2000 Материалы герметизирующие для швов аэродромных покрытий. Общие технические условия

ГОСТ 31015-2002 Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Технические условия

ГОСТ Р 52128-2003 Эмульсии битумные дорожные. Технические условия

СП 35.13330.2011 Мосты и трубы (актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*)

EN 10025-1:2004* Горячекатаная продукция из конструкционных сталей

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

3 Термины и определения

В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 конструкция деформационного шва: Конструктивный элемент мостового полотна, перекрывающий или заполняющий зазор между пролетными строениями или между пролетным строением и опорой, не препятствующий их взаимным перемещениям, связанный анкерными устройствами с несущей конструкцией пролетных строений и опор моста и передающий на них усилия от взаимодействия транспортных средств, температуры и других факторов.

3.2 окаймление деформационного шва: Элементы конструкции деформационного шва, окаймляющие в зазоре контуры сопрягаемых конструкций (дорожную одежду на сооружении, торец пролетного строения, грань головной части опоры или шкафной стенки устоя), заанкеренные в них и предназначенные для восприятия усилий от перекрывающих зазор элементов и предохранения окаймляемых элементов конструкции от разрушения при воздействии транспортных средств.

3.3 заполнение деформационного шва: Элемент конструкции деформационного шва, заполняющий зазор в уровне проезжей части.

3.4 компенсатор: Элемент конструкции деформационного шва, за счет деформации которого обеспечивается компенсация перемещений концов пролетного строения и сохраняется герметичность швов.

Читайте также: Ремонт всего ваз 2108

3.5 мастика: Смесь минерального порошка (наполнителя) с битумом или дегтем в горячем и холодном состоянии (основа), применяемая для заполнения температурных (деформационных) швов и трещин (щелей). В зависимости от основы и наполнителя различают следующие виды мастик: резинобитумную, битумно-полимерную, полимерно-битумную и др.

3.6 дренаж: Элемент одежды ездового полотна, обеспечивающий быстрый отвод воды из слоев одежды и состоящий из дренажного канала, дренирующего материала и дренажных трубок.

3.7 полотно мостовое: Совокупность всех элементов, расположенных на плите проезжей части пролетных строений, предназначенных для обеспечения нормальных условий и безопасности движения транспортных средств и пешеходов, а также для отвода воды с проезжей части; включает одежду ездового полотна, тротуары, ограждающие устройства, устройства для водоотвода, обогрева и освещения, деформационные швы и сопряжение моста с подходами.

4 Обозначения и сокращения

В настоящем методическом документе применены следующие обозначения и сокращения:

: Предельные перемещения для той или иной конструкции шва.

: Допустимые перемещения на материал заполнения при снижении или повышении температуры воздуха.

: Расчетные перемещения концов пролетных строений в трех плоскостях от температурных изменений.

: То же, от постоянных нагрузок.

: То же, от временной нагрузки.

: То же, от усадки и ползучести бетона.

: Максимальный и минимальный зазоры между элементами КДШ в уровне покрытия.

: Ширина зазора в момент его заполнения (установки КДШ).

: Наибольшая и наименьшая нормативные температуры воздуха.

: Температура воздуха при заполнении зазора (установке КДШ).

: Относительное удлинение материала при растяжении.

: Коэффициент условия работы мастичного заполнения.

: Усилие, приходящееся на горизонтальный и вертикальный анкеры (выпуск арматуры).

: Продольные и поперечные перемещения концов пролетных строений в горизонтальной плоскости.

: Вертикальное перемещение конца пролетного строения.

: Угол поворота торца балки в продольной и поперечной плоскостях (по отношению к оси пролетного строения).

L, В: Длина и ширина пролетного строения.

: Коэффициент температурного линейного расширения.

Источник

ПРЕДИСЛОВИЕ

Долговечность проезжей части автодорожных мостов и путепроводов во многом зависит от состояния конструкций деформационных швов, своевременного и правильного выполнения профилактических и ремонтных работ.

Многочисленные обследования эксплуатируемых малых и средних автодорожных железобетонных мостов показывают, что деформационные швы, заполненные мастиками, разрушаются через 3-5 лет, а через 1-2 года в них нарушается герметичность. Появление и развитие дефектов в шве не только снижает долговечность проезжей части мостов и ухудшает условия движения (плавность, скорость, безопасность), но и отрицательно сказывается на долговечности всего сооружения в целом.

