Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Мосты и транспортные тоннели» А.Н. Пестряков А.Н. Маринин С.В. Ситников Эксплуатация и диагностика мостов Екатеринбург 2007 Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Мосты и транспортные тоннели» А.Н. Пестряков А.Н. Маринин С.В. Ситников ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ДИАГНОСТИКА МОСТОВ Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Эксплуатация мостов» для студентов дневной формы обучения специальности 291100 – «Мосты и транспортные тоннели» Екатеринбург 2007 3 УДК 624.21/.8.004 П 28 Методические указания предназначены для студентов специальности 291100 «Мосты и транспортные тоннели» при изучении дисциплины «Эксплуатация мостов». Содержат основные сведения об эксплуатации транспортных сооружений на дорогах. Рассмотрены вопросы организации осмотров, обследований, диагностики мостов и водопропускных труб. Методические указания обсуждены на заседании кафедры «Мосты и транспортные тоннели» протокол № 18 от 30.06.06 г. Авторы: А.Н. Пестряков, доцент кафедры «Мосты и транспортные тоннели», канд. тех. наук. УрГУПС А.Н. Маринин, ассистент кафедры «Мосты и транспортные сооружения» Саратовского государственного технического университета С.В. Ситников, специалист института «Проектмостреконструкция», г. Саратов Рецензенты: А.Ф. Данковцев, начальник техотдела ОАО «Волгомост», канд. тех. наук, г. Саратов Кафедра МТС, Саратовского государственного технического университета, протокол № 2 от 3 октября 2006 г. © Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), 2007 © Пестряков А.Н., Маринин, А.Н., Ситников С.В. 2007 4 Оглавление Введение ....................................................................................................................... 6 1. Основные сведения об эксплуатации и диагностике мостов ............................ 7 Надзор за сооружениями. постоянный, периодический осмотры и специальные наблюдения........................................................................................ 7 Уход за сооружениями.............................................................................................. 10 Профилактика транспортных сооружений ............................................................. 11 Планово-предупредительный ремонт ..................................................................... 11 Ремонт сооружений (капитальный ремонт и реконструкция).............................. 12 2. Основные сведения о нормах проектирования и эксплуатации транспортных сооружений ....................................................................................... 12 3. Организация надзора, текущих и периодических осмотров............................. 19 Постоянный надзор ................................................................................................... 20 Текущие осмотры ...................................................................................................... 20 Периодические осмотры........................................................................................... 23 4. Специальные осмотры .......................................................................................... 24 Организация специальных осмотров искусственных сооружений...................... 24 Осмотр мостовых сооружений................................................................................. 25 Мостовое полотно ..................................................................................................... 26 Железобетонные и каменные пролётные строения ............................................... 28 Бетонные, каменные и железобетонные опоры ..................................................... 32 Металлические и сталежелезобетонные пролётные строения ............................. 34 Опорные части ........................................................................................................... 37 5. Обследование мостов............................................................................................ 38 Мониторинг мостовых сооружений ........................................................................ 39 Порядок работ по обследованию ............................................................................. 40 Инструментальные измерения ................................................................................. 43 6. Испытания мостов ................................................................................................. 44 Статические испытания ............................................................................................ 44 Динамические испытания......................................................................................... 46 Обкатка ....................................................................................................................... 47 7. Обработка результатов испытаний. Оценка сооружения по результатам обследования и испытаний....................................................................................... 48 Методика оценки эксплуатационного состояния моста ....................................... 49 Определение износа конструкций и элементов мостовых сооружений.............. 53 Библиографический список...................................................................................... 57 Приложение 1. Образец технологической карты по обслуживанию элементов моста......................................................................................................... 60 Приложение 2. Образец акта осмотра моста .......................................................... 71 Приложение 3. Пример оценки состояния моста................................................... 87 Приложение 4. Виды дефектов мостовых сооружений ...................................... 122 5 ВВЕДЕНИЕ Любое сооружение в течение своего существования проходит через ряд жизненных циклов: проектирование, строительство, эксплуатация, ликвидация сооружения. Вопросам эксплуатации сооружений уделено наименьшее внимание в программе подготовки инженера, несмотря на то, что эта дисциплина является самой важной и продолжительной составляющей жизни моста. Номенклатура обязательных эксплуатационных регламентных работ по содержанию мостовых сооружений, выполняемых независимо от их технического состояния, определена в соответствии с «Классификацией работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования» [1] и «Методическими рекомендациями по содержанию мостовых сооружений на автомобильных дорогах» [2]. Эксплуатация искусственных сооружений предусматривает выполнение комплекса работ по содержанию и ремонту. В настоящее время более трех четвертей мостов на территории России требуют ремонта, более половины существующих мостов имеют недостаточный габарит и грузоподъёмность. Данная ситуация стала возможной из-за неправильного прогноза развития транспортных потоков и недостаточного учёта условий эксплуатации транспортных сооружений. Аналогичная ситуация и во многих других странах, так в США согласно данным статистики 41 % мостов функционально устарели (т. е. на них строго ограничен вес проходящего транспорта). К основным причинам неудовлетворительного технического состояния и снижения долговечности мостов по сравнению с нормативной можно отнести следующие: – резкое возрастание уровня нагрузок; – усиление влияния агрессивных сред; – отсутствие конкурсности проектов; – проектирование и строительство мостов без учёта интересов эксплуатационников; – недооценка вопросов эксплуатации мостов при составлении планов работ по содержанию дорог. В работы по «содержанию» мостов включаются мероприятия по осуществлению надзора, ухода, профилактики и планово-предупредительного ремонта. Надзор за сооружением предусматривает: постоянный и периодические осмотры; специальные наблюдения; обследования и испытания; содержание судовой сигнализации и габаритов приближения строений; разводку мостов; пропуск по сооружениям сверхнормативных и негабаритных нагрузок. 6 Уход предусматривает летнюю и зимнюю очистку сооружения и устранение мелких повреждений его элементов, подготовку сооружения к зиме, пропуск паводка и ледохода. Профилактика сооружений включает в себя устранение неисправностей, повреждений, возникших в процессе эксплуатации (текущий ремонт). Планово-предупредительный ремонт предусматривает выполнение комплекса ремонтных работ по предупреждению снижения работоспособности отдельных конструктивных элементов сооружения. Уход, профилактика, планово-предупредительный ремонт позволят продлить срок службы сооружения до 50 лет. После этого срока сооружение можно будет капитально ремонтировать или реконструировать. Ремонт сооружений – это комплекс работ по восстановлению транспортно-эксплуатационных и технических характеристик (капитальный ремонт), уширение и усиление в соответствии с требованиями безопасности движения для данной категории дороги (реконструкция). Обязательным первоначальным этапом организации эксплуатации любого сооружения, в том числе и моста является его диагностика. 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ И ДИАГНОСТИКЕ МОСТОВ При организации и выполнении работ по эксплуатации и диагностике мостов следует учитывать указания нормативных документов по содержанию и ремонту искусственных сооружений и требования СНиП. Надзор за сооружениями. Постоянный, периодический осмотры и специальные наблюдения Надзор – комплекс мероприятий, проводимый в виде регулярного наблюдения за состоянием искусственных сооружений на разных уровнях в течение всего срока их службы. Цель надзора – своевременное обнаружение повреждений и дефектов, снижающих транспортно-эксплуатационные качества сооружения или предупреждение возможности их возникновения для поддержания сооружения в исправном работоспособном состоянии, а также определения режима эксплуатации сооружения. В процессе эксплуатации искусственных сооружений должны проводиться постоянный надзор, регулярные текущие и периодические их осмотры, а также специальные осмотры (первичная и периодическая диагностика, обследование сооружения перед вводом в эксплуатацию, периодические обследования, предпроектные обследования, специальные исследования и испытания). Все работы по надзору (кроме специальных осмотров) организует и проводит организация, непосредственно эксплуатирующая соответствующие мос7 ты, искусственные сооружения, участок автомобильной дороги или дорогу в целом. Специальные осмотры осуществляют территориальные управления автомобильными дорогами. На федеральных дорогах диагностику проводит централизованно Служба дорожного хозяйства Минтранса России. Обследования мостовых сооружений на федеральных дорогах организуют Росавтодор или органы управления автомобильными дорогами по согласованию с Росавтодором. При осмотрах сооружений используются смотровые приспособления постоянного и временного типа. Смотровые приспособления должны обеспечивать свободный доступ ко всем элементам мостовых сооружений. Смотровые приспособления, а также специальные обустройства для испытаний должны отвечать требованиям техники безопасности. Подготовительные работы перед осмотром (очистка сооружения от мусора, грязи и снега, установка реперов, устройство подмостей, специальных обустройств и приспособлений, выделение рабочей силы и материалов на проведение осмотров, ограждения рабочих мест, их освещение, регулирование движения и др.) должно выполнять дорожное подразделение по содержанию искусственных сооружений по заданию территориального управления. Полевые работы по осмотрам и испытаниям выполняют с соблюдением действующих правил и норм охраны труда, а также техники безопасности по соответствующим видам работ. Сроки проведения осмотра приведены в табл. 1. Постоянный осмотр проводится с целью выявления неисправностей в элементах сооружения, определения необходимых объектов ремонтных работ. При его проведении проверяют состояние мостового полотна, пролетных строений, опорных частей и опор мостовых сооружений, подходов, водоотводных устройств, порталов и обделки тоннелей, оголовков труб, конусов и откосов насыпей, регуляционных и берегоукрепительных сооружений, подмостового русла, элементов наплавных мостов и паромных переправ, состояние ледовых переправ. Периодический осмотр производится руководителем эксплуатирующей организации при участии мостового мастера или бригадира для детальной проверки общего состояния искусственного сооружения, результатов постоянных осмотров и ремонтных работ, производятся инструментальные измерения. В случае обнаружения дефектов устанавливают причины их появления и намечают способы устранения. Специальные наблюдения проводят на мостах с опытными или экспериментальными конструкциями, а также имеющих дефекты, причины возникновения которых не установлены при постоянном и периодических осмотрах. Контрольно-инструментальные измерения предусматривают съемку профиля и плана искусственного сооружения, насыпей подходов, регуляционных и защитных дамб. 8 Таблица 1 Периодичность проведения осмотров Мероприятие Постоянный осмотр Кто проводит Рабочие, мастера Периодичность Ежедневно Не реже 2 раз в год, весной, осенью, после пропуска паводковых вод, Руководитель землетрясения более 5 Периодический эксплуатирующей осмотр организации совме- баллов, при проявлении крупных повреждений, стно с мастером после капитального ремонта и реконструкции При необходимости, в завиРуководитель симости от состояния сооруСпециальные эксплуатирующей жения, по рекомендации моснаблюдения организации тоиспытательной лаборатории Специализированные Один раз в 5 лет, Обследования и институты и лабора- при необходимости – ежеиспытания тории годно Съемку выполняют по твердозакрепленным точкам, которые выбирают таким образом, чтобы зафиксировать характерные изменения профиля сооружения (над опорами, в середине пролета, в местах просадок). Точки съемки фиксируют заделкой в элементы сооружения стальных марок или несмываемой краской. Геометрическое нивелирование выполняют, как правило, в абсолютных отметках с привязкой к постоянным геодезическим реперам. Разница между отметками при нивелировании с двух стоянок не должна превышать 5 мм. Результаты контрольно-инструментальных измерений заносят в книгу искусственного сооружения с указанием погодных условий, при которых произведена съемка (температура воздуха, освещенность, наличие ветра и т. д.) и сопоставляют с данными исполнительной технической документации и предыдущими измерениями. Обследования и испытания искусственных сооружений выполняются в соответствии с [31, 32] при приемке в эксплуатацию вновь построенных мостов и труб или реконструируемых искусственных сооружений; для разработки проектов ремонта и реконструкции (усиления) сооружения; для выявления в процессе эксплуатации возникших в сооружениях скрытых дефектов и поврежде9 ний, снижающих их несущую способность и долговечность; для уточнения их расчетной грузоподъемности; для пропуска сверхнормативных нагрузок и в других целях. Работы по обследованиям и испытаниям сооружений не должны выполняться неспециализированными организациями. Периодичность обследований мостов и путепроводов устанавливается один раз в пять лет. Для мостов из железобетонных составных по длине пролетных строений, а также для всех сооружений, имеющих развивающиеся дефекты, периодичность обследований определяется мостоиспытательной организацией. Результаты обследований и испытаний искусственных сооружений оформляются в соответствии с требованиями СНиП 3.06.07-86 в виде актов, заключений и отчетов и представляются заказчику. После проведения обследования уточняется или вновь составляется паспорт сооружения. Содержание судовой сигнализации и габарита приближения строений включает в себя устройство и содержание знаков и огней судоходной сигнализации с учетом требований [33]. Знаки приближения габарита строений по высоте и ширине устанавливаются владельцем сооружений в соответствии с требованиями [34]. В функции надзора входит систематическая проверка состояния и работоспособности знаков. При содержании путепроводов систематически проверяются габарит по высоте и ровность покрытия на дороге под ними. В случае обнаружения неисправностей следует требовать от эксплуатирующей организации своевременного их устранения. Разводку мостов, в том числе и наплавных, осуществляет организация, эксплуатирующая сооружение по разработанному графику, учитывающему время «пик» сухопутного и водного транспорта. При большой интенсивности движения автотранспорта в городах разводка мостов, как правило, осуществляется в ночное время. Пропуск сверхнормативных нагрузок по искусственным сооружениям осуществляется в индивидуальном порядке. Пропуск сверхнормативной нагрузки допускается после проведения дополнительного обследования и расчета сооружения на дополнительную нагрузку; согласования с органами ГИБДД и эксплуатирующей организации на пропуск нагрузки. Могут понадобиться дополнительные работы по усилению конструкций моста. Уход за сооружениями Уход за искусственными сооружениями состоит из комплекса работ по очистке элементов сооружения от грязи, снега и льда соответственно в летнее и зимнее время и выполнения работ по устранению мелких дефектов и повреждений, возникших в процессе эксплуатации. Работы по уходу за сооружением выполняются без перерыва движения силами эксплуатирующей организации. 