Временные мосты, особенности и конструктивные элементы

Более высокие  пояса можно выполнять из нескольких ярусов досок без склеивания их в горизонтальных швах (см. рис. 18, ж) с зазором 0,5... 1 см.

 

Конструкция проезжей части пролетных строений с клееными балками может быть устроена в виде уложенных на эти  балки поперечин, поддерживающих двойной дощатый настил или в виде клееной деревоплиты, покрытой сверху слоем асфальтобетона или пластобетона. В пролетных строениях из клеефанерных блоков, имеющих верхний пояс из бакелизированной фанеры (см. рис. 19), поверх него может быть приклеен защитный настил из досок толщиной 4...6 см. Такой настил работает на износ, распределяет сосредоточенные воздействия временной нагрузки, увеличивает устойчивость и несущую способность фанерного верхнего пояса. Защитный настил приклеивают к фанерному поясу, располагая доски вдоль или поперек оси моста в зависимости от конструкции коробчатых балок пролетного строения.

Пример  пролетного строения с клееными балками  прямоугольного сечения длиной 15 м .

 

Опоры деревянных мостов балочной системы

Опоры деревянных мостов бывают свайные, рамные и ряжевые. При малых пролетах мостов и при грунтах, допускающих  забивку свай, применяются свайные  опоры. Рамные опоры применяются  преимущественно в мостах через  овраги, в эстакадах и при наличии грунтов, не допускающих забивки свай. Ряжевые опоры, представляющие собой срубы, заполненные камнем и опущенные на дно реки, ставятся в тех случаях, когда невозможно применить другие опоры.

Рисунок 20 - а, б, в, г) схема свайных опор для мостов балочной системы при различных высотах

Рисунок 21 - Схема свайных опор для мостов балочной системы при высоте опор более 4 м

Массивные — каменные или бетонные — опоры применяются в деревянных мостах на больших реках с сильным  ледоходом или в мостах с деревянным пролетным строением, подлежащим в ближайшем времени замене стальной или железобетонной конструкцией.

Рисунок 22 - Схема опорных конструкций для многопролетного моста: а) плоская решетчатая опора: б) башенная опора

На рис. 21 показана схема свайных опор для мостов балочной системы различной высоты. Хорошо оправдывают себя опоры высотой свыше 5—6 м с наклонно забитыми крайними сваями.

В многопролетных мостах для придания им продольной жесткости и устойчивости, кроме плоских опор, необходимо ставить через 15—25 м башенные опоры

Для мостов с решетчатыми фермами  применяются более сложные конструкции  опор. Указанные рамные опоры устанавливаются  на слой щебня, крупного песка или  гравия.

Ряжевые опоры со стенками, днищем и перегородками из бревен или  пластин устанавливаются на спланированное дно реки. Основным недостатком таких опор является большой расход лесоматериала и сильное стеснение ими русла реки, быстрое загнивание древесины в пределах колебания горизонта вод и большая осадка стен.

Рисунок 23 - Конструкция простейшей рамной опоры

Рисунок 24 - Схема конструкций ряжевых опор

6.Содержание деревянных мостов

Находясь в периодически изменяемых температурно-влажностных  условиях, деревянные элементы мостов изменяют свою влажность, и усыхают, что приводит к растрескиванию древесины. В трещинах задерживается влага, которая создает благоприятные условия для образования гнили в этих местах элементов, а также в узлах, врубках и стыках деревянных конструкций.

Наиболее интенсивное загнивание наблюдается в элементах, соприкасающихся с грунтом и водой (опоры, ледорезы, заборные стенки). В балочно-разрезных мостах гниль развивается в первую очередь на торцах прогонов, соприкасающихся с заборной стенкой, в нижнем настиле по плоскости соприкасания с верхним настилом, в местах сопряжения прогонов с насадкой опор и насадки со сваями.Поэтому необходимо при осмотрах моста следить за этими участками наиболее тщательно и своевременно производить очистку этих мест от грибкового налета и заделывать щели и трещины антисептирующими составами.Основная задача по содержанию деревянных мостов - борьба с загниванием древесины (активная и пассивная). Активная борьба - это химическая защита древесины от гниения путем обработки ее различными ядохимикатами. Пассивная борьба - защита древесины от увлажнения, а также меры по отводу воды с элементов конструкций и по проветриваемости. Для предотвращения гниения древесину обрабатывают химическими веществами, убивающими микроорганизмы грибков, или защищают деревянные конструкции от увлажнения. Наибольший эффект можно получить, используя оба способа с учетом конструкции моста и местных условий.

