Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Проектирование деревянных и железобетонных мостов Минимаркер Конструкции из клееной древесины

Конструкции из клееной древесины

Страница 8 из 13

Наиболее эффективный способ соединения элементов из дерева – склеивание, исключающее их ослабление и создающее условия для увеличения срока службы сооружения. Клей должен обладать необходимой долговечностью, прочностью, работоспособностью в условиях атмосферных воздействий и упругостью. Для мостовых конструкций применяют специальные синтетические клеи.

В США клееные конструкции используют для мостов различных систем: балочных, арочных, сквозных и др. В отечественной практике клееные мостовые конструкции пока применяют в экспериментальном порядке, однако проводимые теоретические и экспериментальные исследования должны способствовать широкому внедрению этих конструкций в мостостроение.

Простейшая клееная конструкция – балка прямоугольного сечения, для изготовления которой применяют доски толщиной 30–40 мм. С увеличением толщины балки появляются значительные начальные напряжения и возникают трудности при сушке и прессовании. Ширина балки может быть больше ширины досок (рис. 3.21).

Как известно, в балках прямоугольного сечения, работающих на изгиб, материал в зоне нейтрального слоя не может быть эффективно использован. Значительно экономичнее двутавровое сечение. Изготовление двутавровых балок сложнее, однако расход леса при этом существенно уменьшается.

Поперечные сечения клееных балок

Рис. 3.21 – Поперечные сечения клееных балок

Для экспериментальных автодорожных мостов разработаны проекты пролетных строений из клееной древесины длиной 6, 9, 12, 15 и 18 м. под нагрузки Н–10 и НГ–60, Н–30 и НК–80 с проезжей частью шириной 7 и 8 м. и тротуарами шириной 1,0 и 1,5 м. Для балок предусмотрено применение сосны влажностью не более 15%. При расчете их рассматривали сплошными, не учитывая податливости клеевых швов.

Приняты следующие соотношения размеров поперечного сечения

04022014_f6

Такие балки изготовляют на предприятиях специальными механизмами и приспособлениями для склеивания, контрольных испытании клея и готовых клееных конструкций. Применяемый фенолформальдегидный клей обладает высокой водостойкостью, биостоикостью и долговечностью. Все элементы конструкции подлежат обработке маслянистым антисептиком.

Балки имеют прямоугольное сечение постоянной ширины 28 см. независимо от нагрузки, габарита и длины пролетного строения. В соответствии с длиной балок и нагрузкой изменяется только их высота, количество балок в поперечном сечении принято для всех пролетов одинаковым и изменяется только в зависимости от величины временной нагрузки: (шесть балок при нагрузке Н–10 и восемь балок при нагрузке Н–30) (рис 3.22). Балки объединяют попарно поперечными связями и доставляют на место в виде пространственных блоков или отдельными элементами с установкой связей при монтаже. Проезжая часть состоит из деревоплиты со слоем асфальтобетона.

Пролетные строения из клееных балок

Рис. 3.22 – Пролетные строения из клееных балок

Балки длиной 6, 9, 12, 15 и 18 м. имеют соответственно высоту 840, 1015, 1155, 1260 и 1400 мм. Доски шириной 40 мм, шириной 100 и 180 мм. дважды строгают, доводят до размеров 35×90 и 35×170 мм. После склеивания балки пропитывают маслянистым антисептиком и верхние плоскости их покрывают клеем. Продольную стыковку досок производят зубчатым шипом (рис. 3.23).

Стыки досок клееных балок

Рис. 3.23 – Стыки досок клееных балок: а – продольный стык на зубчатый шип; б – поперечный стык впритык; 1 – двухразовая острожка; 2 – обмазка клеем КБЗ; 3 – плотная приборцовка досок

При изготовлении балкам придают строительный подъем 8–34 мм, зависящий от пролета и равный прогибу балки от постоянной и половины временной нагрузки. Для попарного соединения между балками устанавливают диафрагмы в виде клееных дисков (рис. 3.24, а), изготовляемых на заводе и пропитанных каменноугольным маслом. Работа диафрагм обеспечивается за счет сил трения между ними и стенками балок, возникающих при стягивании стенок четырьмя болтами.

При расчете балок учитывали упругое распределение временной нагрузки на несколько балок деревоплитой проезжей части, причем влиянием поперечных вертикальных связей на распределение нагрузки пренебрегали.

Поперечные связи между балками

Рис. 3.24 – Поперечные связи между балками

Для экономии металла предусмотрен вариант с болтами, пропущенными через диафрагму (рис. 3.24, б). В этом случае при склеивании досок диафрагмы в месте расположения болта между досками оставляют зазор шириной 3 см. В варианте со сквозными связями из досок и брусьев на гвоздевых соединениях (рис. 3.24, в) опорные диафрагмы состоят из раскосов (6×30 мм), распорок из брусьев (130×130 мм) и опорных стоек (60×130 мм), а промежуточные диафрагмы – из раскосов (50×130 мм) и распорок (100×130 мм). Эти диафрагмы крепят к стенкам уголками 110×70×7 и болтами d = 12 мм.

Деревоплита (рис. 3.25, а) имеет изготовленные на заводе блоки из досок (50×150 и 50×130 мм), соединенных гвоздями. Ширина блоков 1,5 м, а длину принимают различной для устройства стыков вразбежку на разных балках. Продольные края блоков соединяют между собой наклонными гвоздями, забиваемыми в шахматном порядке через 150 мм. Блоки с балками соединяют шурупами d = l6 мм. Покрытие устраивают из асфальтобетона.