10 Проезжая часть сооружений на ширине проезда минус 2 метра очищают механизированным способом. Проезжую часть на ширине по 1 метру до ограждений убирают вручную. Тротуары, не рассчитанные на проход уборочной техники, также убирают вручную. Собранный мусор, снег, грязь увозят автотранспортом. Запрещается сбрасывать мусор с мостов и путепроводов за перила или через водоотводные трубки. Применение солевых добавок для борьбы с гололедом запрещено. Регулярной очистке подвергаются также все остальные элементы сооружений. При уходе устраняются мелкие дефекты и повреждения (подтяжка болтов, смазка опорных частей, подкраска отдельных мест коррозии металла, заделка мелких ямок в покрытии, заделка сколов ж/б конструкций и т. п.) на основе материалов постоянных и периодических осмотров. Профилактика Профилактика – это устранение локальных повреждений (текущий ремонт) сооружений. В научно-исследовательском и проектном институте территориального развития и транспортной инфраструктуры разработана нормативная документация по содержанию мостовых сооружений на автомобильных дорогах Российской Федерации [35]. В приложении 1 приведена одна из типовых технологических карт данного сборника. Потребности в трудовых, материальных и прочих ресурсах при составлении технологических карт определяются на основе следующих сметных норм: – типовых сметных норм времени и расценок на содержание и плановопредупредительный ремонт искусственных сооружений (ТСНВиР) [24]; – норм затрат труда и стоимости работ по содержанию автомобильных дорог (НЗТ); – единых норм и расценок на строительные, монтажные и ремонтностроительные работы (ЕНиР) [28,29,30]. Разработка технических требований и критериев оценки уровня содержания мостовых сооружений выполняется с учетом [15]. Планово-предупредительный ремонт Планово-предупредительным ремонтом считается вид содержания мостов и путепроводов, предусматривающий выполнение комплекса работ по поддержанию отдельных конструктивных элементов искусственных сооружений в работоспособном состоянии, уменьшению износа элементов конструкций, устранению дефектов и повреждений. 11 В этом случае под межремонтным периодом сооружения следует понимать минимальный период его бездефектной работы. Ремонт сооружений (капитальный ремонт и реконструкция) Капитальный ремонт включает устранение крупных дефектов, замену или усиление неисправных несущих элементов, ликвидацию физического и морального износа несущих конструкций и сооружения в целом. При реконструкции искусственных сооружений, кроме работ, выполняемых при планово-предупредительном ремонте, предусматривается также повышение несущей и пропускной способностей сооружения. Капитальный ремонт и реконструкцию производят специализированные строительные организации по специально разработанным проектам. 2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О НОРМАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ Одним из важнейших вопросов, возникающих при эксплуатации мостов на автомобильных дорогах, является вопрос определения пропускной способности и грузоподъемности мостов. За основу берется соответствие мостовых конструкций. проектным нагрузкам. Однако с течением времени нагрузки существенно меняются. При расчете усилий в элементах пролетных строений за основу принимаются нагрузки, действующие на год проектирования данного сооружения. Следовательно, необходимо использовать соответствующие документы на проектирование автодорожных мостов. Нормативными документами в мостовом строительстве в свое время являлись: – строительные нормы и правила. Мосты и трубы. СНиП 2.05.03-84; – технические условия проектирования железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб (СН 200-62). М., 1962; – нормы подвижных вертикальных нагрузок для расчета искусственных сооружений на автомобильных дорогах. Н 106-53. Утверждены Госстроем СССР и введены с 1.04.53 г., даны в виде приложения к нормам проектирования автомобильных дорог НиТУ 128-55; – правила и указания по проектированию железобетонных, металлических, бетонных и каменных искусственных сооружений на автомобильных дорогах. Гушосдор МВД СССР, 1948; – технические условия на проектирование искусственных сооружений на автомобильных дорогах. Утверждены Гушосдором НКВД 3.03.43 г.; – технические условия на сооружение автомобильных дорог и мостов. Утверждены Гушосдором НКВД 1.02.38 г.; – технические условия, правила и нормы проектирования, изыскания, постройки, ремонта и содержания автогужевых дорог и мостовых сооружений ЦУДОРТРАНСА НКПС. Утверждены в 1931 г.; 12 – нормы НКПС для мостов обыкновенных дорог. Утверждены НКПС 22.07.27 г.; – временные технические условия и нормы проектирования Госплана СССР (нормы 1926 г.). Приказ НКПС от 8.11.22 г. № 3925, приказ МПС от 1913 г. № 96 и приказ МПС от 2.03.11 г. № 51. Основная масса мостов, действующих в настоящее время, были построены в последние 60 лет. Следовательно, основополагающими для определения грузоподъемности будут нормы Н 106-53, СН 200-62 и СНиП 2.05.03-84. По нормам, утвержденным в 1948 г., основными нормативными временными подвижными вертикальными нагрузками для железобетонных мостов являлись H-13 или Н-10 (автомобильные нагрузки) и НГ-60 или НГ-30 (гусеничные нагрузки). Класс нагрузки устанавливала организация, выдававшая задание на проектирование. Нормативные временные подвижные вертикальные нагрузки для расчета железобетонных искусственных сооружений по нормам, утвержденным в 1953 г. (Н 106-53), назначались в зависимости от категории дороги (табл. 2). Таблица 2 Категория дороги Автомобильная нагрузка I-II III IV V Н-18 Н-13 Н-13 Н-10 Колесная или гусеничная нагрузка НК-80 НГ-60 НГ-60 или НГ-30 НГ-60 или НГ-30 Примечание. Гусеничную нагрузку для автомобильных дорог IV-V категорий устанавливали по согласованию с заинтересованными ведомствами. По нормам СН 200-62 нормативные временные подвижные вертикальные нагрузки для всех мостов, кроме деревянных, принимали по схемам Н-30 (для автомобильных нагрузок) и НК-80 (одиночных колесных нагрузок), а для деревянных - соответственно по схемам Н-10 и НГ-60. Данные об автомобильных нагрузках по схемам Н-30, Н-18 и Н-10 приведены на рис. 1 и в табл. 3. В случае установки на проезжей части колонн автомобилей более двух по всем нормам (кроме СН 200-62) полное усилие от всех колонн автомобилей уменьшали на 15% при загруженности тремя колоннами и на 25% при четырех и более колоннах; по СН 200-62 к расчетному усилию от колонн автомобилей соответственно вводили коэффициенты 0,8 и 0,7. 13 Рис. 1. Нормативные автомобильные нагрузки: а - Н-30; б - Н-18; в - Н-10 Таблица 3 Схема нагрузки Н-30 Н-18 Н-10 Н-13 Н-10 Вес груженого автомобиля, тс 30 30 13 18 10 Нагрузка на заднюю ось, тс 2×12 2×12 9,5 12 7 переднюю оcь, тc 6 6 3,5 6 3 Ширина заднего ската, м 0,6 0,6 0,4 0,6 0,3 переднего ската, м 0,3 0,3 0,2 0,3 0,15 Ширина кузова, м 2,9 2,9 2,7 2,9 2,7 База автомобиля, м 6,8 6,8 4,0 6,0 4,0 Расстояние между серединами ободов ко- 1,9 1,9 1,7 1,9 1,7 лес (колея), м Длина следа (вдоль движения), м 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Основные показатели Динамический коэффициент на железобетонное пролетное строение от автомобильной нагрузки принимали в зависимости от пролета l. Нормы 1948, 1953, 1962 гг. l.....................................................................................................≤5 μ ................................................................................................... 1,3 ≥45 1,0 Для промежуточных значений l динамический коэффициент принимали по интерполяции. По СН 200-62 на автомобильные нагрузки вводили коэффициент перегрузки, равный 1,4. 14 Автомобильная нагрузка Н-13 по схеме колонн автомобилей соответствует нагрузке Н-10, но с увеличением всех весовых параметров на коэффициент 1,3. Правила ее установки на проезжей части такие же как для Н-10. Колесная нагрузка НК-80 и гусеничная нагрузка НГ-60 по характеристикам, правилам установки на проезжей части сохранились без изменений и в СНиП 2.05.03-84. Характеристики гусеничной нагрузки НГ-30 и тракторной нагрузки весом соответственно 60 и 25 тс (по нормам 1938 г.) приведены в табл. 4. Правила установки этих нагрузок на проезжей части - как для НГ-60. Колесная и гусеничная (тракторная) нагрузки при расчете пролетных строений принимаются без учета динамического коэффициента. При этом допускаемые напряжения на бетон и арматуру повышаются на 30% (по нормам 1948 г.); коэффициенты перегрузки принимают равными 1,0 (по СН 200-62). Таблица 4 Параметры НГ-30 Полный вес нагрузки, тс Длина полосы, м Число полос, шт. Ширина полосы, м Расстояние между осями полос, м 30 4 2 0,5 2,5 Тракторная нагрузка, тс 60 25 60 25 6,5 5 2 2 0,5 0,4 2,5 2,5 Временную нагрузку от толпы на тротуары при расчетах пролетных строений автодорожных мостов принимали: с 1948 гг. по 1962 гг. – 300 кгс/м2, а после 1962 г. – 400 кгс/м2. В ВСН 32-89 «Инструкция по определению грузоподъемности железобетонных балочных пролетных строений эксплуатируемых автодорожных мостов» приняты следующие виды временных нагрузок. Грузоподъемность для потока (колонны) автомобилей выражают в виде массы эталонного трехосного грузовика, находящегося в составе колонны таких же автомобилей с дистанцией 10 м (рис. 2). Рис. 2. Эталонная автомобильная нагрузка Грузоподъемность для тяжелой одиночной нагрузки принимают в виде массы эталонной четырехосной тележки с расстоянием между осями 1,2 м (рис. 3). 15 Рис. 3. Эталонная одиночная нагрузка При определении грузоподъемности через эталонную одиночную нагрузку предусматривают наиболее невыгодное ее расположение в пределах фактической ширины проезжей части, но не ближе 0,25 м к бордюру, считая от края обода, если мост запроектирован по нормам до 1984 г. Применительно к автомобильной нагрузке грузоподъемность определяют для условия движения нескольких рядов колонн, число которых соответствует числу полос движения и положение в пределах ездового полотна не выгоднейшее для рассматриваемого сечения конструкции. Расстояние между осями соседних рядов колонн автомобилей должно быть не менее 3,0 м. Установку автомобильной нагрузки на пролетном строении по схеме АК принимают по СНиП 2.05.03-84. При определении грузоподъемности пролетных строений коэффициенты надежности γ для временных подвижных вертикальных нагрузок, сочетания нагрузок, динамические коэффициенты 1 + μ и коэффициенты S1 , учитывающие воздействие нагрузки с нескольких полос движения, принимают: для эталонной автомобильной нагрузки в виде колонны автомобилей как для тележки нормативной нагрузки по СНиП 2.05.03-84; для эталонной автомобильной нагрузки в виде схемы АК по СНиП 2.05.03-84; для эталонной тяжелой одиночной нагрузки как для НК-80 по СНиП 2.05.03-84. Регулирование режима движения по мосту с установленной грузоподъемностью осуществляют с помощью соответствующих дорожных знаков по ГОСТ 10807-78, причем весовые параметры транспортного средства приводятся к значениям его массы: – ограничение массы (знак 3.11); – ограничение нагрузки на ось (знак 3.12), если определяющими грузоподъемность являются элементы ездового полотна (деформационные швы, сопряжение моста с насыпью, настил) или плита проезжей части; – ограничение максимальной скорости автомобилей (знак 3.24), если при определении грузоподъемности это необходимо из-за состояния покрытия, деформационных швов, узла сопряжения моста с насыпью. Основным показателем грузоподъёмности мостового сооружения является класс нагрузки. В современных нормах [38] грузоподъёмность устанавливают по классу нагрузки для неконтролируемого и контролируемого режимов 16 движения транспортных средств, а также по общей массе эталонных транспортных средств для неконтролируемого движения. Для неконтролируемого пропуска (потока) транспортных средств, класс нагрузки назначается в виде класса К по схеме загружения нагрузки АК (рис. 4) вдоль и по ширине ездового полотна для 1-го и 2-го случаев загружения, принятых в СНиП. Нагрузка по схеме АК на пролётное строение принята в виде равномернораспределённой нагрузки с интенсивностью К кН/м (или 0,1 ктс/м ) и одной двухосной тележки с нагрузкой на ось 10 кН (или 1 ктс) для каждой полосы движения. При этом тележка устанавливается в наиболее невыгодное положение по длине пролёта. Рис. 4. Схемы нагрузок. а- нагрузка АК, б- нагрузка НК Коэффициенты надёжности, динамический, полосности и другие принимают согласно действующему СНиП. Для пропуска одиночных нагрузок в контролируемом режиме грузоподъёмность определяют по схеме загружения НК 80, 4-осного колёсного транспортного средства, предусмотренного СНиП (рис.4,б). Коэффициент надёжности по нагрузке принимают равным 1,1, а динамический коэффициент – 1,0. 17 Таблица 5 Схема эталонных транспортных средств (тс) Наименование схемы Схема 2-осных автомобилей Общая база, м 4 Расстояние между тс, м 10 Схема 3-осных автомобилей 5,4 12 Схема 4-осных автотранспортных средств 10,4 18 Схема 5-осных автотранспортных средств 12,8 22 Схема 6-осных автотранспортных средств 14,2 22 Схема 7-осных автотранспортных средств 16,6 22 Схемы эталонных транспортных средств Максимальная масса транспортных средств при Р = 12 т: при 2 осях – 19 т, при 3 осях – 31 т, при 4 осях – 43 т, при 5 осях – 55 т, при 6 осях – 67 т, при 7 осях – 79 т 18 Грузоподъёмность по общей массе и осевой нагрузке, предназначенной для установки дорожных знаков на дороге, определяют для шести эталонных схем 2-7 -осных транспортных средств. При расчёте их устанавливают в колонну однотипных транспортных средств на расстоянии от 10 до 22 м друг от друга в зависимости от типа эталонной схемы (табл. 3), а по ширине ездового полотна как для нагрузки АК. Схемы эталонных нагрузок приведены в табл. 5. В табл. 6 приведены предельные массы транспортных средств для пропуска по мостам под нагрузку А-11. Таблица 6 Предельные массы транспортных средств (т) для пропуска по мостам, запроектированным под нагрузку А-11 (неконтролируемый режим движения, без ограничения давления на ось) Длина загружения 3м 6м 9м 12 м 15 м 18 м 21 м 24 м 33 м 42 м 63 м 84 м 105 м 126 м 150 м 2 20 30 30 31 31 29 28 27 25 24 21 20 19 19 18 3 31 32 31 32 33 34 32 31 29 27 25 24 23 23 22 Количество осей в экипаже 4 5 43 51 46 44 42 45 40 43 39 42 40 41 40 42 41 42 42 46 39 45 38 43 37 43 36 42 35 41 35 41 6 63 54 55 50 47 45 45 45 48 49 45 45 44 43 43 7 78 80 67 61 58 54 52 51 52 54 50 50 48 48 47 Более детально вопросы определения грузоподъемности рассматриваются при изучении предмета «Реконструкция мостов». 3. ОРГАНИЗАЦИЯ НАДЗОРА, ТЕКУЩИХ И ПЕРИОДИЧЕСКИХ ОСМОТРОВ При сдаче строительного объекта в эксплуатацию эксплуатирующей организации передается полный пакет документов, касающихся строительства моста. Передаче подлежит вся проектная документация, исполнительные съем19 ки, журналы работ, акты на скрытые работы и т. д. Однако в эксплуатации находится ряд объектов, построенных очень давно. Документации на данные объекты не существовало или она утеряна. Кроме того, имеется большое количество объектов, возведенных силами предприятий, так называемым хозспособом. Собственники строительных объектов меняются, часто при перемене собственников не составляется акт приема документации. Все это приводит к тому, что отсутствует документальная база, способная оказать помощь мостовому мастеру в правильной оценке состояния объекта. Для оценки текущего состояния объекта необходимо составить технический паспорт моста (водопропускной трубы), максимально полно описывающий состояние сооружения на момент проверки. Постоянный надзор Постоянный надзор предусматривает контроль за мостом, проводимый в течение всего года для своевременного реагирования на все события, происходящие с сооружением. Контроль осуществляют как мостовой мастер, так и обслуживающие бригады. При постоянном надзоре мостовой мастер в порядке маршрутного объезда сооружений на вверенном ему участке дороги проводит визуальный общий осмотр сооружений с периодичностью не реже чем один раз в 10 дней. При постоянном надзоре проводится визуальный осмотр искусственных сооружений и регистрация явных дефектов и повреждений, а также происшествий на сооружениях. Кроме того, контролируется качество ухода за конструкциями и, при необходимости, организуются срочные и плановые работы на сооружениях для обеспечения безопасности движения. О всех крупных происшествиях и дефектах мостов необходимо срочно информировать вышестоящие органы. Текущие осмотры Цель текущих и периодических осмотров – проверить состояние частей и элементов сооружения путём их осмотра для установления объёма и вида восстановительных работ и определения условий дальнейшей эксплуатации сооружения. Текущие осмотры искусственных сооружений проводят мостовые мастера дорожных эксплуатирующих подразделений на вверенном участке дороги в сроки, установленные в нормативной документации [39]: – деревянные мосты, наплавные мосты и паромные переправы – не реже одного раза в квартал; – металлические, железобетонные и каменные мостовые сооружения, трубы и другие сооружения – не реже одного раза в полугодие; – цельносварные, клёпано-сварные, а также усиленные сваркой стальные и сталежелезобетонные пролетные строения – в зимний период не реже одного раза в месяц, а при температуре воздуха ниже минус 20ºС – ежедневно; 20 – тоннели – один раз в месяц. Искусственные сооружения с дефектами, влияющими на их грузоподъёмность, а также ветхие и слабые сооружения в зависимости от состояния необходимо осматривать чаще в соответствии с рекомендациями специализированных мостоиспытательных организаций. Текущие осмотры мостов рекомендуется проводить после прохода паводковых вод и ледохода, а также осенью (перед началом ледостава); малые сооружения, кроме того, – после сильных ливневых дождей, когда наблюдается подъём уровней воды в реках; путепроводы – весной и осенью. Тоннели осматривают обычно в конце каждого месяца. Осмотр тоннелей в периоды роста и спада пучин или интенсивных наледеобразований проводят не реже одного раза в неделю. При текущих осмотрах мостовой мастер должен детально осматривать все элементы мостового перехода, включая элементы ездового полотна и тротуары, деформационные швы и сопряжения моста с насыпью, систему водоотвода, перила и ограждения: пролетные строения, опорные части и опоры, русло и регуляционные сооружения, конусы насыпи и подходы к сооружению, на путепроводах, кроме того, проверяют подмостовой габарит. В зимний период при низких температурах мостовой мастер должен осматривать, в основном, сварные и клепано-сварные конструкции стальных пролётных строений на предмет обнаружения в них трещин в металле и сварных швах и проверять положение катков опорных частей на этих сооружениях. На водопропускных трубах нужно определять состояние русла и лотков, оголовков и звеньев труб, укрепление откосов насыпи и состояние проезжей части над трубой. При осмотрах тоннелей определяют общее состояние обделки, порталов, оголовков, рампы и подпорных стен, грунта над тоннелем, проверяют обводнённость тоннеля, работу системы водоотвода, дренажных устройств, устойчивость откосов (предпортальных и лобовых над порталами), а также контролируют систему освещения и вентиляции, наличие и размещение противопожарных средств. Мостовой мастер обязан выявлять строительные и эксплуатационные дефекты с выделением требующих незамедлительного устранения, фиксировать их в натуре, а также в технической документации; при необходимости организовывать и вести наблюдения за изменением дефектов во времени, проводить контрольно-инструментальные измерения для выявления общих деформаций элементов и определять объём ремонтных работ по уходу за сооружением и профилактике. Кроме того, он должен контролировать осуществление постоянного надзора и содержания. К числу дефектов, требующих незамедлительного устранения, относятся дефекты, снижающие грузоподъёмность сооружения и безопасность движения. Изменение размеров дефекта во времени выявляют путём сопоставления и анализа данных по двум и более осмотрам. 