Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 ч.

advertisement
А.В. Картопольцев
КУРС: «ЭКСПЛУАТАЦИЯ
И РЕКОНСТРУКЦИЯ
МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ,
ЧАСТЬ 2»
Дорожно-строительный факультет
профиль подготовки АМиТ
Томск
2
1 Определение КПУ пролетных строений мостов
КПУ (коэффициент поперечной установки) – показывает долю временной
нагрузки приходящейся на каждый несущий элемент пролетного строения. КПУ
определяется одним из способов пространственного расчета мостов, которые
основаны на теории строительной механики с точностью достаточных для
практических целей.
Все существующие способы пространственного расчета мостов могут быть
разделены на три класса, в которых пролетные строения рассматриваются:
1) как стержни и системы стержней сплошного сечения;
2) как пластинки и оболочки;
3) как тонкостенные стержни и системы тонкостенных элементов.
К первому классу могут быть отнесены конструкции пролетных сечений,
которые по условиям их пространственной жесткости работают как тела,
имеющие форму брусьев. Пространственная жесткость таких конструкций
характеризуется тем, что из трех их измерений в пространстве два (высота и
ширина) выражаются величинами, мало отличающимися одна от друга, а третье
измерение (длина) представляет собой большую величину.
К первому классу относятся следующие способы: способ рычага; способ
внецентренного сжатия; способ упругих опор; все способы, в которых пролетное
строение рассматривается как балочный ростверк, т.е. плита включена в сечение
главных балок: способ Б.П. Назаренко, способ Х. Хомберга и др.
Ко второму классу могут быть отнесены пролетные строения, которые
рассматриваются как тонкие плоские или усиленные ребрами плиты, а также как
оболочки или как другие тонкостенные конструкции. В таких конструкциях из
трех измерений в пространстве: два (длина, ширина) измеряются величинами
одного порядка, а третье измерение (высота) представляет собой малую величину
относительно двух первых измерений.
У этому классу могут быть отнесены способы: И.Г. Бубнова, А.С. Малиева,
Б.Е. Улицкого, Р.Д. Степанова, Л.В. Семенца и др.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
3
К третьему классу могут быть отнесены пролетные строения, которые
рассматриваются как тонкостенные стержни или как системы, состоящие из
тонкостенных элементов. В таких конструкциях все три основных измерений
выражаются величинами разных порядков: (высота) представляет малую
величину по сравнению с (шириной), а (ширина) мала по сравнению с (длиной)
конструкции.
К этому классу относятся способы: Н.И. Поливанова, В.З. Власова, А.А.
Уманского и др.
Способ рычага
В этом способе принято допущение, что несущие элементы поперечного
сечения могут работать независимо один от другого. Используется для
определения КПУ в пролетных строениях с двумя главными балками (рис.1), в
коробчатых пролетных строениях (рис.2, 3), а также в плитно-ребристых
монолитных или ребристых сборных пролетных строениях с количеством балок
более двух при загружении опорных участков пролета, где отсутствуют прогибы
балок (рис.4).
РА РА
РА
Рт
РА РА
РА
с двумя балками
у3
у4
0
1,0
л.в. Б1
1,0
ут
Рис.1.
0
у4
у3
Б1
у2
1,0
у1
ут
Б1
РА
у2
РА
у1
1,0
Рт
л.в. Б1
Рис.2.
коробчатое пролетное строение
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
4
Рт
Б1
Б3
Б4
л.в. Б2
0
Рис.3.
0
у4
у3
1,0
у2
1,0
1,0
у4
у3
у2
у1
1,0
1,0
ут
л.в. Б1
Б5
л.в. Б1
0
у1
0
ут
Б1
Б2
РА
у3
РА
1,0
у2
РА РА
РА РА
у1
0
РА
1,0
Рт
РА
л.в. Б3
Рис.4.
коробчатое пролетное строение
в опорном сечении
Для нагрузки от толпы на тротуаре КПУ для крайней балки равен ординате
на линии влияния опорного давления для крайней балки под центром тротуара.
Для двухосных тележек
КПУ Р 
у1  у 2 у3  у 4

.
2
2
Для полосовой нагрузки
КПУ  
у  у4
у1  у 2
S 3
,
2
2
где S = 0,6 – коэффициент многополостности.
Если колеса нагрузок находятся за пределами линии влияния, то значения
ординаты принимаются равными нулю.
Способ внецентренного сжатия
Способ основан на допущении, что поперечная конструкция пролетного
строения имеет настолько большую жесткость, что его поперечное сечение можно
рассматривать как абсолютно жесткое недеформируемое. Балки пролетного
строения в поперечном направлении соединены между собой абсолютно
жесткими связями, поэтому наиболее нагруженными при расчете по этому методу
всегда будут крайние балки.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
5
Способ эффективен для «узких» мостов, когда длина пролета вдвое и более
больше его ширины.
