курс: «эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений

1
А.В. Картопольцев
КУРС: «ЭКСПЛУАТАЦИЯ
И РЕКОНСТРУКЦИЯ
МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ,
ЧАСТЬ 1»
Дорожно-строительный факультет
Томск 2015
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
2
1. Определение, задачи и структура эксплуатации мостов
Эксплуатация мостов – совокупность организационных и технических мероприятий, обеспечивающих сохранность и работу в исправном состоянии в течение всего расчетного срока службы мостов, регуляционных сооружений и прилегающих непосредственно к ним территорий. Календарная продолжительность
срока службы назначается в проекте для данного сооружения или в нормативной
литературе.
В целом зона обслуживания мостов включает:
1) В продольном направлении: сам мост (путепровод) и прилегающие к нему участки подходов длиной по 6 м с двух сторон.
2) В поперечном направлении: На мостах по 25 м с верховой и низовой стороны от сооружения при конусах насыпи или длину регуляционных сооружений
при их наличии. На путепроводах эта зона ограничивается шириной конуса сооружения.
3) За руслом водотока следят на длине 100 м выше и ниже по течению.
Эксплуатацией мостов занимается служба эксплуатации мостов, которую
возглавляет «Управление эксплуатации автомобильных дорог Федерального дорожного агентства – начальник Ручьев Павел Валентинович», которая входит в
«Федеральное дорожное агентство (Росавтодор) – руководитель Старовойт Роман
Владимирович» при «Министерстве транспорта РФ – министр Соколов Максим
Юрьевич».
Управление эксплуатации автомобильных дорог включает:
Начальник управления.
Заместители начальника управления (4 зама).
1. Отдел организации ремонта и содержания автомобильных дорог.
2. Отдел организации и содержания искусственных дорожных сооружений.
3. Отдел обеспечения сохранности автомобильных дорог, безопасности и
организации дорожного движения.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
3
4. Отдел мониторинга транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог.
Основными задачами службы эксплуатации мостов являются:
1) Обеспечение круглогодичного, непрерывного, безопасного и комфортного движения транспортных средств с установленными расчетными для дороги
скоростями и расчетными осевыми нагрузками, а также движения пешеходов.
2) Обеспечение технически исправного состояния сооружений и расчетного
срока их службы при минимальных затратах труда и материально-технических
ресурсов.
3) Систематическое улучшение транспортно-эксплуатационного состояния
сооружений с учетом роста интенсивности движения и массы транспортных
средств на автомобильных дорогах.
4) Поддержание в надлежащем состоянии внешнего вида сооружений.
1.1. Структура службы эксплуатации мостов
Служба эксплуатации мостов
Уровень эксплуатации
Заказчик
Подрядчик
Контракт
Надзор
Содержание:
Уход, профилактика, плановопредупредительный ремонт
Контроль
Ремонт
Реконструкция
Рис.1.
«Заказчик» - орган исполнительной власти, в оперативном управлении которого находятся дороги общего пользования, поручающий по Контракту проведение работ по эксплуатации мостов другому юридическому лицу. В качестве
«Заказчика» – это Росавтодор, Региональные министерства (например – МиниКурс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
4
стерство транспорта и дорожного хозяйства Республики Хакасия) или автодоры
(например – Областное Государственное Управление «Управление автомобильных дорог Томской области»).
«Подрядчик» - юридическое лицо, непосредственно осуществляющее по
Контракту эксплуатацию мостов и отвечающий за обеспечение требуемого уровня эксплуатации. В качестве «Подрядчика» – это производственное мостовое подразделение в составе производственной дорожной службы (например – ДРСУ)
или в виде специализированных организаций, независимо от формы собственности, имеющих допуск СРО на право выполнения работ по эксплуатации (при необходимости, согласно приказу № 624 Мин. регион. развития РФ).
Максимальный срок действия контракта 5 лет и заключается только после
проведения тендерных торгов «Заказчиком».
Уровень эксплуатации мостов - комплекс показателей, отражающих определенное техническое состояние конструктивных элементов и общий вид сооружений. Требуемый уровень эксплуатации мостов устанавливается Заказчиком в
контракте с Подрядчиком в соответствии с выделяемым объемом финансирования, отражающим комплекс необходимых работ по эксплуатации.
Руководством по эксплуатации мостов в штате Заказчика занимается
мостовое подразделение (Отдел мостов). Количественный состав определяется
следующим критерием: 2500 п.м. длины мостов на одного специалиста, но минимальное количество специалистов – 2 человека.
Мостовое подразделение в штате «Заказчика» выполняет следующие основные функции:
1) осуществляет контроль и анализ технического состояния сооружений, закрепленных за Заказчиком, осуществляет сбор информации, осуществляет ведение автоматизированного банка данных о мостах: «Монстр – 1, 2» (МАДИ, г. Москва, с
1991 г), «АИС ИССО» (ЗАО «Сибнит», г. Новосибирск, с 1997 г) и «PassInfo»
(ВГАСУ, г. Воронеж, с 1998 г);
2) организует и, при необходимости, проводит инвентаризацию этих сооружений
(выезд на мосты кураторов);
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
5
3) организует пропуск и осуществляет контроль за пропуском негабаритных и тяжеловесных грузов (СНН);
4) обеспечивает хранение технической документации (архив);
5) разрабатывает производственную программу эксплуатации сооружений, определяет средства на их выполнение (объем финансирования защищает в Росавтодоре, г. Москва);
6) осуществляет выбор на тендерной основе подрядных организаций (проводит
конкурсные торги: электронные аукционы и котировки);
7) осуществляет постоянный контроль за производственной деятельностью подрядчиков и контролирует сроки выполнения работ (назначаются кураторы);
8) участвует в рассмотрении и утверждении проектной документации на ремонт,
реконструкцию и новое строительство мостов;
9) участвует в работе приемочных комиссий перед вводом в эксплуатацию мостов;
10) оказывает организационно-техническую помощь при выполнении аварийновосстановительных работ.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
6
2. Функции подрядчика в структуре эксплуатации мостов
«Подрядчик» или производственное мостовое подразделение в штате «Подрядчика» должен иметь в своем составе:
– управленческий аппарат (начальник, гл. инженер);
– группу механизации, т.е. строительные машины и механизмы, ремонтные
мастерские;
– рабочие бригады и звенья численностью в зависимости от объемов работ.
Подрядчик выполняет следующие основные функции:
1) выполняет систематический надзор, а также работы по содержанию, ремонту и
реконструкции за мостами и регуляционными сооружениями;
2) организует безопасное движение по мостам, что включает:
2.1) нанесение соответствующей горизонтальной и вертикальной разметки
на пролетных строениях и опорах (см. приложение 2.1);
2.2) осуществляет установку соответствующих дорожных знаков для организации движения по мосту:
– запрещающие знаки: ограничение общей массы, ограничение максимальной скорости движения, ограничение минимальной дистанции между автомобилями, а дополнительно для путепроводов – ограничение высоты подмостового габарита;
– знаки приоритета: преимущество встречного движения, преимущество
перед встречным движением;
– предупреждающий знак: сужение дороги;
– информационно-указательные знаки: название реки.
2.3) проводит работы по обслуживанию навигационных знаков и другой судовой сигнализации на мостах (см. приложение 2.2);
3) на конусах насыпи следит за исправностью лестничных сходов с моста и водоотводных лотков. При больших подходах, имеющих несколько водоотводных
лотков, «Подрядчик» содержит первый лоток от моста с каждой его стороны.
4) на подходах осуществляет обслуживание ограждений безопасности на длине по
18 м с обоих концов сооружения.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
7
5) при наличии освещения на мосту (путепроводе) обслуживает все оборудование,
обеспечивающее исправную его работу.
Для эффективной работы подрядчиков им следует выполнить следующие
организационные мероприятия:
1) сформировать зону обслуживания рабочими бригадами и звеньями, исходя из
целесообразности транспортировки машин, механизмов, строительных материалов, рабочих в пределах до 100 км от расположения базы.
2) осуществлять планирование работ с учетом планомерной загрузки подразделений в течение всего года.
3) построить складские помещения для неснижаемого запаса строительных материалов и инвентаря для ликвидации аварийных ситуаций в зонах обслуживания
мостов.
Для выполнения дорожных работ по обслуживанию ездового полотна на
мостах и подходах «Заказчик» может заключать договора с дорожными подразделениями, в ведении которых находятся дороги.
Дорожные организации могут привлекаться для очистки проезжей части,
очистки и уборки подходов и конусов, расчистки русла и пропуска ледохода и
высоких вод.
2.1. Противопожарные мероприятия
В противопожарные обязанности эксплуатирующей организации входит:
1) Согласно требованиям п. 5.84 СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы» при
реконструкции мостовых сооружений должны быть запроектированы и выполнены мероприятия, направленные на обеспечение требуемого уровня пожарной
безопасности сооружения в соответствии с ГОСТ 30244-94 «Строительные материалы. Методы испытаний на горючесть», ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования» и ГОСТ
30247.1-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость.
Несущие и ограждающие конструкции».
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
8
2) Содержать в полной исправности противопожарный инвентарь, который
включает: ящики с песком, огнетушители, ведра, багры и т.д. Противопожарный
инвентарь располагают в уровне проезжей части за перильным ограждением на
специальных площадках.
3) Не допускать разведения огня на расстоянии не ближе 100 м от моста.
4) Не допускать прохода плавающих средств под мостами с разведенными
на них кострами.
5) Следить за уборкой щепы и стружек при ремонтных работах на мостах.
6) Выкашивать сухую траву под элементами мостов.
7) Принимать меры к тушению пожара при его возникновении.
2.2. Нормативная и справочная литература
1.
СП 35.13330.2011. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*.
Мосты и трубы./М: Минрегионразвития РФ, 2011.
2.
СП 79.13330.2012. Актуализированная редакция СНиП 3.06.07-86.
Мосты и трубы. Правила обследований и испытаний./М: Минрегионразвития РФ,
2012.
3.
Руководство по структуре и организации службы эксплуатации искус-
ственных сооружений на автомобильных дорогах/ГП Росдорнии. – М.: Информавтодор, 1994.
4.
ВСН 4-81. Инструкция по проведению осмотров мостов и труб на ав-
томобильных дорогах./М: Минавтодор РСФСР, 1999.
5.
Методические рекомендации по содержанию мостовых сооружений
на автомобильных дорогах/ТП Росдорнии. – М., 1999.
6.
Методическое пособие мастеру по эксплуатации автодорожных мос-
тов/ РАО Росавтодор. – М., 1994.
7.
Кириллов В.С. Эксплуатация и реконструкция мостов и труб на авто-
мобильных дорогах. – М.: Транспорт, 1971.
8.
Гайдук К.В. и др. Содержание и ремонт мостов и труб на автомобиль-
ных дорогах. – М.: Транспорт, 1976.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
9
Приложение 2.1
Схемы нанесения горизонтальной разметки
1.1
полоса белого цвета
1.2.2
полоски белого цвета
1.4
полоса желтого цвета
Схемы нанесения вертикальной разметки (ГОСТ р 52289-2004)
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
10
Приложение 2.2
Знаки судоходной сигнализации и навигационные огни
Знаки должны быть окрашены в соответствующий цвет, а навигационные
огни на мостах должны действовать в течение всего темного периода суток.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
11
3. Назначение и состав работ по эксплуатации мостов
По назначению работы по эксплуатации мостов разделяются на четыре
группы:
1) Надзор – это определенная система наблюдений, с целью своевременного обнаружения дефектов и повреждений, которые снижают транспортноэксплуатационные качества моста.
Дефект – это несоответствие элементов конструкции моста каким-либо параметрам, установленным проектом или нормативными документами (СП, СНиП,
ГОСТ, ТУ, сертификатами, техническими паспортами).
Повреждение – любое нарушение целостности конструкции или отдельных
элементов сооружения в процессе эксплуатации, вызванное наличием дефектов
или воздействием агрессивных факторов внешней среды: водной, воздушной,
техногенной и др.
Надзор за мостами включает следующие мероприятия:
1.1) Технический учет – это фиксирование состояния и степени износа каждого элемента моста путем ведения технической документации.
Состав технической документации (см. приложение 3.1)
1) Карточка на мост. Содержит общие сведения о мосте, пролетных строениях, опорах, регуляционных сооружениях, подходах, об охране.
2) Технический паспорт моста. Содержит 6 форм: общие сведения о мосте,
пролетных строениях, опорах, перечень имеющейся технической документации,
дефектную ведомость, оценку технического состояния, фотографии и рисунки.
3) Ведомость наличия и технического состояния мостов на автомобильной
дороге. Содержит следующие сведения: местоположение сооружения; сроки и
виды ремонтных работ, выполненных на сооружении; техническая характеристика моста; оценка технического состояния.
4) Отдельная книга моста. Составляется на мосты: железобетонные – длиной более 300 м и металлические – длиной более 100 м. Содержит: местоположеКурс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
12
ние моста; данные о грузоподъемности; сроки длительных ограничений движения; перечень происшествий на мосту; перечень проведенных осмотров и ремонтов: мостового полотна, пролетных строений, опор, регуляционных сооружений;
состав наблюдений за дефектами моста (по элементам); профили промеров русла
и планы их расположения; замечания и распоряжения по содержанию.
5) Общая книга. Составляется на малые и средние мосты. Содержит: то же
самое, что и в отдельной книги, только для каждого моста выделяется отдельная
глава.
Документы оформляются в 2-х экземплярах, а карточки в 5 экземплярах.
Заполнение документации производится мостовым мастером или могут привлекаться специализированные организации. Первый экземпляр документации с 4-мя
экземплярами карточек на мосты передаются «Заказчику».
6) Дополнительно к технической документации относится: проектная и исполнительная документация (исполнительные чертежи элементов мостов; документы согласования отступлений от проекта; акты приемки скрытых работ; сертификаты на строительный материал).
Периодичность ведения технической документации: регулярно. В конце года вся документация проверяется начальником эксплуатирующей организации и
«Заказчиком».
1.2) Постоянный надзор – это своевременное выявление возникающих дефектов и повреждений. Сроки проведения раз в 10 дней. Постоянный надзор выполняется мастером путем внешнего (визуального) осмотра сооружения.
1.3) Текущий осмотр – это определение общего состояния всех видимых
частей и элементов сооружения, выявления в них дефектов и принятия мер к их
устранению, а также для назначения мероприятий к пропуску ледохода и высокой
воды и для организации противопожарных мер. Текущий осмотр включает визуальный осмотр сооружения с необходимыми контрольно-инструментальными измерениями. Сроки проведения зависят от вида строительного материала сооружения. Текущий осмотр проводится мастером. Весной осматривают сооружения после прохода ледохода и высокой воды, а осенью - перед ледоставом.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
13
1.4) Периодический осмотр. Назначение такое же, как и у текущего осмотра, но проводится главным инженером или начальником. Сроки проведения весной и осенью, а также при аварийных ситуациях на мостах, после завершения
крупных ремонтов или реконструкции.
Все обнаруженные дефекты во время текущего и периодического осмотров
должны быть занесены в книгу моста, служащие основанием для включения в
план проведения сверхнормативных работ по устранению дефектов.
1.5) Специальный осмотр – это определение фактической грузоподъемности моста и его эксплуатационной надежности (безотказность, долговечность,
ремонтопригодность, сохранность).
Специальный осмотр включает: обследование (визуальный осмотр, контрольно-инструментальные измерения, определение свойств строительного материала методами дефектоскопии) и проведение испытаний (статических и динамических). Осмотр проводят специализированные организации, имеющие допуск
СРО на эти работы. Сроки проведения специального осмотра: плановый – в зависимости от вида строительного материала, внеплановый – после ремонта или реконструкции, до и после пропуска СНН и по результатам текущих и периодических осмотров. Результаты специального осмотра оформляются в виде акта (см.
приложение) и технического отчета.
1.6) Диагностика – это оценка технического состояния сооружения, а также определение безопасного режима эксплуатации для составления или корректировки технического паспорта на мост. Сроки проведения 1 раз в пять лет.
Диагностику
проводят
специализированные
организации
и
включает
обследование и испытания.
1.7) Режимные наблюдения – это контроль за русловыми процессами в зоне моста. Режимные наблюдения включают: замеры уровня воды и составление
профиля дна реки. Режимные наблюдения выполняют специализированные организации.
Периодичность проведения замеров уровня воды выполняется на средних и
больших мостах у опор с верховой стороны – 4 раза в месяц, а во время прохода
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
14
ледохода и высокой воды – ежедневно. Результаты промеров оформляются в виде
графика уровней и делается запись в книге моста.
Периодичность составления профилей дна реки на всех мостах два раза в
год: зимой и после прохода высокой воды. Снимают профиль дна реки, промеряя
глубины воды не менее чем в трех створах: в створе моста с низовой стороны,
выше и ниже по течению на расстоянии 25 м. Промеры в каждом створе назначаются через 2–10 метров. Результаты оформляются в виде графика промеров русла
и делается запись в книге моста.