21 Если у сооружения обнаружены дефекты, снижающие грузоподъёмность и безопасность движения, или обнаружен прогрессирующий рост какого-либо дефекта или группы однородных дефектов, мастер должен немедленно сообщить об этом главному инженеру (начальнику) дорожного подразделения. Для наблюдения за изменением во времени наиболее опасных трещин в бетоне и металле пользуются контрольными маяками в виде полоски из гипса, которой перекрывают трещину в месте её большего раскрытия. Время и место установки маяка должны быть зафиксированы в книге искусственного сооружения. Появление разрыва маяка в месте трещины свидетельствует об её развитии. Рис. 5 Гипсовый маяк на трещине Все дефекты необходимо фиксировать с указанием даты на конструкции мелом или краской в момент обнаружения, отмечая трещины линией (вдоль трещины); раковины, сколы, зону слабого бетона, выпучивание элемента, его деформирование или смятие – линией по периметру дефекта; границы трещины – поперечным штрихом по её концам; наибольшее раскрытие трещины – цифрой на конструкции. Контрольно-инструментальные измерения для выявления общих деформаций сооружения необходимы в случаях обнаружения отклонений элементов пролётных строений от проектного положения в плане или профиле, а также при наклоне или осадке опор и деформации в обделке тоннелей. Для выполнения этих работ используют геодезические инструменты. Для фиксации положения элементов конструкции в них заделываются временные марки (репера) по изменению положения которых фиксируется изменение высотного положения элементов. Отметки увязываются с положением незави22 симых реперов. Желательно провести увязку с реперами, существовавшими в период строительства моста (трубы). В обводнённых тоннелях следует контролировать размеры поступления в них воды, производить химический анализ воды на предмет воздействия её на обделку. В длинных тоннелях необходимо периодически брать пробу воздуха для анализа содержания вредных газов и проверять неравномерность освещённости. На паромных переправах и наплавных мостах посменные должностные лица обслуживающего персонала должны ежедневно осматривать конструкции, сопряжения, механизмы и устройства для разводки, подъёма переходных пролётов и причалов, крепления буксиров, швартовых устройств, навигационные знаки, плавсредства и их внутренние помещения. Особое внимание должно уделяться состоянию якорных и другим закреплений наплавных мостов и плавучих причалов, направляющих тросов, креплений тросов буксиров к паромам и др. Периодические осмотры Периодические осмотры производит руководитель или главный инженер дорожного подразделения совместно с мостовым (тоннельным) мастером: на мостовых переходах – после прохода больших паводковых вод или ледохода, землетрясения более 5 баллов и при других чрезвычайных обстоятельствах на сооружениях, а также до и после выполнения ремонтных работ. В случаях крупных (опасных) повреждений на мостовых сооружениях длиной более 100 м при их периодических осмотрах должен присутствовать представитель вышестоящей дорожной организации и при необходимости специалист мостоиспытательной организации. При периодическом осмотре следует проверять общее состояние сооружения, производя в случае необходимости инструментальные измерения, выявлять дефекты, требующие устранения, устанавливать причины их образования и намечать способы их устранения, составлять перечень необходимых ремонтных работ, выявлять качество осуществляемого надзора и намечать порядок надзора на последующий период, а после ремонта сооружения проверять эффективность выполненных работ. Методика осмотра та же, что и при текущих осмотрах. При выявлении опасных дефектов необходимо составлять заключение, направляемое затем в дорожное управление для принятия решения по условиям дальнейшей эксплуатации сооружения. Результаты текущих и периодических осмотров по каждому сооружению должны быть отмечены в книге искусственного сооружения. В ней должны быть указаны время проведения работ, обнаруженные дефекты, намечаемый объём ремонта и перечислены должности и фамилии лиц, выполнивших осмотр. 23 Начальник дорожного подразделения должен контролировать ведение книг, ежегодно просматривать их. В зону осмотра искусственных сооружений включают: – сооружение на всей длине и прилегающие участки подходов в насыпи длиной по 6 м от начала и конца сооружения; в случае примыкания подпорных стенок к сооружению на подходах – на всю их длину; – ограждения безопасности на подходах длиной по 18 м от начала и конца сооружения; – зону подмостового пространства: на пойме на ширине от сооружения по 25 м в обе стороны, в русле – на ширине 100 м выше и ниже по течению; на путепроводах – ограничивается на ширине конуса; – зону поверхности над тоннелем - не менее 50 м в обе стороны от проекции его оси на поверхность. По результатам осмотра составляется акт с указанием выявленных дефектов, причин их возникновения и т. д. В акт может включаться рекомендуемый перечень работ для устранения дефектов. Примеры отработки документов, составляемых при осмотре моста, приведены в приложении 2. 4. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ОСМОТРЫ Организация специальных осмотров искусственных сооружений Все мостовые сооружения, водопропускные трубы и другие искусственные сооружения должны быть подвергнуты специальным осмотрам с привлечением специальных организаций. Осмотры водопропускных труб и других искусственных сооружений длиной не более 25 м допускается производить специальным комиссиям, организуемым по приказу при дорожных управлениях, в состав которых включают специалистов мостоиспытательных организаций. Диагностика искусственного сооружения предусматривает его обследование в объёме, необходимом для составления паспорта. При этом к паспорту прикладывается пояснительная записка, включающая обоснование принятых решений по оценке состояния сооружения, его грузоподъёмности и т. д. Диагностика искусственного сооружения должна проводиться мостоиспытательными подразделениями при составлении или корректировке паспорта путём сбора данных о состоянии сооружения и всех изменениях в его параметрах и характеристиках за истекший период. Первичную диагностику проводят после завершения капитального ремонта сооружения, а строительства или реконструкции сооружения – через 5 лет. Периодическая диагностика должна проводиться через каждые 5 лет. 24 Осмотр мостовых сооружений Подмостовая зона, регуляционные сооружения и подходы На основе ознакомления с технической документацией и осмотра выявляют изменения, которые имели место за период с момента строительства или предшествующего обследования, в условиях судоходства, в режиме реки, а также в состоянии русла, берегов и поймы реки на участке мостового перехода. Режим реки у мостового перехода (направление и скорости течения в паводок и межень, уровни воды реки в паводок и межень, интенсивность ледохода, наличие подпора, а также косину струй, водовороты и др.) устанавливают по данным водомерных постов и книги искусственного сооружения, а также по наблюдениям и измерениям в период осмотров моста. Для получения информации о наиболее высоком уровне воды или интенсивности ледохода разрешается пользоваться сведениями старожилов. При этом информация считается достоверной, если она подтверждается не менее, чем тремя лицами, опрошенными независимо друг от друга. При осмотре русла, берегов, поймы следует выявлять подмывы берегов и наносы в русле, образование новых проток, изменение русла под мостом, стеснение русла растительностью и посторонними предметами, подмывы опор и насыпи конусов, разрушение берегоукрепительных устройств. При каждом осмотре следует определять профиль русла в створе моста с целью выявления размыва грунта около опор и характера изменения профиля дна русла. Характер и глубину подмыва опор, а также профиль русла необходимо устанавливать с помощью измерений глубин в разных точках поперек реки в створе моста с низовой стороны. В случае выявления опасности подмыва опор необходимо также произвести промеры по их контуру. Полученные данные оформляются графически в виде профилей с указанием отметок уровней воды, низа ферм (балок), заложения фундаментов опор и дна русла, а также глубины, положения осей опор в уровне уреза воды. Профиль следует измерять каждый раз от одного и того же репера (можно условного), расположенного около моста, и по точкам, которые дают ясное представление об изменении конфигурации дна русла. При повторных обследованиях русло измеряют по тем же точкам. Пойменную часть следует нивелировать. При осмотре укреплений насыпей регуляционных сооружений и подходов следует выявлять места подмывов, фильтрации воды через насыпь, а также повреждения, истирание и разрушение откосов насыпей, конусов, берм, рисберм, выемок и пр. При укреплении насыпей и берегов каменной наброской или мощением во время осмотра необходимо выявлять характерные повреждения в виде просадки или вымывания грунта и выноса камня в русло, а в габионном укрепле- 25 нии — коррозию и разрывы проволочных сеток с выносом камня, в фашинном укреплении — вынос камня из матов и повреждение тюфячных матов. В укреплениях регуляционных сооружений из сборного и монолитного железобетона выявляют места разрушения швов, трещины в плитах и их продавливание (обычно в местах подмыва грунта под плитой), а также участки смещения плит и другие дефекты. На подходах к мостовым сооружениям необходимо проверять состояние земляного полотна и покрытия проезжей части, а также ограждений, лестничных сходов, подпорных стен и дорожных знаков. Необходимо уделять особое внимание водоотводу с проезжей части и обочин и состоянию поверхности откосов насыпей. При сползании откосов насыпи проверяют правильность заложения откоса и характеристики грунта насыпи. Мостовое полотно При осмотре конструкций мостового полотна определяют состояние покрытия, сопряжения моста с подходами и пролетных строений между собой; водоотвода и гидроизоляции; тротуаров, перил, ограждений; навигационных и дорожных знаков, линий освещения и других коммуникаций, пропущенных через мостовое сооружение. В асфальтобетонном и цементобетонном покрытиях следует выявлять: трещины и неровности, места скопления воды на проезжей части, разрушения покрытия с обнажением защитного слоя и его арматурной сетки; нарушения продольных и поперечных уклонов на проезжей части; утолщения покрытия в случае, когда новые его слои уложены без снятия старых и др. При образовании в сопряжении моста с насыпью просадок необходимо проверять их размер и определять причины появления. Дефект может быть выявлен как внешним осмотром сопряжения, так и вскрытием насыпи или лабораторной проверкой характеристики грунтов. Просадки могут появиться из-за отсутствия переходных плит, их смещения или разрушения, а также вследствие переувлажнения или размыва грунта насыпи, наличия в насыпи не дренирующего или слабо уплотненного грунта. При осмотре тротуаров, перил и ограждений безопасности необходимо проверять состояние тротуарных плит и блоков, узлов крепления перил и ограждающих устройств к плите проезжей части. В тротуарных плитах выявляют сколы, трещины и разрушения бетона, а также сквозные проломы. В перилах проверяют их вертикальность, непрерывность и полноту заполнения решетки, соответствие высоты перил требованиям норм. В ограждениях необходимо проверять соответствие их высоты требованиям норм, прямолинейность ограждений, выявлять места повреждения бетона и арматуры, отрыва горизонтальных элементов от стоек, крепления стоек к конст- 26 рукции пролётного строения, повреждения ограждений в результате механических воздействий. При осмотре необходимо проверять функционирование системы водоотвода, выявлять места скопления воды на покрытии и нарушения уклонов покрытия, обеспечивающих сток воды и ее сброс, места засорения (разрушения) водоотводных устройств, а также общую загрязненность покрытия проезжей части. Очень важно при этом определить общее количество водоотводных трубок и проверить их достаточность, а также достаточность длины трубки для отвода и сброса воды за пределы конструкции. Кроме того, проверяют обеспеченность отвода воды с покрытия тротуаров и по возможности из тротуарных коробов, контролируют отвод воды с концов тротуарных консолей: свободный её сток по линии крепления перил, водоотвод с карнизов, отсутствие щелей по стыкам тротуарных плит и в зоне их деформационных швов. Состояние гидроизоляции устанавливают по внешним признакам снизу плиты проезжей части и, при необходимости, путем ее вскрытия в выборочных местах на покрытии На нижней поверхности плиты выявляют признаки фильтрации воды через трещины, щели или окна омоноличивания в плите, которые наиболее четко могут быть обнаружены в период продолжительных или интенсивных дождей. Характерными зонами фильтрация воды, являются участки плиты вокруг водоотводных трубок, вдоль деформационных швов, под тротуарами, вдоль швов объединения сборных элементов плиты. Места нарушения гидроизоляции можно определить измерением электрической проводимости мембранных гидроизоляционных систем. В деформационных швах малых и средних перемещений следует проверять общее состояние их конструкции (состояние мастики, компенсаторов, окаймлений, резиновых вкладышей и т. д.), обеспеченность свободного перемещения концов пролетных строений при изменении температуры и воздействиях временных нагрузок, плавность сопряжения деформационных швов с покрытием проезжей части, а также их герметичность. В швах больших перемещений (перекрытых стальным листом и др.) следует проверять целостность их конструкции (наличие всех необходимых деталей), качество крепления стальных элементов (затяжку болтов, заделку анкерных устройств и др.), состояние перекрывающих листов и окаймления, водоотводных устройств, а также правильность сопряжения шва с покрытием проезжей части. При осмотре швов необходимо выявлять такие дефекты, как отрыв перекрывающего шов листа, коррозию стальных элементов, загрязнение лотков и механизма шва, разрушение стальных окаймлений, нарушение водоотвода и отсутствие смазки в механизме шва. В шарнирном сопряжении температурно-неразрезных пролетных строений следует проверять их герметичность и состояние проезжей части над опорой. Признаком нарушения герметичности является увлажнение нижней поверхности плиты проезжей части. 