Строится линия влияния (рис.5) при одинаковой жесткости балок по
ординатам крайних балок, которые определяются по формуле:
RКБ 
Б2
у1
1
R 1
ут
Б1
РА РА
РА
Б3
Б4
у4
РА
 a12  a22  a32 .
2
i
у2
у3
Рт
a
Б5
Б6
1
R 6
где n – количество балок;
aa
1
 i 12 ,
n 2 ai
л.в. Б1
а3
а2
а1
Рис.5.
Ординаты линии влияния балки Б1:
R11 
1
aa
1
aa
 1 1 2 , R61   1 1 2 .
n 2 ai
n 2 ai
Ординаты линии влияния балки Б2:
R12 
1
aa
1
aa
 2 1 2 , R62   2 1 2 .
n 2 ai
n 2 ai
Ординаты линии влияния балки Б3:
R13 
1
aa
1
aa
 3 1 2 , R63   3 1 2 .
n 2 ai
n 2 ai
Если в сечении нечетное количество балок , то ордината для центральной
балке равна
1
.
n
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
6
При различной жесткости балок линия влияния строится по ординатам
крайних балок, которые определяются по формуле:
RКБ 
J i 
aa 
1 i 1 2  .
 J i  2 ai 
После построения линии влияния определяют КПУ для нагрузки:
Для двухосных тележек
КПУ Р 
у1  у 2 у3  у 4

.
2
2
Для полосовой нагрузки
КПУ  
у  у4
у1  у 2
S 3
,
2
2
где S = 0,6 – коэффициент многополостности.
Способ упругих опор
В основу метода положено предположение, что поперечная конструкция
пролетного строения представляет неразрезную балку на упругих опорах,
которыми являются главные балки.
Способ используется для расчета «широких» мостов, когда ширина пролета
вдвое и более больше его длины.
Линия влияния зависит от размеров пролетного строения и жесткостного
коэффициента
 , который определяется по формуле:
l3 Jb
  12,8 4 
l p J пл ,
где
l – расстояние между балками, м;
l p – расчетная длина пролетного строения, м;
J b – момент инерции сечения главной балки, м4;
3
J пл  1 hпл
12 , м4 – погонная жесткость плиты проезжей части.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
7
В зависимости от значения коэффициента жесткости
 и количества
главных балок строится линия влияния для каждой балки.
Ординаты для линий влияния имеются в книге: Поливанов Н.И.
Проектирование и расчет железобетонных и металлических автодорожных
мостов. М.: Транспорт, 1970. – 624 с.
После построения линии влияния определяют КПУ для нагрузки:
Для двухосных тележек
КПУ Р 
у1  у 2 у3  у 4

.
2
2
Для полосовой нагрузки
КПУ  
у  у4
у1  у 2
S 3
,
2
2
где S = 0,6 – коэффициент многополостности (для второй колонны).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
8
2 Грузоподъёмность мостов. Способы ее определения
Грузоподъемность является один из основных общефункциональных параметров, определяющий безопасный режим эксплуатации мостов.
Под грузоподъемностью понимается масса временной вертикальной нагрузки, безопасный пропуск которой возможен по сооружению без каких-либо
ограничений и при сохранении всеми элементами конструкции своих функций.
Единица измерения – тонна.
В форме №6 “Состояние сооружения” технического паспорта необходимо
указать сведения по грузоподъемности: общую массу и массу на ось транспортного средства в потоке и при одиночном проезде.
Для мостов характерны два вида грузоподъемности.
Нормативная грузоподъемность qн – соответствует состоянию сооружения,
при котором конструкция способна обеспечить движение пешеходов и транспорта
определенного вида (шесть видов эталонных транспортных средств) без ограничения по скорости и массе, в соответствии с действующими нормами проектирования.
Наибольшая нормативная грузоподъемность по СП 35.13330.2011 для капитальных мостов на автомобильных дорогах I – III технической категории составляет:
В потоке А14: общая – 39 т, на ось – 15 т. Движение без ограничения по
скорости и интервалу.
Одиночная Н14: общая – 100 т, на ось – 25 т. При следующих условиях:
– на мосту не должны находиться другие транспортные средства;
– движение должно осуществляться по оси проезжей части;
– скорость движения не должна превышать 10 км/час.
Фактическая грузоподъемность qф – соответствует состоянию сооружения,
при котором обеспечивается безопасная эксплуатация с учетом появившихся дефектов при установленном безопасном режиме эксплуатации.
