Руководство мостовому мастеру
 Скачать 12.88 Mb.
|
|
1.7 Железобетонные, бетонные и каменные мосты 1.7.I Обязанности мостового мастера по содержанию железобетонных, бетонных и каменных мостов: а) контролировать положение рельсового пути в плане и профиле по отношению к несущим элементам пролетного строения и требовать от дорож- ного мастера и бригадира пути соблюдения установленных допусков по поло- жению пути; б) обеспечивать работоспособное состояние водоотводных трубок и системы отвода воды из балластного корыта, не допускать попадание воды из балластного корыта и с проезжей части на незащищенные поверхности конст- рукций; в) не допускать развитие ржавчины металлических закладных деталей и металлических элементов пролетных строений (тротуарных консолей, смотровых приспособлений и др.), обеспечивая исправное состояние окраски; г) контролировать и обеспечивать исправное состояние узлов объединения железобетонных конструкций (блоков) в пролетное строение, узлов прикрепления тротуарных консолей и консолей убежищ; д) обеспечивать содержание подферменников и опорных частей в чистоте и исправности, вести наблюдения за плотностью опира- ния опорных частей, положением балансиров и катков, производя необходимые измерения. Своевременно принимать меры по устранению неплотностей, угонов и перекосов; е) при осмотре пролетных строений фиксировать обнаруженные повреждения и принимать меры к их устранению. 85 1.7.2 Типы и конструкции железобетонных пролетных строений на эксплуатируемых мостах На железнодорожных мостах строились железобетонные пролетные строения различных типов, но основными стали: арочные с различным уров- нем езды, рамные и балочные. Наибольшее распространение на отечественных железных дорогах получили балочно-разрезные конструкции в силу сравни- тельной простоты строительства, возможностью использования различных технологических приемов строительства и сравнительной простоты текущего содержания. До 50-х годов строительство пролетных строений велось пре- имущественно из монолитного железобетона на месте. Применение сборных конструкций в практике железнодорожного строительства началось сравни- тельно рано, но в ограниченном объеме. Следует иметь ввиду и учитывать при организации осмотров и составлении документации, что мосты постройки I9II - 1941 годов строились преимущественно по проектам повторного примене- ния, т.е. документация, разработанная для строительства пролетных строений на каком-либо участке, позже могла быть использована при строительстве других участков в различных регионах страны. Начиная с 50-х годов применяются в основном при строительстве же- лезнодорожных мостов сборные железобетонные пролетные строения. С этого же времени начинается строительство предварительно напряженных пролет- ных строений. Были разработаны типовые конструкции заводского изготовле- ния, технология и оборудование для их производства, транспортировки и мон- тажа. В результате создания и совершенствования индустриальной базы для изготовления железобетонных пролетных строений эти конструкции стали ос- новными при пролетах до 30 м. Применение обычного железобетона (без предварительного напряже- ния) в балочных разрезных пролетных строениях для железнодорожных мос- 86 тов ограничено длиной 18,7 м. При больших пролетах в этих конструкциях резко возрастает вероятность трещинообразования, в том числе и по наклон- ным трещинам. Предварительно напряженные балочные пролетные строения в типовых сериях применяются с длины 1695 м и до 27,6 м. До начала 70-х го- дов изготавливались и пролетные строения длиной до 34,2 м. Сборные железобетонные пролетные строения для железнодорожных мостов применяются в двух вариантах: ребристые и плитные -с пониженной строительной высотой. Последние применяются в случаях жестких требований по высоте конструкций - путепроводах и малых мостах при минимальной вы- соте насыпи. Пролетное строение однопутного моста состоит из двух балок ребри- стого (таврового или двутаврового) поперечного сечения. Плита (консоли) балки, являющаяся элементом балластного корыта, снабжена бортами, в кото- рых заделывается гидроизоляция. К наружному борту балластного корыта крепятся тротуарные консоли. Балки ребристых пролетных строений снабжены диафрагмами, по ко- торым производится объединение блоков в пролетное строение сваркой за- кладных деталей с постановкой соединительной планки. После сварки стыки бетонируются. Балки плитных пролетных строений не объединяются между собой. При этом каждая из них устанавливается на четыре опорные части. Верхняя поверхность плиты балластного корыта снабжена гид- роизоляцией, включающей выравнивающий слой, обеспечивающий уклоны в направлении водоотводных устройств двух-трехслойный оклеечный гидроизо- ляционный ковер и защитный слой из армированного бетона. Водоотвод из балластного корыта в подавляющем большинстве экс- плуатируемых пролетных строений осуществляется в водоотводные трубки, расположенные в наружных консолях плиты. Ненапрягаемые балки пролетных строений, изготовленные начиная с 87 50-х годов, армированы каркасами и сетками из арматурных сталей классов AI, АII и АIII Изготовление конструкций осуществлялось, как правило, на специализированных заводах МЖБК, но значительное количество балок забе- тонированы на полигонах мостоиспытательных организаций, особенно при выполнении работ по замене пролетных строений на эксплуатируемых мостах. Типовые конструкции преднапряженных пролетных строений вы- полнены по стендовой технологии, т.