27 При наличии на мостовом сооружении коммуникаций (линий связи, теплофикации) или освещения необходимо проверять состояние этих систем и надежность их крепления к элементам мостового сооружения, а также выявлять возможные факторы отрицательного влияния коммуникаций на условия эксплуатации конструкций (повышение влажности, загрязнение, пожарная опасность и пр.). При осмотре следует проверять состояние противопожарного оборудования, элементов заземления, площадок-убежищ, смотровых приспособлений и других эксплуатационных устройств. При осмотре необходимо уделять особое внимание состоянию деталей, обеспечивающих безопасность движения по сооружению, таким, как вертикальная и горизонтальная разметка на конструкциях, высота перил и ограждений проезжей части, габарит проезжей части и тротуаров, неровности дороги и наличие требуемых дорожных знаков. На судоходных реках следует проверять также наличие и состояние судовой сигнализации. Железобетонные и каменные пролётные строения При осмотре железобетонных, бетонных, каменных пролётных строений следует проверять состояние несущих конструкций, правильность сопряжения сборных элементов и опирания пролетных строений на опорные части, выявлять места увлажнения и загрязнения несущих элементов, повреждения бетона и арматуры, а также видимые невооруженным глазом общие деформации — провисание главных балок, смещения и выгибы из вертикальной плоскости несущих элементов. В элементах конструкций следует выявлять места фильтрации воды и выщелачивания бетона, сталактиты, пятна ржавчины на бетонной поверхности, трещины, раковины и сколы в бетоне и кладке, разрушение отдельных участков массива и стыков, обнажения и коррозию арматуры и закладных деталей, нарушения и повреждения в местах сопряжений сборных элементов, отслоения защитного слоя бетона и наружных покровных слоев (штукатурки, торкретбетона, раствора), остатки дерева опалубки в бетоне и участки разрушения бетона и арматуры, вызванные ударами проходящего транспортного средства и другими механическими воздействиями. Во всех случаях необходимо обращать внимание на участки бетонной поверхности с пятнами ржавчины, что указывает на потерю защитной способности бетона защитного слоя вследствие его малой толщины, карбонизации или наличии хлоридов. Такие участки — очаги разрушения бетона вследствие коррозии арматуры. Сохранность свойств защитного слоя бетона, на основании которых можно судить о долговечности конструкции, устанавливается по результатам определения содержания хлоридов в бетоне, измерением глубины карбонизации бетона и величины самого защитного слоя. При отсутствии внешних признаков коррозии арматуры на увлажняемых железобетонных конструкциях длительно эксплуатируемых мостов коррозионные со28 стояния арматуры (вероятность её коррозии) определяется по специальной методике, путём определения её электрохимического потенциала. Особое внимание следует обращать на появившиеся трещины в бетоне и каменной кладке, а при обнаружении трещин необходимо выяснять причину их образования и характер развития. Обнаруженные трещины следует фиксировать и замерять их раскрытие в наиболее широком месте. Для измерения могут быть использованы лупы с делениями, шаблоны и щупы (набор тонких пластин различной толщины). Используя пластины, можно проверить ширину трещины в двух-трех местах по ее длине. Оценивая опасность трещин, следует учитывать их расположение, интенсивность развития и общее состояние конструкции. Внешними признаками, характеризующими опасное развитие трещин, служат потеки ржавчины на поверхности бетона или белые потеки выщелачивания раствора по трещинам, значительное раскрытие трещин, а также сколы бетона около трещин и чрезмерные деформации конструкций. Интенсивность развития трещин необходимо определять по данным длительных наблюдений или по результатам сравнения натурных измерений при последнем осмотре с более ранними. Следует выделять два основных вида трещин: – коррозионные, расположенные вдоль арматуры. Такие трещины могут возникать в теле бетона при коррозии арматуры. Возникающие при этом продукты коррозии, увеличивающиеся в объёме в 2–3 раза, способны привести к продольному растрескиванию бетона, его сколам, полному обнажению арматуры. Такие трещины в условиях увлажнения являются основной причиной коррозионных повреждений, наносят огромный урон эксплуатируемым мостам при наличии недостатков защиты конструкций от увлажнения, а также при потере бетоном своих защитных пассивирующих функций; – силовые трещины расположены, как правило, поперек арматуры и связаны с перенапряжением бетона. Такие трещины могут иметь как самостоятельное негативное влияние на прочность железобетона, так и приводить к коррозии арматуры. Однако количество продуктов коррозии по периметру трещин мало и, как правило, не приводит к растрескиванию бетона. Ржавчина, образующаяся на арматуре у истоков трещин, запирает доступ влаги внутрь и препятствует коррозии. Образование таких трещин контролируется расчётами, при этом предельные размеры принимали равными 0,2-0,3 мм. При проверке качества бетона конструкции следует оценивать его прочность, используя для этого механические методы неразрушающего контроля (упругого отскока, ударного импульса, пластической деформации, отрыв, скалывания ребра, отрыва со скалыванием), ультразвуковые методы и др. Для более точного определения прочности бетона проводят лабораторные испытания образцов, вырезанных из конструкции. При отсутствии соответствующих приборов или возможности изъять образцы прочность бетона может быть определена, очень приближенно, с помощью обычного молотка массой 0,3-0,4 кг, которым наносят удары по бетонной поверхности. Если в этом случае на бетонной поверхности образуются 29 глубокие следы (вмятины), то бетон имеет марку до 100. При марке в пределах 100-200 бетон обычно имеет заметный след и звонкий звук, а при более высокой — след мало заметен. Скрытые дефекты вблизи поверхности, такие как пустоты, отслоение бетона или очень слабый бетон, могут быть выявлены путем остукивания поверхности бетона тем же молотком. Плотный бетон издает звонкий звук, а бетон с указанными дефектами — глухой. При определении состояния арматуры в бетоне его вскрывают до арматуры, как правило, в случаях определения фактической грузоподъёмности при отсутствии проектной документации, или выявления характера и степени повреждения арматуры (её коррозии или разрыва) при чрезмерных деформациях элемента (при трещинах более 0,5 мм, потеков ржавчины и пр.). Необходимо осматривать все места сопряжений и объединений сборных элементов между собой и с монолитными конструкциями и обращать особое внимание на места, где были допущены при строительстве отклонения от проекта. Здесь следует выявлять такие дефекты, как слабый или неуплотненный бетон омоноличивания, трещины и сколы, несоосное объединение элементов, отсутствие закладных деталей или сварных накладок в объединениях на сварных стыках, некачественное выполнение сварных швов (непровар, пористость или прерывистость шва, «прихватка» и пр.). При осмотре несущих конструкций балочных пролетных строений проверяют состояние плиты проезжей части, главных балок, диафрагм или поперечных балок. В этих конструкциях выявляют наличие трещин в бетоне: поперечных в растянутой зоне, продольных и косых в сжатой зоне, наклонных в приопорных участках, продольных вдоль напрягаемой арматуры, в местах ее анкеровки, опорных узлах, диафрагмах, стыках составных конструкций. Частые поперечные трещины в растянутой зоне конструкции при раскрытии более 0,3 мм служат признаком серьезного повреждения элемента. В сборных балочных пролетных строениях проверяют состояние стыков балок по диафрагмам или по плите проезжей части, так как нарушение соосности полудиафрагм, плохое качество уплотнения бетона стыка, отсутствие или разрывы соединений полудиафрагм или плит по их длине ведут к нарушению проектной схемы работы пролетного строения в целом. Работу таких пролетных строений необходимо проверять при загружении сооружения временной нагрузкой. При осмотре несущих конструкций пролетных строений из предварительно напряженного железобетона следует выделять продольные трещины в зоне расположения высокопрочной арматуры и поперечные трещины в растянутой зоне, свидетельствующие о полной или частичной потере предварительного напряжения в арматуре. В старых мостах массовое образование продольных трещин было связано с замерзанием мокрого инъекционного раствора при расположении напрягаемой арматуры в герметичных металлических каналах и перенапряжением пред30 варительно-напряженного бетона на начальной стадии внедрения таких конструкций. В этих балках необходимо также проверять наличие трещин в опорных узлах, в местах анкеровки напрягаемой арматуры, что свидетельствует о местных перенапряжениях бетона. В пролётных строениях из составных балок по длине проверяют наличие трещин в клеёных стыках между блоками, следов сдвигов по этим трещинам, признаков разрушения бетона от сдвигов, сетки наклонных трещин вдоль швов, состояние клеевой прослойки. В неразрезных и консольных пролетных строениях выявляют трещины и сколы бетона в местах их опирания и поперечные трещины в надопорных участках. Осматривая пролетные строения, следует обращать внимание на нарушения опирания их на опорные части и опоры, так как неправильная установка (размещение) балок (как правило, строительный дефект) приводит к сколам бетона ригеля под балками и торцов балок, а также к нарушению работы пролетных строений на температурные воздействия при отсутствии зазора между балками соседних пролетов и пр. При осмотре массивных каменных, бетонных и железобетонных арок и сводов необходимо, прежде всего, проверять участки (сечения), соответствующие замку, четверти и пяте арки, где могут быть трещины. Если над аркой или сводом имеется сплошная кладка, то трещины могут возникнуть по всей ее высоте. Трещины в стойках надарочного строения могут возникать при отсутствии в них шарнирного соединения с арками и плитой проезжей части. В плитных пролетных строениях следует проверять состояние плит и шпоночных стыков между плитами. Наиболее правильно состояние шпоночных стыков можно оценить путем загружения пролетного строения временной нагрузкой. Скачкообразное распределение прогибов между плитами свидетельствует о неудовлетворительном состоянии шпоночных стыков. При осмотре сооружения необходимо обращать внимание на расположение, форму, размеры трещин. Так трещины 1 и 2 типа (рис. 6) чаще всего являются усадочными в поверхностных слоях и возникают в результате нарушения технологии укладки бетонной смеси. 3 и 4 типы трещин являются силовыми, возникают из-за недостатка армирования либо недостатка натяжения арматуры. Трещины 5 типа также относятся к силовым трещинам и возникают из-за недостаточной трещиностойкости конструкции. 6 тип трещин возникает из-за чрезмерного обжатия бетона пучками преднапряженной арматуры а также температурных и усадочных деформаций бетона. При ударных воздействия негабаритного транспорта и грузов на нижнюю часть ж/б элемента возникают сколы и трещины 7 типа. 8 тип характерен для зон сосредоточенных усилий и наиболее часто встречается в опорных узлах. 9 тип трещин характерен для продольных «сухих» стыков элементов в результате температурных деформаций а также при несовпадении микрорельефа стыкуемых поверхностей. Обращаем 31 внимание, что приведены только наиболее часто встречающиеся типы трещин и на практике возможно возникновение других типов трещин. Рис. 6 Наиболее распространенные типы трещин в ж/б балочных конструкциях Бетонные, каменные и железобетонные опоры При осмотре опор необходимо проверять состояние видимой части фундамента, подводной и надводной частей тела опоры и подферменников, проверять положение опоры в вертикальной плоскости и ее высотные отметки, а также качество работ по содержанию опоры (загрязнение горизонтальных участков, наличие водослива). В опорах, прежде всего, обращают внимание на дефекты в виде осадки, крена, наклона, смещения, а также оползней и других отклонений от проектного положения. При появлении нарушений в положении опоры необходимо проверять состояние фундамента и геологические условия в зоне опоры, используя имеющуюся техническую документацию. В случае отсутствия убедительных данных в ней для установления причин появления дефекта следует проводить соответствующие исследования, согласовав их с дорожной организацией. При необходимости, организуют длительные наблюдения за деформациями положения опор, используя приборы и инструментальное измерение, определяют глубину заложения фундамента. В конструкциях опоры и фундамента обращают внимание на прочность бетона или кладки массива, крупные трещины в массивных частях, трещины и качество бетона по швам омоноличивания блоков и трещины в железобетонных элементах. Кроме того, проверяют состояние поверхности опоры, выявляя ее повреждения от выветривания или механических воздействий — раковины, сколы, 32 каверны, истирание, выщелачивание бетона. Опасным дефектом в опорах следует считать плохое качество бетона и его разрушение, особенно в ростверках опоры. В речных опорах при обнаружении повреждений в ростверке (появление сколов и каверн, а также размораживания бетона в поверхностных слоях по боковым граням, а при высоком свайном ростверке — и по нижней поверхности плиты ростверка) необходимо проверять воду реки на агрессивность по отношению к бетону. Воду следует брать с участков реки, расположенных ближе к опоре с обнаруженными дефектами, так как агрессивность воды может быть неодинаковой у разных берегов реки. Состояние подводной части опоры оценивают по косвенным признакам — по материалам длительных наблюдений осадки или изменения наклона опоры, а также повышенной вибрации опор при воздействии на мост временной нагрузки. При обнаружении дефектов необходимо проводить подводное обследование. Наличие осадки опор устанавливают по результатам сравнения данных измерений, полученных при обследованиях в различные периоды, или по документации. При осмотре подферменной части опоры выявляют признаки ее увлажнения, проверяют обеспеченность отвода воды с горизонтальных ее поверхностей. Появление трещин следует рассматривать как чрезвычайно опасный дефект, так как влага, проникая в трещины и не имея выхода наружу, постепенно разрушает бетон подферменной части опоры. В массивных опорах необходимо проверять наличие силовых вертикальных и наклонных трещин в теле опоры, которые могут раскалывать опору на части изза неправильного опирания элементов пролетных строений, а также из-за отсутствия противоусадочной арматуры, влияние которой на целостность опор значительна; выявлять усадочные или температурно-усадочные трещины и дефекты от механических повреждений. Опоры из каменной кладки, имеющие большой срок службы, необходимо обследовать более тщательно. При осмотре таких опор следует обращать внимание на качество расшивки швов, наличие выветривания, расстройство подферменных и облицовочных камней, выщелачивание цементного раствора. В наиболее старых опорах выявляют места разрушения кладки: трещины и щели в швах, выпадение отдельных камней или целых блоков, неравномерную осадку кладки и ее расчленение вертикальными трещинами и пр. В облицованных опорах выявляют поверхностные трещины в облицовке, а также глубокие, проникающие вглубь тела опоры (иногда сквозные). Для определения глубины трещин используют щупы, нагнетание подкрашенной жидкости или же вскрывают облицовку. При осмотре железобетонной насадки (ригеля) выявляют трещины, вызванные силовыми факторами (перенапряжением бетона вследствие неравномерной осадки опоры и др.), наклонных трещин в консольной части ригелей из-за преждевременного обрыва арматуры и проверяют состояние сопряжения насадки с колоннами и стойками, где могут возникнуть трещины и сколы бетона по контуру объединения вследствие нарушения контакта между этими элементами. 33 В стойках (сваях) опоры выявляют продольные трещины по высоте или разрушение бетона (с коррозией арматуры) в зоне переменной влажности в русле реки. Такие трещины возникают в размороженном бетоне, а также при повреждении бетона в период ледохода. В комбинированных опорах, состоящих из массивной нижней части и колонн, следует проверять наличие вертикальной трещины в массивной части между колоннами. При осмотре обсыпных устоев следует обращать внимание на состояние сопряжения моста с насыпью и состояние конусов. При этом необходимо выявлять места повреждения конусов и их смещения, разрушение укрепления откосов конусов, что свидетельствует, как правило, о нарушении системы водоотвода с проезжей части. На подферменных частях устоя не должно быть загрязнения, отрицательно сказывающегося на работе опорных частей. На устоях проверяют также состояние шкафных стенок, открылков и узлов их объединения, где могут быть повреждения. В старых устоях (с обратными стенками) на участке сопряжения передней и боковой стенок могут быть трещины в бетоне из-за увеличения давления переувлажненного грунта за устоем. В случае необходимости для исследования недоступных частей опор (находящихся в земле) и фундаментов могут применяться специальные геофизические методы. В исключительных случаях при небольшой глубине залегания для осмотра производят вскрытие недоступных частей опоры, фундамента. Металлические и сталежелезобетонные пролётные строения При осмотре несущих конструкций металлических и сталежелезобетонных пролетных строений следует проверять состояние защитных покрытий (окраски) металлоконструкций, элементов конструкций, прикреплений и стыков, а также сварных швов и околошовной зоны, заклепочных и болтовых соединений. Прежде всего следует обращать внимание на места наиболее вероятного скопления воды и поражения металла коррозией: корыто- и Н-образные элементы, где дренажные отверстия расположены на большом расстоянии друг от друга; опорные участки конструкций (поперечные балки, связи и пояса), где возможно скопление грязи и воды в результате неудовлетворительной работы деформационных швов; швы между железобетонными плитами проезжей части и трещины в плите, где вода стекает на стальные элементы. В металле и сварных швах выявляют трещины, образующиеся в результате перенапряжения металла в местах концентрации растягивающих напряжений, в том числе и от усталостных воздействий, остаточных напряжений от сварки, а также в результате хладоломкости металла при низких отрицательных температурах и его старении. Такие трещины могут быть обнаружены преимущественно в местах с резким изменением сечения (например, места обрыва листов, концы швов и накладок, около заклепочных отверстий), в местах примыка34 ния ребер жесткости, диафрагм, фасонок, в зоне сварных швов с дефектами и околошовной зоне, а также подрезов металла от механических воздействий. При отсутствии сертификатов или недостаточности (противоречивости) содержащихся в них сведениях, а также при обнаружении в конструкции повреждений, которые могли быть вызваны низким качеством металла, необходимо проведение исследования в лабораторных условиях химического состава металла, испытание образцов на растяжение и ударную вязкость. Образование трещин в металлических конструкциях является опасным состоянием и требует принятия кардинальных мер: снятие концентрации по концам небольших трещин путём рассверловки отверстий, усиление трещин накладками, решение вопроса о возможности эксплуатации. Внешними признаками возникших трещин могут быть потеки ржавчины и шелушение краски. Можно также острым шабером снять тонкую стружку металла вдоль предполагаемой трещины; при этом продольное разделение стружки будет свидетельствовать о наличии трещины. За трещинами необходимо установить наблюдение, т. е. периодически измерять ее параметры — ширину, длину и положение. В зависимости от характера трещины и интенсивности ее развития определяют условия дальнейшей эксплуатации этого элемента. Одними из основных соединений являются сварные соединения элементов. При их осмотре проверяют состояние заводских и монтажных швов. Особое внимание следует обращать на стыковые и соединительные швы растянутых и сжато-растянутых элементов сквозных ферм и растянутой зоны сплошных балок. Дефектами сварных швов являются трещины, непровар, подрезы, шлаковые включения, поры, наплывы шва, не выведенные и не заделанные кратеры. Заклепочные соединения в современных мостах редки, но в старых мостах они довольно часто применялись. При использовании заклепок проверяют состояние рабочих заклепок: в узлах, стыках и прикреплениях и, особенно, в местах расположения заклепок с дефектами при большой толщине склепываемых пакетов (три и более листа); в сжато-растянутых элементах, работающих на знакопеременные нагрузки; в прикреплениях гибких элементов (средние раскосы ферм, связи), а также продольных балок к поперечным. К дефектам заклёпки относятся: неплотно прижатая головка к листу; зарубленная головка или сбитая с оси; неоформленная по контуру или маломерная, зарублен металл вокруг головки, трещины, пористая головка и др. Качество заклепок проверяют наружным осмотром и простукиванием головок молотком массой около 200 г с прощупыванием одновременно контакта заклёпки и металла элемента. Слабые заклепки при ударе издают глухой дребезжащий звук. Признаками слабых заклепок могут быть также потеки ржавчины из-под головок или из зазоров между соединяемыми элементами, трещины в окраске около головок. 