Фактическая грузоподъемность сравнивается с нормативной:
qф  qн
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
9
Т0 – период приработки до 5 лет.
qф %
1случай – qф  qн – грузоподъ-
Реконструкция
60%
емность сооружения 100%.
Ремонт
2случай – qн  qф  0,9qн – грузоподъемность моста снижена до 10% –
25%
назначается уход и профилактика.
ППР (мелкий ремонт)
3случай – 0,9qн  qф  0,4qн –
10%
грузоподъемность моста снижена от
10% до 60% – назначается ремонт.
Уход и прафилактика
t
4случай – qф  0,4qн – грузо-
T0
подъемность моста снижена более
60% – назначается реконструкция.
Способы определения фактической грузоподъемности иссо:
1) Способ сопоставления. При данном способе временные нормативные
вертикальные нагрузки, которые действовали на момент проектирования моста,
сравниваются с временными нормативными вертикальными нагрузками, действующие в настоящее время.
2) Способ привязки. При данном способе осуществляется сравнение данных
об эксплуатируемом сооружении с данными типовых проектов или с проектами
повторного применения. Возможна привязка к сооружению такой же конструкции, для которой грузоподъемность уже известна.
3) Способ пересчета. При данном способе осуществляется перерасчет по
фактическим размерам элементов конструкции, данным по их армированию и
прочностным характеристикам материалов. Исходные данные для пересчета определяются во время обследования.
4) Способ испытаний. Грузоподъемность определяется по результатам статических испытаний.
За фактическую грузоподъемность мостов принимается грузоподъемность
наиболее слабого элемента, как правило, пролетного строения.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
10
Для третьего способа пересчета разработаны следующие методы оценки
фактической грузоподъемности.
1. Метод классификаций. На основе результатов обследования элементов
моста составляется классификационная ведомость, где каждый дефект классифицируется по влиянию на грузоподъемность. В конечном итоге на основе полученных данных определяется грузоподъемность сооружения.
2. Метод на основе эквивалентной нагрузки. Основу метода составляет зависимость вида:
qф 
 ВМ ф
 aT 
1
a1 



Cb
1


Дq

,
Т
П

nКПУ 1     l 2
a
а

1 

 – коэффициент корреляции; КПУ – коэффициент поперечной установки; 1    – динамический коэффициент;
где n – коэффициент условия работы;
В, С, Д – коэффициенты, характеризующие статическую схему сооружения;
– для разрезной системы В = 8; С = 0,56; Д = 1,1;
– для неразрезной системы В = 8,9; С = 0,56; Д = 0,83.
М ф – фактический изгибающий момент; l – длина пролета; bТ – ширина тротуара; aТ – конструктивный размер установки нагрузки в наиневыгоднейшем положении; a1 – расстояние между соседними балками пролетного строения; q П –
параметр постоянной нагрузки; а – расстояние между крайними балками.
М ф  Wбр R ,
где Wбр – момент сопротивления; R – расчетное сопротивление.
Wбр  J бр у ,
где J бр – момент инерции;
у – расстояние до нейтральной оси.
3. Метод на основе разрушающих усилий. Основу метода составляет зависимость вида:
qф 
q вр
разр
н
К зап
,
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
11
вр
где qф – фактическая грузоподъемность; q разр – временная эквивалентная
н
разрушающая нагрузка; К зап
– нормативный коэффициент запаса, который опре-
деляется по специальным графикам.
q вр
разр 
Wбр R

,
где Wбр – момент сопротивления; R – расчетное сопротивление материала;
 – грузовой коэффициент, который определяется по специальным таблицам.
4. Нормативный метод.
ОДН 218.0.032-2003 «Временное руководство по определению грузоподъемности мостовых сооружений на автомобильных дорогах», который включает
следующие этапы:
1 этап. Определение предельного изгибающего момента М ПР с учетом
фактического состояния главного несущего элемента пролетного строения по
следующей формуле:
М ПР  WФ  Rу  m ,
где Wф – фактический момент сопротивления главного несущего элемента;
R у – расчетное сопротивление при изгибе материала;
m – редуцирующий коэффициент, учитывающий имеющиеся дефекты, которые снижают грузоподъемность.
Фактическое состояние несущего элемента определяется фактическими
геометрическими параметрами поперечного сечения и фактической прочностью
материала.
2 этап. Определение изгибающего момента от постоянной нагрузки М П ,
который определяется от собственного веса элементов пролетного строения на
один главный несущий элемент, по следующей формуле:
q  L2Р
МП 
,
8
где q – интенсивность собственного веса элементов пролетного строения,
как самого главного несущего элемента, так и собственного веса от элементов
мостового полотна и слоев покрытия, который приходится на один главный несущий элемент пролетного строения.
