Лекция №4

ТЕМА:«Материалы ж/б мостов, водоотвод, гидроизоляция.»

1.Бетон, как материал для ж/б мостов.

2.Арматура, как материал для ж/б мостов.

3.Водоотвод и изоляция.

1.При строительстве мостов применяют бетон на портландцементе, сульфатостойком портландцементе, глинозёмистом цементе и др. Два последних цемента применяют в конструкциях, которые подвергаются действию морской, минерализированной и болотной воды или др. агрессивными химическим воздействиям. Шлаковые и пуццолановые портландцементы имеют повышенную водостойкость и их используют для частей сооружения находящихся под водой. Бетон изготовленный из этих цементов, обладает пониженной морозостойкостью. Быстротвердеющий портландцемент применяют в тех случаях, когда это требуется(применение скользящей опалубки).

Качество цемента определяется его маркой или активностью. Активность (марка) цемента–предел прочности на сжатие кубика из цементного раствора в возрасти 28 суток. В мостах обычно применяют цементы с активностью от 30 до 60 МПа.

Бетон конструкции мостов подбирают в зависимости от требуемых условий прочности, морозостойкости и в некоторых случаях водостойкости и водонепроницаемости. При этом учитываются размеры, долговечность и значение сооружения, а также условия его работы.

Важным для достижения характеристик бетона является качество заполнителей бетонной смеси–песка, гравия, щебня. Они должны соответствовать требованиям для мостовых конструкций требованиям по прочности, крупности составляющих их фракций(гранулометрическому составу), отсутствию вредных примесей.

Наибольшее влияние на прочность и плотность бетона оказывает кол-во и активность цемента, а также отношение массы воды к массе цемента, называемое водоцементным отношением.

Активность применяемого цемента обычно в 1,3-1,8 раза более кубиковой прочности бетона. Расход цемента на 1м³ бетона должен быть не менее 250кг, а в конструкциях, соприкасающихся с водой – не менее 270кг. Излишнее кол-во цемента может вредно влиять на бетон, вызывая большие деформации ползучести и усадки, и быть причиной образования трещин. Поэтому в конструкциях мостов не допускают расхода цемента более 450кг/м³. Увеличение В/Ц отношения уменьшает прочность бетона, поэтому следует уменьшать кол-во воды для его затворения. Но при малом кол-ве воды бетонная смесь получается жёсткой и её укладка и уплотнение затрудняются. Для мостов применяют обычно смеси с В/Ц не более 0,4-0,5. При уплотнении длительным вибрированием могут применяться жёсткие смеси с В/Ц=0,3. Увеличение пластичности бетонной смеси, требующейся для лучшего заполнения опалубочных форм, достигается введением в смесь спец. веществ – пластификаторов, ил применением пластифицированного цемента, что позволяет избежать нежелательного увеличения кол-ва воды в бетонной смеси.

В мостах применяют бетон классов: В20; B22.5 ;B25; B27; B30; B40; B45; B50;B55;B60. В зависимости от вида конструкции, их армирования и условий работы класс бетона принимают в соответствии с требованиями приведенными в СНиП.

Бетонные конструкции В20: ж/б конструкции с ненапрягаемой арматурой:

а) при расположении в надземных частях сооружения - В22,5;

б) при расположении в подземных частях сооружения, а также во внутренних полостях сборно-монолитных опор - В20.

Предварительно напряжённые конструкции:

а) без анкеров В25-В35 в зависимости от класса арматуры;

б) с анкерами при проволочной арматуре из одиночных проволок или одиночных арматурных канатов В25, при пучках арматурных или стальных канатов В35 в облицовочные блоки - В35-В45.

Класс бетона устанавливается на основании прочности на сжатие кубиков размерами 15*15*15см в возрасте 28 суток, при хранении их в условиях, аналогичных условиям твердения изготавливаемых конструкций (кубиковая прочность).

Более близкой к действительным условиям работы конструкции является оценка прочности по результатам испытания на сжатие бетонных образцов в виде призм, имеющих высоту не менее 3,5- кратного поперечного размера. Предел прочности таких образцов называется призменной прочностью бетона, составляющий для тяжёлого бетона 70-80% его кубиковой прочности.

Прочность в момент его обжатия предварительно напряжённой арматуры должна быть не менее 30 МПа независимо от класса бетона, принятого для конструкции.