35 В соединениях на высокопрочных болтах проверяют плотность стягиваемых пакетов из стальных листов, состояние болтов, гаек и шайб. Плотность стягивания листов необходимо определять щупом толщиной 0,3 мм. При нормальном положении щуп не должен входить между частями пакета по кромкам элементов и деталей. При внешнем осмотре выявляют отрыв головок болтов, срез гаек, трещины в гайках и болтах, смятие шайб и головки болта, недостаточность длины резьбы болта. После полного закручивания гайки болт должен выступать не менее, чем на один виток резьбы. В пролетных строениях со сквозной решеткой необходимо проверять прямолинейность элементов, состояние соединительной решетки, планок и их прикрепления, выявлять искривления более 1/500 длины сжатых элементов, связей между фермами и балками, а также искривления более 1/300 длины растянутых элементов в результате их механических повреждений или перегрева металла. В несущих конструкциях пролетных строений со сплошной стенкой следует проверять места возможного выпучивания вертикальной стенки и особенно места, где выпучивание превышает 1/250 наименьшего расстояния между ребрами жесткости или полками балки, следить за возможным образованием линий Людерса, сигнализирующих о развитии текучести в стыках. При визуальном осмотре необходимо выявлять и замерять также коробление элементов, пробоины, вмятины и другие дефекты. При возникновении искривлений, причинами которых могут быть потеря устойчивости, следует провести специальные расчёты и закрепление выпученных элементов. При внешнем осмотре поверхности конструкций необходимо устанавливать состояние окраски металла, что свидетельствует о сохранности конструкции. Нормальным состоянием окраски следует считать покрытие, образующее ровную, не имеющую дефектов пленку необходимой толщины без пропусков и потеков, через которую не просвечивают металл, грунтовка или нижележащий слой. Все углубления и щели в этом случае должны быть заделаны шпаклевкой и закрашены. Наиболее характерными дефектами в лакокрасочном покрытии металлоконструкций являются растрескивание покрытия в процессе эксплуатации, отслаивание покрытия от металла или от нижележащего слоя в процессе эксплуатации, подпленочная коррозия, трещины, неудовлетворительная адгезия, пузыри, шелушение, размягчение, механическое повреждение и др. В железобетонной плите проезжей части сталежелезобетонных пролетных строений следует уделять внимание общему состоянию железобетонной плиты и стыкам объединения плиты с главными или поперечными балками. Повреждения железобетонной плиты проявляется в виде снижения прочности, выщелачивания и появления значительного числа трещин как хаотически расположенных, так и с наиболее часто повторяющейся локализаци36 ей и ориентацией. В бетоне плиты, опёртой на главные балки, возникает растягивающее напряжение, которое вызывает поперечные трещины в плите. Продольные трещины возникают под влиянием распределительной арматуры, которая стесняет свободную деформацию бетона от усадки. Продольные трещины образуются в швах омоноличивания над прогоном и непосредственно над главными балками. В поперечных швах объединения блоков плиты происходит их разрушение с отколом бетона и образованием трещин по всей длине. Необходимо обращать внимание на отсутствие или разрушение слоя раствора между плитами и верхними поясами главных балок, что приводит к полному расстройству жёстких упоров или швов омоноличивания. Внешний признак нарушения объединения плиты с балками — разрушение бетона в зоне расположения стальных упоров, сдвиги между плитой и верхним поясом балок, возможное провисание конструкций. Нарушение объединения плиты с металлическими балками может быть выявлено при испытании по нарушению линейности эпюры относительных деформаций, смещению положения нейтральной линии, не соответствию измеренных напряжений расчётным. Опорные части При осмотре опорных частей проверяют: состояние подферменников, равномерность и плотность опирания опорных частей на опоры и пролетных строений на опорные части, наличие анкеровки и прикреплений; состояние сопряжения элементов опорных частей между собой и состояние их конструкций (наличие трещин, коррозии металла, загрязненность и пр.); положение катков и других элементов опорных частей, сравнивая действительное их положение с проектным или нормативным. В катковых стальных опорных частях следует выявлять угон, особенно опасный для однокатковых опорных частей, наклон и перекос катков, проверять затяжку болтов, прикрепляющих балансир к пролетным строениям, правильность расположения кареток и противоугонных устройств и их крепление к каткам, наличие графитовой смазки на поверхности катания подвижных опорных частей, а также наличие защитных коробов и их состояние. Положение опорных частей определяют путем обмера взаимного расположения опорных плит, балансиров и катков, а также положения их на опоре. По взаимному их расположению устанавливают смещение их центров, перекос и другие дефекты. Положение подвижных опорных частей необходимо проверять при каждом очередном обследовании. Для этого определяют геометрическое положение катков относительно опор и пролетных строений с обязательным измерением средней температуры конструкции пролетного строения. Ответственные измерения желательно производить в пасмурную погоду. Среднюю температуру пролетного строения приблизительно 37 можно оценить, измерив температуру окружающего воздуха под плитой проезжей части между балками. Положение опорных частей можно считать правильным, если полученные данные отличаются от расчетных не более чем на 5 мм. В случае большего расхождения измеренного положения от расчетного положения, для выработки рекомендаций требуется проведение дополнительных расчетных исследований опорных частей. В одновалковых железобетонных подвижных, а также стальных тангенциальных опорных частях проверяют смещения и перекосы их элементов в плане и в вертикальной плоскости, качество крепления верхней и нижней подушек к опоре и железобетонным балкам, правильность установки стопорных планок в валках, а также выявляют трещины и сколы в железобетонной части валков, ржавление металла и загрязненность опорных частей. В тефлоновых и одновалковых опорных частях следует следить за их состоянием и смещениями, связанными с расположением опорных частей с уклонами. При осмотре резиновых опорных частей необходимо проверять их положение и форму. Нормальной считается форма, когда в середине длинной стороны опорной части значение выпирания резины больше, чем в середине короткой стороны. Дефектами опорных частей следует считать: раздавливание резины, сопровождающееся ее выпучиванием (дефект изготовления резиновой опорной части); чрезмерные деформации сдвига опорных частей; трещины длиной более 40 мм и глубиной более 4 мм; неплотное опирание резины с появлением зазоров в местах контакта с опорой и балками. 5. ОБСЛЕДОВАНИЕ МОСТОВ В зависимости от поставленных целей должны выполняться следующие виды обследований и испытания: Для нового моста: – периодическое – через определённый промежуток времени для оценки состояния сооружения и назначения режима его дальнейшей эксплуатации; – предпроектное – с целью сбора данных для разработки проекта ремонта или капитального ремонта, реконструкции или перестройки сооружения; Для моста, подлежащего реконструкции: – специальное – с целью изучения или наблюдения работы конструкции или её отдельных элементов, уточнения их расчетной грузоподъемности при специфических их особенностях или условиях эксплуатации; – при организации пропуска сверхнормативных нагрузок и после их прохода по сооружению. 38 Мостовые сооружения и тоннели, находящиеся в неудовлетворительном состоянии, до начала восстановительных работ необходимо обследовать ежегодно. Если при текущем или периодическом осмотре на сооружении обнаружены дефекты, свидетельствующие о его аварийном состоянии, то такое сооружение необходимо обследовать в срочном порядке. Остальные виды обследования проводят в сроки, определяемые технической необходимостью и регламентируемые соответствующими документами. Так, в необходимых случаях с целью оценки фактической работы мостовых и других конструкций следует предусматривать мониторинг физического и напряжённо-деформированного состояния сооружений, т.е. систему длительного контроля за их состоянием и поведением в процессе строительства (реконструкции) и эксплуатации. Мониторинг мостовых сооружений Мониторинг мостовых сооружений – контроль и управление состоянием сооружения с целью обеспечения его надёжной эксплуатации в течении заданного срока службы. Мониторинг необходимо организовывать в случаях эксплуатации больших и сложных по конструкции мостовых сооружений с внешне статически неопределимыми конструкциями, в которых возможно появление дополнительных усилий и деформаций из-за геологических, гидрологических, оползневых и сейсмических явлений, или в конструкции пролётных строений применено дополнительное напряжение (регулирование усилий), или имеется большая неопределенность длительных процессов, связанных с ползучестью бетона или температурными деформациями. Мониторинг проводится по специально составленным программам или методикам, в которых должны быть изложены цели и задачи мониторинга; объем намечаемых наблюдений и применяемые способы получения и анализа результатов; сроки и интервалы наблюдений. Мониторинг организуется на всех этапах существования мостового сооружения: – на этапе проектирования – обоснованный выбор места мостового перехода, конструктивной схемы моста, выбор материалов, правильность расчёта напряженно-деформированного состояния, обоснованную оценку региональных геологических и климатических условий, выбор средств защиты от агрессивного воздействия среды эксплуатации; – на этапе строительства– соблюдение проектных решений по технологии изготовления и монтажа, а при отклонениях от проекта обоснование замены одного технологического решения другим; 39 – на этапе эксплуатации – диагностика состояния сооружения, оценка его грузоподъёмности и остаточного ресурса, принятие и осуществление рекомендаций по ремонту и реконструкции. Основой мониторинга является диагностирование на различных стадиях жизненного цикла объекта. Используются три вида диагностирования: – функциональное – состояние моста устанавливается в процессе его эксплуатации без применения диагностических средств, в непосредственно в момент эксплуатации моста; – специальное – технические диагностические средства подают сигнал на мост специальные воздействия, результат формируется в момент, когда сооружение не используется по своему прямому назначению; – модельное – диагностирование проводится на модельных образцах, математических моделях, элементах сооружения позволяет оценивать и прогнозировать влияние различных факторов на работоспособность сооружения. В период эксплуатации моста мониторинг должен решать следующие основные задачи: – оценка напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов и всего мостового сооружения с учётом имеющихся дефектов и повреждений; – анализ и оценка степени соответствия несущей способности моста внешним воздействиям в рассматриваемый момент времени и на прогнозируемый период; – разработка альтернативных стратегий по изменению состояния моста до проектного уровня; – выбор и реализация наиболее рациональной стратегии изменения состояния моста (ремонт, реконструкция, замена, усиление и т. д.) Порядок работ по обследованию Обследования искусственных сооружений включают следующие основные работы: – разработка программы работ по обследованию сооружения; – ознакомление с технической документацией на сооружение; – определение основных размеров сооружения и его элементов; – выявление положения сооружения и его элементов в плане и профиле (покрытия проезжей части, пролётных строений и опор, водопропускных труб, тоннелей и др.); – определение размеров дорожной одежды, толщины покрытия проезжей части; – проверка соответствия положения опорных частей на опорах требованиям проекта; – измерение профиля русла в створе моста и вокруг русловых опор; – детальный осмотр всех видимых частей сооружения с выявлением дефектов; 40 – исследование свойств материалов конструкций, не отвечающих требованиям проекта или норм; – при необходимости проверка состояния скрытых деталей конструкций путем их обнажения; – анализ состояния конструкций сооружения и определение общей оценки его технического состояния; – определение грузоподъемности и назначение режима эксплуатации сооружения; определение остаточного ресурса долговечности сооружения и его элементов (при необходимости); – составление или корректировка паспорта сооружения; – составление отчетной документации (акта и научно-технического отчета) с предложениями по технологии устранения опасных дефектов. При выполнении специальных (внеочередных, исследовательских и др.) обследований работы могут выполняться по сокращённой программе или, при необходимости, могут предусматривать более расширенную программу (длительные наблюдения и т. д.) в зависимости от требуемого объёма информации для решения поставленных задач. Необходимость испытания сооружения, подводного обследования опор, лабораторной проверки качества материалов и других специальных работ определяется по результатам анализа комплекса работ по осмотру, а также может устанавливаться заказчиком или проектной организацией совместно с мостоиспытательной организацией по результатам анализа технической документации. К началу работ должна быть полностью закончена подготовка смотровых приспособлений на сооружении, обеспечивающих доступ к осматриваемым элементам. Все смотровые приспособления и другие специальные обустройства на сооружении должны быть приняты руководителем бригады, выполняющей осмотр. В начале работ необходимо ознакомиться с технической документацией на сооружение, которая включает проектную и исполнительную документацию (исполнительные чертежи несущих конструкций, документы согласования отступлений от проекта, акты приемки скрытых работ, сертификаты на металл и документы о качестве примененных материалов), материалы предшествующих обследований (технические отчеты и заключения), паспорт и книгу искусственного сооружения. В случае отсутствия документации и невозможности ее восстановления требуется уточнение параметров конструкции путем проведения натурных измерений, приборного обследования, исследование конструкции неразрушающими методами, при необходимости проведение вскрытий арматуры или других деталей. При отсутствии технической документации, а также при первом обследовании сооружения необходимо проверять все основные его размеры. 