3 этап. Определяется предельная величина изгибающего момента от временной нагрузки, по следующей формуле:
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
12
М ВР  М ПР  М П .
4 этап. Определяется величина класса К при загружении пролетного строения нормативной нагрузкой АК и при загружении пролетного строения одиночной нагрузкой НК. Схемы загружения нормативной нагрузкой вдоль и поперек
пролетного строения должны полностью соответствовать требованиям п. 6.12, п.
6.22, п. 6.23 СП 35.13330.2011.
Величина класса К для АК определяется по следующей формуле:
М ВР  (1   )  [ КПУ АТ   Тf 10  К  2  Y  КПУ А   f  К  ] ,
где 
f
– коэффициент надежности по нагрузке, следовательно
K
(1   )  [ КПУ АТ
М ВР
  Тf 10  2  Y  КПУ А   f   ] .
Величина класса К для НК определяется по следующей формуле:
НК
М ВР  (1   )  КПУ НК   НК
,
f 18  К  Yi
следовательно
К
М ВР
(1   )  КПУ НК   НК
 18   Yi НК .
f
3 Реконструкция железобетонных мостов
3.1 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. 3.1, 3.2.
Данная группа включает следующие схемы уширения:
1 схема. Увеличение только пешеходного габарита с целью повышения
пропускной способности тротуаров (см. рис. 3.1).
2 схема. Увеличение габарита проезжей части путем смещения тротуарных
блоков с заменой их на новые (см. рис. 3.2, а, б, в).
3 схема. Увеличение габарита проезжей части путем удаления существующих тротуарных блоков (см. рис. 3.2, г и д).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
13
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 пролетного 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. 3.3, 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. 3.3). 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.
3.4).
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.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
14
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.
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. 3.5.
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.3.5).
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. 3.6.
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.3.6).
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.3.6).
Данная группа Д включает следующие схемы уширения:
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
15
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.
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.3.7).
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. 3.7.
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.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
16
Рис.3.1. Группа А. Увеличение
ширины тротуаров
Рис.3.3. Группа Б. Схемы уширения
монолитной накладной плитой
Рис.3.2. Группа А. Удаление или смещение
тротуаров
Рис.3.4. Группа Б. Схемы уширения
ребристой накладной плитой
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
17
Рис.3.5. Группа В. Схемы уширения
добавлением по одной балке
Рис.3.6. Группа Г и Д. Схемы уширения
с добавление нескольких балок
с каждой стороны
Рис.3.7. Группа Е. Схемы комбинированных методов уширения
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
18
3.2 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. 3.8).
1
1
4
4
3
2
3
2
1 - существующая арматура; 2 - защитный слой;
3 - арматура усиления; 4 - коротыш
Рис. 3.8.
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.3.9). Очертание их
может быть прямолинейным или полигональным. При прямолинейном очертании
уменьшаются только изгибающие моменты, а при ломаном – изгибающие
моменты и поперечные силы.
Рис.3.9.
Шпренгели могут быть сделаны из кабелей. Кабели могут быть составлены:
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
19
– 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.
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.
Разрезная система превращается в температурно-неразрезную (см. рис.
Рис. 3.10.
Радикальный способ усиления и обладает большим эффектом.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
Оп.№5
Оп.№4
Оп.№3
Оп.№2
Оп.№1
3.10).
20
4 Способы объединения элементов пролетных строений
Для схем уширения приставляемыми балками без устройства накладной
плиты при удовлетворительном состоянии гидроизоляции в средней части проезжей части существующего пролетного строения, все слои удаляют вдоль тротуаров, оголяя продольный стык омоноличивания, а асфальтобетонное покрытие
удаляют на всей площади моста. Причем арматуру плиты приставляемых балок
стыкуют с оголенными накладками, а бетон омоноличивания доводят до уровня
существующего защитного слоя, поверх которого укладывают новый изоляционный слой, см. рис. 4.1.
При стыковке конструкций с различными статическими схемами (например
разрезные балки с неразрезными) допускается объединять их не по всей длине, а
на участках с однозначной эпюрой изгибающих моментов.