Элементы конструкций моста  в различной степени подвержены загниванию. В связи с этим их целесообразно разделять по степени  загнивания на следующие категории:

• элементы моста с весьма интенсивным загниванием - сваи в пределах изменения уровней воды и местах сопряжения с грунтом, заборные стенки, ряжи опор;
• элементы с интенсивным загниванием - сопряжения, врубки, стыки и другие элементы с плохим проветриванием.

Наибольшую сложность для службы эксплуатации представляют элементы первой категории, подвергающиеся гниению  в первую очередь и, следовательно, определяющие срок службы сооружения. Заменить загнившие участки или  весь элемент первой категории и  увеличить срок его службы можно, только защищая древесину антисептиками. Элементы второй категории для обеспечения  тех же сроков службы требуют введения антисептического состава на 25 % меньше.

Для антисептирования элементов деревянных конструкций эксплуатируемых мостов применяют водорастворимые антисептики (составы).

Водорастворимые антисептические  составы пригодны для пропитки древесины любой влажности. Проникание этого антисептика в тело древесины происходит при влажности древесины 30 % и больше. Нанесенный на сухую древесину антисептический состав осаждается в трещинах и других подобных местах, а при появлении влаги растворяется и впитывается в древесину. Наиболее эффективный водорастворимый антисептик хромат меди (ХМ-5), аналогичный по стойкости от вымывания маслянистому антисептику. Он состоит из равных долей медного купороса и бихромата натрия технического.

Для защиты древесины от гниения применяют также антисептические  составы на основе фтористого натрия. Этот антисептик легко вымываем и менее эффективен, чем хромат меди.

Хромат меди вводят в элементы из бревен или брусьев методом местной  глубокой пропитки под давлением, для чего в древесине просверливают отверстие диаметром 8 мм на глубину 100 - 130 мм (при диаметрах бревен 24 - 30 см), ввертывают полый инъектор - трубку с прорезями или отверстиями (рис. 3) и нагнетают водный раствор антисептика.

Антисептировать по методу глубокой местной пропитки под давлением  препаратом ХМ-5 можно элементы, сечение которых ослаблено гнилью не более чем на 30 - 40 %.

Сваи пойменных опор и ледорезов  в уровне грунта можно защищать от загнивания антисептическими бандажами. Для этого сваю откапывают на глубину 70 - 80 см, тщательно очищают от земли, загнившую древесину удаляют и малярными кистями наносят слой (бандаж) антисептической пасты. Рекомендуется только битумная паста на фтористом натрии. Для этого сначала разогревают на небольшом пламени в котле нефтяной битум, а затем без огня при непрерывном помешивании добавляют зеленое масло, торфяную муку и в последнюю очередь - фтористый натрий, смоченный зеленым маслом или другим растворителем, например, керосином (керосина надо брать больше в 1,5 раза). Если нет торфяной муки или других пылеватых наполнителей, можно готовить пасту и без них, но потребуется более тонкий посев антисептика и более частое перемешивание пасты.

В клееных пролетных строениях  наиболее опасны трещины по клеевым  швам, которые могут появиться  в балках, заготовленных на заводе с нарушением технологии изготовления.

В течение первого года эксплуатации необходимо не меньше четырех раз  осматривать пролетные строения - зимой, весной, летом и осенью. Наиболее вероятно появление усушечных трещин в период резкого изменения температурно- влажностного режима воздуха. При глубине трещин больше 1/3 толщины элементов в зоне больших скалывающих напряжений, ее надо перекрыть накладкой на полимерном клее. Для этого поверхность балки прострагивают рубанком и наносят слой клея на поверхность и на накладку, прижатую к поверхности балки шурупами. Ширина накладки должна быть равна примерно ширине балки. Все работы по склеиванию должны производиться в сухую погоду при сухих накладках и поверхности балки. Если усушечные трещины образовались вне зоны рабочих участков, их зашпаклевывают во избежание попадания влаги в трещину.

Правильная работа врубок возможна только при затянутых болтах и  хомутах. Поэтому очень важно  следить за состоянием таких соединений.

При слабо затянутом болте такое  соединение расстраивается, горизонтальная жесткость опоры уменьшается, и  при возникновении горизонтальных сил опора может наклониться  в ту или другую сторону. В опорах и ледорезах распорные кресты должны быть обязательно соединены со сваями скобами, иначе расстройство неизбежно.

В сваях с наростами, стыкованными в полдерева, нужно следить за тем, чтобы не было зазоров как по плоскостям сплачивания, так и по плоскостям смятия. Обнаруженные зазоры надо туго заполнить прокладками. Стойки с большими усушечными трещинами, совпадающими с плоскостью стыка, надо стягивать дополнительными хомутами, чтобы при работе на горизонтальную силу стойка могла расщепиться. Необходимо также следить за состоянием подводных связей опор и ледорезов и регулярно подтягивать их тяжи.