2) Содержание – это вид работ по поддержанию безопасного и удобного
движения по мостам в течение всего расчетного срока их эксплуатации, а также
выполнение работ по предупреждению или устранению появившихся дефектов в
элементах конструкций мостов, регуляционных сооружений и прилегающих территорий.
2.1) Уход – это работы, предотвращающие образование дефектов, т. е. сбор
и удаление с поверхности элементов сооружения вредных веществ и посторонних
предметов, а также работы по организации пропуска ледохода и паводковых вод.
Периодичность: постоянно в течение года.
2.2) Профилактика – это работы, обеспечивающие устранение дефектов на
ранней стадии развития при износе элементов сооружения до 10 %. Примерный
состав работ: для бетона и железобетона – гидрофобизация бетона, для древесины
– антисептирование, для металла – окрашивание. Периодичность: 3–10 лет.
2.3) Планово-предупредительный ремонт (ППР) – это работы, обеспечивающие устранение дефектов при износе элементов более 10 %, но менее 25 %.
ППР выполняется на основе дефектной ведомости технического паспорта. Примерный состав работ: Ямочный ремонт покрытия. Ремонт отдельных элементов
ограждений безопасности, перил. Ремонт тротуаров и деформационных швов. Локальный ремонт гидроизоляции. Восстановление поверхности элементов опор,
пролетных строений. Ремонт узлов сопряжения моста с насыпью подходов. Ремонт смотровых обустройств моста. Периодичность: 5–20 лет.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
15
3) Ремонт – это работы, обеспечивающие восстановление первоначальных
(проектных) транспортно-эксплуатационных качеств моста при износе элементов
больше 25%, но менее 60%. Ремонт выполняется на основе проектно-сметной документации. Примерный состав работ: Замена всего покрытия проезжей части.
Замена гидроизоляции по всей площади моста. Ремонт и восстановление несущих
конструкций. Усиление и замена отдельных элементов несущих конструкций. Перекладка переходных плит. Периодичность: 15–30 лет.
4) Реконструкция – обеспечивает улучшение первоначальных транспортно-эксплуатационных качеств сооружения и доведение их до современных норм
проектирования при износе элементов больше 60%. Реконструкция выполняется
на основе изысканий (топографических, инженерно-геологических, инженерногидрологических) и проектно-сметной документации. Примерный состав работ:
Усиление, уширение, изменение статической схемы, увеличение подмостового
габарита и габарита по высоте. Периодичность: при необходимости.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
16
Приложение 3.1
КАРТОЧКА № ______
на мост (путепровод)
(соответствующее подчеркнуть)
Дорожное управление ___________________________________________________
(наименование)
Дорожная организация __________________________________________________
(наименование и местоположение)
Наименование дороги ___________________________________________________
Категория дороги _______________________________________________________
Местоположение км _____________ + _______________
Ближайший к мосту (путепроводу) населенный пункт (по учитываемой дороге) __
Расстояние от него до моста (путепровода) ________________________ км
Наименование водотока ______________________ категория реки (судоходная,
сплавная, несудоходная) _________________________________________________
Отверстие моста _________________________ м
Полная длина моста (путепровода) ________________________ м
Габарит:
высота _______________________ м
ширина ездового полотна _________________________ м
ширина тротуара _______________________ м
Подмостовой габарит (габарит проезда под путепроводом):
высота __________________ м, ширина _________________ м
Уклоны ездового полотна:
продольный _________________‰, поперечный ___________________‰
Нормативная нагрузка _________________________________
Средние даты: ледохода ___________, начала ледостава ___________________
Толщина льда ___________________________ м
Ширина зеркала реки по УМВ ______________________ м
Наибольшая глубина реки при УМВ ______________________м
Скорость течения при УМВ _________________________м/с
Материал в конструкции ездового полотна __________________________
Год постройки (реконструкции) ______________________, последнего испытания
_______________________, капитального ремонта _____________
Год антисептирования (для деревянных мостов) _____________________________
Состав антисептика _____________________________________________________
Обеспеченность инвентарными приспособлениями и устройствами для осмотра и
ремонта (да, нет) ___________________________
Наименование пересекаемого железнодорожного пути, автомобильной дороги и
километр пересечения ________________________________
Количество железнодорожных колей на пересекаемом пути или категория
пересекаемой дороги _______________________________
(соответствующее подчеркнуть)
Железная дорога электрифицирована (да, нет) __________________
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
17
СВЕДЕНИЯ О ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЯХ
Пролетное строение №
Перечень сведений
1
2
3
4
5
и
т.д.
Типовой проект №
Материал (железобетон, металл и др.)
Расчетная величина пролетов (м)
Тип пролетных строений (ребристое,
плитное и т.д.)
Расстояние между осями ферм, балок и
т.д. (м)
Высота ферм, балок и т.д. (м)
посередине
на опоре
Езда (поверху, понизу)
СВЕДЕНИЯ ОБ ОПОРАХ И ЛЕДОРЕЗАХ
Опора №
Перечень сведений
1
2
3
4
5
и
т.д.
Материал и конструкция основания и
тела опор
Глубина забивки свай, м
Глубина заложения фундамента от
УМВ, м
Длина (а) и ширина (б) опор, м
Материал и конструкция ледорезов (для
свайных опор с указанием количества
свай):
предопорных
аванпостных
СВЕДЕНИЯ О РЕГУЛЯЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЯХ
Сооружения
Перечень сведений
правобережные
левобережные
Тип регуляционных сооружений (дамба,
продольная, грушевидная и т.д.)
Материал
Укрепление (железобетонные плиты,
монолитный бетон, мощение камнем и
т.д.)
Высота над расчетным УВВ, м
Суммарная длина регуляционных
сооружений, м
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
18
СВЕДЕНИЯ О ПОДХОДАХ
Перечень сведений
Сооружения
первый
второй
Длина (по линии расчетного ВИУ), м
Ширина земляного полотна, м
Ширина проезжей части, м
Тип покрытия
Укрепление откосов
Укрепление конусов
Высота насыпи для моста над расчетным
УВВ, м
ДАННЫЕ ОБ ОХРАНЕ МОСТА
Охрана моста __________________________________________________________
(военизированная, сторожевая и т.д.)
Вид связи сигнализации _________________________________________________
ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ МОСТА (путепровода)
______________________________________________________________________
(хорошее, удовлетворительное, неудовлетворительное)
Примечание.
1. К карточке прилагают чертеж моста (путепровода) – общий вид. На чертеже
должны быть указаны основные конструктивные размеры пролетных строений,
ездового полотна, проезжей части, тротуаров, опор, а также отметки ездового
полотна, низа пролетных строений, подферменников, бортовых камней, УМВ,
УВВ, УВЛ, ВИУ.
2. При нумерации опор за опору №1 принимают первую по километражу.
3. Подходы нумеруют по ходу километража.
Составил
_____________________________
(должность, фамилия, подпись)
«___» __________ 20 __ г.
Начальник
_______________________________
(наименование организации,
фамилия, подпись)
«___» ____________20 __ г.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
19
Составил
_____________________________
(должность, фамилия, подпись)
«___» __________ 20 __ г.
нормативная нагрузка
5
габарит
Длина подходов,
м
4
тип пролетных строений
Длина сооружения,
м
3
материал пролетных
строений
Наименование перекрываемого
препятствия (река, ручей, лог,
ж/д, а/д)
2
последнего капитального
ремонта
Наименование сооружения
1
Техническая
характеристика
сооружения
постройки
(реконструкции)
Местоположение сооружения,
км +
Год
6
7
8
9
10
11
Техническое состояние (хорошее,
удовлетворительное,
неудовлетворительное)
ВЕДОМОСТЬ
наличия и технического состояния мостов (путепроводов)
на автомобильной дороге ___________________________
(наименование дороги)
________________________ значения по состоянию на «___» ___________20__ г.
12
Начальник
_______________________________
(наименование организации,
фамилия, подпись)
«___» ____________20 __ г.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
20
КНИГА
моста (путепровода)
(карточка № _____)
Дорога _________________________ Километр ___________ Пикет ____________
Наименование сооружения _________________________________________
Наименование водотока ____________________________________________
Ближайшие к мосту:
Населенный пункт ______________________________
Расстояние от него ______________________________
Станция жел.дороги _____________________________
Расстояние до нее _______________________________
Сооружение охраняется __________________________
I. ДАННЫЕ О ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ
(отмечается принятая схема нагрузки от колонны автомобилей и одиночная, дата
ее назначения и основание)
II. ОГРАНИЧЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ (длительные)
Дата введения
ограничения
Характер
ограничения
Причины
ограничения
Дата снятия
ограничения
1
2
3
4
Мероприятия,
послужившие к
отмене ограничения
5
III. ПРОИСШЕСТВИЯ НА МОСТУ
Дата происшествия
1
Описание происшествия и
повреждений
2
Время ликвидации повреждений и
кем произведены работы
3
IV. ОСМОТРЫ И РЕМОНТЫ МОСТОВОГО ПОЛОТНА
Дата осмотра, ФИО
производившего осмотр
1
Описание повреждений,
обнаруженных при
осмотре
2
Дата исправления и
исполнитель работ
Метод ремонта и
стоимость работ
3
4
V. ОСМОТРЫ И РЕМОНТЫ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ
Дата осмотра, ФИО
производившего осмотр
1
Описание повреждений,
обнаруженных при
осмотре
2
Дата исправления и
исполнитель работ
Метод ремонта и
стоимость работ
3
4
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
21
VI. ОСМОТРЫ И РЕМОНТЫ ОПОР
Дата осмотра, ФИО
производившего осмотр
1
Описание повреждений,
обнаруженных при
осмотре
2
Дата исправления и
исполнитель работ
Метод ремонта и
стоимость работ
3
4
VII. ОСМОТРЫ И РЕМОНТЫ РЕГУЛЯЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ
Дата осмотра, ФИО
производившего осмотр
1
Описание повреждений,
обнаруженных при
осмотре
2
Дата исправления и
исполнитель работ
Метод ремонта и
стоимость работ
3
4
VIII. НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ДЕФЕКТАМИ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ, ОПОР,
РЕГУЛЯЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ
Дата
1
Объекты наблюдения
2
В чем состоят наблюдения
3
Результат наблюдения
4
IX. ОКРАСКА ИЛИ АНТИСЕПТИРОВАНИЕ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ И
ОПОР
Дата нанесения
каждого слоя
1
Наименование
пролетных строений,
опор или отдельных
частей
2
Материал слоя
Объем работ,
м2
Качество
окраски
Стоимость
окраски или
антисептирования
3
4
5
6
X. ПРОФИЛИ ПРОМЕРОВ РУСЛА РЕКИ.
ПЛАНЫ ИХ РАСПОЛОЖЕНИЯ
(Профили русла за различные периоды вычерчивают
совмещенными на одном чертеже)
XI. ЗАМЕЧАНИЯ И РАСПОРЯЖЕНИЯ ПО СОДЕРЖАНИЮ И РЕМОНТУ
(Должны быть указаны: дата, фамилия, должность и подпись лица, давшего
замечания или распоряжение; текст замечаний с указанием срока исполнения;
отметка исполнения распоряжения)
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
22
АКТ
СПЕЦИАЛЬНОГО ОСМОТРА ИСКУССТВЕННОГО СООРУЖЕНИЯ
Наменование
1. Дата проведения работ
2. Наменование организации
выполняющей работы
3. Состав комиссии
4. Наименование объекта
5. Место расположения (км, пикет,
наименование дороги, ближайший
нас.пункт)
6. Принятый порядок обозначения
7. Год постройки и предшествующего
спец.осмотра
8. Результаты ознакомления с
технической документацией:
8.1) Представлена и рассмотрена
следующая техническая документация
8.2) Качество ведения документации по
эксплуатации сооружения
8.3) Выполнение мероприятий,
изложенных в предшествующих
отчетах, актах осмотра
9. Конструкция проезжей части
Недостатки и повреждения
(с указанием объема):
покрытие
тротуары и ограждение
водоотвод
гидроизоляция
деформационные швы и сопряжение с
насыпью
10. ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ
Схема моста
Заполнение
__________________________________
(дата)
__________________________________
(указать полное название)
__________________________________
(должность, ФИО)
__________________________________
(мост, путепровод)
__________________________________
__________________________________
__________________________________
(ссылка на инструкцию или др.)
__________________________________
(указать года)
__________________________________
(перечень основных документов)
__________________________________
(указать недостатки)
__________________________________
(указать что выполнено)
__________________________________
(габарит, тип покрытия, тротуары,
высота бордюра, тип ограждения,
перил)
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
23
Полная длина
Поперечное сечение
Тип конструкции
Недостатки и повреждения
(с указанием объемов):
главные несущие элементы
связи и диафрагмы
11. ОПОРНЫЕ ЧАСТИ
Тип конструкции
Недостатки и повреждения
12. ОПОРЫ
Конструкция тела опор
Недостатки и повреждения
(указывают расчетные длины пролетов)
__________________________________
(по технической документации)
__________________________________
(число балок, ферм в поперечном
сечении, расстояние между ними в
осях)
__________________________________
(краткое описание)
__________________________________
(по каждому пролетному строению
отдельно)
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
(промежуточные и береговые)
__________________________________
(по каждой опоре отдельно)
13. РУСЛО, РЕГУЛЯЦИОННЫЕ
СООРУЖЕНИЯ, ПОДХОДЫ
Режим реки
Тип регуляционных сооружений
Недостатки и повреждения
14. Контрольно-инструментальные
измерения
15. ВЫВОДЫ ПО СПЕЦИАЛЬНОМУ
ОСМОТРУ
Общая оценка технического состояния
в целом сооружения
По сооружению может пропускаться
нагрузка
Ограничения в движении
__________________________________
(изменение русла, образование наносов)
__________________________________
(дамбы, траверсы, конуса)
__________________________________
__________________________________
(перечень графиков, схем, рисунков
прикладываемых к акту)
__________________________________
(балл, согласно ВСН 4-81)
__________________________________
(обозначение, согласно нормативной
документации или проекта)
__________________________________
(если есть ограничения, то указать
скорость, дистанцию, массу, тип
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
24
Необходимость в испытании
сооружения
16. РЕКОМЕНДАЦИИ О
ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ РЕМОНТА
17. ПРОГРАММА НАБЛЮДЕНИЙ ЗА
ДЕФЕКТАМИ
Подписи:
(всех членов комиссии)
транспортных средств)
__________________________________
(указать необходимость и срок)
__________________________________
(вид ремонта и перечень работ)
__________________________________
(указать дефект и порядок наблюдения
за ним)
______________________________
______________________________
______________________________
ПРИЛОЖЕНИЯ К АКТУ:
1. Продольный и поперечный профили проезжей части
2. Поперечный профиль русла (на средних и больших мостах)
3. План и профиль главных балок (при необходимости)
4. Схемы конструкций с результатами обмеров (при необходимости)
5. Ведомость дефектов (при малом их количестве – описать в акте)
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
25
4. Оценки технического и эксплуатационного состояния мостов
По результатам надзора состояние мостов характеризуется двумя оценками:
1) оценка технического состояния;
2) эксплуатационная оценка.
В зависимости от полученных оценок устанавливается безопасный режим
движения по мостам и назначаются мероприятия по содержанию, ремонту или
реконструкции.
4.1. Оценка технического состояния мостов
Согласно требованиям ВСН 4-81, техническое состояние мостов оценивают
по характеру дефектов, влияющих на грузоподъемность, долговечность, безопасность движения по сооружению.
При оценке, грузоподъемности сооружения определяется процент снижения
фактической грузоподъемности к нормативной. На снижение грузоподъемности
влияют следующие дефекты:
В железобетонных конструкциях – это ослабление сечения (сколы бетона,
трещины, пустоты, снижение класса бетона), коррозия арматуры в растянутой зоне, нарушение связей между несущими элементами (разрушение швов объединения по плите).
В стальных конструкциях – это ослабление коррозией сечения несущих
элементов, трещины в сварных швах и основном металле, местные и общие деформации элементов выше норм, срез заклепок и высокопрочных болтов.
В бетонных конструкциях – это ослабление сечения бетона более 10% (сколы бетона, пустоты, сквозные трещины вдоль действия силы, снижение класса бетона).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
26
При оценке, долговечности сооружения следует дефекты распределять по
трем категориям неисправностей:
1-я категория – это дефекты, устранение которых осуществляется во время
содержания.
В железобетонных конструкциях – это трещины в растянутой зоне бетона с
раскрытием до 0,2 мм (при отсутствии агрессивной среды – до 0,3 мм), одиночные сколы бетона без обнажения арматуры, одиночные потеки на поверхности
бетона; в предварительно напряженных конструкциях – одиночные трещины с
раскрытие до 0,1 мм.
В металлических конструкциях – повреждение окрасочного слоя на отдельных участках элемента без коррозии металла, мелкие погнутости элементов связей.
В бетонных конструкциях – одиночные разрушения раствора в швах на глубину до 3 см, одиночные трещины раскрытием до 0,5 мм.
2-ая категория – это дефекты, устранение которых требует выполнение ремонта.
В железобетонных конструкциях – одиночные трещины в растянутой зоне с
раскрытием более 0,3 мм, повреждение защитного слоя с коррозией арматуры, в
предварительно напряженных конструкциях трещины с раскрытием от 0,1 до 0,15
мм.
