Съемка плана и профилямостов и труб 3 страница

Поперечные трещины 5 в нижних растянутых поясах предваритель­но напряженных пролетных строений обычно свидетельствуют о недо­статочном натяжении напрягаемой арматуры, значительных потерях предварительного напряжения в результате усадки, ползучести бетона и нарушения нормальной работы анкерных устройств. Эти трещины обычно не снижают расчетной несущей способности пролетного строения, но могут способствовать развитию коррозии арматуры, уменьшая долго­вечность конструкции. В балках из обычного железобетона наличие тре­щин этого типа с раскрытием не более 0,2 мм вполне закономерно и не является признаком дефектнрсти пролетного строения.

Продольные трещины б в предварительно обжатых поясах появ­ляются вдоль напряженной арматуры главным образом в течение первых лет эксплуатации. Образование их связано с поперечными деформация­ми, вызванными чрезмерным обжатием бетона и влиянием стесненной усадки. Опасность таких трещин заключается в возникновении и интен­сивном развитии коррозии арматуры. При этом коррозия арматуры вследствие увеличения объема продуктов коррозии и создания в связи с этим внутреннего давления приводит к дальнейшему раскрытию про­дольных трещин, ускоряя процесс разрушения. Причиной появления и развития продольных трещин может быть и чрезмерная коррозия арма­туры. В балках из ненапряженного железобетона появление этого типа трещин может быть связано главным образом с коррозией продольной арматуры.

Горизонтальные трещины на торцевых участках пролетных строе­ний 8 обычно возникают вследствие действия местных напряжений, вызванных силами предварительного напряжения арматуры. Развитие трещин этого типа наблюдается в начальный период эксплуатации.

Трещины в зонах опорных частей 7 являются, как правило, след­ствием конструктивных недостатков опорных узлов пролетных строе­ний в сопряжении с опорными частями (сосредоточение анкеров, корот­кий опорный лист и др.). На развитие трещин этого типа существенное влияние оказывает работа опорных частей. При нарушении работы под­вижных опорных частей возникают дополнительные усилия, способ­ствующие росту этих трещин. Неплотное опирание пролетного строения на опорные части может приводить к значительным динамическим воз­действиям, ускоряющим процесс трещинообразования. Нередко в зонах омоноличивания сборных конструкций появляются трещины 9. 74

(

Поперечные трещины 10 в вертикальных, ребрах-жесткости возни­кают от действия крутящего момента в плоскости поперечного сечения балок, вызываемого внецентренным приложением сил от.внешних воз-

⁴ действий.

При недостаточной толщине защитного слоя и низком качестве бе­тона возможно проникновение влаги к арматуре. Это приводит к корро­зии арматуры и к разрушению защитного слоя, в результате чего он от­слаивается, а арматура обнажается. Такое явление наиболее часто встре­чается в конструкциях, при бетонировании которых для ускорения твер­дения бетона вводили добавки хлористого кальция или хлористого нат­рия. Обнаженная арматура быстро ржавеет, снижая грузоподъемность и долговечность конструкции.

В арочных железобетонных пролетных строениях трещины наиболее часто возникают в подвесках и затяжках, но возможно их появление также в арках и стойках (в зонах, где действуют растягивающие напря­жения). В каменных и бетонных арочных мостах трещины главным обра­зом возникают в зонах замка и пят, а также в щековых стенках.

Появление трещин во внешне статически неопределенных системах железобетонных, бетонных и каменных мостов может быть связано с деформациями оснований опор.

Для оценки влияния трещин на грузоподъемность и долговечность конструкции, выявления причин их появления и развития необходимо иметь данные о характере их расположения, величине раскрытия, интен­сивности роста и общем состоянии сооружения.

Трещины выявляют путем детального осмотра конструкции. Мел­кие трещины, а также трещины, не выходящие на поверхность, можно обнаружить различными способами дефектоскопии, например, с исполь­зованием ультразвука (см. гл. 3). Обнаруженные трещины фиксируют на поверхности конструкции (отмечают краской их концы с указанием даты отметки), зарисовывают в специальных журналах или фотографи­руют. Раскрытие трещин измеряют при помощи микроскопа Бриннеля, имеющего измерительную шкалу, или с помощью лупы и линейки со шкалой. Места измерения раскрытия трещины фиксируют.

Для оценки динамики роста трещин за конструкциями устанавлива-ю^йаблюдение, заключающееся в периодическом их обследовании с ре­гистрацией характеристик ранее обнаруженных трещин и вновь выяв­ленных. Данные наблюдений записывают в специальный журнал или. в книгу искусственного сооружения, делая отметки о развитии трещин ^в журналах и непосредственно на конструкциях. Наряду с характеристи­ками трещин, записывают сведения о температуре, погоде и нагрузке, при которых они регистрировались.