е. с натяжением арматуры до бетониро- вания, на основе следующих конструктивно-технологических принципов: - балки изготавливаются на заводах ШБК с натяжением пучковой вы- сокопрочной арматуры на упоры стендов и имеют полную заводскую готовность; - балки доставляются на стройплощадку на специальных сцепах из железнодорожных платформ или автотранспортом и устанавливаются на опо- ры кранами соответствующей грузоподъемности, например, консольными; - балки объединяются на монтаже сваркой и бетонированием стыков диафрагм. Пролетные строения из предварительно напряженного железобетона применены во всех строительно-климатических зонах, сейсмических районах, использованы с незначительными изменениями на вторых путях, на станцион- ных путепроводах и мостах. В качестве напрягаемой арматуры в железнодорожных пролетных строениях использованы пучки из 24-28 высокопрочных проволок диаметром 5 мм с каркасно-стержневыми анкерами, располагаемыми в балке в соответст- вии с эпюрой моментов. 1.7.3 Повреждения железобетонных пролетных строений, методы их обнаружения и наблюдения за ними В процессе эксплуатации в железобетонных пролетных строениях мо- 88 гут появляться следующие повреждения, предупреждение появления и свое- временное, устранение которых является основной задачей текущего содер- жания: - трещины в бетоне; - коррозия арматуры, приводящая к вспучиванию и отколам за- щитного слоя; - механические отколы защитного слоя с обнажением и ржавлением арматуры; - неудовлетворительное состояние гидроизоляции и водоотводных уст- ройств, приводящее к протечкам воды сквозь бетон, его выщелачиванию и другим видам коррозии, интенсификации коррозии арматуры в результате пе- риодических смачиваний; - коррозия бетона; - раковины и каверны в бетоне; - отклонение оси пути от оси пролетного строения свыше установлен- ной для данной конструкции величины и снижающее класс пролетного строения по сравнению с классом обращающейся нагрузки. Пролетные строения с обычной арматурой Наиболее распространенным дефектом железобетонных конструкций, и пролетных строений в том числе, являются трещины в бетоне. В зависимости от природы образования трещины в этих конструкциях можно разделить на усадочные, силовые, температурные и вызванные корро- зией арматуры. На рис 1.32 представлены наиболее характерные трещины, наблюдаемые в эксплуатируемых пролетных строениях из обычного железо- бетона. Усадочные трещины (рис.1.32, а) возникают, как правило, в защитном слое железобетона или поверхностных слоях бетона вследствие неравномер- ностей процесса усадки. Этому способствуют чрезмерно высокое содержание 89 цемента в бетоне, стесненность усадки из-за конструктивных форм и близо- сти расположения арматурного каркаса. Признаком усадочных трещин явля- ется хаотичность их расположения» небольшие длина и раскрытие. Силовые поперечные (рис.1.32, б) возникают под воздействием поезд- ной нагрузки. Они, как правило, образуются в средней по длине части балок и располагаются приблизительно с равным шагом, зависящим от конструкции арматурного каркаса. В силу характера работы конструкций из обычного же- лезобетона появление в них силовых трещин неизбежно, т.к. действительные деформации бетона превышают его растяжимость. Отрицательного влияния на несущую способность эти трещины не оказывают, но при раскрытии 0,2 мм от постоянной нагрузки способствуют развитию коррозии арматуры. В пролетных строениях из обычного железобетона возможно, но мало- вероятно, образование поперечных трещин, заходящих в сжатую зону, а также наклонных в приопорных участках балок. При обнаружении таких трещин должно быть проведено испытание пролетного строения для принятия реше- ния о режиме его дальнейшей эксплуатации Трещины в зонах опорных узлов (рис.1.32, в) являются чаще всего следствием нарушения подвижности опорных частей и усугубляются конст- руктивными недостатками опорных узлов пролетных строений в сопряжении с опорными частями. При неплотном опирании пролетных строений в опорных узлах могут образовываться отколы бетона. При обнаружении указанных де- фектов должны быть приняты меры к восстановлению подвижности опорных частей и ремонту опорных узлов. Продольные трещины в нижних поясах балок или на нижних по- верхностях плитных пролетных строений свидетельствуют, как правило, о на- чале процесса коррозии рабочей арматуры. Они могут быть обнаружены в местах периодических смачиваний поверхности конструкций протечками сквозь бетон из балластного корыта, с подфермнников, под плохо работающи- ми водоотводными трубками и т.