41 Если при предшествующих осмотрах были проверены размеры сооружения, то при последующих осмотрах обязательно проверяют изменившиеся размеры элементов и дефекты, образовавшиеся в период эксплуатации. Положение сооружения и его элементов в плане и профиле необходимо определять при каждом очередном обследовании сооружения. При этих работах обязательно измеряют продольный и поперечный профили проезжей части сооружения и подходов, а также положение и высотные отметки элементов с дефектами (опор и др.). Результаты измерений должны быть представлены в виде графических схем, на которые наносят результаты предшествующих измерений. На этих схемах указывают температуру, условия измерения и дату проведения работ. Все изменения положения сооружения и его элементов в плане и профиле определяют путем сопоставления ранее проведенных измерений с измерениями, полученными при последнем осмотре. При осмотре сооружений необходимо выявлять дефекты и причины их образования с тем, чтобы определить условия дальнейшей эксплуатации и методы восстановления сооружений. При необходимости проводят исследования материалов конструкции. Если выявить причину образования дефекта и характер его развития невозможно, необходимо установить длительные наблюдения за дефектом. Для этого предварительно нужно составить программу проведения таких наблюдений. Наблюдения могут быть визуальными или инструментальными с регистрацией результатов на конструкции и в специальном журнале или книге искусственного сооружения. Осмотр необходимо сопровождать, как правило, фотосъемкой, контрольными измерениями (например, определением формы и размеров дефектов), а также проверкой качества материалов конструкций и, при необходимости, вскрытием элементов (приложение 2). Наряду с проведением лабораторных исследований и изъятием образцов из конструкции следует применять неразрушающие методы контроля качества материала — ультразвуковые, ударного импульса (отскока), скалывания и т. д. Все трещины, обнаруженные в железобетонных и бетонных элементах, когда их раскрытие превышает допускаемое нормами на проектирование, а также трещины в металлических элементах должны быть отмечены на конструкции (длина, размер раскрытия и дата обследования). Все работы, связанные с оценкой качества материалов конструкций, вскрытием и бурением элементов, вырезанием и выпиливанием образцов, следует проводить с таким расчетом, чтобы не снижать несущую способность сооружения. При этом должны быть предусмотрены меры по своевременному устранению факторов, которые могут снизить долговечность сооружения (например, вскрытые участки арматуры железобетонных элементов после осмотра должны быть заделаны и т. д.). На основании собранного материала при обследовании сооружения и его анализа составляется научно-технический отчёт. В заключение отчёта должна быть 42 дана общая оценка технического состояния сооружения в соответствии с указанием соответствующих документов и назначен режим его эксплуатации. Более подробно порядок проведения обследований приведен в специальной литературе (см. список литературы). Инструментальные измерения Для получения фактического положения объекта (моста, трубы) проводятся инструментальные съемки (высотная, плановая). Для этих целей используется весь арсенал геодезического инструмента. При проведении съемок необходимо руководствоваться следующими положениями: 1. Каждая съемка производится не менее двух раз (при разном уровне инструмента — нивелира и теодолита, тахеометра) по одним и тем же точкам и за окончательный результат принимают средние арифметические значения измерений. 2. Все точки измерения должны быть зафиксированы на конструкции (отмечены краской или иным способом) при первом обследовании. Перед проведением очередных работ необходимо очистить эти места от грязи. 3. При измерениях следует фиксировать условия погоды, температуру воздуха и материала конструкции, а также тип применяемого инструмента для измерений, его точность, места измерений и установки реек и пр. 4. Измерения рекомендуется выполнять в несолнечное время, лучше в осенне-зимний период, когда нагрев отдельных конструкций практически одинаков, а средняя температура пролетного строения изменяется в течение суток незначительно. При невозможности выполнения работ в осенне-зимний период рекомендуется выполнять работы в утреннее или вечернее время, когда природные помехи незначительны. Результаты измерений должны быть представлены графически с нанесением результатов, полученных предшествующим обследованием. При необходимости проведения исследований свойств материалов и конструкций рекомендуется использовать приборы и методики испытания материалов, которые предлагаются отечественной и зарубежной промышленностью, аттестованные в России для конкретных целей. При проведении инструментального обследования сооружения необходимо занести в журнал съемки марки и номера приборов, с помощью которых проводилась съемка. 43 6. ИСПЫТАНИЯ МОСТОВ Перед пуском моста в эксплуатацию проводятся испытания. Целью испытаний является определение работоспособности конструкций при пропуске нагрузки (как нормативной, так и сверхнормативной). Предполагаемые деформации элементов сначала рассчитываются, а в дальнейшем сравниваются с показаниями приборов. В случаях, когда показания по установленным измерительным приборам существенно превышают предполагаемые значения, а также при обнаружении неожиданных изменений в состоянии конструкции (например, при возникновении трещин и выпучиваний в стальных элементах и их соединениях, при появлении признаков выкалывания или раздробления бетона в железобетонных элементах и др.), по решению руководителя работ мостостанции испытания должны быть прекращены и испытательная нагрузка удалена за пределы испытываемой конструкции. Дальнейшие испытания могут проводиться только после тщательного обследования состояния конструкций, выяснения причин возникших явлений и оценки их опасности. Статические испытания В первую очередь проводятся статические испытания. Усилия (силы, моменты), возникающие в любых элементах сооружения от статической испытательной нагрузки, не должны быть выше: а) при испытаниях сооружений, рассчитанных по предельным состояниям, – усилий от подвижной временной вертикальной нагрузки, принятой в проекте, при коэффициенте надежности по нагрузке (или коэффициенте перегрузки), равном единице, и полном динамическом коэффициенте; б) при испытаниях сооружений, рассчитанных по допускаемым напряжениям (по нормам, действовавшим до 1962 г.), – 120% усилий от временной вертикальной нагрузки, принятой в проекте, с полным динамическим коэффициентом; в) при испытаниях сооружений, имеющих элементы с пониженной несущей способностью, и сооружений, на которые нет технической документации, – усилий от временной вертикальной нагрузки, соответствующей расчетной грузоподъемности сооружения. Усилия (силы, моменты), вызываемые испытательной нагрузкой в элементах испытываемых сооружений, как правило, не должны быть ниже: а) при испытаниях железнодорожных мостов, мостов под пути метрополитена или трамвая, под автомобили особо большой грузоподъемности (нагрузки АБ) – усилий от наиболее тяжелой нагрузки, обращающейся по данной линии или дороге; 44 б) при испытаниях автодорожных и городских мостов – 70 % усилий, принимаемых для соответствующих видов мостов. В качестве нагрузки при статических испытаниях следует использовать подвижные нагрузки: действующие на мост в процессе его эксплуатации (поезда, автомобильный транспорт и т. д.). В некоторых случаях (например, при испытании отдельных элементов моста, при определении жесткости конструкции и др.) нагрузка при испытаниях может быть создана домкратами, лебедками, отдельными грузами с фиксацией создаваемых усилий. Весовые характеристики транспортных средств, используемых при испытаниях, следует перед проведением работ уточнять. Точность определения весовых характеристик должна быть не менее 5 %. При выборе схем загружения следует стремиться к тому, чтобы в исследуемых частях и элементах сооружений возникали возможно большие усилия. Первое загружение конструкции испытательной нагрузкой следует проводить постепенно, с контролем за ее работой на разных этапах по показаниям отдельных измерительных приборов. Время выдержки испытательной нагрузки в каждом из предусмотренных положений следует определять по стабилизации показаний измерительных приборов: приращения наблюдаемых деформаций за 5 мин не должны превышать 5 %. С целью увеличения точности показаний приборов время загружения и разгружения конструкций, а также время взятия отсчетов по приборам должно быть по возможности наименьшим. При необходимости достижения наибольших деформаций конструкции под нагрузкой время выдержки должно назначаться в зависимости от наблюдаемого прироста деформаций, материала сооружения, вида и состояния стыковых соединений, предшествовавших загружений. Определение остаточных деформаций конструкции следует производить по результатам первого ее загружения испытательной нагрузкой. В процессе статических испытаний следует измерять: общие перемещения и деформации сооружения и его частей; напряжения (относительные деформации) в сечениях элементов; местные деформации (раскрытие трещин и швов, смещения в соединениях и т. п.). Кроме того, в зависимости от вида конструкций и их состояния и в соответствии с задачами испытаний могут производиться измерения угловых деформаций, взаимных перемещений частей сооружения, усилий в элементах (вантах, шпренгелях) и т. п. Места установки измерительных приборов следует назначать исходя из необходимости получения в результате испытаний достаточно полных представлений о работе конструкции под временными вертикальными нагрузками. Для измерения перемещений и деформаций следует выбирать элементы и части конструкций, наиболее интенсивно работающие под воздействием на- 45 грузки, а также элементы и соединения, нуждающиеся в проверке по результатам обследования или по иным данным. Динамические испытания В зависимости от задач, поставленных в программе, динамические испытания следует проводить в целях: – выявления величин динамических воздействий, создаваемых реальными подвижными нагрузками; – определения основных динамических характеристик сооружения – частот и форм собственных колебаний, динамической жесткости сооружения, характеристик затухания колебаний. Для испытаний с целью выявления величин динамических воздействий, создаваемых подвижными нагрузками, следует использовать тяжелые нагрузки, которые могут реально обращаться по сооружению и способны при имеющихся неровностях пути или проезжей части вызывать появление в конструкциях колебаний, ударных воздействий, местных перегрузок и др. Для определения динамических характеристик сооружений следует использовать подвижные, ударные, вибрационные, ветровые и другие нагрузки, способные вызвать появление устойчивых колебаний (в том числе свободных). При динамических испытаниях пешеходных мостов возбуждение собственных колебаний конструкций следует производить посредством раскачки, сбрасывания грузов, движения (ходьбы и бега) по мосту отдельных пешеходов или их групп и т. д. Места приложения возмущающих нагрузок, а также места измерения деформаций следует выбирать с учетом ожидаемых видов и форм колебаний. При возбуждении колебаний конструкции посредством ударов падающих грузов должны быть приняты меры, предохраняющие конструкцию от местных повреждений: устройство песчаных подушек, распределительного настила. При испытаниях автодорожных и городских мостов в необходимых случаях (например, для выявления динамических характеристик сооружения, для оценки влияния неровностей, возможных на проезжей части, и др.) динамическое воздействие подвижной нагрузки может усиливаться применением специальных мер проездом автомобилей по искусственно созданным неровностям (порожкам). Возмущающие динамические силы в виде периодически повторяющихся импульсов могут быть созданы посредством проезда двухосного автомобиля по порожкам (доскам, уложенным поперек проезда), удаленным один от другого на расстояния, равные колесной базе автомобиля. При динамических испытаниях сооружения временной подвижной нагрузкой заезды следует выполнять с различными скоростями, что позволяет выявить характер работы сооружения в диапазоне возможных скоростей движения нагрузки. 46 Рекомендуется выполнять при разных скоростях не менее 10 заездов и повторять отдельные заезды, при которых наблюдается повышенное динамическое воздействие нагрузки. Во время динамических испытаний с помощью самопишущих приборов должны быть зарегистрированы общие перемещения сооружения (например, прогибы в середине пролета, смещения концов пролетного строения на подвижных опорных частях), а также в необходимых случаях перемещения и деформации (напряжения) в отдельных элементах сооружения. Обкатка Обкатка мостов производится с целью выявления нормального поведения конструкций под воздействием обращающихся на данной линии или дороге наиболее тяжелых эксплуатационных нагрузок. Обкатку железнодорожных мостов и мостов под пути метрополитена производят тяжелыми поездами, а обкатку мостов, запроектированных под автомобильную нагрузку АБ, – тяжелыми автомобилями. При обкатке проводятся визуальные наблюдения за состоянием конструкции, а также могут быть выполнены измерения прогибов в серединах пролетов простейшими средствами (например, нивелированием). Обкатку железнодорожных мостов и мостов под пути метрополитена рекомендуется выполнять посредством челночного движения поезда. Общее количество проездов нагрузки с различными скоростями следует назначать, как правило, не менее 12. Первые два–три проезда следует выполнять с малой скоростью (5-10 км/ч); при необходимости измерений прогибов делаются остановки поезда. При обкатке мостов, запроектированных под автомобильные нагрузки АБ и имеющих две или более полос движения, на одну из крайних полос в пределах обкатываемой конструкции устанавливается колонна автомобилей с расстояниями между задними и передними осями соседних автомобилей 10 м. По другой свободной полосе осуществляется движение одиночных автомобилей со скоростью 10–40 км/ч. Количество проездов принимается, как правило, не менее пяти. После визуального осмотра сооружения колонна автомобилей устанавливается на другую крайнюю полосу, а движение одиночных автомобилей производится по освободившейся полосе. При обкатке однополосных мостов используется только проезд одиночных автомобилей. При проведении обкатки и испытаний составляется схема расположения измерительных приборов с указанием их типа и характеристик. При этом учитываются следующие положения: – измерения наиболее ответвленных параметров, определяющих работоспособность сооружения, следует для исключения возможности ошибок дублировать, применяя приборы различного принципа действия. Так например 47 прогиб пролётных строений, измеренный с помощью прогибомеров, целесообразно измерять путём нивелирования; – к группам однотипных приборов добавляется контрольный прибор, находящийся в тех же условиях, но расположенный на элементе, не участвующий в работе сооружения. Изменение показателей контрольного прибора позволяет учесть влияние внешних факторов на результаты измерений и внести в них соответствующие поправки; – не следует без особой необходимости увеличивать общее число устанавливаемых приборов, т. к. лишние приборы увеличивают время снятия отсчётов, не принося особой пользы, усложняют проведение испытаний и обработку их результатов; – при равных условиях приборы следует устанавливать там, где измеряемые показатели достигают максимального значения. 7. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ. ОЦЕНКА СООРУЖЕНИЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ОБСЛЕДОВАНИЯ И ИСПЫТАНИЙ Оценка состояния и работы сооружения производится путем всестороннего анализа данных, полученных при обследовании и испытаниях по всем видам выполненных работ. Полученные при обследовании данные по контрольным измерениям и съемкам сравниваются с допускаемыми отклонениями на изготовление и монтаж конструкций и сопоставляются с результатами предшествовавших обследований. В случае нарушения допусков и других требований должны быть оценены влияние зафиксированных отклонений на несущую способность и эксплуатационные качества сооружения. Обнаруженные при обследовании дефекты и повреждения конструкций следует оценивать с точки зрения их влияния на несущую способность, долговечность и эксплуатационные качества сооружения. Определение расчетной грузоподъемности по данным обследований и испытаний мостовых сооружений производится в соответствии с указаниями действующих общесоюзных и ведомственных нормативных документов (в данном пособии вопрос определения грузоподъемности не рассматривается). В зависимости от характера, значимости и распространения обнаруженных дефектов и повреждений могут предусматриваться проведение различных видов ремонтных работ, усиление отдельных элементов, введение ограничений для обращающихся нагрузок (в том числе уменьшение количества рядов или увеличение интервалов между транспортными единицами на автодорожных и городских мостах), ограничение скорости движения транспортных средств и др. Основным критерием положительной оценки работы конструкций мостов по результатам испытаний является соответствие упругих факторов (усилий, напряжений, деформаций, перемещений и др.), измеренных в конструкции при 48 воздействии испытательной нагрузки, значениям, найденным расчетным путем (от испытательной нагрузки). Оценку работы вновь построенных мостов по соотношению упругих и остаточных деформаций следует производить по результатам первого загружения конструкций испытательной нагрузкой, близкой по величине к нормативной. Полученные при статических испытаниях величины прогибов и переломов профиля проезжей части с учетом профилей, зафиксированных при обследовании, следует использовать при оценке их соответствия нормируемым величинам. Работу конструкций под динамическим воздействием необходимо оценивать на основании сравнения величин фактических (определенных при больших величинах испытательной нагрузки) и проектных динамических коэффициентов, сравнения измеренных величин периодов собственных колебаний с расчетными и нормируемыми, выявления неблагоприятных видов колебаний (резонансного типа и биений), рассмотрения характера затухания колебаний и др. При сравнении измеренных прогибов, углов перелома профиля проезжей части, коэффициентов поперечной установки и периодов колебаний с расчетными их величинами последние могут определяться с учетом разгружающего влияния конструктивных элементов. Методика оценки эксплуатационного состояния моста Оценка состояния искусственных сооружений выполняется с целью назначения режима эксплуатации и определения видов работ, необходимых для обеспечения требуемого технического и транспортно-эксплуатационного состояния сооружения на автомобильной дороге. Требуемое техническое и транспортно-эксплуатационное состояние сооружений определяется комплексом его основных параметров, обеспечивающих безопасную и длительную работу под эксплуатационными нагрузками с разрешенными на данном участке дороги скоростями движения. Состояние искусственного сооружения характеризуют такими параметрами, как показатель износа, грузоподъёмность, допустимая скорость движения, остаточный срок службы сооружения. Оценка состояния производится путем всестороннего анализа данных, полученных при обследовании и диагностике. На мостах уровень соответствия фактических значений параметров требуемому техническому и транспортно-эксплуатационному состоянию оценивают показателями качества сооружения по износу U, по грузоподъемности Кг, по безопасности движения V и по долговечности ∆ТФ. Каждый показатель определяется по пятизначной системе категории состояния (0, А, Б, В, Г) согласно табл.7 и оценивается соответственно: отлично, хорошо, посредственно, неудовлетворительно и аварийно. 