Клееные деревянные конструкции мостов

Основной причиной ограниченного строительства деревянных мостов является их малая долговечность и необходимость частого ремонта. Однако срок службы при применении клееных и клеефанерных конструкций может быть доведен до 40 лет и более.

Клееные конструкции – конструкции, элементы которых выполнены из досок, брусков, фанеры путем монолитного соединения их клеем. В качестве основных материалов для изготовления клееных конструкций используются: пиломатериалы хвойных пород (сосна, ель), синтетические водостойкие клеи, защитные составы.

Для изготовления несущих клееных деревянных конструкций пригодны хвойные материалы 1 и 3-го сортов, с влажностью 10±2 %, длиной от 2 до 6,5 м.

Проезжая часть клееных пролетных строений должна защищать нижележащие конструкции от попадания осадков и прямого солнечного освещения.

Брусья и бревна прогонов должны быть связаны между собой и закреплены на опорах от продольных и поперечных смещений.

Основные характеристики водостойких синтетических клеев, используемых в производстве клееных деревянных конструкций приведены в табл. 11.4. В состав любого клея входят следующие компоненты: смола, отвердитель, наполнитель и технологические добавки.

Все клеи классифицируются по типу смолы. Для склеивания элементов конструкций следует применять клеи, обладающие необходимой прочностью, водостойкостью, биостойкостью и долговечностью: фенольные, резорциновые и фенольно-резорциновые, которые в зависимости от условий эксплуатации должны соответствовать требованиям СНиП II-25-80.

Для склеивания древесины с металлом следует применять эпоксидные клеи.

В основном используются фенолформальдегидные смолы и их сочетания. В настоящее время практически повсеместно используют клеи марок ФРФ-50, ФР-100 и их модификации, которые по своим параметрам не уступают зарубежным аналогам.

Важнейшими техническими характеристиками клеев являются: вязкость, рабочая жизнестойкость и время отверждения (полимеризации).

Таблица 11.4

Основные марки клеев для производства клееных деревянных конструкций

 

Показатели	Фенольные (КБ-3)	Резорциновые	Фенол-резорциновые	Алкил-резорциновые
Марка смолы (ГОСТ или ТУ)	СФЖ (3-2097-75) 100 вес. частей	ФР-12 (6-05-1748-75) 100 вес. частей	ФРФ-50 (6-05-1880-79) 100 вес. частей	ДФК-14Р (22390-41-80) 100 вес. частей
Отвердитель	Керосиновый контакт Петрова (18-25 вес. частей)	Параформаль-дегид в смеси с древесной мукой (10-13,5 вес. частей)	Параформаль-дегид в смеси с древесной мукой (10-13,5 вес. частей)	Параформаль-дегид в смеси с древесной мукой (10-13,5 вес. частей)
Жизнеспособность клея при t=18-22 (час)	1,5-2	2-4	3-5
Вязкость клея (с)	10-60	15-30	8-30	10-50
Срок хранения смолы (мес.)
Горючие растворители (%)	7-12		-	4-10
Содержание вредных веществ (%):
фенола		-		-
формальдегида		-	-	-
Ориентировочная цена, руб/кг (2006 г.)

 

Основным достоинством клееных деревянных конструкций является получение эффективных сечений и требуемой длины. Склейка позволяет широко использовать маломерный пиломатериал.

Основные типы клеевых соединений заготовок для изготовления клееных деревянных конструкций (по пласти, кромке, длине) показаны на рис. 11.9.

Опыт эксплуатации клееных балок показывает, что их работоспособность определяется выбором клея и качеством соблюдения технологии изготовления. Прочность и жесткость клееных конструкций во многом зависит от склейки, высокое качество которой достигается при налаженном заводском изготовлении конструкций из лесоматериала влажностью не более 15 %.

Сечение балок, как правило, выполняют прямоугольным. При необходимости ограничения сечения балок увеличение их несущей способности можно произвести за счет армирования стержнями. При изготовлении в пазы досок укладывают арматуру с заливкой эпоксидным компаундом. Компаунд обеспечивает надежную совместную работу арматуры и клееной древесины.

За рубежом в последние годы уделяют большое внимание применению клееной древесины в мостостроении. Опыт строительства и эксплуатации деревянных мостов из клееной древесины в Канаде показал, что конструкции отличаются низкой стоимостью, быстротой монтажа, не требуют расходов по содержанию и имеют срок службы 40-50 лет. Только в провинции Британская Колумбия в Канаде эксплуатируется около 300 таких мостов с пролетами 9,2-45,8 м.