Для наблюдения за развитием раскрытия трещин, кроме микроско­па Бриннеля, можно использовать специальные съемные деформометры (см. гл. 4), с помощью которых периодически измеряют раскрытие тре­щины. С помощью этих приборов измеряют и раскрытие трещин ("ды­хание") при нагружении конструкции.

Для качественной оценки роста трещины используют гипсовые или цементные маяки, представляющие собой крупные мазки гипсовым или цементным раствором поперек трещины. В случае увеличения раскрытия трещины или ее "дыхания" в маяках появляются трещины, совпадаю­щие с перекрываемой трещиной.

Внешними признаками, характеризующими опасное развитие тре­щин, служат потеки ржавчины на поверхности бетона, свидетельствую­щие об интенсивной коррозии арматуры. Белые потеки являются призна­ком выщелачивания цементного камня в зонах фильтрации воды через бетон.

При обследовании железобетонных, бетонных и каменных мостов необходимо обращать внимание на качество изготовления конструкции. Прочность и плотность бетона в сооружении проверяется с использова­нием различных так называемых неразрушающих методов контроля, дающих возможность оценивать прочность и плотность бетона без разру­шения элемента конструкции. Эти способы изложены в гл. 3.

Для выявления невидимых дефектов (пустоты, раковины, отслое­ние защитного слоя бетона и др.) часто используют простейший способ -остукивание бетона молотком. При ударах по плотному и прочному бе­тону раздается звонкий звук, а по бетону с раковинами, пустотами, от­слоениями — глухой.

Наличие поверхностных раковин, сколов, пор выявляют наружным осмотром.

Большое значение для обеспечения высокой долговечности железо­бетонных и каменных пролетных строений имеет надежный отвод воды и хорошее качество гидроизоляции. При плохом отводе воды и неисправ­ной гидроизоляции вода проникает в кладку, выщелачивает цементный камень, что в сочетании с циклическим "замораживанием - размора­живанием" приводит к снижению прочности бетона и резкому снижению ресурса пролетных строений. По данным СГАПС (НИИЖТа) эти весьма опасные повреждения на железных дорогах Урала, Сибири, Дальнего Вос­тока имеют 65 % обследованных пролетных строений. Участки с повреж­денной гидроизоляцией и неисправным водоотводом можно обнаружить по мокрым пятнам, белым подтекам продуктов выщелачивания цемент­ного камня, столоктитам и другим признакам. В местах, где просачи­вается вода, необходимо проверить состояние гидроизоляции и водоот­водных устройств и в случае их неисправности быстро ее устранить.

В качестве эффективного мероприятия защиты арматуры от корро­зии служит так называемая катодная защита. При катодной защите на поверхности бетона закрепляют металлическую сетку, покрываемую набрызгбетоном, которая служит анодом. Сетка изготовляется из титана. К этой сетке и стальной арматуре подключают источник тока. Протека­ние тока компенсирует коррозионный ток, в связи с чем замедляется или прекращается процесс электрохимической коррозии арматуры.

В железобетонных пролетных строениях, особенно предварительно 76

напряженных, происходят процессы, связанные с усадкой и ползучестью бетона, следствием которых является деформирование пролетных строе­ний. На деформирование железобетонных конструкций могут влиять также развитие трещин в бетоне, расстройство анкеров арматуры и т. п. Для качественной оценки интенсивности развития этих процессов перио­дически проводят нивелировку пролетных строений. Сравнивая резуль­таты нивелировок и периодических обследований, можно получить важ­ную информацию об изменениях, происходящих в работе конструкции, что необходимо для оценки ее долговечности и надежности.

2.6. Повреждения мостовых опор и опорных частей

Повреждение опор. Массивные опоры — основной тип опор экс­плуатируемых металлических, железобетонных, бетонных и каменных железнодорожных мостов. Наиболее распространенными повреждениями массивных опор являются трещины, расстройство кладки, выветрива­ние и износ кладки, расстройство.подферменных камней, разрушение облицовки, а также перемещения самих опор - осадки, сдвиги, крены.