В НПО Росдорнии разработана и проверена технология ремонта деформационных швов в малых и средних мостах, имеющих пролетные строения до 24 м, установлен объем работ, выполняемый при содержании и ремонте искусственных сооружений, определены межремонтные сроки (периодичность работ). Все эти вопросы нашли отражение в настоящих Рекомендациях. Соблюдение требований, приведенных в документе, позволит увеличить межремонтные сроки по сравнению с существующими, сократить продолжительность ремонтных работ и затрат на эксплуатацию деформационных швов. Рекомендации не применимы для районов со среднесуточной минимальной температурой воздуха ниже минус 45°С, что определено характеристиками практикуемых при ремонте материалов. Для заполнения швов используют материалы на битумной основе, что делает реальным применение разработанных методов ремонта любыми эксплуатационными организациями Минавтодора РСФСР. Технологией предусмотрены работы по содержанию и ремонту деформационных швов двух типов — закрытого и заполненного, как наиболее распространенных в малых и средних мостах.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников, связанных с эксплуатацией малых и средних автодорожных мостов. Они могут быть полезны специалистам, занимающимся проектированием, изготовлением и эксплуатацией конструкций деформационных швов в проезжей части автодорожных и городских мостов и путепроводов.

Зам. ген . директора канд. техн. наук А.Я.Эрастов

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие рекомендации могут быть использованы при ремонте и содержании конструкций деформационных швов в железобетонных и сталежелезобетонных пролетных строениях, эксплуатируемых на автомобильных дорогах РСФСР малых и средних мостов и путепроводов, а также в больших мостах с пролетными строениями длиной не более 33 м.

В разработке приведены конструкции и технология ремонта деформационных швов двух тиров — закрытого и заполненного, допускающих перемещения концов пролетных строений в шве до 20 мм. При больших перемещениях следует применять другие конструкции деформационных швов [ 1 ] .

1.2. Объем требуемых ремонтных работ по устранению дефектов деформационных швов устанавливают по книгам (журналам) искусственных сооружений, в которые записаны результаты текущих, периодических и специальных осмотров. При планировании работ определяют методы их выполнения и объем требуемых материалов.

1.3. Все ремонтные работы следует вести в сухую погоду при температуре воздуха не ниже плюс 5°С, выполняя их сразу по мосту в целом с организацией движения по объездному пути, либо поочередно на одной половине проезжей части с временным прекращением движения. При этом ширина полосы для движения транспортных средств должна быть не меньше 3 м, а ремонтируемого участка должна превышать половину ширины габарита (Г) моста.

Движение автомобилей по отремонтированному участку моста разрешается через 1-3 сут. в зависимости от применяемых материалов.

1.4. В деформационных швах заполненного и закрытого типа следует применять готовые мастики на битумной основе, выпускаемые промышленностью: битумно-бутилкаучуковые (МББП) [ 2 ] , резино-битумные (РБМ), полимерно-битумные (ПБВ), битумно-изопреновые (МБИ). Допускается использование резинобитумных мастик (РБВ), изготовляемых на стройплощадке [ 3 ] . Перед применением этих мастик требуется проверить основные их свойства (температуру размягчения и хрупкости, относительное удлинение при растяжении). Кроме указанных мастик практикуют тиоколовые герметики и различные пасты.

1.5. Для приготовления мастик на основе битума в условиях строительного объекта следует применять составляющие материалы, отвечающие требованиям действующих нормативно-технических документов. Все материалы, заготовленные для ремонтных работ, должны иметь паспорта, подтверждающие соответствие их ГОСТам и техническим условиям, и указания о времени изготовления и сроке использования их. По истечении гарантийного срока хранения материалов не допускается применение их без проверки по всем показателям.

1.6. Настоящими Рекомендациями предусматривается выполнение следующих видов работ:

А — уход за швами (очистка, промывка, заливка трещин, добавление мастики);

Б — профилактические и планово-предупредительные работы (восстановление мастики и кромок швов, ремонт окаймления, покрытия в зоне швов и устранение бугров, усиление гидроизоляции, реконструкция водоотвода, ремонт слоев одежды у швов и другие работы по восполнению износа и восстановлению работоспособности швов);

В — замена деформационных швов (полное переустройство с заменой отдельных элементов и восстановлением предусмотренного проектом типа шва, замена шва на новый тип).