Конструкции мостов возводят из тяжелого бетона средней плотностью 2800кг/м³ с заполнителями из песка и щебня или гравия прочных естественных пород. При твердении бетона изменяется его объём, на воздухе - объём уменьшается – происходит усадка бетона, а в воде набухает. Усадка бетона тем больше, чем больше в нем цемента. Для уменьшения усадки бетон следует увлажнять, в следствии чего происходит, замедление высыхание его поверхности, что приводит к уменьшению усадки. при свободном развитии усадки конечный размер укорочения бетона может достичь 0,3-0,4%. Арматура задерживает развитие усадки, причем в ней возникают сжимающие напряжения, а в бетоне растягивающие, что вызывает в бетоне трещины. Кроме усадки, в бетоне под влиянием длительно действующих нагрузок возникают не упругие деформации – ползучестью. Деформации ползучести тем больше, чем дальше действуют нагрузка и чем выше напряжение в бетоне. Деформации ползучести нарастают наиболее интенсивно в течение одного - двух лет с момента загружения бетона длительно действующей нагрузкой. Деформации ползучести могут заметно увеличить прогиб конструкции, т.к. приводят к возникновению сжимающих напряжений в предварительно напряженной арматуре и растягивающей в бетоне.

2. Арматура предназначена для восприятия вместе с бетоном внутренних усилий, развивающихся в элементах под действием нагрузки. Кроме стержней рабочей арматуры кол-во, сечение и расположение которых устанавливается расчетом в конструкциях, используется монтажная арматура, необходимая для формирования арматурного каркаса и надёжного закрепления рабочей арматуры в проектном положении. В ж/б мостах в качестве арматуры в зависимости от условий работы элементов конструкции и средней температуры наружного воздуха наиболее холодной пятидневки в районе строительства применяют различные виды стали.

Горячекатаные круглые стержни прокатывают из углеродистой мартеновской и кислородно-конвекторной стали. Горячекатаные стержни периодического профиля имеют поверхность со специальными выступами, увеличивающими её сцепление с бетоном. Арматура из боле прочной углеродистой стали дает возможность допускать в арматуре большие растягивающие напряжения без опасности растрескивания окружающего бетона. Длинна стержней диаметром более 12мм обычно составляет 6-12м (до18м). Более тонкая арматура поступает в мотках большой длины.

Стержни классов А-1 до А-4 применяют в конструкциях без предварительного напряжения. Стержни классов А-4, А-5, А_т-4, А_т-5, А_т-6,

высокопрочную проволоку, пряди и канаты применяют в предварительно напряженных конструкциях.

3. Для обеспечения отвода воды с моста проезжую часть устраивают с поперечным уклоном 20⁰/₀₀. в продольном направлении мосты строят, как правило, на продольном уклоне как правило 5⁰/₀₀ , что способствует удалению с проезжей части удалению воды путем свободного ее стока вдоль бордюра. При уклоне более 10⁰/₀₀ отверстия в бортовых балках тротуаров могут быть заглушены.

При устройстве в населенных пунктах широких мостов с повышенными тротуарами отвод воды с моста производится при помощи водоотводных трубок, устанавливаемых вдоль бордюра (рис.1). В конструкциях мостов, строящихся с приподнятыми «П» или «Г» образными тротуарами водоотводные трубки устанавливают в тротуарных ящиках, которые служат для отвода воды, проникающей через покрытия тротуаров.

Рис.1–Конструкция водоотводной трубки

1-прорези для пропуска

поверхностных вод;

2- лоток;

3-покрытие; . 4-изоляционный слой

5-бордюр.

Поверхность несущих плит проезжей части, которые одновременно являются и элементами тавровых ж/б балок или балок из пустотных плит пролётных строений, защищают гидроизоляцией от попадания воды в бетон через покрытие. Гидроизоляция должна удовлетворять таким требованиям: быть водонепроницаемой, эластичной, прочной, долговечной, морозостойкой и теплостойкой (таблица1).

Примечание:1.Для всех типов гидроизоляции делается защитный слой толщиной 3см из цементного раствора марки 200 и металлической стенки с ячейками 50*50мм или цементной смазки.

2.Перед укладкой гидроизоляции утраивается выравнивающий слой 3-4см цементного раствора марки 200.

Изоляцию укладывают на вырывнивающий слой которому придают поперечный уклон, равный уклону проезжей части, и сверху защищают от возможных повреждений слоем бетона с арматурной сеткой. Изоляция тротуаров ограничивается устройством либо одного слоя оклеечной изоляции либо двух слоев обмазки из горячего битума. По существующим ныне требованиям в некоторых случаях разрешается не устраивают гидроизоляцию плиты проезжей части, например, когда в плите пролетного строения не возникают растягивающие напряжения.

Основные требования при устройстве проезжей части мостов без гидроизоляции: - плиту проезжей части необходимо устраивать из гидрофобного бетона, который имеет повышенную морозостойкость, водонепроницаемость, большую трещиностойкость при деформациях, лучшую сопротивляемость выщелачиванию.