Трещины в мостовых опорах по расположению, характеру развития и причинам возникновения весьма разнообразны. Они могут быть по­верхностными, глубокими и сквозными. Причиной возникновения тре­щин с небольшим раскрытием в бетоне часто являются температурные напряжения, возникающие в результате резкого изменения температуры воздуха, экзотермических процессов при твердении бетона, замерзания воды в пустотах и т. п. Нередко по внешнему виду трещин можно опре­делить причину их возникновения и развития. Например, значительные вертикальные трещины 2 (рис. 2.22), имеющие большое раскрытие внизу и затухающее кверху, свидетельствуют о возможной неравномер­ной осадке опор, недостаточной несущей способности их оснований.

й, б ~ в устоях; в ~ в промежуточной опоре (быке); / - трещины отрыва обрат­ных стенок; 2 — трещины от неравномерной осадки опоры; 3 - трещина от недостаточной подвижности опорных частей

⁷⁷

При недостаточной подвижности опорных частей на опоры переда­ются большие горизонтальные силы, способные привести к возникнове­нию трещин 3.

В устоях с обратными стенками при заполнении плохо дренирующим грунтом и недостаточном водоотводе может произойти отрыв обратных стенок (трещины 1) в результате замораживания водонасыщенного за­полнения.

Расстройство кладки мостовых опор, особенно старых из бутовой кладки, обычно начинается в зонах опирания подферменных камней. При этом подферменные камни, представляющие собой тесаную прямо­угольную призму из монолита гранита или песчаника, приобретают под­вижность, и в них нередко возникают сквозные трещины. Одной из главных причин расстройства кладки является динамическое воздейст­вие нагрузки. Наличие расстройства кладки определяют по вибрации и взаимным перемещениям отдельных камней (блоков) при проходе по­езда, появлению пересекающихся трещин, а также белых подтеков про­дуктов выщелачивания на поверхностях опоры.

Состояние поверхностных участков кладки может быть также оце­нено остукиванием молотком. Для оценки состояния кладки опор ис­пользуют и неразрушающие методы контроля, основанные на использо­вании ультразвука.

В процессе длительной эксплуатации поверхности опор подвергают­ся выветриванию. Выветривание наиболее интенсивно протекает на участке изменения уровня воды. Основным признаком выветривания является шелушение поверхности - отделение мелких плиток — леща-док. При наличии каменной облицовки сначала разрушаются швы.

В уровне ледохода наблюдаются повреждения опор в виде выбоин облицовочных камней и разрушения швов, расстройства и вывалов облицовочных камней, а также износ поверхности в виде углублений в направлении по течению. На реках с быстрым течением при перемеще­нии песка, гальки и других плывущих частей и предметов износ опор мо­жет происходить на всей ее подводной части.

Наиболее интенсивно кладка опор в зонах ледостава разрушается при первых подвижках льда, особенно, если не принимаются специаль­ные меры (околка льда вокруг опор). В старых опорах из бутовой клад­ки иногда имеют место весьма серьезные разрушения подводной части. При этом в кладке опоры образуются большие вывалы, угрожающие разрушению опоры. Значительное влияние на разрушение подводной части опор может оказывать химическая агрессивность воды вследствие загрязнения ее химическими отходами, удары плывущими предмета­ми и т.п.

Повреждения опор выявляют в результате их обследования. Надвод­ные части опор детально осматривают с применением специальных при­боров и инструментов. Для определения глубины распространения тре­щины используют щупы, ультразвуковые приборы, нагнетание в трещи­ны подкрашенной жидкости, а в случае необходимости производят 78

вскрытие облицовки и кладки. Обнаруженные трещины фиксируют на опоре (отмечают концы краской), зарисовывают в специальных журна­лах илифотографируют. Раскрытие трещин измеряют, а места измерений фиксируют.

Для выявления повреждений в подводной части опор и наблюдения за их развитием используют различные способы. В теплую погоду при прозрачной воде и небольшой глубине для обследования подводной час­ти опор можно использовать обычную маску для подводного плавания. В более сложных условиях для обследования привлекаются водолазы или используются специальные передвижные телевизионные установки для подводного обследования типа "Краб".

Перемещения опор - весьма опасные явления. Причины тут могут быть разные: подмыв опор, недостаточная несущая способность основа­ния, увеличение горизонтального давления грунта насыпи, оползневые явления и т. п. Значительные перемещения опор довольно легко опре­делить по внешним признакам. Так, при смещении устоя в пролет сме­щается и подвижная опорная часть, а конец пролетного строения может упереться в шкафную стенку или в торец соседнего пролетного строения. Наклон или смещение промежуточной опоры вдоль моста легко обнару­жить по изменению расстояния между концами смежных пролетных строений. О перемещении опор можно судить по положению рельсового пути в плане и в профиле. Перемещение устоя иногда сопровождается сползанием насыпи за устоем. Точные данные о перемещениях опор мож­но получить на основании геодезических съемок их положения.