49 Общая оценка сооружения принимается по наихудшему из четырех показателю качества, а режим эксплуатации сооружения назначается по соответствующему показателю (грузоподъёмность, скорость движения и соответствующие дорожные знаки). Сооружения, у которых выявлены неисправности, не допускающие их дальнейшую эксплуатацию, следует считать аварийными. Неисправности, которые могут быть устранены в кратчайшие сроки, не должны служить основанием для признания сооружений аварийными. Такие сооружения следует квалифицировать как предаварийные. В зависимости от принятой категории состояния должны соответственно назначаться виды работ на сооружении, необходимые для обеспечения соответствия параметров требуемому техническому и транспортно-эксплуатационному состоянию, т.е. необходимые для того, чтобы обеспечить безопасность движения автотранспорта и пешеходов, достаточную грузоподъемность сооружения и его долговечность, а именно: – при категории состояния 0 – только нормативные, предусматривающие уход за сооружением и надзор; – при категории состояния А – нормативные и профилактические; – при категории состояния Б – планово-предупредительные; – при категории состояния В – ремонтные; – при категории состояния Г – реконструкция или замена сооружения. Для оценки состояния мостового сооружения вначале определяют износ всех элементов сооружения, поименованных в каталоге элементов, а затем износ конструктивных частей – мостового полотна, всех пролётных строений, всех опор, регуляционных сооружений и сооружения в целом. Общий показатель качества износа U принимают по той части сооружения, которая имеет наибольшую величину износа с учётом коэффициента значимости. Показатель качества грузоподъёмности Кг (в процентах) определяют по формуле: К Г = (1 − QФ ) • 100 , QТР (1) где QФ и QТР – соответственно фактическая и требуемая грузоподъёмность. Фактическую грузоподъёмность мостового сооружения QФ определяют в классах нагрузок АК и НК и принимают по грузоподъёмности наиболее слабого пролётного строения или опоры. Расчеты фактической грузоподъемности производят с учетом имеющихся дефектов. Для более полного представления целесообразно оценивать влияние каждого из дефектов на грузоподъемность конструкции. Допускаемая (безопасная) скорость движения по сооружению V определяется по параметрам габарита, плана и профиля проезда, показателю износа ограждений, покрытия проезжей части на сооружении и сопряжении с ним, а также по состоянию системы водоотвода и деформационных швов. Величину скорости V по показателям износа этих элементов принимают наименьшую. 50 Если мостовое сооружение расположено в населённом пункте или на близлежащем к нему участке дороги при наличии пешеходного движения более 200 чел./сутки, то необходимо указывать режим прохода по тротуарам в зависимости от их состояния – свободный, ограниченный, запрещенный. Режим «запрещенный» принимают при износе тротуаров более 50%; “ограниченный” устанавливают при сужении тротуаров из-за посторонних предметов более 25 %. Транспортно-эксплуатационными показателями состояния конструктивных элементов мостового полотна, нормируемыми [40], являются: –безопасная скорость движения [V], км/ч; –величина перегрузки элементов МС, представленная значениями динамического коэффициента (1+μ). Величины [V] и (1+μ) зависят от величины износа элемента. При состоянии, не требующем снижения скорости движения, принимается наименьшее значение из расчетной скорости движения по дороге той или иной категории дороги или разрешенной скорости в соответствии с Правилами дорожного движения – Vp. Значения [V] и (1+μ) приведены в таблицах [40] в зависимости от наличия дефектов элементов мостового полотна. В процессе эксплуатации должно поддерживаться состояние элементов, обеспечивающее плавный проезд автомобилей. При состоянии элементов, характеризующемся достижением предела безопасности, принимают меры к закрытию движения по мостовому сооружению, если предел безопасности достигнут элементами: –покрытием – И>80%; на период до закрытия V=10 км/ч; –сопряжением – И >80 %; на период до закрытия V=20 км/ч; –системой водоотвода – И=100%; на период до закрытия V=20 км/ч. Время на восстановление движения устанавливается в зависимости от длины разрушенного участка или длины моста и составляет от 1 месяца (длина до 100 м) до 2 месяцев (длина 300 м). При иных длинах продолжительность времени на восстановление определяют решением эксплуатирующей организации. При достижении предела безопасности (предельного износа) деформационными швами и ограждением (Ипред=100%) принимаются меры к замене и устройству новых конструкций. На период до замены деформационных швов и ограждений скорость движения ограничивают величиной 20 км/ч. Средства на ликвидацию предельного (аварийного) состояния выделяют из резерва как для чрезвычайного случая. В соответствии с общим подходом к оценке состояния сооружений и планированию работ по содержанию и ремонту, эксплуатационное состояние может быть отнесено к одной из пяти категорий состояния : №I – комфортные (идеальные) условия движения, характеризуемые оценкой «отлично» по пятибалльной системе; №II – обеспечена плавность движения, при которой не требуется снижения скорости движения (оценка «хорошо»); 51 №III – не обеспечена плавность движения, из-за чего требуется снижение скорости движения до уровня, установленного экономическими соображениями (оценка «удовлетворительно»); №IV – не обеспечена плавность движения и не обеспечены скорости, установленные экономическими соображениями, в связи с чем условия движения характеризуются как «повышенной опасности» (оценка «неудовлетворительно» по пятибалльной системе); №V – «аварийное» (оценка 1) транспортно-эксплуатационное состояние. Скорости для каждой категории определены в табл. 8. Таблица 7 Условия принятия категорий состояния № п/п 1 Параметры Износ U,% 2 3 4 5 Снижение грузоподъёмности Кг, % Безопасность [V] Конструктивная часть Мостовое полотно, Uм Пролётные строения и опоры Uпр;Uоп Регуляционные сооружения Uрег Пролётные строения, опоры Элементы мостового полотна О ≤2 Категория состояния А Б В ≤10 ≤40 ≤70 Г >70 ≤2 ≤10 ≤30 ≤60 >60 ≤2 ≤20 ≤50 ≤75 >75 ≤2 ≤10 ≤30 ≤60 >60 >VP VP ≥0,75 VP < VP >0,25 VP ≤0,75V <025 VP P 6 Долговечность ∆ТФ Пролётные строения - ≥∆ТT ≥0,75 ∆ТTP ≥0,5 ∆ТTP <0,5 P Опоры <∆ТTP ≥0,75 ∆ТTP ∆ТTP Примечание: здесь [V]; VP – безопасная (допустимая) и расчётная скорость движения, ∆ТФ; ∆ТTP – фактический и требуемый остаточный ресурс на момент проведения диагностики. 52 Таблица 8 Скорости движения, обеспечиваемые ТЭС мостового сооружения Категория дороги Магистральные дороги Обычные дороги I-III кат. Дороги IV-V кат. Скорости движения для категорий ТЭС I II III IV V >110 110 70 40 <40 >90 90 50 20 <20 >80 80 30 10 <10 Определение износа конструкций и элементов мостовых сооружений Значение износа сооружения является наиболее удачной интегральной эксплуатационной характеристикой, увязанной с прогнозируемым (остаточным) ресурсом, резервом несущей способности и надежностью сооружения в целом. В настоящее время этим показателем пользуются для качественной и количественной оценки состояния различных строительных конструкций (в том числе, в отдельных случаях и мостов) и выбора метода ремонтновосстановительных работ. Износ элемента или сооружения в целом является количественной характеристикой, отражающей степень снижения их основных функций и позволяющей определить затраты на устранение дефектов, а также дающей представление об опасности развития повреждений. Отраслевая дорожная методика «Определение износа конструкций и элементов мостовых сооружений на автомобильных дорогах» дает возможность определить физический износ каждого элемента сооружения и по показателям износа элементов определить далее обобщенный показатель износа сооружения в целом. Методикой пользуются при обследовании и диагностике мостовых сооружений и при разработке программ для автоматизации процесса управления. Показатели износа используются для оценки сооружения при планировании работ по содержанию и ремонту мостовых сооружений. Основой для определения износа сооружения в целом являются показатели износа каждого из его элементов, т.е. частные износы, которые отражают нарушения функциональных качеств элемента. Критерии оценки степени нарушения функциональных качеств элемента различны. Например, для несущих элементов пролетных строений, опор, перил частный износ выражается в снижении их несущей способности. Для пространственной системы, какой является пролетное строение, знание фактической несущей способности элемента (например, балки) недостаточно для оценки нарушения функции (или работоспособности) пролетного строения в целом. Поскольку функцией несущих конструкций является обеспечение безопасного пропуска транспортных средств по мосту (пролету), то критерием оценки степени нарушения функции для пролетных строений принято изменение грузо53 подъемности, учитывающее перераспределение нагрузок между элементами изза различных дефектов, в том числе и изменения несущей способности. Критерием нарушения функции для ряда элементов является потеря прочности на определенной площади распространения. К ним относятся покрытие, тротуары и укрепления, функции которых – обеспечить безопасный пропуск автомобилей, пешеходов и водного потока. Так, например, для покрытия 100%-ный износ соответствует состоянию, при котором его функции полностью исчерпаны и проезд по мосту невозможен, в частности: – покрытие разрушилось по всей площади; – имеются неровности глубиной (высотой) свыше 10 см на большей части площади. Критерием износа деформационных швов, системы водоотвода, узлов сопряжения с подходом является обеспечиваемая безопасная скорость движения, установленная экспериментальным и расчетным путем из рассмотрения взаимодействия автомобиля с неровностями различного профиля, что может быть представлено системой дифференциальных уравнений. Под износом понимается утрата элементом (или сооружением в целом) первоначальных качеств и в отдельных случаях степень несоответствия эксплуатируемых конструкций современным требованиям. То есть учитывается физический износ, а для некоторых элементов и моральное старение, в связи с чем представляется возможным по результатам оценки состояния осуществлять планирование ремонтно-восстановительных работ. Износ главным образом означает физический износ (утрата первоначальных качеств) сооружения и лишь для некоторых элементов учитывается изменение нормативных требований (то есть моральное старение или моральный износ). Моральный износ предусмотрен для элементов: системы водоотвода – отсутствие водоотвода приравнивается к 100%–ному износу; ограждений – учитываются современные требования к высоте и удерживающей способности. Может учитываться моральный износ сооружения с позиции пропускной способности. Элементы моста при определении износа сгруппированы в 4 группы, в каждой из которых имеются свое количество элементов и свои коэффициенты значимости и весомости. В частности: 1-я группа – мостовое полотно: – покрытие; – гидроизоляция (включая выравнивающий и защитные слой); – сопряжение моста с насыпью, включая переходные плиты и покрытие в зоне сопряжения и на подходе (при отсутствии четких границ подхода – на участке длиной 6 м с каждой стороны); – система водоотвода; – тротуары; – перила; – деформационные швы; – ограждения. 54 2-я группа – пролётное строение: – главные несущие конструкции – балки, плиты (крайние и средние); – несущая конструкция проезжей части – плиты проезжей части, настил (для сталежелезобетонных и стальных пролетных строений); – связи пролетных строений – диафрагмы, поперечные и продольные связи в металлических пролетных строениях, продольные швы омоноличивания; – опорные части. 3-я группа – опоры: – ригель (насадка); – тело опоры; – фундамент. 4-я группа – регуляционные сооружения: – конуса (дамбы, откосы); – укрепления. Значение износа элемента (частный износ) определяется как процент утраты основных первоначальных качеств (функций). Критерии оценки нарушения своих функций у каждого элемента различны в соответствии с назначением этого элемента. При классификации повреждений элементов, прежде всего, определялось предельное состояние (предельный износ), при котором стоимость восстановления элемента соответствовала стоимости его замены. Промежуточные значения износа установлены с учетом отношения восстановительной стоимости к стоимости замены элемента, то есть через коэффициент стоимости. Из возможных пяти категорий состояния при оценке износа элементов используют, как правило, четыре: – А – состояние, при котором имеются незначительные повреждения в элементе, не снижающие его надежности и не требуется специальных ремонтно-профилактических работ; граница состояния соответствует нижнему пороговому уровню, различному для разных элементов (находится в пределах 5÷20%); – Б – состояние, при котором требуются ремонтно-профилактические работы; граница состояния определена как граница допустимого износа, предусматривающего незначительные ограничения в условиях движения по сооружению и в массах транспортных средств и предполагающие незначительное снижение надежности (уровень износа различен для разных элементов и находится в пределах 15÷50%); – В – состояние, при котором требуется восстановление элемента; граница состояния определена как граница предельного износа, при достижении которого восстановление элемента экономически нецелесообразно (уровень износа различен для разных элементов и находится в пределах 30÷80%; – Г– состояние, при котором восстановление элемента экономически нецелесообразно; требуется замена элемента. В отдельных случаях, а именно для сдаваемых в эксплуатацию или недавно построенных (возраст до 10 лет) сооружений категория состояния А может 55 быть разделена на две категории, в результате чего вводится категория «О» (пятая категория). Категория О характеризует состояние, при котором в элементах практически отсутствуют повреждения (дефекты) – И≤2%. 56 Библиографический список 1. Классификация работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования / РОСАВТОДОР. – М., 2002. 28 с. 2. Методические рекомендации по содержанию мостовых сооружений на автомобильных дорогах / ГП РосдорНИИ. – М., 1999. 86 с. 3. ГОСТ Р 50597-93. Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения / Госстандарт России. – М., 1994. 12 с. 4. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы / Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 1996. 214 с. 5. Дорожная терминология: справочник / Под ред. М.И. Вейцмана. – М.: Транспорт, 1985. 310 с. 6. Справочное пособие дорожному (мостовому) мастеру по содержанию мостовых сооружений на автомобильных дорогах / ГП РосдорНИИ, Росавтодор. – М., 1999. 242с. 7. Руководство по производству работ дорожным мастером (при содержании и ремонте автомобильных дорог) / ГП РосдорНИИ. – М., 2000. 48 с. 8. Технические правила ремонта и содержания автомобильных дорог. ВСН 24-88 / Минавтодор РСФСР. – М.: Транспорт, 1989. 198 с. 9. Руководство по разработке технологических карт в строительстве / ЦНИИОМТП. – М.., 1998. 17 с. 10. Методические указания о порядке разработки государственных элементных сметных норм на строительные, монтажные, специальные строительные и пусконаладочные работы / Госстрой России. – М.., 1999. 31 с. 11. Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих. Вып. 3. Раздел: Строительные, монтажные и ремонтностроительные работы (в двух частях) / Госкомтруд СССР, Госстрой СССР, ВЦСПС. – М.: Стройиздат, 1989. 799 с. 12. Общесоюзный классификатор: Профессии рабочих, должности служащих и тарифные разряды / НИИ труда Госкомтруда СССР, ВНИИКИ Госстандарта СССР. – М.: Экономика, 1991. 187с. 13. Инструкция по организации движения и ограждению мест производства дорожных работ. ВСН 37-84 / Минавтодор РСФСР. – М.: ГУП ЦПП, 1999. 40 с. 14. ГОСТ 23457-86. Технические средства организации дорожного движения. Правила применения / Госстандарт СССР. – М., 1987 15. Руководство по оценке уровня содержания автомобильных дорог / ГП РосдорНИИ, ассоциация РАДОР. – М., 2003. 62 с. 16. Правила приемки работ при строительстве и ремонте автомобильных дорог. ВСН 19-89 / Минавтодор РСФСР. – М.: Транспорт, 1990 57 17. Инструкция по охране природной среды при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог. ВСН 8-89 / Минавтодор РСФСР. – М.: ГУП ЦПП, 1999. 86 с. 18. Безопасность труда в строительстве. Ч. 1. Общие требования. СНиП 12-03-2001 СПб.: Изд-во ДЕАН, 2002. 96 с. 19. Безопасность труда в строительстве. Ч. 2. Строительное производство. СНиП 12-04-2002 / Госстрой России. – М., 2002. 20. Правила охраны труда при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог / НПО РосдорНИИ. – М., 1993. 150 с. 21. Безопасность труда в строительстве. Отраслевые типовые инструкции по охране труда. СП 12-135-2003. – СПб.: Изд-во ДЕАН, 2003. 