В металлических конструкциях – коррозия металла несущих элементов,
разрывы отдельных элементов связей.
В бетонных конструкциях – разрушение бетона или раствора в швах на глубину от 3 до 10 см, многочисленные трещины раскрытием до 2 мм и отдельные до
5мм.
3-я категория – это дефекты, нарушающие нормальную эксплуатацию и
устранение которых требует выполнение реконструкции.
В железобетонных конструкциях – многочисленные трещины раскрытием
более 0,3 мм, интенсивная коррозия арматуры с ослаблением площади более 10%,
повреждение бетона от выщелачивания его на большой части элемента.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
27
В металлических конструкциях – ослабление коррозией металла более 10%
его площади, трещины в главных несущих элементах.
В бетонных конструкциях – разрушение раствора в швах на глубину более
10 см, сквозные трещины, расчленяющие конструкцию на части.
При оценке безопасности движения определяется состояние мостового полотна: покрытия проезжей части, ограждающих устройств и тротуаров с перилами. Все дефекты этих элементов разделяются на три категории неисправностей:
1-я категория (1БД) – неровности покрытия в виде колейности, волн, трещин; в ограждениях и перилах мелкие погнутости элементов.
2-я категория (2БД) – в покрытии выбоины; в ограждениях и перилах отдельные разрывы и участки отрыва крепления стоек.
3-я категория (3БД) – разрушение покрытия с обнажением арматуры на
большей части защитного слоя; деформационные швы с образованием провалов
между пролетными строениями; в зоне сопряжения образование порожка высотой
более 10 см; разрушение ограждений или перил по всей длине сооружения.
В зависимости от характера дефектов техническое состояние может быть
оценено как хорошее, удовлетворительное, неудовлетворительное, аварийное.
Оценка 4 балла (хорошее). Состояние сооружения:
– по грузоподъемности. Грузоподъемность обеспечена в соответствии с
нормами.
– по долговечности. Наличие дефектов 1-ой категории.
– по безопасности движения. Наличие дефектов 1-ой категории.
Оценка 3 балла (удовлетворительное). Состояние сооружения:
– по грузоподъемности. Грузоподъемность снижена не более 10%.
– по долговечности. Наличие дефектов 2-ой категории.
– по безопасности движения. Наличие дефектов 2-ой категории.
Оценка 2 балла (неудовлетворительное). Состояние сооружения:
– по грузоподъемности. Грузоподъемность снижена от 10 до 60%.
– по долговечности. Наличие дефектов 3-ей категории.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
28
– по безопасности движения. Наличие дефектов 3-ей категории. Движение
грузового транспорта запрещено.
Оценка 2 балла (аварийное). Состояние сооружения:
– по грузоподъемности. Грузоподъемность снижена более 60%.
– по долговечности. Наличие дефектов 3-ей категории. Из-за их опасности
не допускается эксплуатация сооружения.
– по безопасности движения. Наличие дефектов 3-ей категории. Движение
транспорта и пешеходов запрещено.
Новая методика оценки технического состояния мостов изложена в ОДН
218.0.017-2003. Руководство по оценке транспортно-эксплуатационного состояния мостовых сооружений.
4.2. Эксплуатационная оценка мостов
Согласно технической литературе, дополнительная оценка соответствия сооружений эксплуатационным требованиям производится на основе анализа следующих показателей, путем определения отношения фактического значения показателя к нормативному:
1) Показатель грузоподъемности Кгр = qф/qн,
где qф – фактическая грузоподъемность; qн – нормативная грузоподъемность.
2) Показатель габарита Кгаб = Гиссо/Гд,
где Гиссо и Гд – соответственно ширина проезжей части сооружения и дороги. Кгаб определяется для сроков t = 0; 10; 20 лет).
3) Ситуационный показатель Кс = Vиссо/Vд,
где Vиссо и Vд допускаемые скорости движения на мосту и на дороге в зоне
сооружения.
4) Показатель отверстия Кот = Оф/Он,
где Оф – фактическая площадь отверстия; Он – расчетная площадь отверстия
по гидрологическим материалам обследования.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
29
5) Показатель подмостового габарита Кпг = ПГф/ПГн,
где ПГф – величина габарита измеренная в натуре (высота, ширина); ПГн –
величина габарита, согласно требуемым нормам.
По результатам эксплуатационной оценки разрабатываются рекомендации:
1) показатель грузоподъемности.
1.1) при Кгр = 0,995 – ограничений по эксплуатации нет;
1.2) при 0,995>Кгр≥0,8 – эксплуатация с установлением режима движения;
1.3) при 0,8>Кгр≥0,4 – требуется усиление несущих конструкций;
1.4) при Кгр<0,4 – требуется замена несущих конструкций.
2) показатель движения по габариту проезда.
2.1) при 1>Кгаб≥0,8 – ограничений по эксплуатации нет;
2.2) при 0,8>Кгаб≥0,6 – требуется увеличение габарита (уширение) в течение
10 лет;
2.3) при Кгаб<0,6 – требуется срочное уширение.
3) ситуационный показатель.
3.1) при 1>Кс≥0,7 – ограничений по эксплуатации нет;
3.2) при Кс<0,7 – необходимо устранение дефектных параметров ситуации,
вплоть до постройки нового сооружения на спрямленном участке дороги при этом
старое сооружение может быть использовано для обслуживания местных дорог;
4) показатель отверстия
4.1) при 1>Кот≥0,7 – необходимо принять меры по улучшению пропуска
водного потока (очистка русла);
4.2) при 0,7>Кот≥0,5 – необходимо принять меры по укреплению дна против
размыва, укрепление конусов насыпей и берегов, устройство струенаправляющих
сооружении;
4.3) при Кот<0,5 – необходимо увеличить отверстие, т.е. удлинить мост.
5) показатель подмостового габарита
5.1) при 1>Кпг≥0,7 – ограничений по эксплуатации нет;
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
30
5.2) при Кпг<0,7 – необходимо увеличение подмостового габарита, т.е. поднять пролетное строение.
Обеспечение безопасности движения по мостам
Безопасность движения по мостам обеспечивается назначением правильного режима движения, путем установки соответствующих знаков или искусственных ограничителей.
Критерии безопасного режима движения:
Критерий №1. Скорость движения.
1.1) Установка знака «Ограничение скорости» не требуется, если пропускная способность моста и дороги одинакова, т.е. габарит проезда по мосту должен
соответствовать технической категории дороги.
Например:
I т.к. 4 полосы движения – Г-9,5 + С + 9,5 (расчетная скорость 120 км/ч);
II т.к. – Г-11,5 (расчетная скорость 120 км/ч);
III т.к. – Г-10 (расчетная скорость 100 км/ч);
IV т.к. – Г-8 (расчетная скорость 80 км/ч);
V т.к. – Г-6,5 (расчетная скорость 60 км/ч).
1.2) Профиль и ровность покрытия проезжей части моста должны соответствовать профилю и ровности дороги.
1.3) На величину максимальной скорости движения влияет также значение
динамического коэффициента, который определяется во время динамических испытаний.
Критерий №2. Грузоподъемность сооружения.
2.1) Установка знака «Ограничение общей массы» и изменение значений на
этом знаке выполняется на основании данных проверочных расчетов и испытаний
по определению фактической грузоподъемности мостов.
Критерий №3. Величина подмостового габарита.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
31
3.1) Несоблюдение требований по высоте может привести к серьезным авариям. Например, повреждение нижней части несущих элементов железобетонного
пролетного строения, где сосредоточена рабочая арматура. На наиболее ответственных сооружениях устанавливаются габаритные ворота или пост наблюдения.
3.2) На мостах с ездой понизу контролируется габарит по высоте, т.к. при
его несоблюдении могут быть повреждены верхние связи.
Критерий №4. Интервал движения между транспортными средствами.
Назначение интервала движения решает две задачи:
4.1) Дорожный знак ограничивает количество автомобилей одновременно
находящихся на пролетном строении, что предотвращает перегруз сооружения,
при недостаточной грузоподъемности моста.
4.2) Дорожный знак обеспечивает временной интервал для полного успокоения сооружения после проезда транспортного средства, что нормализует динамическое поведение моста.
Дополнительным мероприятием для обеспечения безопасного движения по
мостам, согласно нормативным требованиям, является установка следующих ограждающих устройств. На мосту минимальная высота ограждения безопасности
для дорог I – III категории и в городах – 0,75 м, и на дорогах IV – V категории –
0,6 м, а также на всех мостах – перильное ограждение высотой не менее 1,1 м.
Ограждение безопасности на подходах устраивают на протяжении не менее
18 м от начала и конца моста, причем на первых 6 м оно должно быть в одном
створе с ограждением на мосту. Отгон в плане ограждений, установленных на
мосте к ограждениям на дороге должен быть с тангенсом 1:20.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
32
5. Эксплуатация мостовых переходов во время прохода ледохода
и высокой воды
Для большинства рек Сибири характерен следующий режим в весенний период: высокие воды сопутствуют ледоходу и проходят несколько позднее его.
Для обеспечения безаварийного пропуска ледохода и высокой воды на мостовых переходах необходимо проводить систематически режимные наблюдения
за водным и ледовым режимом рек и русловыми деформациями. Обязательно в
рамках надзора: перед началом ледохода обследуется участок реки на 5 – 15 км
вверх по течению и на 2 – 5 км вниз. При этом определяют толщину и прочность
ледяного покрова, отмечают наличие препятствий, сужений и изгибов реки, что
может способствовать задержке продвижения льда и его скоплению.
В состав работ по уходу за мостовыми переходами входят мероприятия
по защите сооружений от действия льда и высокой воды, особенно при интенсивном таянии снега и вскрытии рек. Эти воздействия в отдельных катастрофических случаях могут привести к сносу мостовых сооружений, а также к образованию опасных размывов подходов или регуляционных сооружений.
5.1. Воздействие льда на опоры мостов и регуляционные сооружения
1) Шуга – это образование мелких ледяных частиц в виде кашицеобразной
массы в переохлажденных слоях воды до ледостава. При движении большой массы шуги возможно сильное истирание подводных частей опор.
2) Зажоры – это большое скопление шуги у мостов или скопление ее в русле реки. Зажоры вызывают значительный подъем воды в реке.
3) Сало – это тонкие острые льдинки. Они образуются из слоя первого льда,
который ломается волнами реки. Сало плывя по течению, сильно истирают элементы опор.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
33
4) Угоны ледяного покрова – это давление льда на опоры моста после окончательного ледостава в виде подвижек в двух плоскостях.
4.1) Горизонтальный угон связан с резким повышением температуры во
время оттепелей, что вызывает соответствующее расширение ледяного покрова, а
также влиянием течения реки и сил инерции, развиваемых вращением земли.
4.2) Вертикальный угон связан с изменением положения ледяного покрова
по высоте в результате колебаний уровня воды в реке из-за оттепелей, сбросов
воды ГЭС или промышленных предприятий.
5) Ледоход – это нарушение монолитности ледяного покрова и его подвижка во время оттепелей весной из-за подъема воды. При ледоходе плывущие льдины
и ледяные поля значительных размеров с силой ударяют по опорам моста. Сила
удара зависит от веса льдин и скорости течения реки.
6) Заторы – это загромождение живого сечения реки льдинами. Заторы образуются, когда лед задерживается какими-то препятствиями и подплывающие
льдины заходят под ранее застрявшие, в результате чего русло реки забивается и
создается подпор воды. При прорыве заторов масса скопившегося льда и воды
может произвести большие разрушения мостовых сооружений, расположенных
ниже затора.
7) Вторичный ледоход – это повторение весеннего ледохода, который вызывается подъемом ледяных полей пойменных озер и выходом озерного льда в
основное русло реки.
5.2. Мероприятия по защите мостов от действия льда
Два этапа борьбы со льдом – подготовка к ледоходу и пропуск льда под мостом.
1. Мероприятия на подготовительном этапе.
1.1) Околка льда – это защита от повреждений элементов опор при угонах
ледяного покрова, а также при первой подвижке льда перед началом ледохода.
При околке льда по периметру опор вырубаются полосы-борозды шириной около
0,5 – 1,0 м на расстоянии от 0,2 до 0,5 м от тела опоры (рис. 1).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
34
Рис. 1.
Полосы-борозды должны быть все время во вскрытом состоянии, поэтому
их необходимо утеплять: хворостяными матами и валом из снега.
1.2) Дополнительные продольные и поперечные полосы-борозды шириной
0,5 м устраиваются при толщине льда больше 0,5 м. Продольные по осям опор;
поперечные параллельно мосту: верховая – до 50 м, а низовая – до 30 м от моста
(рис. 2).
Рис. 2.
1.3) Майна – устраивается за 10 – 12 дней до ожидаемого начала ледохода
ниже моста. Майной называют участок, освобожденный от ледяного покрова
шириной в 1/3 – 1/4 ширины реки, а длиной в 1 – 2 ширины реки (рис. 3). Майна
устраивается для пропуска сколотого вокруг опор льда вниз от моста, а также для
предупреждения образования заторов в пределах расположения моста.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
35
Рис.3.
Для устройства майны применяют подрывные работы.
Если толщина льда составляет до 30 см, то применяют наружные накладные заряды весом 1 – 3 кг. Если толщина льда свыше 30 см применяют подводные
заряды от 4 до 8 кг.
Разделку майны производят по всей ширине, идя с низовой стороны и подрывая одновременно 2 – 3 поперечных ряда зарядов. Льдины, при достаточной
глубине реки и скорости течения, одновременно с подрыванием, баграми и шестами проталкивают под лед вниз по течению.
1.4) Верховая полынья – устраивается длиной 300 – 400 м после разделки
майны выше моста (рис. 3). Разделка верховой полыньи производится путем подрывания льда по продольным линиям опор с последующим спуском в майну отдельных полос раздробленного льда.
1.5) Раздробление льда на стесненных участках реки вблизи моста, во избежание образования заторов на поворотах реки. Раздробление производят взрывным способом, на расстоянии до 3 км выше моста. Раздробление обеспечивает
образование во льду трещин, разделяющих его на отдельные поля.
2. Мероприятия во время ледохода.
2.1) Проталкивание льдин в пролеты моста. Производится баграми.
2.2) Дробление на подходе к мосту больших льдин до размеров, при которых они могут быть пропущены в пролеты моста. Производится подрыванием.
2.3) Ликвидация заторов образовавшихся в районе моста.
Разработка небольших заторов производится вручную.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
36
Для разборки больших заторов применяются только подрывные работы.
Устранение затора сводится к пробивке в нем канала. Вода, устремляясь в этот
канал, увлекает за собой скопившиеся льдины.
Подрывные работы ведут с применением фугасных зарядов весом от 8 до
25 кг. Заряды весом не более 8 кг можно взрывать не ближе 25 м, а фугасы весом
от 8 до 25 кг – не ближе 50 м от моста.
Для ликвидации заторов и для дробления льда выше моста, в особо ответственных случаях, применяется: стрельба из минометов, орудий или сбрасывание
авиабомб с самолетов.
5.3. Мероприятия по защите мостов от действия высокой воды
Борьба с высокими водами подразделяется на два этапа: подготовительные мероприятия и непосредственный пропуск высокой воды.
1. Подготовительные мероприятия на малых мостах.
Отверстие малого моста перед наступлением зимы прикрывают деревянными щитами для предохранения от заноса снегом. В начале снеготаяния необходимо раскрывать и расчищать отверстие моста. Дополнительно русло водотока
очищаются от cнега на расстояние 20 м выше и ниже от сооружения.
2. Подготовительные мероприятия на средних и больших мостах.
К противоразмывным средствам и материалам относятся рваный камень,
мешки с песком или с глиной и др. материалы. Камень должен быть угловатый и
крупный с минимальным диаметром 30 см.
Противоразмывные материалы предварительно заготавливаются и укладываются у моста на незатопляемых местах.
Способы защиты опор от подмыва:
а) Опоры мостов укрепляют каменной наброской, габионами или бетонными конструкциями.
б) Устройство ряжевой опоры перед капитальной опорой моста (рис. 4). Для
предохранения опоры от подмыва, впереди нее опускают ряж, подмыв перемещается к ряжу, а за ним образуется зона намыва, в пределах которой находится
защищаемая опора.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
37
Рис. 4.
в) Устройство шпунтовой стенки (рис. 5). Вокруг подмываемой опоры забивают шпунтовую стенку, а пространство между стенкой и телом опоры заполняется камнем.
Рис. 5.
3. Мероприятия во время прохода высокой воды
3.1) При подъеме воды выше обычного, с частичным затоплением конструкции пролетных строений, необходимо принять меры против всплывания моста в виде зачалки или пригрузки пролетных строений.
Зачалка – это привязывание пролетных строений канатами или тросами за
элементы опор.
Пригрузка – это укладка на проезжей части камней, бетонных конструкций
или других материалом для увеличения массы мостовых конструкций.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
38
3.2) При опасном подмыве опор необходимо немедленно забросить в подмываемые места камни и мешки с песком или глиной, которые сбрасываются с
моста в воду прямо через перила.