Проезжая часть пролетного строения с клееными балками

Рис. 3.25 – Проезжая часть пролетного строения с клееными балками: 1 – гвозди для прикрепления прокладок к балкам, 2 – прокладки; 3 – шурупы прикрепления деревоплиты к балке; 4 – деревоплита; 5 – штыри; 6 – прогон; 7 – гвозди, соединяющие блоки между собой

При устройстве цементобетонного покрытия для лучшей связи его с плитой устанавливают наклонные штыри d = 10 мм (рис. 3.25, б), которые забивают после установки и закрепления блоков плиты в предварительно просверливаемые гнезда d = 9 мм. Перед забивкой штырей гнезда на 1/4 высоты глубины заполняют эпоксидным клеем. При устройстве асфальтобетонного покрытия штыри не устанавливают.

Водоотвод с покрытия осуществляется при помощи трубок, расположенных под тротуаром. На мостах длиной до 50 м/ при продольном уклоне более 1 % водоотводные трубки можно не устанавливать.

Для улучшения проветривания разработан вариант опирания плиты на балки с устройством так называемых продухов. При этом деревоплиту опирают на балки через прокладки из антисептированных досок толщиной 50 мм. Каждую прокладку прибивают к балке тремя гвоздями d = 5 мм. длиной 120 мм, а каждая доска деревоплиты – через прокладку одним наклонным гвоздем. Данных о сроке службы такой деревоплиты пока нет. Элементы тротуаров (рис. 3.26), кроме перильных стоек, поручней и заполнения, изготовляют из антисептированных нестроганных брусьев и досок; элементы перил должны быть остроганы. Все врубки, отверстия под болты и шурупы необходимо антисептировать, а перила окрашивать масляной краской.

Конструкция тротуара

Рис. 3.26 – Конструкция тротуара: 1 – асфальт 20 мм; 2 – монолитный бетон; 3 – сборный бетонный бордюр; 4 –покрытие; 5 – деревоплита; 6 – водоотводная трубка

Поверхность деревоплиты перед устройством тротуаров должна быть обмазана горячим битумом.

Расход леса на конструкции из клееной древесины в несколько раз меньше, чем на обычные прогоны, и даже меньше, чем на дощато–гвоздевые балки. Расход металла очень мал. Подобные балки можно применять в автодорожных мостах с пролетами до 30 м. и более. Механизированное изготовление, относительная легкость блоков, простота монтажа и низкие эксплуатационные расходы создают все необходимые предпосылки для широкого применения этих конструкций. Балки из клееной древесины могут быть разрезными, консольными и неразрезными.

Ленинградским филиалом Гипродорнии разработан для экспериментального строительства проект моста через реку Нерль (рис. 3.27), имеющего пять пролетов по 18,05 м.

Общий вид через реку Нерль

Рис. 3.27 – Общий вид через реку Нерль: 1 – щебеночная подготовка h = 20 см

Промежуточные бетонные опоры выполнены массивными до уровня высоких вод и в виде столбов выше воды. Пролетные строения опираются на столбы через ригели. Устои состоят из железобетонных стоек козлового типа.

Все пролеты перекрыты неразрезными балками из клееной древесины. При ширине проезжей части 7 м. и тротуаров 1 м. в поперечном сечении через 1 м. расположены восемь балок (рис. 3.28). Над опорами балки соединены системой крестовых поперечных связей, а в каждом пролете через 4,5 м. установлены вертикальные дощатые диафрагмы, связывающие балки попарно.

Фрагмент пролетного строения

Рнс. 3.28 – Фрагмент пролетного строения: 1 – клеештыревой стык; 2 – трехразовая поверхностная обработка; 3 – бетонный бордюр; 4 – мауэрлаты; 5 – прокладки–продухи

По верхнему поясу балок поставлены горизонтальные связи из досок сечением 15×7,5 см, образующих треугольную решетку. На балки уложены прокладки такого же сечения для образования продухов между верхом клееных балок и низом деревоплиты. Каждая прокладка прибита тремя гвоздями.

Деревоплиту проезжей части собирают на месте из сухих антисептированных досок сечением 5×15 см. или из блоков, изготовляемых на заводе. Блоки соединяют гвоздями или клеем. Верх плиты гладкий.

Балки высотой 132 см. и шириной 25 см. собирают на подходной насыпи из блоков длиной 7,95–17,80 м. с устройством клеештыревых стыков. Отверстия для штырей сверлят на заводе по шаблону после антисептирования блоков. Одновременно собирают две параллельные балки с постановкой поперечных горизонтальных связей. Затем пространственный блок надвигают на опоры.

Следует заметить, что в США и особенно в Канаде в последние годы уделяют большое внимание применению клееной древесины в мостостроении.

Мосты из клееной древесины строят как под автомобильную, так и под железную дорогу. В Канаде первый железнодорожный мост из клееной древесины сооружен в 1965 г. К 1973 г. построили 68 пролетных строений длиной 9,2–30,5 м. Автодорожные мосты с пролетными строениями из клееной древесины строят с 1951 г. Только в провинции Британская Колумбия в Канаде эксплуатируется около 300 таких мостов с пролетами 9,2–45,8 м.

Опыт строительства и эксплуатации деревянных мостов из клееной древесины в Канаде показал, что эти конструкции отличаются низкой стоимостью, быстротой монтажа, не требуют расходов по содержанию и имеют срок службы 40–50 лет.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика