О развитии и совершенствовании деревобетонных мостов

Введение. Древесина как конструкционный материал пролетных строений мостов обладает некоторыми преимуществами в сравнении с распространенными в настоящее время железобетоном или сталью. Новые технологически-конструктивные формы деревянных пролетных строений должны соответствовать современным требованиям по грузоподъемности и долговечности. В сравнении с зарубежным деревянным мостостроением наш опыт в этой области во многом утрачен или не соответствует современным условиям. Из наиболее перспективных конструктивных решений можно выделить комбинированные дерево-железобетонные пролетные строения.

Материалы и методы. Рассмотрен как зарубежный, так и отечественный опыт устройства соединений в комбинированных деревобетонных конструкциях. Приведена информация об области применения деревянных мостов с составными прогонами и отдельно описана конструкция деревобетонного пролетного строения с составными прогонами с результатами испытаний. Далее изучен опыт применения мостов с клееными балками с указанием конструктивного решения комбинированного деревобетонного пролетного строения. На основе данных обследования мостов Омской области приведен опыт эксплуатации мостов с дощато-нагельно-гвоздевыми блоками и плитой проезда с поперечно-уложенным брусом, указаны типичные повреждения и рассмотрен вариант реконструкции таких мостов с железобетонной плитой проезжей части, включенной в совместную работу с балками.

Результаты. Выявлена необходимость внедрения новых решений по увеличению долговечности деревянных мостов. Одним из таких решений является использование железобетонной плиты проезда, включенной в совместную работу с деревянными балками, что также увеличивает общую несущую способность пролетного строения.

Обсуждение и заключение. Предлагаемые в статье конструкции деревобетонных пролетных строений обладают большей долговечностью и увеличенной несущей способностью в сравнении с деревянными пролетными строениями. Такой конструктивный метод может быть эффективно применен и при реконструкции существующих деревянных мостов.

1. Уткин В.А., Матвеев С.А. Проектирование деревянных мостов на автомобильных дорогах лесного комплекса // Известия вузов. Лесной журнал. 2023. № 1. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-126-152

2. Уткин В.А., Кобзев П.Н. Автодорожные деревянные мосты нового поколения: монография. Омск, 2004. 55 с. EDN: QNSFKH

3. Rodriguesт J.N., Dias A.M.P.G., Providenciaт P. Timber-concrete composite bridges: State-of-the-Art-Review. «Review of TCC bridges».Bioresources.2013; 8(4): 6630–6649. https://doi.org/10.15376/biores.8.4.6630-6649

4. Wiio M., Jutila A., Makipuro R., Salokangas L., Wistbara J. Research project development of wood bridges, literature survey of shear connections of wood-concrete composite bridges. Helsinky University of Technology. Laboratory of bridge Engineering. 1994, no. 7. p. 14.

5. Linden M.L.R. Timber-concrete composite beams. HERON. 1999.Vol. 44. no3.

6. Стуков В.П. Совершенствование конструктивно-технологической системы пролетного строения с деревожелезобетонными балками // Известия вузов. Лесной журнал. 2004. № 3. С.56–60.

7. Wacker J., Dias A. 100-Year Performance of Timber–Concrete Composite Bridges in the United States // Journal of Bridge Engineering. October 2020. 25(3). https://doi.org/10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0001513.

8. Yeoh D., Fragiacomo M., De Franceshi M., Heng Boon K. State of the Art on Timber-Concrete Composite Structures: Literature Review // Journal of structuring engineering. October 2011. p.1085–1095. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000353

9. Frohnmuller J., Fischer J., Seim W. Full-scale testing of adhesively bonded timber-concrete composite beams // Materials and Structures. 2021; 54: 187. https://doi.org/10.1617/s11527-021-01766-y

10. Füchslin M., Grönquist P., Stucki S., Mamie T., Kelch S., Burgert I., Andrea Frangi A. Push-out tests of wet-process adhesive-bonded beech timber-concrete and timber-polymer-concrete composite connections. WCTE. 2023: 3241–3247. https://doi.org/10.52202/069179-0422.

11. Lacis R., Circular hollow section connectors in timber-concrete СС composite structural elements // The Baltic journal of road and bridge engineering. 2016; Volume 11(1): 70–76. https://doi.org/10.3846/bjrbe.2016.08

12. Hosseini M., Gaff M., Lair J., Hui D., Haitao L., Hosseini A., Ghosh P., Jian B. Design and analysis of timber-concrete-based civil structures and its applications: A brief review // Advanced Materials Science. 2023; 62. https://doi.org/10.1515/rams-2022-0321

13. Soalih H., Demir S. Current practice and recent developments of shear connectors for timber concrete composite applications: A state of the art review // Journal of Structural Engineering & Applied Mechanics. 2023; 6(5): p. 422–440. https://doi.org/10.31462/jseam.2023.05422440

14. Стуков В.П. Анализ состояния мостов с балками из клееной древесины // Известия вузов. Лесной журнал. 2006. № 6. С.52–57. EDN: HDXGQA.

15. Стуков В.П. Деревожелезобетонные балочные мосты на автомобильных дорогах: монография; ф-л «Севмашвтуз» С-Петербург. Морск. гос. техн. ун-та в г. Северодвинске. 2-е изд. испр. и доп. Архангельск, 2009. 453 с.

16. Стуков В.П. Оптимизация расстановки связей между ветвями деревожелезобетонного пролетного строения автодорожного моста // Известия вузов. Лесной журнал. 2010. № 2. С.78–82.

17. Стуков В.П. Деревожелезобетонные бапочные мосты: состояние, теория, исследование, проектирование: монография. Архангельск: Сев. (Арктич.) федер. ун-т, 2014. 316 с.

18. Уткин В.А., Готовцев И.И. Применение гребенчатых упоров для объединения железобетонной плиты и дощато-гвоздевой конструкции пролетного строения моста // Вестник СибАДИ. 2020; 17(3): 414–427. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2020-17-3-414-427