6. Эксплуатационная надежность мостов
Эксплуатационная надежность – это комплексное свойство сооружения, определяемое следующими показателями: безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость и долговечность.
Безотказность – это свойство сооружения непрерывно сохранять свои характеристики в течение эксплуатации.
Ремонтопригодность – это свойство сооружения, обеспечивать увеличение
межремонтных сроков, а также снижение объема, стоимости и трудоемкости ремонтных работ. Ремонтопригодность достигается путем применения универсальных взаимозаменяемых элементов в конструкции мостов.
Сохраняемость – это свойство сооружения, сохранять первоначальные характеристики материала на стадии складирования и во время транспортировки.
Долговечность – это свойство сооружения выполнять свои функции до наступления предельного состояния при установленной системе эксплуатации: надзор и содержание.
Факторы, определяющие долговечность мостов:
1) рациональность принятых проектных решений;
2) качество строительства;
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
39
3) физико-механические процессы, происходящие в материале и вызывающие изменение прочностных характеристик;
4) агрессивность внешней среды и степень ее воздействия на материалы
элементов мостов;
5) изменение геометрии конструкции сооружения вследствие неучтенных
изменений на стадии проектирования.
Наибольшее влияние на долговечность оказывает качество применяемых
материалов и строительно-монтажных работ во время строительства, что в свою
очередь ведет к появлению не поддающихся контролю аварийных состояний. Из
общего числа дефектов в элементах мостов, выявленных во время надзора, 70 –
80% от общего количества связаны с ошибками и отклонениями на стадии строительства.
К данным часто встречающимся дефектам относятся:
– несоответствие конструктивных форм и размеров элементов проекту;
– заниженная прочность применяемого строительного материала;
– неточность установки арматуры в арматурных каркасах;
– отклонение от проектных величин предварительного натяжения арматуры;
– неточность монтажа;
– дефекты изготовления и отклонения в установке опорных частей.
– дефекты устройства гидроизоляции, особенно в зонах сопряжения с тротуарами и водоотводными устройствами;
– дефекты деформационных швов, особенно низкое качество заделки
окаймляющих элементов.
Основными показателями долговечности являются ресурс и срок службы.
Ресурс – это количественная характеристика долговечности и отражает наработку сооружения до наступления предельного состояния при выбранном уровне вероятности разрушения. Различают два вида ресурсов: служебный и остаточный.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
40
Служебный ресурс (СР) – отражает выработку сооружения до наступления
предельного состояния. Единица измерения: %.
Остаточный ресурс (ОР) – отражает доработку сооружения до наступления
предельного состояния. Единица измерения: %.
Срок службы (СС) – временная характеристика долговечности и отражает
календарную продолжительность эксплуатации до возникновения предельного
состояния. Единица измерения: годы.
Перечисленные параметры долговечности связаны следующим образом:
СС  ОР  СР ,
где СС принимается как 100%.
При определении сроков службы учитываются физический и моральный
износы.
Физический износ – это “старение строительного материала”, т.е. снижение
во времени первоначальных свойств материала (прочность, выносливость, трещиностойкость, хрупкость и т.д.) в результате влияния внешних факторов. К ним
относятся температура, влажность, ветровое воздействие, а также из-за постоянного роста постоянных и временных нагрузок.
6.1. Расчетные сроки физического износа элементов мостов
Элементы мостов
1. Покрытие проезжей части
2. Гидроизоляция
3. Деформационные швы заполненного типа
4. Деформационные швы типа “скользящий лист”
5.1. Железобетонные плитные сборные п.с.
5.2. Железобетонные плитные и ребристые монолитные п.с.
5.3. Железобетонные ребристые сборные с диафрагмами п.с.
5.4. Железобетонные ребристые сборные бездиафрагменные п.с.
6.1. Сталежелезобетонные п.с.
6.2. Металлические п.с.
7. Бетонные монолитные опоры
8.1. Железобетонные сборно-массивные опоры
8.2. Железобетонные свайные и стоечные опоры
9. Фундаменты всех типов
9.1. Конуса насыпи с укреплением в виде засева трав
9.2. Конуса насыпи с укреплением в виде мощения камнем или бетонных плит
10.1. Струенаправляющие дамбы с укреплением в виде железобетонных плит
годы
6–7
7 – 10
2–3
5–6
50 – 60
70 – 80
40 – 50
60 – 70
70 – 80
60 – 70
более 100
70 – 80
50 – 60
более 100
6–8
15 – 20
20 – 25
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
41
10.2. Струенаправляющие дамбы с укреплением в виде мощения камнем
25 – 30
Физический износ мостов, возведенных с соблюдением всех технических
норм и правил, в первую очередь зависит от качества эксплуатации, чем от календарных сроков службы.
Моральный износ – это несоответствие сооружения современным нормам
проектирования. К основным общефункциональным параметрам относятся габарит и грузоподъемность.
6.2. Расчетные сроки морального износа элементов мостов
Габарит
моста
Г-10
Г-11,5
Расчетные сроки морального износа, годы
район с низким уровнем
район с хорошо развитой
район малоосвоенный и
экономического развития
дорожной сетью
перспективный
24…28
16…19
11…13
28…39
19…25
13…18
Для больших мостов экономически целесообразным является установление
расчетного срока службы, при котором сроки морального и физического износов
примерно совпадают.
Для малых и средних мостов на стадии проектирования необходимо учитывать возможность их стадийного развития в процессе эксплуатации.
Срок службы мостов в целом следует назначать исходя из срока службы
наиболее долговечных его элементов.
При этом необходимо в определенные периоды предусматривать замену
менее долговечных элементов, а при физическом износе более 60 % мост подлежит реконструкции, но при этом необходимо учесть, что из-за морального износа
реконструкция сооружения может наступить раньше.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
42
7. Основные принципы реконструкции мостов
Реконструкция сооружения направлена на приведение его технических и
моральных характеристик в соответствии с современными требованиями СП
35.13330.2011, ВСН 51-88). В результате реконструкции могут быть изменены
следующие основные транспортно-эксплуатационные параметры: увеличен габарит проезда по мосту, увеличена грузоподъемность моста, увеличено отверстие
моста, увеличен подмостовой габарит и т.д.
Проектированию реконструкции должно предшествовать тщательное и квалифицированное обследование состояния конструкций моста.
Заказчик службы эксплуатации обязан подготовить для проектной организаций задание на проектирование реконструкции, в котором должны быть отражены требования по улучшению условий эксплуатации моста после его реконструкции.
Различают следующие виды реконструкции:
1) Уширение пролетных строений, при котором существующие конструкции имеют достаточную несущую способность и увеличение их количества в поперечном направлении не приводит к снижению их грузоподъемности.
2) Уширение пролетных строений с усилением, при котором несущие элементы существующего моста имеют недостаточную грузоподъемность и уширение таких мостов необходимо производить с одновременным усилением старых
конструкции.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
43
3) Усиление элементов моста без уширения проезжей части в связи с потерей ими несущей способности вследствие физического износа, необходимостью
пропуска более тяжелых нагрузок или укладки дополнительных инженерных
коммуникаций.
4) Полная замена существующих пролетных строений моста на новые.
5) Полная перестройка моста:
5.1) для увеличения отверстия моста (увеличивается количество пролетов
или длины пролетов);
5.2) для увеличения высоты подмостового габарита (наращиваются существующие опоры).
6) если мост мемориальный, главным условием является сохранение внешнего вида, архитектурных форм моста старинной постройки. Например, реконструкция металлического моста в Киеве над Петровской аллеей, построенный в
1912г. по проекту Е. О. Патона. В 1983 г. старое пролетное строение было снято, а на его месте установлено новое, выполненное как копия старого. В Ленинграде в 1981 г. выполнена реконструкция Лаврского моста № 2 через р. Монастырку с сохранением архитектуры заменяемого. Материалом здесь послужила
клееная древесина. Там же реконструирован Почтамтский мост через р. Мойку
с сохранением цепей. В 2008 г. реконструкция Каменного моста в г. Томске.
7.1. Общие положения по уширению пролетных строений мостов
Уширение пролетных строений до 2 м можно осуществить с помощью перестановки тротуара или его исключением без усиления крайней балки, что зависит от состояния сооружения.
Уширение пролетных строений от 2 до 7 м целесообразно одним из трех
способов:
1) приставными элементами сбоку с обязательным уширением опор, симметрично или несимметрично;
2) накладной плитой без уширения опор;
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
44
3) комбинированным способом – с приставными блоками и накладной плитой сверху.
При первом способе уширения пролетных строений к существующей конструкции добавляются новые приставные несущие элементы. Приставные элементы желательно применять такой же формы, как и старые – плитные уширять
плитными блоками, ребристые – ребристыми.
При этом необходимо новые элементы обязательно соединять с элементами
старой конструкции. Соединение должно быть простым, надежным и не менее
жестким, чем соединения между старыми элементами.
Отсутствие объединения приставных элементов со старой конструкцией
пролетного строения является грубейшей ошибкой, так как деформация их будет
различной и весьма значительной, особенно вдоль шва, что вызовет разрыв проезжей части, протекание воды в образующиеся трещины и значительное снижение
долговечности всех несущих элементов моста, что увеличит расходы на ремонтные работы во время эксплуатации.
Независимо от типа существующих конструкций уширение целесообразно
производить предварительно напряженными элементами при возрасте бетона
30...40 суток. Вследствие ползучести бетона в течение времени эти конструкции
будут стремиться выгнуться вверх под действием сил преднапряжения, разгружая
при этом существующие старые элементы.
Недостатком уширения мостов приставными элементами является необходимость уширения опор, а в ряде случаев и фундаментов.
Второй способ уширения пролетных строений является наиболее экономичным и приемлемым вариантом как для сборных, так и монолитных мостов с применением накладной плиты.
Важным условием использования накладной плиты является объединение
старой существующей и новой накладной конструкции в единое целое. Такое
объединение увеличивает рабочую высоту сечения и, соответственно, несущую
способность старого элемента.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
45
Также в случае применения накладной сборной или монолитной плиты
улучшается пространственная работа пролетного строения, что особенно важно
для сборных элементов с нарушенными поперечными связями.
Варианты уширения с применение накладной плиты.
Для плитных и ребристых пролетных строений длиной до 18 м применяется
накладная плита с вылетом консоли до 3 м.
Для ребристых пролетных строений длиной от 18 до 24 м применяется накладная плита с вылетом консоли до 2 м.
Для ребристых пролетных строений пролетом более 24 м накладную плиту
применять нерационально.
При большем вылете консоли создается дополнительная нагрузка на опору,
которая может превысить 50 % первоначальной нагрузки, что потребует дополнительных мероприятий по увеличению несущей способности грунтового основания, фундамента и тела опоры.
При уширении пролетных строений более чем на 7 м экономически целесообразна полная замена старого пролетного строения на новое пролетное строение.
7.2. Общие положения по уширению опор
При уширении опор, определяющим фактором, является их состояние, т.е.
их фактическая несущая способность, наличие дефектов, снижающих долговечность, а также состояние русла реки.
Достоверность оценки несущей способности опор очень сложна из-за того,
что фундаментная часть мало доступна для обследования. Поэтому заключение о
состоянии опор, как правило, может быть дано на основании специальных обследований подводных и надводных частей сооружения и после испытания мостов.
На основании статистических данных, установлено, что в большинстве случаев в основаниях и фундаментах наиболее распространенных типов опор мостов,
требующих уширения, не обнаружены дефекты, снижающие долговечность и несущую способность. Опоры имеют существенные запасы по грузоподъемности за
счет повышения со временем несущей способности грунтов. Расчеты сущестКурс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
46
вующих фундаментов показали, что фундаменты на естественном основании
можно догружать, т. е. увеличивать нагрузку сверх расчетной нагрузки до 40 %, а
свайные фундаменты – до 30%.
Уширение массивных, столбчатых или многостоечных опор можно выполнять без уширения фундаментов, используя эффект упрочнения грунтовых оснований в результате длительного загружения.
При уширении свайных опор, необходимо обеспечить связь новых частей
опоры со старыми элементами, а также максимально снизить возможность осадки
новых свай. Уширять фундаменты массивных, стоечных или столбчатых опор
можно только на безосадочном основании, т.е. скальные и крупнообломочные
грунты, плотные глины и т. п., либо после упрочнения этих грунтов до безосадочных.
7.3. Правила разработки проекта реконструкции моста
Исходными данными для разработки проекта реконструкции являются:
1) результаты обследования, а при необходимости испытания моста с оценкой технического состояния и грузоподъемности сооружения;
2) материалы инженерно-геологических и гидрологических изысканий;
3) топографические данные.
При наличии документации на мост (проект, исполнительная документация,
геологические данные, результаты предыдущего обследования и испытания, сведения о ремонтах) разработка проекта реконструкции может осуществляться без
дополнительных изысканий. При этом давность материалов обследования не
должна превышать двух, а испытания – пяти лет.
При разработке проекта реконструкции моста необходимо максимально использовать существующие конструкции, предусматривая удаление их из состава
сооружения лишь в том случае, если доказана невозможность их дальнейшего использования при измененном режиме эксплуатации.
Пригодные по несущей способности и с восстанавливаемой работоспособностью элементы пролетных строений необходимо, как правило, использовать на
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
47
том же объекте и в том же пролете с минимальным объемом работ по их демонтажу и установке в новое проектное положение.
Опоры мостов с фундаментами, имеющими недопустимые осадки, крены,
сдвиги, размывы или другие деформации, могут быть использованы при уширении и усилении мостов только при условии их капитальной перестройки.
Допускается без предварительных расчетов использование массивных опор
постройки до 1962 г. без уширения фундамента, при следующих условиях:
– в существующей опоре фундамент на естественном основании имеет заложение на глубину более 2 м или свайный фундамент с длиной свай свыше 7 м;
– в основании опоры имеются глинистые грунты с показателем текучести
JL ≤ 0,4 (к таковым относятся твердые, полутвердые, тугопластичные глины, супеси, суглинки и другие глинистые грунты), а также крупные или средние пески;
– тело опоры требует уширения на величину до 2 м с каждой стороны.
Для мостов постройки после 1962 г. возможно без предварительных расчетов использование при уширении свайных опор, не затрагивая фундаментов, при
условии симметричного уширения ригеля опоры до 1,5 м в каждую сторону.
При уширении других типов опор постройки после 1962 г. обязательно выполняется специальный расчет.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
48
8. Эксплуатация деревянных мостов
8.1. Общие положения по эксплуатации
В эксплуатационном отношении деревянные мосты наиболее трудоемки и
дороги. Срок службы деревянных мостов обеспечивается главным образом качественной постройкой их из здорового леса.
При эксплуатации деревянных мостов нужно строго соблюдать установленный режим движения: ограничение скорости движения и массы транспортных
средств. На мостах должна быть хорошо организована противопожарная служба,
своевременно приниматься меры по защите древесины от разрушения, обеспечиваться безопасный для мостов пропуск ледохода и высоких вод, строго соблюдаться правила судоходства.
8.2. Дефекты деревянных мостов
Наиболее опасным биологическим дефектом является гниение – процесс
разрушения древесины низшими споровыми растениями, а именно грибками (домовым клетчатым, домовым слезоточивым и шпальным). Оптимальные условия
развития грибков является сырость – влажность от 23 до 40%, и тепло – t =
+20÷25 °С. Гниль прежде всего поражает сильно увлажненные и плохо проветриКурс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
49
ваемые места: верхний и нижний настилы проезжей части, поперечины, прогоны
в торцах, дощато-гвоздевые фермы, узлы ферм Гау-Журавского, а также опоры в
зоне переменного уровня воды. Внешние признаки загнивания – появление на поверхности дерева плодовых тел грибков, изменение цвета древесины и наличие
мелких трещин. Загнивание сердцевины при здоровых верхних слоях определяют
по глухому звуку во время простукивания молотком по поверхности деревянных
элементов моста.
В деревянных мостах часто встречаются механические дефекты, к ним относятся трещины и сколы древесины, а также деформации пролетных строений и
опор в виде провисаний прогонов, искривления элементов, смятия древесины в
стыках и узлах и т.п. Причины образования механических дефектов – это усушка
древесины и воздействие чрезмерных внешних нагрузок.
8.3 Надзор, содержание и ремонт деревянных мостов
1) Надзор включает:
1.1) Постоянный надзор выполняется мастером 1 раз в 10 дней.
1.2) Текущий осмотр проводится мастером 1 раз в квартал.
1.3) Периодический осмотр проводится главным инженером весной и осенью. Внеплановые осмотры при аварийных ситуациях на мостах, после завершения ремонтов и реконструкций.
1.4) Специальный осмотр проводят специализированные организации,
имеющие лицензию на эти работы. Сроки проведения специального осмотра:
плановый 1 раз в 5 лет, внеплановый на основе заключений по результатам текущих и периодических осмотров.
1.5) Диагностика проводится специализированными организациями. Сроки
проведения 1 раз в пять лет.
1.6) Режимные наблюдения проводят специализированные организации. У
опор глубина воды замеряется раз в неделю, профили дна реки в трех створах
снимаются два раза в год.