Рис. 4.1. Схема стыковки балок без удаления одежды на существующей части пролетного
строения (с устройством дополнительного изоляционного слоя):
1 - приставляемая балка; 2 - существующая балка; 3 - бетон омоноличивания; 4 - арматура, стыкуемая с накладкой; 5 - существующие слои одежды (покрытие удалено);
6 - новые слои одежды
В схемах уширения железобетонных ребристых пролетных строений с добавлением балок и максимальным приближением их к существующим конструкциям объединение конструкций между собой в поперечном направлении должно
осуществляться с обязательной стыковкой поперечной арматуры в двух уровнях,
см. рис.4.2. В схемах с устройством монолитной вставки по всей высоте балок
при объединении одного уровня арматуры плиты предусматривают объединение
по низу балок накладками, болтами и захватами.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
21
Рис. 4.2. Схема стыковки балок с помощью накладок (а, в), болтов (б), захватов (г):
1 - монолитный бетон плиты; 2 - выпуски арматуры; 3 - хомут каркаса; 4 - монолитный бетон
вставки; 5 - выкол бетона; 6 - приваренная пластина; 7 - стыковая накладка; 8 - закладная деталь; 9 - просверленное отверстие; 10 - болт; 11 - оголенный хомут; 12 - основная арматура;
13 - сварка; 14 - граница опалубки; 15 - поперечная балка; 16 - удерживающая полоса, приваренная к выпускам; 17 - клей; 18 - упор; 19 - опалубка
Объединение накладной плиты для совместной работы с существующими
главными несущими элементами выполняют с помощью арматурных или болтовых анкеров (упоров).
Для объединения плит используют:
1) шпоночные соединения с гибкой и жесткой арматурой, устраиваемые
заполнением бетоном окон в плите существующих балок при устройстве моноКурс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
22
литной плиты или совмещенных окон в блоках сборной накладной плиты и плиты
существующих балок (рис. 4.3, а-г);
2) жесткие упоры из отрезков профильного металла (рис. 4.3, e), крепящиеся к металлическим пластинам,
3) гибкие анкеры (рис. 4., ж), приваренные к оголенной верхней арматуре
существующих балок;
4) болтовые соединения на высокопрочных болтах (рис. 4.3, д);
5) склеивание полимерными материалами.
Число анкеров и их несущую способность следует определять расчетом.
Рис. 4.3. Узлы объединения накладной плиты с существующими балками:
а) - железобетонная шпонка объединения монолитной накладной плиты; б) - бетонная штопка
присоединения сборной накладной плиты, армированная гибкой арматурой; в) - то же, армированная жесткой арматурой; г) - анкерная шпонка; д) - болтовое соединение на высокопрочных
болтах; е) - жесткий упор; ж) - гибкий петлевой анкер;
1 - плита существующих балок; 2 - бетон замоноличивания; 3 - арматурные коротыши; 4 - слой
цементного раствора; 5 - сборная накладная плита; 6 - жесткая арматура из профильного металла; 7 - анкерное утолщение шпонки; 8 - высокопрочный болт; 9 - оголенная арматура существующих балок; 10 - жесткий упор; 11 - металлическая пластинка; 12 - петлевой анкер
При конструировании ребристой накладной плиты следует учитывать, что в
поперечном сечении могут быть два или три блока плиты с продольными и поперечными бетонируемыми стыками, см. рис. 4.4.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
23
Виды продольно-поперечных стыков блоков ребристой накладной плиты:
1) зачеканка швов цементным раствором (рис.4.4, а, б, в);
2) заполнение швов бетоном с установкой дополнительной арматуры
(рис.4.4, г, д, е);
3) заполнение швов бетоном с установкой дополнительной арматуры и с
устройством накладок (рис.4.4, ж, з).
Рис 4.4. Стыки сборных блоков накладной плиты:
а, б, в) - с зачеканкой швов цементным раствором; г, д, е) - c заполнением швов бетоном и установкой дополнительной арматуры; ж, з) - с устройствами накладок;
1 - сборные блоки; 2 - цементный раствор; 3 - спираль 6,5 мм; 4 - выпуски арматуры; 5 - поперечные швы; 6 - выпуски арматуры; 7 - расстояние по осям закладной детали; 9 - дополнительная арматура стыка; 10 - коротыши арматуры, 11 - диафрагмы главной балки
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
24
5 Реконструкция сталежелезобетонных и металлических мостов
5.1 Уширение пролетных строений
Способы уширения сталежелезобетонного пролетного строения с прокатными балками, на основе комбинированных методов, включают следующие схемы (рис.5.1):
1 схема. Добавление железобетонных типовых плитных несущих элементов
с устройством железобетонной накладной плиты;
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. 5.1.
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.5.2).
Рис. 5.2.
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
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
25
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.5.3).
Рис. 5.3.
3 схема. Перенос пешеходного движения за пределы пролетного строения
на специальные пролетные строения при ширине тротуаров больше 1,5 м
(рис.5.4).
Рис. 5.4.
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.5.5).