Виды работ А и Б относятся к содержанию мостов, а В — к их ремонту в соответствии с утвержденной классификацией ремонтных работ (приказ по Минавтодору РСФСР №72-ор от 16.06.88. Временная классификация работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования).

2. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ

2.1. В пролетных строениях малых и средних мостов устраивают деформационные швы закрытого и заполненного типов при перемещениях концов пролетных строений соответственно до 10 и 10 — 20 мм.

В швах закрытого типа зазор между сопрягаемыми пролетными строениями сверху закрыт асфальтобетонным покрытием проезжей части, уложенным без разрыва. В швах другого типа зазор заполняют герметизирующим материалом, а покрытие выполнено с разрывом.

Различают две разновидности швов закрытого типа — с армированным и неармированным асфальтобетонным покрытием и три варианта заполненного типа асфальтобетонными и цементобетонными кромками, с металлическим окаймлением ( рис. 1 , 2 А, Б).

Рис. 1. Конструкции деформационных швов закрытого типа:

а — с непрерывным асфальтобетонным покрытием;

б — с армированным покрытием;

1 — асфальтобетонное покрытие; 2 — защитный слой; 3 — гидроизоляция, 4 — металлическая пластина, перекрывающая зазор ( d = 8 — 10 втоплена в защитный слой); 5 — выравнивающий слой; 6 — армирующие сетки; 7 — отделяющая прокладка; 8 — компенсатор, 9 — битумная мастика; 10 — пористый заполнитель; 11 — балка; 12 — анкерный стержень; 13 — уплотнитель

Рис. 2. Конструкции деформационных швов заполненного типа

А — в асфальтобетонном покрытии:

а — с асфальтобетонными кромками;

б — бетонным приливом;

в — металлическим окаймлением;

1 — асфальтобетонное покрытие; 2 — защитный слой; 3 — гидроизоляция; 4 — существующий выравнивающий слой; 5 — новый выравнивающий слой (бетон или полимербетон); 6 — металлическое окаймление; 7 — закладная деталь в балках; 8 — стальная накладка толщиной 10 мм (шаг £ 600); 9 — металлический компенсатор; 10 — неметаллический компенсатор; 11 — пористый заполнитель плиты; 12 — каркас бетонного прилива; 14 — бетонный прилив

Б — в цементобетонных покрытиях:

а — с оклеечной гидроизоляцией;

б — без оклеечной гидроизоляции и с металлическим окаймлением;

1 — цементобетонное покрытие; 2 — гидроизоляция; 3 — выравнивающий слой; 4 — мастика заполнения; 5 — анкерный стержень; 6 — компенсатор; 7 — пористый заполнитель; 8 — металлическое окаймление; 9 — арматурный каркас; 10 — вертикальные анкера

металлический (или неметаллический) компенсатор, закрепленный на концах пролетных строений и предназначенный для удержания заполнения;

гидроизоляционный слой, дополненный полиэтиленовой пленкой, стабилизированной сажей и заведенный в петлю компенсатора;

пористое заполнение петли компенсатора;

уплотнитель зазора в уровне защитного слоя из пенопласта или дерева, предназначенный для предотвращения вдавливания покрытия в зазор;

армированное или неармированное асфальтобетонное покрытие, уложенное без разрыва.

Металлический компенсатор вырезают из латунного листа или оцинкованного железа толщиной 1,0-1,2 мм и придают ему форму лотка, В пролетном строении компенсатор закрепляют с помощью горизонтальных анкерных полос, соединяемых с продольной арматурой ( рис. 3 а).

Неметаллический компенсатор состоит из двух слоев гидростеклоизола, склеенных между собой мастикой и приклеенных к выравнивающему слою ( рис. 3 б). Допускается оставлять в деформационном шве металлические компенсаторы иной формы и размеров, если они находятся в удовлетворительном состоянии. При этом дополнительно устраивают неметаллический компенсатор.