2) Основные положения по содержанию деревянных мостов.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
50
2.1) Для уменьшения вероятности загнивания древесины следует предусматривать мероприятия по улучшению проветриваемости элементов конструкции, по поддержанию их в чистоте от грязи, и по защите элементов от увлажнения
(устройство крыши).
2.2) Для защиты древесины от гниения применяют маслянистые и водорастворимые антисептики, а также антисептические пасты для шпаклевки всех щелей
и неплотностей в элементах и сопряжениях.
При влажности древесины до 30% применяют маслянистые антисептики:
каменноугольное масло, смешанное с керосином.
При влажности древесины более 30% применяют водорастворимые антисептики: хромат меди ХМ-5, который состоит из 10 – 12%-ного раствора смеси
медного купороса и бихромата натрия технического, в соотношении 1:1. Раствор
готовится при температуре окружающего воздуха 15 – 20°С.
Антисептическая паста состоит из фтористого натрия, битума БН-III, керосина и торфяной муки.
2.3) Методы нанесения антисептиков:
– поверхностный метод (опрыскивание, нанесение слоя малярной кистью);
– метод глубокой пропитки под давлением с помощью специальных установок.
2.4) Водорастворимые антисептики и пасты применяют весной, когда влажность древесины наибольшая. Маслянистые антисептики применяют в сухую погоду в летний период.
2.5) Стальные элементы (тяжи, шайбы, накладки) для защиты от коррозии
окрашивают масляной краской или битумным лаком.
2.6) Неплотности и зазоры во врубках и сопряжениях устраняют путем подтягивания или постановки дополнительных болтов. Подтягивание ослабленных
болтов производится в первые два года не реже 2 раз в год, а в дальнейшем 1 раз.
Резьба болтов смазывается автолом или солидолом.
2.7) Сваи пойменных опор и ледорезов в уровне грунта защищают антисептическими бандажами, см. рис.1. Для этого сваю откапывают на глубину 70-80 см,
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
51
тщательно очищают от земли, загнившую древесину удаляют и кистями наносят
бандаж в виде слоя антисептической пасты.
Рис.1.
2.8) Сваи пойменных опор и ледорезов от уровня земли на высоту возможного поднятия горизонта воды также закрывают антисептическими бандажами,
см. рис.2. Между бандажами и сваей наносят два слоя антисептической пасты
(один на сваю, а второй по внутреннюю поверхность бандажа перед его установкой. Бандаж изготавливают из толя, рубероида или мешковины и прикрепляют
вязальной проволокой. Верхнюю часть бандажа покрывают битумной гидроизоляцией.
Рис.2.
2.9) Опоры и ледорезы после прохода ледохода и паводка очищают от ила и
мусора, и все повреждения устраняют. Стертую обшивку заменяют, а новую устраивают с просветом до 1 см для проветривания.
2.10) В пучинистых грунтах для защиты опоры от выдергивания грунт вокруг нее на глубину промерзания заменяют крупным песком и галькой, заливая их
мазутом или отработавшим маслом, см. рис.3. Над засыпкой устраивают дощатую
пирамиду, а над ней – рубашку из глины.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
52
Рис.3.
2.11) При достаточной жесткости настила проезжей части устраивают покрытие в виде защитного коврика, толщиной до 1 см или асфальтобетона, толщиной до 5 см, что защищает настил от износа, влаги, грязи и создает ровную поверхность проезда. Для устройства защитного коврика на настил разливают битум
и рассыпают каменный отсев или крупный песок.
3) Основные положения по ремонту деревянных мостов.
3.1) Ремонт пролетных строений проводится в любое время, а опор и ледорезов рекомендуется выполнять в зимнее время со льда.
3.2) Заменяются элементы моста, которые имеют очаги загнивания, сколы,
трещины, смятие и другие механические повреждения, снижающие прочность
элементов более чем на 25%. При меньшем ослаблении элементов выполняется
усиление накладками, пришиваемые на хомутах и болтах, с предварительной очисткой загнившей части древесины.
3.3) При сплошной замене верхнего настила проезжей части одновременно
заменяют доски нижнего настила, поперечины и прогоны, имеющие дефекты. Новые доски нижнего настила укладывают с зазором 2 см для проветривания. Доски
верхнего настила прибивают плотно друг к другу. Стыки досок нужно перекрывать на всю ширину проезжей части стальной полосой шириной 10 см, прикрепляемой к настилу на болтах.
3.4) Строительный подъем ферм восстанавливается подтягиванием тяжей.
3.5) На пойменной опоре при загнивании свай заменяют весь поврежденный
участок. Нижний стык сваи устраивают ниже зоны загнивания, а верхний стык
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
53
вставки размещают в месте пересечения сваи со связями. Стык выполняют в полдерева и укрепляют хомутами, см. рис.4.
3.6) На русловой опоре при загнивании сваи на значительном расстоянии от
уровня воды заменяют только непосредственно загнивший участок сваи. Стык
выполняют в полдерева и укрепляют хомутами, см. рис.4.
3.7) На русловой опоре при загнивании сваи в уровне, близком к воде, стык
вставки со сваей выполняют в торец на металлическом штыре и укрепляют хомутами, см. рис.5.
Рис.4.
Рис. 5.
8.4. Основные положения по реконструкции деревянных мостов
4.1) Способы усиления элементов проезжей части.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
54
I) Настил проезжей части может быть усилен следующими способами, см.
рис.6:
1 – дополнительный дощатый настил; 2 – дощатые или брусчатые колеи;
3 – дополнительные поперечины; 4 – клинья
Рис.6. Усиление проезжей части
1. Устройство дополнительного верхнего дощатого настила (рис. 6, а).
Дополнительный дощатый настил, толщиной не менее 5 см, укладывают при
усилении существующего одиночного поперечного настила (рис.6, а).
2. Устройство дощатых или брусчатых колей (рис. 6, б).
Дополнительный дощатый настил и дощатые или брусчатые колеи
являются одним из дешевых способов усиления проезжей части для пропуска
тяжелых нагрузок.
3. Устройство дополнительных поперечин для уменьшения расчетного
пролета досок настила (рис. 6, в). Сначала дополнительная поперечина заводится
между прогонами и настилом проезжей части, а затем тщательно подклинивается.
II) Поперечины могут быть усилены следующими способами:
1. Одним из способов усиления настилов проезжей части, рассмотренных
выше.
2. Устройство дополнительных прогонов, т. е. увеличение количества
прогонов.
III) Прогоны могут быть усилены следующими способами:
1. Одним из способов усиления настилов проезжей части, рассмотренных
выше.
2. Установка дополнительных прогонов, т.е. увеличение их количества.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
55
3. Установка дополнительных поперечных бревен (рис. 7, г) в количестве
одного или двух штук для уменьшения расчетного пролета прогонов.
4. Установка поперечных связей (рис. 7, д) в виде дополнительных верхних
и нижних поперечин, которые крепятся к прогонам с помощью металлических
тяжей, а к дополнительным поперечинам крепятся дощатые раскосы с помощью
металлических гвоздей.
Рис.7. Усиление прогонов
5 – дополнительное поперечное бревно; 6 – дополнительная поперечина;
7 – тяж; 8 – дощатый раскос
4.2) Способы усиления пролетных строений простых балочных
деревянных мостов:
1.
Строительство
дополнительных
опор
(рис.
8,
а).
Конструкция
дополнительной опоры в виде подкосной системы с расположением свай за
пределами ширины моста (разрез А-А).
2. Превращение балочной системы в треугольно-подкосную с затяжкой
(рис. 8, б). Затяжка располагается выше горизонта высокой воды.
Рис.8. Схемы усиления балочных мостов
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
56
4.3) Способы усиления пролетных строений с фермами деревянных
мостов:
1. Проезжую часть мостов с фермами и продольные балки усиливают одним
из указанных выше способов.
2. Поперечные балки фермы (рис. 9) могут быть разгружены путем
постановки дополнительных балок (1), которые подвешиваются к раскосам с
помощью стальных тяжей (2).
Рис.9. Усиление поперечных балок
3. Для усиления фермы в целом устанавливают дополнительные опоры.
4. Для усиления фермы в целом устанавливают шпренгельные системы, см.
рис. 10. В пролетных строениях при езде поверху шпренгели (1) располагают в
пределах высоты фермы, закрепляя их за верхние опорные узлы, а при езде
понизу – под нижними поясами.
Рис.10. Усиление ферм шпренгелями
4.4) Способы усиления деревянных опор.
I) Насадки опор следует усиливать следующими способами:
Рис.11. Усиление насадок
1 – насадка; 2 – обвязка; 3 – клинья; 4 – брус; 5 – дополнительные подкосы; 6 – коротыши
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
57
1. Уменьшение свободного пролета насадки между соседними сваями с
помощью дополнительных брусьев с расклинкой (рис. 11). Для этого на обвязку,
которая предварительно врезается в сваи, устанавливают дополнительные брусья,
а между брусом и насадкой забиваются клинья (рис. 11, а).
2. Уменьшение свободной длины пролета насадки между соседними сваями
с помощью дополнительных подкосов (рис. 11, б). Для этого на обвязку, которая
предварительно врезается в сваи, устанавливают дополнительные подкосы.
Дополнительные подкосы одним концом опираются на обвязку, а вторым концом
подпирают насадку. В нижней части подкосы обжимают со сваями с помощью
тяжей, а в верхней части подкосы к насадке крепятся с помощью металлических
гвоздей.
3. Для увеличения площади опирания насадок (рис. 11, в) используют
дополнительные коротыши. Установка коротышей осуществляется путем их
врезки в верхнюю часть сваи в зоне сопряжения с насадкой.
II) При размывах дна для усиления подводной части опоры существуют
следующие способы:
Рис.12. Схемы усиления опор
1 – подводные связи; 2 – каменная отсыпка; 3 – ряжевая оболочка; 4 – бетонный массив
1. Установка подводных связей и обсыпкой свай камнем (рис. 12, а).
2. Устройство каменной отсыпки, с последующим устройством ряжевой
оболочки с каменным заполнением (рис. 12, б).
3. Устройство каменной отсыпки с последующим заключением свай в бетонный массив (рис. 12, в).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
58
9. Эксплуатация железобетонных мостов
9.1. Общие сведения
Железобетон самый распространенный строительный материал в мостостроении. Это конгломерат из бетона и арматурной стали. Недостаточная прочность строительных материалов, особенно бетона, плохая укладка бетонной смеси, нарушения технологии заводского изготовления сборных элементов приводят
к резкому сокращению срока службы железобетонных мостов.
Прочность строительных материалов в процессе эксплуатации должна отвечать требованиям СП 35.13330.2011*, которая определяется классом арматуры и
классом бетона. Определяющим для железобетона является класс бетона (п.7.19,
табл. 7.4), который должен быть не ниже следующих значений:
1. Для бетонных конструкций – В20.
2. Для железобетонных с каркасной арматурой:
– кроме пролетных строений – В25.
– для пролетных строений – В30.
3. Для железобетонных с предварительно напряженной
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
59
арматурой – В30-В35 (в зависимости от типа арматуры).
4. Блоки облицовки опор:
– до минус 40 °С – В35.
– ниже минус 40 °С – В45.
Сопоставляя с требованиями СНиПа 2.05.03-84*, (п.3.19*, табл. 21*), класс
бетона должен быть не ниже следующих значений:
1. Для бетонных конструкций – В20.
2. Для железобетонных с каркасной арматурой:
– в зоне переменного уровня воды – В25.
– в надземных частях сооружения – В22,5.
– в подземных частях сооружения – В20.
3. Для железобетонных с предварительно напряженной
арматурой – В25-В35 (в зависимости от типа арматуры).
4. Блоки облицовки опор:
– до минус 40 °С – В35.
– ниже минус 40 °С – В45.
Можно сделать вывод, что требования по прочности бетона возросли для
железобетонных элементов с различным типом армирования, особенно для пролетных строений.
Эксплуатация железобетонных мостов осложняется тем, что дефекты, возникающие в них, в основном скрытые (под поверхностью элемента), поэтому
трудно поддаются выявлению. Их устранение в большинстве случаев не может
быть выполнено во время текущего содержания, а требует выполнение сложных
ремонтных работ.
9.2. Основные дефекты железобетонных мостов
Основные дефекты железобетона: трещины, раковины, сколы, обнажение
арматуры, коррозия бетона (фильтрация, выщелачивание, карбонизация). Данные
дефекты оказывают влияние на прочность и долговечность материала. Все дефек-
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
60
ты разделяются на внешние (видны на поверхности конструкции) и скрытые (развиваются в теле элемента).
Простейшие способы выявления дефектов. Внешние дефекты выявляются при
детальном визуальном осмотре. Скрытые дефекты можно выявлять путем обстукивания бетонной поверхности молотком. При качественном бетоне звук от удара
будет звонким, а при дефектном – глухим. Повреждение арматуры можно обнаружить по подтекам ржавчины, а выщелачивание бетона по белому налету извести на поверхности элемента. Более точно скрытые дефекты выявляются с помощью методов дефектоскопии (неразрушающих методов контроля).
Самые распространенные дефекты в железобетонных мостах – трещины,
которые подразделяются на следующие виды, см. рис.1.
5
6
1
3
4
7
2
L/2
Рис.1. Виды трещин в железобетонных мостах
Вертикальные температурные трещины 1 возникают из-за заклинивания
подвижных опорных частей. Опасность трещин 1 – ослабление соединения опорной части и пролетного строения.
Вертикальные силовые трещины в растянутых зонах 2 образуются в растянутых и изгибаемых элементах с обычной арматурой. Опасность трещин 2 – вызывают ржавление рабочей арматуры при раскрытии более 0,2 мм в агрессивной
среде и более 0,3 мм в неагрессивной.
В предварительно напряженных элементах вертикальные силовые трещины
2 нормами не допускаются.
Усадочные трещины 3 образуются при недостаточном уходе за бетоном в
процессе его твердения на стадии изготовления и располагаются в беспорядочном
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
61
направлениях, образуя мелкую сетку. Опасность трещин 3 – задерживают влагу,
способствуют разрушению защитного слоя бетона.
Наклонные трещины 4 в приопорных участках вызываются главными растягивающими, усадочными и температурными напряжениями. Опасность наклонных трещин 4 – снижают несущую способность и указывают на недостаточную
трещиностойкость конструкции (ошибка армирования на стадии расчета).
Продольные трещины 5 между плитой и ребром элемента возникают из-за
нарушений технологии укладки и уплотнения бетонной смеси. Опасность трещин
5 – нарушается целостность конструкции.
Продольные трещины 6 в торцах преднапряженных элементов возникают
из-за значительных местных растягивающих напряжений, которые развиваются в
районе анкеров напрягаемой арматуры (недостаточное натяжение арматуры).
Опасность трещин 6 – ржавление анкеров и напрягаемой арматуры.
Продольные трещины 7 вдоль арматурных пучков в преднапряженных элементах образуются из-за больших сжимающих напряжений в бетоне при натяжении арматуры (чрезмерное натяжение арматуры из-за нарушения технологии изготовления). Опасность продольных трещин 7 – интенсивная коррозия арматуры
при раскрытии более 0,2 мм.
К дефектам следует отнести отклонения от проектных размеров, отклонения
от проектного положения конструкций, а также несоответствие прочностных
свойств материалов проектным значениям.
9.3. Надзор, содержание и ремонт железобетонных мостов
1) Надзор включает:
1.1) Постоянный надзор проводится раз в 10 дней мастером.
1.2) Текущий осмотр – проводится 1 раз в полгода мастером.
1.3) Периодический осмотр – проводится главным инженером в те же сроки.
1.4) Специальный осмотр – проводят специализированные организации по плану
1 раз в 10 лет.
1.5) Диагностика – проводят специализированные организации 1 раз в пять лет.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
62
1.6) Режимные наблюдения – проводят специализированные организации не реже
2 раз в год.
2) Основные положения по содержанию.
2.1) При содержании железобетонных мостов необходимо в первую очередь
поддерживать в исправном состоянии покрытие проезжей части, водоотводные
устройства и гидроизоляцию.
2.2) Для стока воды поверхность проезжей части и тротуаров должна иметь
достаточные уклоны: продольные (минимум 5 промиль) и поперечные (20 промиль), а также поверхность должна быть ровной, без трещин, выбоин и других
дефектов, препятствующих отводу воды, согласно пп. 5.76, СП 35.13330.2011.
2.3) Водоотводные трубки должны быть прочно заделаны в элементы мостового полотна, а количество их – достаточным для быстрого отвода воды по лоткам в
фильтрующие колодцы, согласно п. 5.78, СП 35.13330.2011 – расстояние между
трубками вдоль пролета не более 12 м при продольных уклонах от 5 до 10 ‰.
2.4) При повреждении гидроизоляции вдоль тротуаров производят ремонт
на ширине 1 м, а также при локальном повреждении ремонтируют на участке радиусом 1,5 м от места повреждения. Перечисленные ремонтные работы входят в
состав планово-предупредительного ремонта.