Рис. 5.5.
Вариант 2. Применение железобетонной ребристой плиты (рис.5.6);
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
26
Вариант 3. Применение стальной ортотропной плиты (рис.5.7).
Рис. 5.6.
Рис. 5.7.
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.5.8). Если увеличение габарита больше 7 м, то необходимо выполнить ТЭО.
Рис. 5.8.
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.5.9).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
27
Г-6
Г-15
Рис. 5.9.
Если увеличение габарита больше 7 м, то необходимо выполнить ТЭО.
5.2 Усиление пролетных строений
Усиление пролетного строения возможно следующими способами:
1) Введение предварительно напрягаемых элементов: шпренгельная система
(рис.5.10).
Рис.5.10.
1 – кабель; 2 – анкер
2) Развитие высоты сечения главных балок: установка дополнительных листов, ребер жесткости (рис.5.11).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
28
Рис.5.11.
3) Добавление главных несущих элементов (см. рис. 5.8 и 5.9).
Оп.№4
Оп.№3
Оп.№2
Оп.№1
4) Установка дополнительных опор (рис.5.12).
Рис.5.12.
5) Изменение статической схемы: от разрезной перейти к температурно-
Оп.№4
Оп.№5
Оп.№4
Оп.№5
Оп.№3
Оп.№2
Оп.№1
неразрезной или неразрезной (рис.5.13 и 5.14).
Оп.№3
Оп.№2
Оп.№1
Рис.5.13.
Рис.5.14.
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.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
29
6 Способы объединения элементов неразрезных пролетных строений
При проектировании уширения неразрезных пролетных строений накладной
плитой сборные плиты, оказывающиеся в растянутой зоне (над опорами), должны
объединяться между собой в поперечных швах арматурными выпусками, коротышами арматуры или другим способом, обеспечивающим сопротивление стыка
растяжению.
Поперечные уклоны проезжей части создаются за счет наклона поверхности
накладной плиты (переменная высота) без устройства сточного треугольника.
Увеличение длины консоли плиты проезжей части при уширении сталежелезобетонных пролетных строений может производиться как сборными блоками,
так и монолитным бетоном. При этом тротуарные блоки удаляют и обнажают выпуски арматуры плиты путем обрубкой бетона, к которым пристыковывают сборные крайние блоки (рис. 6.1).
Рис. 6.1. Схема расположения элементов уширения:
1 - продольный шов; 2 - существующая плита; 3 - поддерживающие консоли; 4 - сборные блоки;
5 - поперечные швы; 6 - выпуски арматуры;
(b - расстояние по осям существующих поперечных швов)
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
30
Прикрепление выносных консолей следует производить одновременно к
наружному ребру жесткости и стенке главной балки в плоскости поперечных связей, см. рис. 6.2.
Рис. 6.2. Узел крепления поддерживающих консолей к ребру жесткости балки:
1 - горизонтальный элемент; 2 - уголки жесткости; 3 - ребро жесткости; 4 - фасовки; 5 - прокладки; 6 - подкос; 7 - болты крепления
Объединение ребристых монолитных толстостенных железобетонных пролетных строений с приставляемыми сборными балками или плитами в отдельных
случаях, когда с арматурой крайних балок сложно состыковаться, осуществляют с
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
31
помощью горизонтальных или наклонных штырей, установленных в просверленные в стенке отверстия (рис. 6.3, а, б).
Рис. 6.3. Узел объединения монолитного ребристого пролетного строения с приставляемыми
плитами (а, б) и балкой (в):
1 - плита; 2 - выравнивающий слой; 3 - ребро; 4 - заанкеренные в пробуренных отверстиях
штыри; 5 - контур тротуара старого пролетного строения; 6 - плоскость сруба консоли; 7 - монолитный бетон вставки; 8 - арматура вставки; 9 - пустотная предварительно напряженная плита; 10 - закладная деталь в плите; 11 - опалубочный щит; 12 - монолитная плита; 13 - арматура
монолитной плиты; 14 - консоль монолитной плиты; 15 - граница новой проезжей части; 16 предварительно напряженная балка
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
32
Отверстия сверлят диаметром на 2-5 мм превышающим диаметр стержня.
Стержни (анкеры) изготавливают из арматуры периодического профиля 12-16
мм и устанавливают в отверстия, в которых предварительно залит клей на глубину не менее 10 диаметров. Допускается анкеровку стержней осуществлять путем
зачеканки просветов между ними и стенками отверстия сухим цементным раствором с В:Ц=0,15. Стержни могут располагаться равномерно по фасаду или локально.
В случаях, не требующих стыковки арматуры по стенке, приставляемые
элементы объединяют по плите (рис. 6.3, в).