Уплотнитель, применяемый в швах закрытого типа (см. рис. 1 ), может быть выполнен из доски повышенной влажности или пенопласта. Одновременно он является опалубкой для выравнивающего слоя ( рис. 4 ).

2.3. Деформационные швы заполненного типа содержат:

металлический компенсатор предназначен для удержания заполнения, состоит из гнутой тонколистовой стали толщиной 2-2,5мм, закрепляется с помощью накладок (с шагом не более 0,6 м), приваренных к закладным деталям, либо оголенной арматурой;

неметаллический компенсатор (см. рис. 3 б и п. 2.2 ) расположен по верху металлического, служит для отвода воды из шва и закрыт сверху слоем гидроизоляции;

пористое заполнение петли компенсатора уменьшает расход мастики;

заполнение в виде мастики или пасты в уровне защитного слоя и покрытия (либо в уровне только асфальтобетонного покрытия, если его толщина превышает 5 см) обеспечивает герметичность шва;

металлическое окаймление шва применяют для защиты кромок бетонного прилива в пролетных строениях на дорогах (I и II категории) с большой интенсивностью движения автомобилей.

Рис. 3. Металлические (а) и неметаллический (б) компенсаторы деформационных швов:

1 — лотковая часть компенсатора; 2 — полка компенсатора; 3 — анкерные полосы; 4 — арматурный стержень; 5 — неметаллический компенсатор; 6 — гидроизоляция; 7 — полиэтиленовая пленка

Рис. 4. Металлический компенсатор для деформационных швов заполненного типа:

1 — металлический компенсатор; 2 — накладки, приваренные к закладным деталям или арматуре; 3 — сварной шов

Рис. 5. Сечение уплотнителей для деформационных швов

Рис. 6. Сечение окаймлений деформационных швов

2.4. Окаймление деформационных швов может быть выполнено из уголкового прокатного профиля или стальной полосы ( рис. 6 ). Окаймление омоноличивают в бетонном приливе толщиной не менее 12 см. При меньшей толщине бетона над гидроизоляцией у шва анкеры окаймления соединяют с оголенной арматурой плиты пролетного строения и гидроизолируют (см. разд. 5 ).

2.5. Область применения конструкций деформационных швов определяется следующими факторами: категорией автомобильной дороги, типом покрытия проезжей части, климатическим районом расположения моста и величиной перемещения в шве концов сопрягаемых пролетных строений.

Деформационные швы закрытого типа допускается устраивать на мостах с асфальтобетонным покрытием проезжей части при перемещениях в шве не более 5 мм на дорогах I — II категорий, более низких категорий — до 10 мм.

Деформационные швы заполненного типа применяют на мостах с цементобетонным покрытием при перемещениях в шве до 20 мм и с асфальтобетонным — до 15 мм.

Деформационные швы заполненного типа со стальным окаймлением устраивают при перемещениях в швах до 20 мм на малых и средних мостах, расположенных на дорогах I -II категории, а также дорогах III категории, если в составе движения преобладают грузовые автомобили и автобусы с нагрузкой на ось не менее 100 кН и при интенсивности движения более 500 авт/сутки.

2.6. Величину расчетных перемещений концов пролетных строений в уровне деформационных швов определяют по формуле:

(2.1)

где d _вр, — перемещения в шве от временной нагрузки;

D Т — перепад температур конструкций, ° С, равный ;

a ₀ — коэффициент температурного линейного удлинения a ₀ =10 -5 × 1/град.;

l — длина пролетных строений 1) , м;

1) Здесь и далее под этой величиной подразумевают длину, с которой в шве собираются перемещения.

2.7. За температуру T_max принимают максимальную среднесуточную температуру воздуха t_c , увеличенную на половину средней амплитуды А _c суточного колебания температур 2) .

Для массивных железобетонных конструкций с толщиной элементов стенок, плит, полок более 60 см T_max = t_c (коробчатых пролетных строениях толщины стенок и плит суммируют).

За температуру T_min принимают минимальную среднесуточную t _нс, а для массивных железобетонных конструкций — среднюю за пять наиболее холодных суток t _нп температуру воздуха 2) .

2.8. Территория РСФСР для применения конструкций деформационных швов может быть разделена на три строительно-климатические зоны по минимальной среднесуточной температуре воздуха:

Источник

Ремонт деформационных швов автодорожных мостов