2.5) Как профилактическое мероприятие для заделки мелких трещин и для
предотвращения разрушения поверхности защитного слоя бетона на поверхность
железобетонных элементов наносится защитное покрытие в виде пленкообразующих материалов или жидких составов на основе цемента. В качестве пленкообразующих материалов применяются полимерные краски: хлорвиниловые,
кремнийорганические, полиуретановые, эпоксидные и хлоркаучуковые эмали.
Также в качестве материалов для защитных покрытий при глубине разрушения
поверхностного слоя бетона 0,1 –1,0 мм применяются силаны, силоксаны, гексафторсиликаты магния, полимербетоны «Мастерсил» и др. Данное профилактическое мероприятие называется гидрофобизация бетона.
3) Основные положения по ремонту.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
63
3.1) При большой площади повреждения гидроизоляции, а также в зависимости от вида повреждения других слоев покрытия существует 3 способа их восстановления:
1 способ: Замена гидроизоляции с последующим восстановлением защитного слоя и покрытия;
2 способ: Устройство дополнительного слоя гидроизоляции поверх защитного слоя плюс дополнительные защитный слой и покрытие;
3 способ: Придание гидроизоляционных свойств защитному слою, т.е. пропитывают гидрофобизирующими материалами и дополнительный слой покрытия.
3.2) Во время ремонта элементов с глубиной разрушения больше 1,0 мм и
испытывающие деформации более 0,1 мм, необходимо применять материалы, обладающие свойствами повышенного сцепления на контакте со старым бетоном и
имеющие высокие пластические и прочностные характеристики. К таким ремонтным материалам относятся полимерные составы, специальные сухие ремонтные
смеси, например: РС-250, РС-300, Пенетрон, ЭМАКО (Германия, Италия), отечественный аналог БАРС (ООО «Консолит», г. Подольск), ТФ-2 (НПО «Новтехстрой», г. Москва). Материалы серии ТФ-2 представляют собой сухие безусадочные
тиксотропные строительные смеси на основе высококачественных цементов,
фракционированных заполнителей и функциональных добавок. Ассортимент материалов включает марки РС-1, РС-2, РС-3, РС-4 (ремонтные составы), РС-1-БТ
(ремонтный быстротвердеющий состав), РС-А (высокотиксотропная смесь с металлической фиброй), НБС (набрызг-бетон сухого нанесения), НБМ (набрызгбетон мокрого нанесения), ЧШ (расширяющийся для чеканки швов).
Состав полимерцементного раствора: цемент марки 500, песок фракции до 3
мм, 44%-ная эмульсия латекса и вода. Предварительно поверхность увлажняют
10%-ной латексной эмульсией.
Состав полимербетона: эпоксидная смола, деготь, отвердитель, песок и щебень. Предварительно поверхность покрывается грунтовкой на полимерной основе: эпоксидная смола, деготь и отвердитель.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
64
3.3) Если деформации элемента меньше 0,1 мм, для устранения дефектов и
повреждений используются жесткие полимерцементные растворы, представляющие собой цементно-песчаную смесь с добавкой латексной эмульсии.
3.4) При повреждении бетона на больших участках (сколы, шелушение,
усадочные трещины) применяют цементобетонные смеси в виде быстротвердеющего цемента марки 400-500, песка фракции до 5 мм и щебня фракции до 15 мм.
3.5) Перед началом ремонтных работ разрабатывается план организации движения транспорта. На время ремонтных работ движение закрывается или организовывается объезд моста. Если движение не перекрывается, на дороге устанавливается
ограничение скорости до 20 км/ч и устраняются все недостатки покрытия.
3.6) Для более полного заполнения трещин ремонтным составом перед началом проведения ремонтных работ рекомендуется небольшой пригруз конструкции (2-5% разрушающей нагрузки), который снимается через 6-10 часов.
3.7) Обязательно заделывают все трещины, расположенные на открытых
участках бетона, в зоне пучков преднапряженной арматуры, а также все трещины
раскрытием более 0,3 мм.
Трещины заделывают только после устранения причин, приводящих к проникновению в них воды, которая в противном случае, не имея выхода наружу, будет скапливаться в бетоне и способствовать его разрушению.
Заделка трещин и других дефектов может проводиться следующими методами:
1) Шпаклевание или затирка тестоподобными составами.
2) Подача ремонтного состава низкой вязкости самотеком.
3) Подача ремонтного состава под давлением: инъектирование или торкретирование.
Метод шпаклевания заключается в заполнении предварительно разделанной
трещины ремонтным раствором по технологии штукатурных работ или методом
шприцевания с последующим разглаживанием поверхности. Кромки трещины разделывают клином под углом 45-60 град. или в виде прямоугольника шириной 10 мм на
глубину не менее 10 мм для очистки стенок и обеспечения надежного сцепления реКурс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
65
монтного состава со здоровым бетоном, см. рис. 2. Для более полного заполнения дефекта нанесенный состав уплотняется штыкованием металлическим шпателем, прут-
10 мм
ком или иным приспособлением, в зависимости от формы заполняемой полости.
45-60 град
10 мм
Рис. 2. Способы разделки трещины
Метод подачи раствора самотеком заключается в заполнении предварительно разделанной трещины ремонтным раствором с использованием ёмкости
типа масленки с оттянутым носиком. Горизонтальные обращенные вверх трещины поливают по всей длине до полного её заполнения ремонтным составом. Если
раствор впитался в стенки трещины, проводится повторная обработка. При заделке сквозной трещины обращенная вниз её сторона заклеивается полоской стеклоткани 30-50 мм или шпаклюется более вязким полимерраствором.
Метод инъектирования заключается в принудительной подаче ремонтного
состава в трещину под давлением с использованием специальных ниппелейинъекторов.
Метод торкретирования заключается в нанесении ремонтного состава под
давлением на поверхность элемента слоями толщиной 5-10 мм, общая толщина
наносимого
слоя
20-40
мм.
Торкретирование
ведут
торкрет-аппаратом.
Предварительно на ремонтируемой поверхности закрепляется металлическая
сетка для увеличения прочности слоя торкретбетона.
В случае если причиной возникновения трещины является распирание бетона изнутри продуктами коррозии арматуры, то дефект устраняется путем удаления защитного слоя и очисткой арматуры от ржавчины с последующим восстановлением защитного слоя бетона.
Уравнения химических реакций карбонизации бетона.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
66
Литература: И.С. Гучкин Диагностика повреждений и восстановление
эксплуатационных качеств конструкций, М, 2001.
1) СаО + Н2О = Са(ОН)2
2) СО2 + Н2О = Н2СО3
3) Са(ОН)2 + Н2СО3 = СаСО3 + 2Н2О
4) СаСО3 + Н2СО3 = Са(НСО3)2
СаО – оксид кальция (негашеная известь),
Са(ОН)2 – гидроксид кальция (гашеная известь),
СаСО3 – карбонат кальция (малорастворимое соединение),
Са(НСО3)2 – бикарбонат кальция (легкорастворимое соединение).
10. Реконструкция железобетонных мостов
10.1. Уширение железобетонных пролетных строений
Все схемы разбиты на шесть групп.
Схемы уширения Группы А. Применяются для всех типов пролетных
строений и длин пролетов при уширении моста до 1,5 м, см. рис. 1, 2.
Данная группа включает следующие схемы уширения:
1 схема. Увеличение только пешеходного габарита с целью повышения
пропускной способности тротуаров (см. рис. 1).
2 схема. Увеличение габарита проезжей части путем смещения тротуарных
блоков с заменой их на новые (см. рис. 2, а, б, в).
3 схема. Увеличение габарита проезжей части путем удаления существующих тротуарных блоков (см. рис. 2, г и д).
Схемы уширения тротуаров предусматривают замену существующих конструкций тротуаров шириной 0,5; 0,75 или 1,0 м на применяемые типовые конструкции тротуарных блоков шириной равной 1,0 м; 1,5 м (в городах) или большей
ширины кратные 0,75 м, т.е. должны отвечать требованиям п.5.61 СП
35.13330.2011. Новые тротуарные блоки закрепляют на крайних балках пролетно-
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
67
го строения или поддерживают специальными конструкциями (кронштейнами,
подкосами и др.).
При неудовлетворительном состоянии консолей крайних плит замена тротуарных блоков должна сопровождаться удалением существующих консолей и
добетонированием новых консолей с устройством поддерживающих конструкций в
виде кронштейнов, подкосов, ребер жесткости.
Схемы уширения Группы Б. Применяются для всех типов пролетных строений, но длиной до 24 м при уширении моста до 5 м, а если уширение более 5 м, то
необходимо выполнить ТЭО, см. рис. 3, 4.
Данная группа включает следующие схемы уширения:
1схема. Увеличение ширины моста от 1,0 до 3,0 м и более за счет накладной
монолитной плоской плиты толщиной 15-20 см (см. рис. 3). Сборная плоская накладная плита не применяется.
2 схема. Увеличение ширины моста от 2 до 5 м и более за счет накладной
сборной или сборно-монолитной ребристой плиты толщиной 20-40 см (см. рис. 4).
Схемы уширения группы Б не требуют добавления новых главных несущих
элементов (балок или плит). При этом предусматривается удаление всех элементов мостового полотна (тротуаров, слоев дорожной одежды и др.). После установки накладной плиты необходимо обеспечить совместную работу накладной плиты
и существующего пролетного строения с помощью арматурных или болтовых анкеров.
Уширение накладной плитой наиболее целесообразно в условиях, когда
иные способы затруднены, например, при высоких опорах, и требуется существенное увеличение грузоподъемности существующего пролетного строения.
Недостаток схем уширения группы Б, следующий, из-за большого вылета
консоли накладной плиты, на опору передается дополнительная нагрузка, величина которой может превысить 30-40% первоначальной нагрузки, что потребует
дополнительных мероприятий по увеличению несущей способности грунтового
основания и элементов опоры.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
68
Схемы уширения Группы В. Применяются для всех типов пролетных
строений и длин пролетов при уширении моста от 1,5 до 2,5 м, см. рис. 5.
Данная группа В включает схемы уширения мостов путем симметричного
добавления новых главных несущих элементов (балок или плит) пролетных
строений по одному элементу с каждой стороны и с развитием только ригеля опоры. При этом добавляемые элементы объединяют с существующей конструкцией
по плите проезжей части или по плите и стенке балки (плиты), что позволяет разгрузить старое пролетное строение (см. рис.5).
Если по фактическому состоянию старое пролетное строение требует большей разгрузки, чем обеспечивают схемы уширения группы В, то необходимо одновременно усиливать существующее пролетное строение.
Схемы уширения Группы Г. Применяются для всех типов пролетных
строений и длин пролетов при уширении моста от 2 до 3,5 м, см. рис. 6.
Данная группа Г включает схемы уширения мостов путем симметричного
добавления одного или двух новых главных несущих элементов (балок или плит)
пролетных строений с каждой стороны и развитием в стороны ригеля и тела опоры (см. рис.6).
Добавляемые элементы объединяют с существующим пролетным строением, что разгружает его. Для дополнительного разгруза старого пролетного строения необходимо его усиление.
Схемы уширения Группы Д. Применяются для всех типов пролетных
строений и длин пролетов при уширении моста от 3,5 до 7,0 м при этом развиваются в стороны ригель, тело и фундамент опоры или устраивается новая опора
(см. рис.6).
Данная группа Д включает следующие схемы уширения:
1 схема. Уширение двухстороннее (симметричное или несимметричное) путем добавления новых главных несущих элементов пролетного строения с двух
сторон в количестве больше двух с каждой стороны. Данная схема обеспечивает
значительную разгрузку старого пролетного строения.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
69
2 схема. Уширение одностороннее путем добавления новых главных несущих элементов пролетного строения с одной из сторон в количестве больше двух.
Выбор стороны развития зависит от положения оси дороги после реконструкции.
При одностороннем уширение грузоподъемность моста не увеличивается.
Схемы уширения Группы Е. Применяются для всех типов пролетных строений и длин пролетов при уширении моста от 3,5 до 7,0 м при этом развиваются в
стороны ригель, тело и фундамент опоры или устраивается новая опора (см.
рис.7).
Комбинированные схемы уширения группы Е представляют собой совокупность изложенных выше схем групп А – Д. Данные схемы уширения группы Е
обеспечивают существенное увеличение габарита проезжей части и грузоподъемности существующего пролетного строения.
При выборе схем уширения пролетных строений учитывают тот факт, что
при значительных уширениях (более 2м в одну сторону) появляется опасность занижения высоты подмостового габарита. Поэтому применяют схемы уширения, в
которых при поперечном уклоне 20 ‰ отметка низа добавляемых конструкции
должна отвечать требованиям п.5.22 СП 35.13330.2011. Целесообразно использовать накладную плиту, дополнительные балки пониженной высоты или плиты,
см. рис. 7.
При уширениях более чем на 7,0 м материально-технические затраты превышают затраты на замену пролетного строения, поэтому существующее пролетное строение полностью заменяется на новое пролетное строение.
10.2. Усиление железобетонных пролетных строений
Способы усиления:
1) Увеличение рабочих сечений балок путем добавления арматуры.
Крайний ряд арматуры освобождают от бетона приблизительно на половину
диаметра стержней и к ним приваривают новые стержни при помощи коротышей
длиной 10 – 20 см. После этого защитный слой восстанавливают (см. рис. 8).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
70
1
1
4
4
3
2
3
2
1 - существующая арматура; 2 - защитный слой;
3 - арматура усиления; 4 - коротыш
Рис. 8.
Данный способ усиления большого эффекта не имеет.
2) Усиление шпренгельной конструкцией (вдоль и поперек моста).
Шпренгели
составляют
четное
количество
ветвей
и
располагают
симметрично относительно оси пролетного строения (см. рис.9). Очертание их
может быть прямолинейным или полигональным. При прямолинейном очертании
уменьшаются только изгибающие моменты, а при ломаном – изгибающие
моменты и поперечные силы.
Рис.9.
Шпренгели могут быть сделаны из кабелей. Кабели могут быть составлены:
– из тонкой высокопрочной проволоки типа Вр или из тонких
высокопрочных проволочек собранных в пучки в виде каната К-7(12);
– из витых тросов заводского изготовления;
– из стержней высокопрочной арматуры типа Ат.
Кабели из проволок или тросов защищают от коррозии специальными
составами или помещают в полимерные трубки. Стержневую арматуру
окрашивают. Для разгрузки пролетного строения шпренгели натягивают.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
71
Если анкерные закрепления не приспособлены для натяжения, то
шпренгели могут быть натянуты оттяжкой их в вертикальной плоскости
домкратами.
Если в конструкции анкерных закреплений предусмотрены домкратные
захваты, то натяжение может быть осуществлено за анкеры.
Шпренгели из высокопрочных арматурных стержней могут быть натянуты
методом электронагрева.
Схемы и технологии устройства шпренгельных систем изложены в
документе
«Рекомендации
по
применению
предварительно
напряженной
арматуры и технологии подъема ж/б пролетных строений при ремонте и
реконструкции мостов», М, 2000.
Способ усиления обладает большим эффектом.
3) Усиление путем изменения расчетной схемы.
Рис. 10.
Радикальный способ усиления и обладает большим эффектом.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
Оп.№5
Оп.№4
Оп.№3
Оп.№2
Оп.№1
Разрезная система превращается в температурно-неразрезную (см. рис. 10).
72
11. Эксплуатация металлических мостов
11.1. Общие сведения о металлических мостах
Металлические мосты выполняют из углеродистых и низколегированных
сталей (Ст. 3 мост., М16, 15ХСНД и пр.). Элементы конструкций соединяют при
помощи заклепок, электросварки и высокопрочными болтами.
Для выполнения ремонтных работ металлических конструкций, за исключением мелких повреждений и систематической окраски, требуется привлечение
специализированных строительных организаций, обладающих необходимыми
средствами и квалифицированной рабочей силой.
11.2. Основные дефекты металлических мостов
1) Атмосферная коррозия металла – это разрушение металла вследствие химического, электрохимического и биологического воздействия окружающей среды (рис. 1).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
73
Рис.1. Виды распространения коррозии:
сплошная: а) – равномерная; б) – неравномерная;
местная: в) – пятнами; г) язвенная; д) питтинговая (до сквозного);
е) межкристальная; ж) – подповерхностная; и) – коррозионное растрескивание.
Причины образования – это увлажнение металла или воздействие на металл
вредных газов, особенно сернистого, а также блуждающие токи, возникающие
при недостаточной изоляции электропроводов, уложенных в конструкции мостов.
В первую очередь коррозия поражает плохо окрашенные поверхности и места
скопления воды.
2) Трещины в металле. Возникают в зонах концентрации напряжений: в
местах резкого изменения сечения, вблизи сварных швов; из-за воздействия низких температур при недостаточной хладноломкости металла.
3) Mecтные деформации элементов. Возникают при недостаточной
жесткости элементов или действии случайных сил большой величины.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
74
Рис.2. Местные деформации. Дефекты болтовых и сварных соединений
Виды местных деформаций (рис. 2):
1) коробления поясов сплошных балок;
2) выпучивание вертикального листа между ребрами жесткости (хлопун);
3) изгиб вертикалов связей.
Допуски по местным деформациям:
Для сжатых элементов: f/L ≤ 1/500; Для растянутых элементов: f/L ≤ 1/300;
Для вертикальных стенок: f/L ≤ 1/250.