7 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.7.1).
Рис.7.1.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
33
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.7.2).
Рис.7.2.
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.7.3).
Рис.7.3.
2.5) Прибетонирование бетонных массивов в столбчатых опорах (рис.7.4).
Рис.7.4.
2.6) Прибетонирование бетонных массивов в массивных опорах (рис.7.5).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
34
Рис.7.5.
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.7.5, а).
Уширение опор по 3 схеме может быть двухсторонним симметричным или
несимметричным, а также односторонним (рис.7.6).
Рис.7.6.
Береговые опоры (устои) уширяют добивкой свай с развитием в обе стороны ригеля и шкафной стенки (рис.7.7).
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
35
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.7.7.
Причем сваи могут быть забиты как в заранее уширенные конуса (рис.7.7,
а), так и до отсыпки новой части конуса (рис.7.7, 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.7.7,в).
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.
8 Реконструкция капитальных опор.
8.1 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, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
36
3) Добавление пролетов, что обеспечивает перекрытие неустойчивого грунтового участка.
4) Укрепление грунтового основания различными химическими способами,
например, замораживание.
8.2 Способы объединения элементов опор
При уширении свайной опоры путем забивки дополнительных свай с двух
сторон, уширение существующей насадки осуществляется путем стыковки арматуры с арматурой новых блоков, см. рис. 8.1.
Рис. 8.1. Уширенная насадка опоры
В двухстолбчатых опорах с напряженным ригелем уширение опоры осуществляется путем добавления боковых железобетонных блоков с двух сторон, которые обжимаются с существующим ригелем при помощи дополнительных пучков, см. рис. 8.2.
Взамен боковых сборных блоков может быть использован монолитный бетон или торкретбетон.
Объединение бетона охватывающих поясов и рубашек со старым бетоном
при уширении монолитных опор должно осуществляться установкой через 50 см
в шахматном порядке арматурных штырей диаметром не менее 10 мм из арматуры класса A-III и обработкой старой поверхности бетона насечкой.
При уширении опор путем развития фундамента и надфундаментной части
вероятно, что новые фундаменты могут быть не связаны с существующим, если
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
37
приняты меры по уменьшению неравномерности осадки опор. При отсутствии таких мер старые и новые части опоры объединяют между собой.
Рис. 8.2. Расположение дополнительных железобетонных блоков и напрягаемой арматуры в
уширенной опоре:
1 - приставляемые сборные блоки уширения насадки; 2 - приставляемые сборные блоки стенок;
3 - верхние пучки; 4 - нижние пучки
Допускаемую неравномерность осадки старой и новой частей опор определяют условиями надежности узла объединения балок пролетных строений и принимают равной 0,001b в диафрагменных и 0,002b в бездиафрагменных пролетных
строениях, где b – расстояние между балками.
Конструктивные решения по уширению береговых опор должны по возможности исключать необходимость нарушения плотности грунта насыпи за
шкафной стенкой при производстве работ по уширению. При отсутствии такой
возможности необходимо выполнить восстановление плотности грунта насыпи
после окончания работ по уширению путем послойного трамбования грунта до
kупл0,98 или заполнение пазух цементогрунтом с тщательным трамбованием.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
38
9 Реконструкция транспортных тоннелей
Схема 1) Усиление существующей конструкции обделки.
Применяется если первоначальные свойства (прочность) материала обделки
не изменились или изменились незначительно.
Способы усиления существующей обделки:
1.1) Тампонирование пустот за обделкой и наружных трещин в породе. Для
тампонирования за обделку нагнетается цементно-песчаный раствор с добавками.
Добавки повышают водонепроницаемость и скорость схватывания и увердения, а
также
уменьшают
усадку
смеси
и
увеличивают
радиус
растекания.
Тампонирование ведется растворонасосами.
1.2) Цементация обделки. Смотри рис.9.1. Для этого в обделки в шахматном
порядке пробуриваются скважины диаметром 45-65 мм на глубину не более чем
2/3 толщины обделки. В скважины нагнетают цементный раствор с добавками.
Цементация ведется растворонасосами.
1.3) Торкретирование внутренней поверхности обделки. Слой торкрета
защищает от выветривания, повышает водонепроницаемость и усиливает за счет
увеличения поперечного сечения обделки. Слой торкрета состоит из полимерцементного раствора. Торкретирование ведут слоями до 10-12 мм, общая толщина
наносимого слоя 20-40 мм. Торкретирование ведут торкрет-аппаратом.