п. При малой толщине защитного слоя или 90 недостаточной плотности бетона последний в результате карбонизации теряет свои пассивирующие свойства по отношению к арматуре. В результате начи- нается коррозия арматуры, ржавчина откалывает или разрывает защитный слой с образованием трещины вдоль корродирующего арматурного стержня. Рис.1.32. Виды трещин в железобетонных конструкциях При обнаружении таких трещин необходимо простучать молотком по- верхность конструкции вокруг трещины. Глухой звук при ударе ("бухтение") свидетельствует об отслоении защитного слоя и коррозии арматуры под ним. На таких участках пролетного строения защитный слой должен быть удален, 91 проведена тщательная зачистка обнаженной арматуры от продуктов коррозии и обработка ее ингибиторами с последующим восстановлением защитного слоя. Повреждения такого же характера могут быть на нижних поверхностях плит проезжей части, на боковых поверхностях ребер вдоль стержней хомутов и вызвано это чаще всего недостаточной толщиной защитного слоя. Неисправностью, существенно сокращающей долговечность желе- зобетонных пролетных строений, являются расстройство гидроизоляции и от- вода воды из балластного корыта. При плохом отводе воды и неисправной гидроизоляции вода из балластного корыта проникает в бетон конструкции, выщелачивает цементный камень и вызывает ржавление арматуры. Участки с поврежденной гидроизоляцией и нарушенным водоотводом легко обнаружи- ваются по мокрым пятнам, высолам, потекам выщелачивания и другим следам просачивания воды. В этих местах необходимо проверить состояние гидроизо- ляции и водоотводных трубок. Обнаруженные дефекты и неисправности должны быть устранены. Своевременный ремонт гидроизоляции и водоотвод- ных устройств предотвращает появление и развитие коррозии бетона и арма- туры» увеличивает срок службы конструкций и снижает затраты на текущее содержание в последующем. При осмотрах пролетных строений выявляются также поверхностные раковины, поры и выколы в бетоне. Поскольку эти дефекты могут привести к коррозии арматуры и дальнейшему разрушению защитного слоя в их скорей- шее устранение является обязательным. Пролетные строения с напрягаемой арматурой Для предварительно напряженных пролетных строений присущи, как правило, те же дефекты, что :и для конструкций с ненапрягаемым армирова- нием. Однако, степень их опасности может оказаться более высокой, что тре- бует более тщательного анализа влияния дефектов и повреждений на эксплуа- тационные характеристики конструкций. На рис.1.33 приведены наиболее характерные типы трещин для предва- 92 рительно напряженных пролетных строений первых лет изготовления. В до- полнение к трещинам, указанным ранее для обычных конструкций, здесь мо- гут быть отмечены: - наклонные трещины в стенках балок на их приопорных участках, ко- торые образуются в основном в результате силового воздействия главных рас- тягивающих напряжений или температурно-усадочных деформаций и могут снижать грузоподъемность пролетных строений (рис.1.33,1); - продольные трещины по линии примыкания плиты балластного корыта к стенкам, образующиеся в результате стеснения температурных де- формаций или нарушений в технологии бетонирования, которые представляют опасность с точки зрения несущей способности и должны учи- тываться при оценке грузоподъемности пролетных строений (рис.1.33,2); - поперечные трещины в бортиках балластного корыта и пли те вызываются изгибом на стадии создания предварительного об- жатия балки или при транспортировке (рис.1.32,3). Эти трещины в процессе эксплуатации зажимаются под действием постоянной и временной нагрузок; - продольные трещины в нижних поясах балок вдоль арматурных на- прягаемых элементов возникают в результате поперечных деформаций, вызванных обжатием бетона и стесненной усадкой (рис.1.33,4). Представляют опасность с точки зрения коррозии арматуры; - горизонтальные трещины на торцах балок (рис.1.33,5 ) вызываются местными напряжениями и появляются в первые годы эксплуатации. Пред- ставляют опасность с точки зрения коррозии арматуры. 