В случаях обнаружения перемещений опор за ними устанавливают наблюдения: осадку определяют нивелированием, а крен и сдвиги -теодолитной съемкой. Даунные нивелирования опоры увязывают с отмет­кой репера. При наблюдении за наклоном опоры при помощи теодолита в местах установки реек желательно заделать в тело опоры специальные марки. За наклоном опоры можно также наблюдать при помощи уровня или отвеса. Результаты наблюдений с указанием условий, при которых они выполнялись, записьюают в специальный журнал или книгу искус­ственного сооружения.

При обследовании устоев необходимо обращать внимание на состоя­нием сопряжения моста с насыпью. При крутом откосе конусов иногда Наблюдается их сползание, вызывающее оголение концов шпал, что мо­жет быть причиной опасных дополнительных напряжений в рельсах.

Обнаруженные повреждения в опорах подлежат устранению. Спо­соб ремонта в каждом конкретном случае устанавливают на основании комплексной оценки характера повреждений, их влияния на долговеч­ность и надежность сооружения, и причин, их вызывающих.

Обследованию подлежат также регуляционные сооружения (струе-направляющие дамбы, траверсы и др.) и земляное полотно на подходах к мосту в пределах подтопления высокой водой. При этом проверяют соответствие сооружений в плане и профиле проекту и состояние их Укреплений.

Рис. 2.23. Схемы к определению правильности положения опорной плиты и катков в плане (в) и смещения балансира относительно опорнойплиты (б): а, Ъ — длины сторон опорной плиты

Повреждения опорных частей. К ним относятся: неплотное опира-ние; неправильное положение элементов опорных частей (перекос и угон катков, отклонение от проектного положения балансиров и опор­ных плит); коррозия и износ катков и контактных поверхностей опор­ных плит и балансиров; трещины в элементах опорных частей; ослаб­ление или разрушение креплений элементов опорных частей; нарушение работы защитных футляров и др.

Обследование опорных частей начинают с общего их осмотра. Пра­вильность положения опорных* плит в плане проверяют измерением рас­стояний от оси моста и от оси опоры (поперек моста) до характерных точек плиты (вершины углов плиты, пересечения осей плиты и т. п.). Затем, измеряя расстояния от сторон опорной плиты до осей катков (рис. 2.23, а), определяют их положение в плане. Таким же путем прове­ряют положение балансиров. Положение опорных плит в профиле прове­ряют с помощью уровня или нивелировкой.

Зная взаимное положение отдельных элементов опорных частей, можно установить смещение их центров, перекос и другие характерис­тики. Запись температуры воздуха при этих измерениях обязательна. Желательно положение опорных частей проверять в пасмурную погоду, когда температура всех элементов пролетного строения примерно оди­накова.

Смещение балансира относительно опорной плиты вдоль моста (рис. 2.23, б) при температуре t определяют по формуле

(2.1)

Разность между измеренным и расчетным смещением оси балансира относительно оси опорной плиты составляет величину дополнительного смещения, которое может быть следствием неправильной установки при: сборке или смещения опор в процессе эксплуатации.

В пролетных строениях, особенно ориентированных с востока на за­пад, на смещение опорных частей и появление в них повреждений оказы­вает влияние неравномерность нагрева главных ферм: одна ферма на­гревается солнцем сильнее другой, что приводит к изгибу пролетного строения в горизонтальной плоскости. В результате этого в опорных частях, препятствующих, повороту концов фермы в плане, могут по­явиться перекосы и сдвиги, а также трещины в кладке опор и другие повреждения.

Вьюснение действительной причины повреждения опорных частей требует тщательного анализа полученных при обследовании материалов. Иногда для этого необходимо установление длительных наблюдений и периодических измерений положения опорных частей, опор и пролетных строений с регистрацией результатов в специальных журналах, книге искусственного сооружения, а также непосредственно на опорах. ^ Сравнительно часто встречаются повреждения, связанные с неплот­ным опиранием опорных частей на подферменники. Неплотность опира-ния приводит к увеличению динамического воздействия на конструк­цию, в результате чего появляются повреждения и в первую очередь такие, как трещины в подферменниках, опорных плитах, расстройство кладки опор и пр.

Развитие повреждений опорных частей во многом зависит от ка­чества их содержания. Подвижные опорные части должны иметь футля­ры, надежно защищающие их от попадания пыли, мусора и влаги. Катки и поверхности катания натирают графитом.

Дата добавления: 2015-06-30