В пучинистых грунтах верхние слои грунта, смерзаясь со сваями, приподнимают их, перекашивая опоры и расстраивая врубки и сопряжения.

Чтобы исключить эти последствия, грунт у опоры на глубину промерзания  заменяют крупным песком и галькой, заливая их мазутом или отработавшим маслом. Такая мера дает хороший эффект на три-четыре года. В дальнейшем песок заиливается и его защитные способности резко падают. Чтобы уменьшить заиливание над засыпкой устраивают дощатую пирамиду, а над ней - рубашку из мятой глины.

На проезжей части необходимо следить  за состоянием верхнего настила, перил, тротуаров, бордюрного бруса, а также нижнего настила и поперечин. Изношенные (более 3 см) доски настила заменяют на новые, при этом запрещается применять коротыши и заплаты из обрезков досок. Все доски должны быть надежно пришиты к нижнему настилу или поперечинам.

Все загнившие элементы перил, тротуаров  и элементов проезжей части, имеющие  ослабление более 25 %, следует заменять на новые, а при меньшем ослаблении усилить накладками, пришиваемыми на хомутах и болтах, с предварительной счисткой загнившей части древесины. При поверхностном загнивании следует счищать поврежденную древесину срубкой.

Для уменьшения вероятности загнивания древесины следует предусматривать  мероприятия по улучшению проветривания  элементов конструкции, поддерживая  их чистоту от грязи, и защите элементов (по возможности) от увлажнения (устройство козырьков, легких крыш и т.д.).

 

7.Ремонт деревянных мостов. 
Соединение элементов деревянных конструкций

Классификация соединений. В связи с тем, что размеры пиломатериалов ограничены сортаментом, отдельно их можно применять только для создания конструкций с невысокой несущей способностью (стойки, балки и т.п.). Для создания большинства конструкций из дерева деревянные элементы должны быть прочно и надежно соединены между собой. При помощи соединений элементы:

–соединяются по длине – сращиваются;

–соединяются по ширине – сплачиваются;

–связываются под углом узлами;

–прикрепляются к опорам – анкеруются.

Соединения – это наиболее ответственные  части деревянных конструкций. При  изготовлении многих соединений в элементах  деревянных конструкций делают отверстия, врезки и т.п., что ослабляет эти  элементы. Поэтому, разрушение деревянных конструкций начинается, в большинстве случаев, с соединений.

Таким образом, от правильности решения, расчета и изготовления соединений зависят прочность и деформативность  конструкции в целом.

Наиболее просто решаются конструкции  соединений сжатых деревянных элементов, в которых усилия передаются непосредственно  от элемента к элементу. Здесь не требуется рабочих связей.

Более сложно решаются соединения изгибаемых элементов, в которых для передачи усилий требуются рабочие связи.

Наиболее сложно решаются соединения растянутых элементов. В этих соединениях имеется опасность хрупкого разрушения древесины по ослабленным сечениям. Сложность таких соединений приводит, в большинстве случаев, к замене растянутых деревянных элементов металлическими.

Соединения весьма многообразны, их количество превышает, примерно, 40-50 типов, и по характеру работы соединения могут быть разделены на следующие  группы:

− соединения без специальных связей, требующих расчета (упоры, врубки);

− соединения со связями, работающими на сжатие (шпонками, колодками);

− соединения со связями (нагели, болты, штыри, гвозди, винты, деревянные пластинки), работающими на изгиб;

− соединения со связями (нагели, болты, штыри, гвозди, винты, деревянные пластинки), работающими на растяжение;

− соединения со связями, работающими на сдвиг (клеевые швы).

В приведенной классификации одни и те же связи входят в разные группы. Поэтому, целесообразно изучать  соединения деревянных конструкций  в следующем порядке:

− соединения без специальных связей;

− соединения с деревянными связями;

− соединения с металлическими связями;

− соединения с клеевыми связями.

Однако прежде чем приступить к  изучению соединений ознакомимся с  основными требованиями, которые предъявляются к соединениям.

Требования, предъявляемые к соединениям. Как отмечено ранее, устройство соединений связано с ослаблением элементов деревянных конструкций. Наличие ослаблений приводит к образованию концентраций опасных не учитываемых расчетом местных напряжений. Причем, наибольшую опасность представляют в соединениях скалывающие и разрывающие вдоль и поперек волокон напряжения, которые вызывают хрупкое разрушение древесины.

В отличие от металла, в древесине  не происходит пластического перераспределения напряжений. Поэтому, чтобы уменьшить опасность последовательного хрупкого скалывания или разрыва древесины элементов деревянных конструкций, приходится обезвреживать природную хрупкость древесины вязкой работой соединений.