4) Дефекты болтовых соединений: косая дыра (рис.2, 1); смятие или срез
(рис.2, 2); увеличенное отверстие (рис.2, 3).
5) Дефекты сварных швов:
– непровар (рис.2, 4);
– шлаковые включения;
– трещины (внутренняя (рис.2, 5) и наружная (рис.2, 6);
6) Внешние дефекты поверхности сварного шва и околошовной зоны:
– неровная поверхность сварного шва (рис.2, 7);
– разбрызгивание металла;
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
75
– несоответствие катетов шва проектным размерам (рис. 2.8);
– трещина в основном металле (рис.2, 9).
6) Провисание главных балок и их наклон в вертикальной плоскости (пропеллерность). Дефект возникает: из-за ослабления монтажных креплений в стыках
балок и связей; нарушение объединения плиты проезжей части с главными балками и заводской дефект.
11.3. Надзор, содержание и ремонт металлических мостов
1) Надзор включает:
1.1) Постоянный надзор проводится раз в 10 дней мастером.
1.2) Текущий осмотр – проводится 1 раз в полгода мастером при положительных температурах. При отрицательных температурах до -20 ºС – 1 раз в месяц, ниже -20 ºС – ежедневно. (Вначале 1980 годах у Коммунального моста оторвало шкафную стенку из-за оттепели).
1.3) Периодический осмотр – проводится главным инженером 2 раза в год,
при авариях и после ремонта и реконструкции.
1.4) Специальный осмотр – проводят специализированные организации,
плановый осмотр 1 раз в 10 лет.
1.5) Диагностика – проводят спец. организации 1 раз в пять лет.
1.6) Режимные наблюдения – проводят специализированные организации.
2) Основные положения по содержанию:
2.1) Состав работ по уходу.
Очистка металлических конструкций от грязи, снега, воды и посторонних
предметов.
2.2) Состав работ по профилактике и ППР.
Основная работа – это защита элементов металлических конструкций от
коррозии путем нанесения защитных покрытий: шпатлевки, грунтовки и покровного материала.
Местные дефекты защитных покрытий устраняются в кратчайшие сроки
(профилактика), восстановление защитных покрытий на всей поверхности металла производят периодически: от 5 до 20 лет (ППР).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
76
Перед нанесением защитных покрытий необходима очистка металла от
ржавчины, грязи, масел, воды и старых защитных покрытий. Очистку металла
производят с помощью пескоструйных аппаратов (применяется сухой, просеянный мелкозернистый песок фракции 1-2 мм), специального пневмо- или электроинструмента. При небольших объемах работ применяют скребки, металлические
щетки. Жирные пятна обрабатываются бензином – обезжиривание.
Нанесение защитных покрытий на металл следует производить в сухую,
безветренную погоду при температуре от +5 до +30°С, а также при скорости ветра
не более 10 м/с. Запрещается выполнять работы при туманной и дождливой погоде, а также наносить защитные слои на влажную поверхность металла. Лучшее
качество покрытия достигается при температуре от +20 до +25 ºС.
Системы покрытий устраивают из одного слоя шпаклевки, одного-двух слоев грунтовки и одного-двух-трех слоев покровного материала (лакокрасочный материал).
Основные виды шпаклевок, грунтовок и лакокрасочных материалов:
а) Краски на основе битумов (БТ).
б) Перхлорвиниловые эмали и грунтовки (ХВ).
в) Эпоксидные эмали, шпатлевки и грунтовки (ЭП).
г) Кремнийорганические эмали (КО).
д) Масляные краски (МА).
е) Глифталевые грунтовки (ГФ).
Окраску производят ручным способом кистями или механизированным
способом – пневматическими краскораспылительными установками.
Применяется способ защиты – металлизация, при котором на очищенную до
металлического блеска поверхность наносят слой цинка или алюминия. Срок
службы 20 – 25 лет.
3) Основные положения по ремонту.
3.1) Трещины в металле устраняются в два этапа: I этап – локализация,
II этап – ликвидация.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
77
Трещины длиной до 10 мм у края металлического листа устраняют путем их
вырубки острым инструментом с последующей обработкой металла и образованием плавных переходов.
Трещины длиной более 10 мм необходимо по их концам засверлить отверстия (диаметром 16 мм) на всю толщину дефектного металлического листа и окрасить металл в отверстии.
Опасные трещины устраняют заваркой по специальной технологии (рис. 3,
а) или сечение с трещиной перекрывают металлическими накладками (рис.3, б).
Рис. 3. Способы ликвидации трещины:
1 – трещина; 2 – отверстия по концам; 3 – накладка; 4 – болты
3.2) Небольшие местные деформации элементов исправляют кувалдой, лапой или скобой (рис. 4).
Рис. 4. Выправление металлического элемента:
1 – «лапа», 2 – выправляемый элемент
Значительные деформации исправляют домкратами, притягивая деформированный участок к упорным балкам (рис.5).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
78
Рис.5. Исправление местных деформаций:
1, 4 – домкрат; 2 – тяги; – 3 – упорная балка.
Если исправить деформацию невозможно в холодном состоянии, то металл
на месте нагревают до температуры от 750 до 850 ºС, элемент выправляют и металл охлаждают на воздухе.
Если деформация не устраняется, то элемент усиливается или заменяется на
новый.
3.3) Болты с дефектами подлежат замене. Одновременно допускается заменять не более 10% общего их числа в соединении.
Перед установкой нового болта зону отверстия очищают, а после установки
шпаклюют и окрашивают наружные их поверхности.
Величина отверстия не должна превышать диаметр болта более чем на 3 мм.
Высокопрочные болты затягивают динамометрическим ключом с контролем величины натяжения болта.
3.4) Дефектный участок сварного шва вырубается и заваривается вновь
сварщиком высокой квалификации.
12. Реконструкция сталежелезобетонных и металлических мостов
12.1. Уширение пролетных строений
Способы уширения сталежелезобетонного пролетного строения с прокатными балками, на основе комбинированных методов, включают следующие схемы (рис.1):
1 схема. Добавление железобетонных типовых плитных несущих элементов
с устройством железобетонной накладной плиты;
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
79
2схема. Добавление железобетонных типовых ребристых несущих элементов с устройством железобетонной накладной плиты;
3 схема. Добавление двутавровых балок большей высоты: прокатных или
сварных широкополочных с устройством железобетонной накладной плиты.
Рис. 1.
При данных способах уширения обеспечивается значительное увеличение
грузоподъемности пролетного строения. При необходимости возможно усиление
существующих несущих элементов.
Способы уширения сталежелезобетонного или металлического пролетного
строения со сплошной стенкой у главных балок, включают следующие схемы:
1 схема. Смещение тротуарных блоков с выносом пешеходного движения
на консоли, поддерживаемые дополнительными подкосами (рис.2).
Рис. 2.
Схему уширения применяют при увеличении габарита от 2,5 до 3,5 м и при
таком состоянии плиты, которое обеспечивает совместную работу ее с главными
балками. Это состояние ограничивается числом блоков плиты проезжей части,
выключенных из совместной работы. Если число блоков составляет более 20% от
общего числа, то совместная работа не обеспечена, значит, такая схема не применима.
2 схема. Вынос пешеходного движения на специальные пролетные строения
в пониженный уровень при максимальной ширине тротуара 1,5 м (рис.3).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
80
Рис. 3.
3 схема. Перенос пешеходного движения за пределы пролетного строения
на специальные пролетные строения при ширине тротуаров больше 1,5 м (рис.4).
Рис. 4.
4 схема. Замена существующей железобетонной плиты на новую плиту проезжей части с максимальным вылетом консоли до 5 м.
При этом возможны три варианта уширения:
Вариант 1. Применение железобетонной плоской плиты (рис.5).
Рис. 5.
Вариант 2. Применение железобетонной ребристой плиты (рис.6);
Вариант 3. Применение стальной ортотропной плиты (рис.7).
Рис. 6.
Рис. 7.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
81
Схемы уширения с заменой плит проезжей части применяется при увеличении габарита от 2 до 3,5 м и когда больше 20% плит находятся в неудовлетворительном или аварийном состоянии или на большей части длины не обеспечена их
совместная работа с балками.
5 схема. Несимметричное уширение путем добавления одной балки с одной
из сторон, при этом из-за смещения оси существующего пролетного строения необходимо развитие ригеля опоры. Применяется при увеличении габарита более
чем на 3 м и, как правило, без дополнительного усиления (рис.8). Если увеличение габарита больше 7 м, то необходимо выполнить ТЭО.
Рис. 8.
6 схема. Симметричное уширение путем добавления балок с двух сторон, а
также с одновременным развитием ригеля и тела опоры. Применяется при увеличении габарита более чем на 3 м и, как правило, без дополнительного усиления
(рис.9).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
82
Рис. 9.
Если увеличение габарита больше 7 м, то необходимо выполнить ТЭО.
12.2. Усиление пролетных строений
Усиление пролетного строения возможно следующими способами:
1) Введение предварительно напрягаемых элементов: шпренгельная система
(рис.10).
Рис.10.
1 – кабель; 2 – анкер
2) Развитие высоты сечения главных балок: установка дополнительных листов, ребер жесткости (рис.11).
Рис.11.
3) Добавление главных несущих элементов (см. рис. 8 и 9).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
Оп.№4
Оп.№3
Оп.№2
Оп.№1
4) Установка дополнительных опор (рис.12).
83
Рис.12.
5) Изменение статической схемы: от разрезной перейти к температурно-
Оп.№5
Оп.№4
Оп.№3
Оп.№2
Оп.№1
неразрезной или неразрезной (рис.13 и 14).
Рис.13.
Рис.14.
6) Улучшение поперечного распределения нагрузки при количестве главных
несущих элементов не менее 3 путем установки дополнительных связей: поперечных, продольных, горизонтальных, вертикальных.
7) Комбинация изложенных выше способов.
13. Эксплуатация опор мостов
13.1. Общие сведения о капитальных опорах
Основные элементы опоры: опорные части; подферменники; ригель (насадка или оголовок); тело опоры; фундамент.
Тип опор: массивные; свайные; стоечные.
Материал опор: бетон; железобетон, бутобетон, металл, камень.
Материал опорных частей: резина; металл; железобетон.
Способ монтажа: монолитные; сборные.
Фундамент опор: на естественном основании; на свайном основании.
13.2. Основные дефекты опор
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
84
1) Общие деформации: осадка, сдвиг и крен. Причины образования.
1.1) Ошибки геологических изысканий, т.е. неправильная оценка физикомеханических характеристик грунтов.
1.2) Ошибки проектирования, т.е. недостаточная прочность конструкции
опоры и грунтового основания.
1.3) Осадки грунта в основании, оползневые явления, опасные размывы.
Признаки определения: изменение взаимного положения опорных частей и
пролетного строения (перекосы или угоны опорных частей).
2) Трещины. Причины образования.
2.1) Процессы замораживания и оттаивания в поверхностных слоях бетона,
особенно в зонах переменного уровня воды;
плохое уплотнение бетонной смеси;
чрезмерные усадочные явления;
применение материала низкой прочности.
2.2) В результате значительного давления ледяных полей, навала судов и
других силовых воздействий (проезд СНН).
2.3) Отступления от проектного положения и проектных размеров (значительный эксцентриситет).
2.4) Отсутствие свободного температурного перемещения пролетного
строения из-за заклинивания подвижных опорных частей.
2.5) Температурные трещины. Причиной появления трещин связано с неравномерным распределением температуры в массиве опоры (рис. 1). Температура наружных слоев отличается от температуры ядра, что приводит к разным значениям деформаций и возникновениям в опорах участков (колец) концентраций
напряжений.
Рис. 1.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
85
2.6) Сквозные трещины. Самые опасные трещины, что свидетельствует об
аварийном состоянии опоры. Вода попадает внутрь тела опоры и вымывает материал заполнения (бутобетон низкой прочности).
Способы определения трещин – визуальный осмотр или дефектоскопия.
3) Разрушение сливных площадок. Причины разрушения.
3.1) Недостаточный уклон площадок – 20‰.
3.2) Низкая прочность цементного раствора и его толщина.
Признаки определения – застой воды на горизонтальных поверхностях.
4) Угон и заклинивание опорных частей. Причины образования.
4.1) Коррозия скользящих частей.
4.2) Загрязнение опорных частей.
Признаки определения – крайнее положение опорных частей, вертикальные
трещины в подферменных площадках и ригеле, срез ограничительного зуба, отрыв опорных частей.
13.3. Надзор, содержание и ремонт опор
1) Надзор назначается в зависимости от применяемого строительного материала в конструкции пролетное строение.
Для осмотров подводных частей опор привлекаются специальные подразделения водолазов.
Для длительных наблюдений за положением опор целесообразно закладывать в конструкции опор контрольные марки и связывать их отметками с постоянными реперами с помощью теодолитных или нивелирных ходов.
2) Основные положения по содержанию:
2.1) Металлические детали опорных частей регулярно очищают от ржавчины и окрашивают. Рабочие поверхности смазывают графитовой эмульсией, состоящей из вязкого масла с добавлением графита.
Резиновые опорные части регулярно очищают от загрязнения и веществ, которые содержат жир, масло и вредные примеси, так как способны разрушить резину.
2.2) Подвижные опорные части необходимо возвращать в проектное положение с учетом фактической температуры на момент исправления их положения.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
86
Расчетное смещение осей балансиров относительно оси опорной плиты
(рис. 2):
  t  t ср  10   l ,
где
t
– фактическая температура воздуха, °С;
ратура для данной местности, °С;
применяемый
для
35.13330.2011);
l
стали

0,000012,
tср
– средняя годовая темпе-
– коэффициент линейного расширения,
а
для
железобетона
0,000010
(СП
– расстояние от неподвижной до рассматриваемой подвижной
опорной части, см.
Рис. 2.
2.3) На поверхностях подферменников и ригеля недопускается застой воды,
скопление мусора, грязи и посторонних предметов.
2.4) Периодически на горизонтальных поверхностях устраиваются сливные
площадки из цементного раствора с уклоном 20 ‰ по мере их разрушения.
2.5) В сборных свайных или стоечных опорах в уровне переменного горизонта
воды подлежат заделки трещины раскрытием более 0,2 мм, а также более 0,3 мм на остальных участках конструкции, рекомендуется, методом инъектирования.
2.6) При значительных локальных повреждениях отдельных свай или стоек
возможен следующий способ восстановления. Для этого вырубают бетон, очищают арматуру, по контуру сваи или стойки устанавливают дополнительный арматурный каркас и укладывают полимербетон (рис.3).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
87
Рис.3.
1 – арматурный каркас; 2 – полимербетон; 3 – опалубка
2.7) При значительных повреждениях большинства свай или стоек опоры
возможно переустройство ее из сборной в монолитную. Для этого все сваи или
стойки заключают в бетонный массив по периметру.
2.8) Для предупреждения разрушения раствора в швах сборных массивных
опор необходимо выполнять расшивку швов. Для этого швы очищают от слабого
раствора, пыли и грязи на глубину до 6 см и промывают струей воды. Подготовленные швы заполняют цементным или полимерным растворами. Наружной поверхности швов придают форму по вогнутой кривой.
2.9) При наличии сквозных трещин по периметру массивных опор устраивают стальные крепления, железобетонные пояса или на полную высоту железобетонные или стальные оболочки (рис.4).
Рис.4.
1 – тяжи; 2 – каркас из стальных балок и тяжей; 3 – пояс; 4 – сквозная трещина;
5 – анкеры; 6 – оболочка; 7 – штыри.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
88
2.10) Железобетонные пояса шириной до 1 м, толщиной 0,2 – 0,35 м. Для
сопряжения устанавливают анкеры под наклоном длиной от 0,5 до 1 м в количестве трех-четырех по высоте пояса через 1 м по периметру тела опоры.
2.11) Железобетонные оболочки толщиной до 40 см, армируются сетками,
которые закрепляются на теле опоры с помощью штырей. Размеры ригеля также
увеличиваются для передачи усилий от пролетного строения оболочке.
2.12) Металлические оболочки толщиной до 12 мм. Пространство между
оболочкой и телом опоры заполняется цементным раствором маркой М300.
2.13) В целях профилактики через 5 лет выполняется гидрофобизация бетонных поверхностей опор.
От уровня земли до уровня высокого горизонта воды устраивается холодная
обмазочная гидроизоляция, следующих составов:
1) битум марки БН-III – 70%; растворитель (бензин, солярка) – 30%.
2) битум марки БН-IV – 55%; растворитель – 25%; асбест – 20%.
Обмазочную гидроизоляцию выполняют в два слоя по грунтовочному слою.
В качестве грунтовки используют битум – 30% и растворитель – 70%.
На конструкцию выше переменного уровня воды наносятся защитные лакокрасочные покрытия.
13.4. Реконструкция капитальных опор. Уширение опор
При уширении опор следует в максимальной степени использовать существующие конструкции и без переустройства фундаментов с учетом упрочнения
грунтов от длительной эксплуатации.
Уширение опор возможно по трем схемам:
1схема. Уширение только ригеля.