1.4) Железобетонная рубашка. Смотри рис.9.2. Перед устройством рубашки
внутренняя поверхность обделки очищается от грязи, отслаивающихся частей
кладки, а также делают насечки. Толщина рубашки назначается в зависимости от
глубины разрушения кладки, имеющихся запасов габарита, из условий
удобоукладываемости бетонной смеси, но не менее 20 см. Для обеспечения
надежной связи рубашки с обделкой арматурный каркас рубашки крепится к
обделки металлическими анкерами диаметром 16-24 мм, расставленными в
шахматном порядке с шагом 1 м. Бетонирование рубашки осуществляется
бетоноукладчиками с передвижных подмостей.
Схема 2) Замена существующей обделки более мощной.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
39
Применяется если первоначальные свойства материала обделки снизились
значительно и несущая способность недостаточная.
Замена старой обделки может быть выполнена двумя способами:
2.1) Внутренний способ. Смотри рис.9.3. Применяется если требуется
замена на участке небольшой длины. Работы ведутся с помощью несущих
металлических кружал или специальной передвижной крепи. Основное их
назначение – воспринять горной давление на реконструируемом участке и
обеспечить безопасность работ.
После установки инвентарных несущих кружал 2 проходят надсводную
штольню 3 с опиранием ее стоек 4 на несущие кружала (этап I). Затем разбирают
старую обделку 1, дорабатывают грунт до полного профиля новой обделки и
крепят выработку системой упоров 5 и 6, опирая их на несущие кружала 2 (этап
II). После этого устанавливают опалубку 8 и бетонируют обделку 9 (этап III).
После набора прочности бетоном опалубка и несущие металлические кружала
снимаются (этап IV). Работы ведут на участке длиной до 2 м одновременно в обе
стороны. На время ведения работ движение транспорта закрывается.
2.2) Наружный способ. смотри рис.9.4. Применяется при переустройстве
обделки на всем протяжении обделки при значительном увеличении габарита
тоннеля. Работы начинают с подкрепления старой обделки инвентарными
металлическими несущими кружалами 6. Затем проходят штольню 9 над
обделкой свода тоннеля и ее крепят. Далее ведут разработку грунта до полного
профиля новой обделки и крепят выработку системой упоров 7 и 8.
Устанавливается опалубка 5 и бетонируется новая обделка. После набора
прочности опалубка и инвентарные металлические несущие кружала снимаются.
На время ведения работ движение транспорта закрывается.
2.3) Переустройство обделки с помощью щитового комплекса. Смотри
рис.9.5. Работы ведутся с помощью щитового оборудования без перерыва
движения транспорта. Щитовой комплекс позволяет выполнять работы как по
замене сводчатой части обделки, так и полную замену старой обделки на более
мощную, имеющую большие размеры внутреннего очертания.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
40
Схема 3) Восстановление тоннелей. Применяется после разрушения
отдельного участка или всего тоннеля. Причины разрушения: несоответствие
конструкции
обделки
фактическим
гидрогеологическим
воздействиям;
отступления во время строительства от проектных решений; возрастание
величины горного давления; обвалы горного массива в результате воздействия
подземных вод; сдвиги и оползни горного массива; сейсмические воздействия. В
результате разрушения образуется завал, который заполняет отверстие тоннеля. В
зависимости от характера разрушения и его размера завалы бывают следующих
типов (см. рис.9.6):
а) открытый завал – это завал без отрыва обрушившихся пород от массива,
при котором зона обрушения достигает поверхности земли;
б) закрытый глухой завал – это когда над тоннелем образуется свод
обрушения, а порода заполняет все поперечное сечение;
в) закрытый завал – это когда над тоннелем образуется свод обрушения с
частичным заполнением поперечного сечения;
г) закрытый завал переходного типа – это когда с одной стороны глухой
завал, а с другой поперечное сечение заполняется породой частично.
Этапы восстановления тоннелей.
1) Обследование и изыскания: Определение физико-механических и
инженерно-геологических характеристик грунта в завале; оценка устойчивости
нового состояния равновесия пород и ожидаемого горного давления; изучение
характера и определение размеров разрушения; оценка состояния обделки на
разрушенном и на примыкающих участках тоннеля.
2) Временное восстановление тоннеля.
Расчистка тоннеля в месте завала; закрепление участка временной
металлической крепью.
3) Капитальное восстановление тоннелей.
Работы предусматривают полное устранение последствий разрушения и
обеспечение нормальных условий его эксплуатации.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
41
Рис.9.1.
Рис.9.2.
Рис.9.3.
Рис.9.5.
Рис.9.4.
Рис.9.6.
Курс «Эксплуатация и реконструкция мостовых сооружений, 2 часть», 3 курс, АМиТ, бакалавры
Download