93 Рис.1.33. Характерные трещины в предварительно напряженных балочных пролетных строениях первых лет изготовления В предварительно напряженных пролетных строениях, армированных проволочной арматурой, нормативное раскрытие трещин, при котором воз- можно ржавление арматуры, составляет 0,15 мм. При большей величине тре- щины должны быть герметизированы тем или иным способом. В обязанности мостового мастера входит наблюдение за появлением и развитием трещин в пролетных строениях. Оно заключается в периодической их зарисовке, фиксировании границ развития и измерения величины раскры- тия. Результаты наблюдений заносятся на эскизы, которые прикладываются к Книге искусственных сооружений. В Книге также должны быть указаны дата проведения измерений и температура воздуха. На конструкции трещины по- мечают масляной краской с присвоением номера, указанием границ развития и величины раскрытия в установленных местах. Все изменения в характере тре- щин, выявленные при последующих осмотрах, должны фиксироваться на эс- кизах в Книге искусственных сооружений и на самом сооружении. Наблюдения за трещинами следует производить при помощи лупы или 94 микроскопа с измерительной шкалой. При длительных постоянных наблюде- ниях за раскрытием трещин могут быть использованы трещиномеры, тензо- метры или индикаторы часового типа с точностью до десятых долей милли- метра. Простейшими приспособлениями для наблюдения за развитием трещин могут быть гипсовые или цементные маяки, представляющие крупные маски гипсовым или цементным раствором поперек трещины. При оценке опасности трещин учитывается не только величина их рас- крытия, но и расположение, интенсивность развития, общее состояние конст- рукции. Внешними признаками, характеризующими степень развития и опас- ность трещин, служат следы ржавчины на поверхности бетона, следы выщела- чивания цементного камня, скалывание бетона вдоль трещины. В результате наблюдения за трещинами должно быть также ус- тановлено: "дышит" ли трещина, т.е. раскрывается ли она при действии вре- менной нагрузки, и является ли она сквозной, т.е. пересекает всю толщу эле- мента конструкции. От этого зависит выбор способа ремонта или герметиза- ции трещины. На эскизах в Книге искусственных сооружений должны быть подобным же образом занесены сведения обо всех дефектах и повреждениях, отмеченных при осмотре пролетных строений. 1.7.4 Каменные и бетонные арочные мосты Неисправности в кладке и облицовке каменных к бетонных арочных мостов могут появиться из-за неудовлетворительного состояния водоотводов и изоляции, несвоевременной расшивки швов, от атмосферных воздействий (при плохом качестве камня или бетона), неравномерной осадки или сдвига опор, неправильного раскружаливания, воздействий временной нагрузки, колебаний температуры и т.п. Трещины в каменных или бетонных мостах могут появиться у пят сво- 95 да или в "замке" по направлениям, перпендикулярным оси свода. Эти трещины в своде нередко выходят на щековые стенки. Кроме поперечных трещин, на поверхности свода иногда образуются продольные трещины, разделяющие свод на отдельные кольца. В щековых стенках трещины могут возникнуть от пучения грунта меж- ду стенками, а также из-за засорения или отсутствия водоотводных приспо- соблений. В бесшарнирных железобетонных арочных мостах появление трещин снизу в средней части пролета и сверху в концевых частях арок (сводов) должно быть проанализировано в совокупности с проверкой положения опор, поскольку неравномерная осадка и смещение или поворот опор в направлении из пролета могут вызвать деформацию пролетного строения с образованием трещин в указанных местах, при этом трещины могут совпадать с поперечны- ми швами бетонирования. В случае значительного поверхностного разрушения облицовки или кладки щековых стен арочных мостов рекомендуется торкретирование наруж- ной поверхности по металлической сетке. При наличии в сводах арочных мос- тов указанного дефекта, следует проверить расчетом их грузоподъемность и произвести усиление по проекту. Если бутовая кладка массивных мостов име- ет пустоты, трещины, недостаточно связана раствором, то следует произвести инъектирование кладки. 1.7.5 Водоотвод и гидроизоляция При содержании железобетонных, бетонных и каменных мостов особое внимание должно быть обращено на предупреждение застоя воды в балласт- ных корытах и других местах, на обеспечение исправного состояния гидро- изоляции. При плохом отводе воды, неудовлетворительном состоянии изоля- ции и неисправности водоотводных трубок в массивных мостах могут поя- виться мокрые пятна, белые потеки выщелачивания раствора, сталактиты. При 96 наличии подобных явлений необходимо в местах течи воды вскрыть балласт- ный слой, проверить состояние изоляции и водоотводных трубок и принять необходимые меры. При отсутствии течи воды через трубки необходимо выяснить причины неисправности и устранить их. Состояние водоотводных трубок должно пе- риодически проверяться, независимо от наличия признаков их плохой работы, и их необходимо регулярно прочищать. |