2 схема. Уширение ригеля и тела опоры.
3схема. Уширение всей опоры с фундаментом.
При уширении по 1схеме, наращиваемая часть ригеля, должна быть надежно соединена с существующей конструкцией. Наращиваемая часть ригеля
может быть выполнена из железобетона, предварительно напряженного железобетона или прокатных стальных элементов (рис.5).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
89
Рис.5.
При уширении опор по 2 схеме, развитие тела и ригеля осуществляют не
более 3 м в каждую сторону, по следующим вариантам.
2.1) Превращение свайной опоры в свайно-стоечную.
2.2) Установка дополнительных подкосов в виде стоек (рис.6).
Рис.6.
Подкосы выполняют из металлических или железобетонных элементов. Для
восприятия распора от подкосов к ригелю сбоку или снизу прибетонируют охватывающие пояса арматуры.
2.3) Превращение стоечной опоры в опору-стенку.
2.4) Прибетонирование бетонных массивов в свайных опорах (рис.7).
Рис.7.
2.5) Прибетонирование бетонных массивов в столбчатых опорах (рис.8).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
90
Рис.8.
2.6) Прибетонирование бетонных массивов в массивных опорах (рис.9).
Рис.9.
При уширении массивной опоры более 2 м в каждую сторону пристраиваемые железобетонные массивы поверху и понизу должны быть прикреплены охватывающими железобетонными поясами через 3–4 м по высоте опоры. При значительном наклоне торцевых граней массивных опор допускается устройство ж/б
массивов только в верхней части опор (рис.9, а).
Уширение опор по 3 схеме может быть двухсторонним симметричным или
несимметричным, а также односторонним (рис.10).
Рис.10.
Береговые опоры (устои) уширяют добивкой свай с развитием в обе стороны ригеля и шкафной стенки (рис.11).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
91
Причем сваи могут быть забиты как в заранее уширенные конуса (рис.11, а),
так и до отсыпки новой части конуса (рис.11, б).
Массивные устои с обратными стенками и открылками уширяют путем забивки свай с двух сторон, развитием ригеля или устройством нового ригеля, а
также возведением с двух сторон Г-образных в плане пристроек (рис.11,в).
а - расширение насадки с объединением по сваям; б - забивка дополнительных свай в заранее
уширенную насыпь; в - пристройка конструкций к массивным устоям
1 - существующий ригель (насадка); 2 - удаленный открылок; 3 - монолитные конструкции
уширения; 4 - сборные конструкции уширения; 5 - дополнительные сваи
Рис.11.
При значительных размерах обратных стенок массивные устои уширяют забивкой свай в двух плоскостях – у начала и конца устоя, а просвет между ними
перекрывают плитными или балочными пролетными строениями.
13.5. Реконструкция капитальных опор. Усиление фундаментов опор
Фундаменты на естественном основании усиливаются путем их уширения.
Усиление свайного фундамента осуществляется путем забивки дополнительных свай и развитием ростверка.
Способы усиления фундаментов устоев:
1) Замена грунта насыпи на грунт с большим значением угла внутреннего
трения.
2) Устройство в основании контрфорсов или распорных креплений в виде
распорки и массивного упора, который заанкерен в грунте.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
92
3) Добавление пролетов, что обеспечивает перекрытие неустойчивого грунтового участка.
4) Укрепление грунтового основания различными химическими способами,
например, замораживание.
14. Эксплуатация подходов к мостам и регуляционных сооружений
Подход к мосту – это участок насыпи земляного полотна дороги, примыкающий к мосту и служащий для въезда и съезда с моста транспортных средств.
Конструкция земляного полотна на подходе в основном та же, что и на дороге, за
исключением повышенных требований к физико-механическим свойствам грунта
и его уплотнению, а также конус и откосы подхода имеют укрепления.
В плане (рис.1) длина подхода, т.е. переход от увеличенной ширины земляного полотна к нормальной на дороге осуществляется на длине 15 – 25 м. Особенности установки ограждений безопасности на подходах: общая длина более 18
м; первые 6 м идут в створе моста, а затем отгон 1:20.
Рис.1.
Поперечные профили конуса насыпи
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
1: 2
1:1
2
30%
,25
1:
1,
75
ГВВ
4м
1:
5
1,
6-8 м
1:
до 6 м
1:
2
,5
ГВВ
6-8 м 6-8 м 6-8 м
93
25
1:2,
Рис.2.
Регуляционные сооружения – это защитные сооружения, служащие для
обеспечения более плавного протекания воды под мостом, а также отвода пойменных течений от конусов насыпей и откосов подходов.
Типы регуляционных сооружений
1) Струенаправляющие дамбы. Служат для плавного входа верхового потока в створ моста и отвода его вниз по течению. Дамбы представляют собой насыпи из песчаного грунта трапециевидного очертания шириной поверху не менее 2
метров. Конец дамбы, называется головой, шире в 2 – 2,5 раза основной части.
Крутизна откосов с речной стороны 1:2 – укрепление каменной наброской или бетонными плитами. Крутизна откосов с пойменной стороны 1:1,5 – укрепление
легкого типа (одерновка). Крутизна откосов головы 1:3 – укрепление каменной
наброской или бетонными плитами.
Рис.3.
1 – струенаправляющая дамба; 2 – береговое укрепление; 3 – траверса; 4 – запруда
2) Береговое укрепление. Служит для защиты береговой линии, подходов
насыпей и других регуляционных сооружений от размывов. Типы укреплений:
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
94
2.1) Посев многолетних трав по слою растительного грунта.
2.2) Одерновка – укладка свежесрезанного лугового дерна, сплошным слоем
или в клетку. Толщиной от 6 до 12 см.
2.3) Каменная наброска. Используется рваный или колотый камень. Толщина наброски определяется расчетом.
2.4) Бетонный плиты. Размерами:
0,7х0,7х0,08 м; 0,5х0,5х0,08 м; 1,0х1,0х0,16 м; 1,0х1,0х0,2 м.
2.5) Железобетонные плиты. Размером: 2,5х3,0х 0,16 м или 2,5х3,0х0,2 м.
2.6) Монолитные бетонные карты. Размером: 3,00х1,80х0,12 м. Карты армируют металлическими сетками и швы заполняют асфальтобетоном.
2.6) Габионы. В виде сетки или ящика из гибкой проволоки, заполненные
камнем твердых пород. Предназначены для защиты при бурных потоках.
2.7) Лесопосадки преимущественно из ивы. Для гашения скоростей течения
и волн вдоль береговой линии.
Подробно конструкции укреплений конусов насыпей, откосов подходов и
регуляционных сооружений изложены в учебнике: Гайдук К.В. и др. Содержание
и ремонт мостов и труб на автомобильных дорогах. М.: Транспорт, 1976. – 296 с.
3) Траверсы. Короткие дамбы, устраиваемые в поперечном направлении к
оси подхода под углом 70 – 90 градусов с верховой стороны. Защищают земляное
полотно от размыва.
4) Запруда. Короткие дамбы, устраиваемые в наиболее узком месте рукавов
или протоков, для предотвращения перемещения русла.
5) Заилители. Представляют собой решетчатые щиты, водобойные колодцы
и предназначены для уменьшения скорости течения реки, что способствует образованию искусственных отложений грунта.
14.1. Основные дефекты и повреждения подмостового пространства
1) Косоструйность водного потока (рис.4), что приводит к значительным
размывам подходов насыпей и берегов. Причины – ошибка с направлением тече-
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
95
ния реки на стадии проектирования, а также отсутствие или неправильное расположение регуляционных сооружений.
Рис.4.
2) Боковое смещение русла при частичном заиливании старого русла и размыве нового (рис.5). Причины – косое пересечение реки.
Рис.5.
3) Затор русла (рис.6), что приводит к уменьшению отверстия и увеличению
скорости течения реки. Причины – корчеход, строительный мусор.
Рис.6.
4) Размыв у опор, что приводит к нарушению устойчивости опоры при величине размыва (общего, сосредоточенного и местного) превышающего проектное значение. Причины – стеснение водного потока подходами и русловыми опорами, увеличение скорости течения, а также при набегании водного потока на
опору происходит отклонение части струй в сторону дна.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
96
5) Разрушение укрепления конусов насыпей и откосов подходов. Причина –
размывы; просадка грунта из-за недостаточного уплотнения; сильный ледоход,
паводок и корчеход; недостаточная прочность укрепления.
6) Порожек на проезжей части в зоне переходных плит. Причина – просадка
грунта из-за недостаточного уплотнения; вымывание грунта из-под переходных
плит и поперечного лежня из-за неправильного водоотвода.
14.2. Надзор, содержание, ремонт подходов и регуляционных сооружений
1) Состав мероприятий и сроки проведения надзора зависят от типа основного строительного материала самого иссо.
2) Содержание за подходами и регуляционными сооружениями включает.
2.1) Состав работ по уходу.
– Планировка и очистка обочин, а также очистка покрытия проезжей части.
– Очистка водоотводных лотков на подходах.
– Выправка поврежденных направляющих планок барьерного ограждения.
– Пропуск ледохода и паводка.
– Очистка конусов, откосов подходов и регуляционных сооружений от грязи, наносов грунта, растительности.
– Засыпка промоин в конусах и откосах подходах.
2.2) Состав работ по профилактике.
– Восстановление ровности покрытия проезжей части на подходах.
– Восстановление или организация водоотвода на подходах.
– Расчистка русла от наносов или посторонних предметов.
– Укрепление берегов.
2.3) Состав работ по ППР.
– Замена покрытия проезжей части.
– Выравнивание профиля проезда на подходе за счет досыпки насыпи.
– Ремонт водоотводных устройств.
– Восстановление укрепления конусов и откосов подходов и регуляционных
сооружений.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
97
2.4) Состав работ по ремонту.
– Ликвидация размывов путем засыпкой грунтом или каменным материалом с перекладкой переходных плит.
– Устройство новых или дополнительных регуляционных сооружений по
специальным проектам при значительных размывах берегов, конусов и откосов
подходов.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
98
15. Эксплуатация наплавных мостов, паромных переправ
Наплавные мосты и паромные переправы сравнительно дешевые сезонные
сооружения, состоящие из инвентарных конструкций (понтоны, плавучие средства: баржи, катера).
Место расположения сооружения выбирается по критерию наименьшего
срока открытия движения:
– на прямых, глубоких участках реки, где могут быть применены менее
мощные буксирные средства и якорные закрепления.
– в местах существующих дорожных подходах и причальных сооружений.
Не рекомендуется наводить мост или организовывать паромную переправу
ближе 150 м от отмелей, островов, сооружений, а также от устьев выше впадающих притоков.
Запас воды под днищем плавсредств у берега или в движении при наибольших осадках должен быть не менее 0,4 м. Под винтами буксирных средств запас
глубины принимается не менее 0,6 м.
Для типовых проектировок расчетный перепад температур принимается от
0 до +40 ºС.
На переходных пролетах наплавных мостов при их длине до 15 м допускается продольный уклон до 120‰ при условии обеспечения сцепления колес с настилом. На русловых пролетах моста продольный уклон не более 7‰.
15.1. Конструкции наплавных мостов
Наплавной мост представляет собой несколько отдельных плавучих опор,
объединенных пролетным строением.
В качестве плавучих опор используют металлические понтоны.
Понтон типа НЖМ-56 имеет носовую секцию с санообразным обводом
(размеры: 9000х2600х1350, переменное сечение по длине 1780) и кормовую секцию в виде параллелепипеда (размеры: 9000х2600х1350). Соединение понтонов в
уровне днища осуществляется с помощью зацепов, а в уровне палубы в виде
стяжных болтов.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
99
Понтон типа КС (в виде параллелепипеда) имеет размеры 7200х3600х1800.
Соединение понтонов производится болтами по продольным и поперечным ребрам.
Наплавной мост обычно состоит (рис.1) из речной, береговых и переходных
частей, имеет поперечные и продольные горизонтальные закрепления.
Русловая часть – это сам наплавной мост, перекрывающий глубоководную
часть водной преграды. Пролетное строение речной части установлено на плавучие опоры (понтоны или баржи).
Рис.1.
Береговые части моста представляют собой эстакады на подъемных опорах.
Переходные части моста представляют собой качающиеся пролетные
строения (аппарель), обеспечивающие плавный переход транспорта с моста на
берег.
Поперечное закрепление моста, обычно якорное, удерживает мост от сноса
его силой течения воды или поперечного ветра. Продольное закрепление тросами
концов речной части за берега исключает возможность ее смещения к одному из
берегов при продольном ветре или торможении тяжелых машин на мосту.
Система наплавного моста определяется конструкцией его речной части.
Существует три основных систем речной части: разрезная, шарнирная и неразрезная (рис.2).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
100
Рис.2.
Основное их различие – в способах соединения паромов или отдельных
пролетных строений по длине моста.
В разрезной системе речная часть состоит из отдельных плавучих опор или
отдельных паромов, соединенных свободно опирающимися или шарнирно присоединенными переходными пролетными строениями (рис. 2, а, б).
Плавучие опоры в разрезной системе работают раздельно. Каждая опора
воспринимает почти весь вес проходящей по мосту тяжелой машины. Для этого
понтоны опоры должны иметь большие размеры, что затрудняет их перевозку.
Разрезная система применяется лишь в мостах-лентах из барж большой грузоподъемности.
Шарнирная система представляет собой составные части моста, соединенные шарнирами в уровне проезжей части (рис. 2, в, г).
Вес одиночной транспортной единицы воспринимается несколькими понтонами, объем которых поэтому меньше, чем в разрезной системе. Понтоны легче
перевозить.
Шарнирная система целесообразна для мостов-лент из барж небольшой
грузоподъемности.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
101
Мост неразрезной системы (рис.2, д) имеет по всей длине речной части неразрезное пролетное строение. Все прогоны всех паромов по длине моста соединяются жесткими стыками.
Временная нагрузка воспринимается многими плавучими опорами. Изгибающий момент в пролетном строении больше, а объем плавучих опор еще
меньше, чем при шарнирной системе, что уменьшает потребность в автомобилях
для перевозки разборного имущества. По сравнению с разрезной и шарнирной
системами живучесть моста выше.
Неразрезная система применяется во всех мостах из современных понтонных парков.
15.2. Конструкции паромных переправ
В качестве парома могут использоваться плавучие средства в виде барж
грузоподъемностью до несколько тысяч тонн.
Применяют одиночные: баржи-площадки грузоподъемность 300 – 1500 т
или открытые и бункерные баржи грузоподъемность 1000 – 4000 т.
Применяют секционные составы из 2 – 3 барж-площадок или открытых
барж, соединяемых автосцепкой. Грузоподъемность достигает 15000 т.
Передвижение паромов от берега к берегу может быть обеспечено:

буксировкой на тросе или толканием буксирными катерами;

использованием в качестве паромов самоходных барж;

буксировкой на тросе от тягача или лебедки на берегу (пароме).
Надзор, содержание и ремонт наплавных мостов и паромных переправ
Надзор за наплавными мостами и паромными переправами такой же как и
за деревянными иссо. С наступлением холодов режимные наблюдения за водотоком (река, канал, водоем) ведутся ежедневно.
Основными задачами содержания являются обеспечение безопасного и бесперебойного движения транспортных средств и людей по сооружению и безопасного прохода судов на судоходных реках, обслуживание причальных устройств,
буксиров.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры
102
В темное время суток сооружения должны быть освещены. На судоходных
реках сооружения должны быть оборудованы навигационными знаками.
На сооружениях необходимо регулярно: очищать от мусора и грязи грузовые платформы и проезжую часть, механизмы разводки и причальные устройства;
обеспечить отвод воды с конструкций вплоть до откачки воды; производить смазку механизмов и тросов; поддерживать установленный режим эксплуатации; проветривать в сухую погоду внутренние помещения плавучих опор для предупреждения коррозии; окрашивать металлические элементы, а деревянные просмаливать; при ослаблении якорных закреплений плавучих опор подтягивать канаты
или производить их утяжеление.
На зимний период наплавные мосты и паромные переправы убирают в затоны. Место стоянки понтонов защищают ледорезами.
Наплавные мосты зимой сохраняют при интенсивном движении и слабом
ледяном покрове. Для этого вокруг моста устраивают и всю зиму поддерживают
майну, а понтоны и якорные канаты регулярно очищают от наледей. Днища плавсредств очищают путем протаскивания стального троса.
Повреждения обшивки плавучих опор необходимо безотлагательно ликвидировать. В качестве временных мер можно применить деревянные пробки при
маленьких отверстиях; при больших отверстиях приварка стальных листов газовой сваркой или брезентовые пластыри, заводимые снаружи на корпус плавучей
опоры, а также тампонирование пробоины изнутри быстротвердеющим бетоном.
Грузовая палуба паромов должна быть ограждена колесоотбойным брусом,
а площадка для перевозки пассажиров отгорожена от грузовой палубы, а со стороны борта перилами с поручнями.
На подходе к переправе должны быть установлены шлагбаумы и соответствующие дорожные знаки, и ограждение для организации безопасного движения в
зоне переправы или наплавного моста.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, ч.1», 4 курс, АМиТ, бакалавры