416 с. 22. Сборник форм исполнительной производственно-технической документации при строительстве (реконструкции) автомобильных дорог и искусственных сооружений на них / Росавтодор. – М., 2002. 136 с. 23. Журнал производства работ по содержанию автомобильных дорог / ФДС России. – М., 1999. 40 с. 24. Типовые сметные нормы времени и расценки на содержание и планово-предупредительный ремонт искусственных сооружений / Центроргтруд Минавтодор РСФСР. – М., 1990. 106 с. 25. Типовые нормы времени и расценки на содержание и ремонт малых мостов и искусственных сооружений / Центроргтруд Минавтодор РСФСР. – М., 1989. 46 с. 26. Нормы затрат труда и стоимости работ по содержанию автомобильных дорог / Федеральный дорожный департамент. – М., 1996. 308 с. 27. Государственные элементные сметные нормы на строительные работы. ГЭСН 81-02-30-2001. Мосты и трубы / Госстрой России. – М., 2001. 100 с. 28. ЕНиР. Сборник Е20. Ремонтно-строительные работы. Вып. 2. автомобильные дороги и искусственные сооружения / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2000. 64 с. 29. ЕНиР. Сборник Е1. Внутрипостроечные транспортные работы / Госстрой России. – М., 1987. 30. ЕНиР. Сборник Е18. Зеленое строительство / Госстрой России. – М., 1987. 31. СНиП 3.06.07-86 Мосты и трубы. Правила обследований и испытаний)/ Госстрой. – М., 1986. 32. СНиП 3.06.04-91 Мосты и трубы/ Госстрой РФ. – М., 1991. 33. ГОСТ 26600-85 Знаки и огни навигационные внутренних водных путей. – М., 1985. 34. ГОСТ 23457-86 Технические средства организации дорожного движения. – М., 1986. 35. Нормативная документация по содержанию мостовых сооружений на автомобильных дорогах Российской Федерации / Научно-исследовательский 58 и проектный институт территориального развития и транспортной инфраструктуры – СПб., 2004. 36. ВСН 37-84 «Инструкция по организации движения и ограждению мест производства дорожных работ». – М., 1984. 37. ГОСТ 23457-86 «Технические средства организации дорожного движения». – М., 1986. 38. ОДН 218.0.032-2003. Руководство по определению грузоподъёмности мостовых сооружений на автомобильных дорогах. – М.: РОСАВТОДОР, 2003 39. Технические правила ремонта и содержания автомобильных дорог. ВСН 24-88. – М., 1988. 40. ОДН 218.0.017-2003. Оценка транспортно-эксплуатационного состояния мостовых сооружений. – М.: РОСАВТОДОР, 2002 41. Овчинников И.Г. Диагностика транспортных сооружений: учеб. пособие/ И.Г. Овчинников, И.Г. Козлов, В.И. Кононович, Т.С. Фаизов. Саратов: Саратов. гос. техн. ун-т, 1999. 184 с. 42. Козлов И.Г. Эксплуатация транспортных сооружений: учеб. пособие / И.Г. Козлов, А.Н. Пестряков, С.В. Ситников, А.Н. Маринин. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2005. 88 с. 43. СНиП 3.01.01-85. Организация строительного производства.–М, 1991. 44. ОДН 218.0.004-2003 Руководство по надзору за искусственными сооружениями на автомобильных дорогах. – М.: РОСАВТОДОР, 2003 45. ВСН 25-86. Указания по обеспечению безопасности на автомобильных дорогах. – М.: ГУПЦПП, 1999.– 128 с. 46. Рекомендаций по применению ограждающих устройств на мостовых сооружениях автомобильных дорог. – М., 2001. 59 Приложение 1 Образец технологической карты по обслуживанию элементов моста (За типовой образец взята технологическая карта из сборника [35] с внесением некоторых изменений) ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА на смазку опорных частей мостовых сооружений 1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 1.1. Технологическая карта регламентирует смазку опорных частей при нормативном содержании мостовых сооружений в летний период и предназначена для применения в качестве руководства при производстве работ, расчете материальных ресурсов и затрат, контроле качества и планировании. 1.2. Выполнение данной работы необходимо для повышения срока службы опорных частей, а также для их надежной и правильной работы. 1.3. Смазке подлежат только рабочие поверхности качения и скольжения (катковых, валковых, тангенциальных, секторных, подвижных опорных частей), имеющие контактирующие и перемещающие относительно друг друга элементы, а также шарниры неподвижных опорных частей. 1.4. Калькуляция сметной нормы рассчитана на 1 опорную часть. 2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ 2.1. Требования к качеству предшествующих работ Конструктивные элементы опорных частей и опор в зоне их крепления должны находиться в исправном состоянии и обеспечивать требуемую надежность и работоспособность. 2.2. Требования к технологии производства работ 2.2.1. Используемое оборудование и инвентарь Для очистки поверхностей качения, скольжения и шарниров опорных частей от пришедшей в негодность старой смазки следует использовать шпатель и ветошь, а для нанесения свежей смазки - шпатель или кисть. 2.2.2. Рекомендации по производству работ Вначале рабочие (дорожный рабочий и слесарь строительный), соблюдая технику безопасности при работах на высоте, спускаются на горизонтальную площадку опоры и снимают с опорной части крышку защитного кожуха (в случае его наличия). После этого тщательно очищаются с помощью шпателя и ветоши рабочие поверхности качения, скольжения и шарниры опорных частей (катки, валки, зубчатые рейки, шестерни и т. д.) до полного отсутствия пыли, грязи и смазоч- 60 ных материалов. Затем на очищенные поверхности наносят равномерно смазочный материал. В заключение рабочие плотно устанавливают крышку на защитный кожух опорной части и фиксируют ее защелками. 3. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ И ПРИЕМКЕ РАБОТ 3.1. Требования к качеству поставляемых материалов и изделий 3.1.1. Требования к качеству смазки Используемая смазка должна иметь температуру застывания не выше минимальной среднесуточной температуры воздуха района расположения сооружения и температуру каплепадения не ниже +50 ºС. Некоторые рекомендуемые виды смазок, удовлетворяющие данным условиям, приведены в табл. 9. Таблица 9 № 1 2 3 4 5 Наименование Марка, ГОСТ, Основные эксплуатационные хараксмазки ТУ теристики Смазка нерастворима в воде, инертна ГОСТ 9833- к резине и полимерным материалам, Циатим 221 80 работоспособна в интервале температур от -60 до +150ºС Смазка нерастворима в воде, работоСмазка графи- ТУ 0254-003способна в интервале температур от товая жировая 11006106-02 25 до +60ºС Смазка графитная термоСмазка нерастворима в воде, работоТУ 0254-084стойкая шиспособна в интервале температур от 00284530-99 40 до +400ºС рокого применения ГТШ Смазка нерастворима в воде, работоГОСТ 21150Литол-24М способна в интервале температур от 75 40 до +120ºС Смазка нерастворима в воде, работоТУ 0254-014Солидол Ж способна в интервале температур от 00148820-99 25 до +65ºС 3.2. Перечень технологических процессов, подлежащих операционному контролю Операционный контроль качества работы производится мостовым мастером (прорабом) эксплуатирующей организации в соответствии с табл. 10. Все результаты контроля фиксируются в «Журнале производства работ по содержанию автомобильных дорог», разработанном ФДС России. 61 Таблица 10 Наименование технологических про№ цессов, подлежащих контролю Очистка рабочих поверхностей 1 опорных частей от пыли, грязи и старой смазки 2 Нанесение смазки на рабочие поверхности опорных частей Предмет контроля Способ контроля и инструмент Время проведения контроля Качество очистки Визуальный В процессе работы Визуальный В процессе работы Технические характеристики оценки качества Не допускается наличие загрязнений по всей поверхности В пределах 1 мм Визуальный В процессе работы Не допускается Толщина смазки Наличие не смазанных поверхностей 3.3. Перечень технологических процессов, подлежащих контролю качества при оценке уровня содержания мостовых сооружений Контроль качества выполнения данной работы при проведении оценки уровня содержания мостовых сооружений производится представителем Заказчика в присутствии представителя Исполнителя в соответствии с табл. 11. Таблица 11 Наименование технологических про- Предмет № цессов, подлежа- контроля щих контролю Смазка опорных Наличие 1 частей мостовых смазки сооружений Способ Время контроля и ведения инструмент троля Визуальный Технические прохарактеристики коноценки качества В соответствии В соответствии с разделом 5 с разделом 2 4. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ПРАВИЛ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЫ ТРУДА Работы по летнему содержанию мостовых сооружений, расположенных на автомобильных дорогах Российской Федерации, должны производиться в соответствии с требованиями СНиП 12-03-2001 «Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования», СНиП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство», «Правил охраны труда при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог», СП 12-1352003 «Отраслевые типовые инструкции по охране труда», ОДМ «Пособие по охране труда дорожному мастеру». 62 Техника безопасности – система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих воздействие опасных производственных факторов. Охрана труда – система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда. Безопасность труда – состояние условий труда, при котором исключено воздействие на работающих опасных и вредных производственных факторов. Ответственным за охрану труда и соблюдения правил техники безопасности является мастер (прораб) производственного подразделения дорожной организации, в обязанности которого входит: – Обеспечение охраны и условий труда на каждом рабочем месте в соответствии с действующими нормами. – Осуществление контроля за соблюдением работающими требований дисциплины труда (трудовой, производственной и технологической). – Проведение обучения и проверка знаний по безопасным приемам выполнения соответствующих работ. – Проведение инструктажа рабочих перед началом производства работ с соответствующей записью в журнале. – Проверка соблюдения работающими необходимых правил охраны и безопасности труда, производственной санитарии, а также режима труда и отдыха. – Проверка исправности и работоспособности, используемых в процессе работы, машин, механизмов, агрегатов, инструмента и приспособлений. – Обеспечение работающих спецодеждой, спецобувью, других средств индивидуальной защиты, мыла и нейтрализующих веществ, а также необходимых средств для оказания первой доврачебной помощи при несчастных случаях. Проверка данных предметов на пригодность к использованию и обеспечение их правильного хранения. – Проверка наличия (при работе на проезжей части мостовых сооружений) технических средств организации дорожного движения. 4.1 Основные правила техники безопасности и охраны труда для рабочих При выполнении работ по летнему содержанию мостовых сооружений, расположенных на автомобильных дорогах Российской Федерации, рабочие должны быть обеспечены специальной одеждой и обувью. 63 4.1.1. Требования безопасности перед началом работы − − − − − − − − − − Перед началом работы рабочие обязаны: пройти инструктаж на рабочем месте по специфике выполняемых работ; надеть спецодежду, сигнальный жилет, спецобувь и другие защитные средства; получить задание на выполнение работ у бригадира или руководителя работ. После получения задания дорожные рабочие обязаны: подготовить технические средства организации дорожного движения (по необходимости); подобрать инструмент, оснастку и средства защиты, проверив их исправность; проверить рабочую зону и подходы к ней на соответствие требованиям безопасности; рабочие не должны приступать к выполнению работы при следующих нарушениях требований безопасности; неисправности в технологической оснастке, оборудовании, средствах защиты работающих или инструменте; несвоевременное проведение очередных испытаний (осмотров) оборудования, технологической оснастки и инструмента; отсутствие ограждений и знаков безопасности. 4.1.2. Требования безопасности во время работы − − − − − − Во время работы рабочие обязаны: ограждать место производства работ при работе, связанной с выходом на проезжую часть, техническими средствами организации дорожного движения; размещать оборудование, технологическую оснастку, инструменты, а также материалы, используемые в процессе работы, только в зоне производства работ; не выходить за установленные ограждения рабочей зоны при работе на проезжей части моста; не приближаться к двигающимся автомобилям, каткам и другим механизмам ближе, чем на 5 м; при ямочном ремонте покрытия ездового полотна мостовых сооружений дорожные рабочие обязаны соблюдать требования, указанные в пунктах 5.7.14, 5.7.15 СП 12-135-2003, а также в пунктах 13.3.6-13.3.10, 13.3.1513.3.17 «Правил охраны труда при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог»; при заделке трещин и штраб в зоне деформационных швов в покрытии ездового полотна мостовых сооружений рабочие обязаны соблюдать требования, 64 указанные в пунктах 13.3.12-13.3.14 «Правил охраны труда при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог»; − при верхолазных работах, а также при работе на высоте необходимо соблюдать требования безопасности, изложенные в ПОТ РМ-012-2000 и ТИ Р О055-2003. При этом в соответствии со СНиП 12-03-2001 к самостоятельным верхолазным работам допускаются рабочие не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр и признанные годными, имеющие стаж верхолазных работ не менее одного года и тарифный разряд не ниже 3-го. 4.1.3. Требования безопасности в аварийных ситуациях Работа должна быть приостановлена: − при грозе, дожде, а также тумане, ухудшающих видимость в пределах фронта работ; − при нарушении целостности или смещении технических средств организации дорожного движения. 4.1.4. Требования безопасности по окончании работы − − − − − По окончании работы рабочие обязаны: выключить механизированный инструмент; инструмент и технологическую оснастку, применяемые во время работы, перенести в места, отведенные для их хранения; навести порядок на рабочем месте; снять спецодежду и убрать ее для хранения в отведенное для этого место; сообщить бригадиру или руководителю работ о всех неполадках, возникших во время работы. 4.2. Основные правила техники безопасности и охраны труда для машинистов дорожно-эксплуатационных машин Право на управление дорожно-эксплуатационными машинами допускаются мужчины не моложе 18 лет, прошедшие соответствующую подготовку, имеющие профессиональные навыки, а также удостоверение на право управления соответствующей машиной. При выполнении работ по летнему содержанию мостовых сооружений, расположенных на автомобильных дорогах Российской Федерации, машинисты дорожно-эксплуатационных машин должны быть обеспечены специальной одеждой и обувью: − Комбинезон хлопчатобумажный. − Ботинки кожаные. − Рукавицы комбинированные. 65 4.2.1. Требования безопасности перед началом работы Перед началом работы машинист обязан: − предъявить руководителю работ удостоверение о проверке знаний безопасных методов работ, получить задание, заполнить вахтенный журнал и пройти инструктаж на рабочем месте по специфике выполняемых работ; − надеть спецодежду и спецобувь. − − − − − После получения задания машинист обязан: проверить наличие ограждений и обозначение опасных зон знаками безопасности, а также убедиться в отсутствии помех от других машин и механизмов; уточнить последовательность выполнения работы и меры по обеспечению безопасности; осмотреть двигатель и узлы машины и проверить их работоспособность; предупредить о запуске двигателя рабочих, находящихся в зоне производства работ; произвести запуск двигателя, проверить на холостом ходу работу всех механизмов и на малом ходу – работу тормозов. Машинист не должен приступать к выполнению работы при следующих нарушениях требований безопасности: − неисправностях или дефектах, указанных в инструкции завода-изготовителя, при которых не допускается его эксплуатация; − обнаружении посторонних предметов на пути следования машины, не указанные руководителем работ. 4.2.2. Требования безопасности во время работы Во время работы машинист обязан: − убедиться в отсутствии людей в зоне действия машины и подать звуковой сигнал; − контролировать исправность рабочих узлов и механизмов машины; − не выходить за установленные ограждения рабочей зоны при работе на проезжей части моста; − при перемещении машины своим ходом по дорогам общего пользования машинист обязан выполнять действующие правила дорожного движения; − устранять неисправности в механизмах и узлах или проводить техническое обслуживание машины следует только при остановленном двигателе, включенном тормозе и установленном в нейтральное положение рычаге переключения передач; 66 − соблюдать технику безопасности для каждого типа дорожноэксплуатационной машины согласно существующим типовым инструкциям. 4.2.3. Требования безопасности в аварийных ситуациях При возникновении неисправностей (поломок) отдельных узлов и механизмов машинист обязан остановить машину до устранения этих неисправностей. При возгорании горюче-смазочных или других материалов машинист обязан немедленно затушить очаги возгорания огнетушителем или другими подручными средствами: песком, землей или брезентом. 4.2.4. Требования безопасности по окончании работы По окончании работы машинист обязан: − поставить машину на место, отведенное для его стоянки; − выключить двигатель и перекрыть подачу топлива; − затормозить машину и поставить рычаги управления в нейтральное положение; − снять спецодежду и убрать ее для хранения в отведенное для этого место; − сообщить руководителю работ и лицу, осуществляющему надзор за техническим состоянием машины, о всех неполадках, возникших во время работы, и сделать запись в вахтенном журнале. 5. ПОТРЕБНОСТЬ В РЕСУРСАХ 5.1. Потребность в исполнителях 5.1.1. Потребность в рабочих № 1 2 Код про- Наименование профессии и разря- Количество на звефессии да рабочих но, чел. 11889 Дорожный рабочий 2-го разряда 1 Слесарь строительный 3-го разря18576 1 да 67 5.2. Перечень инструмента и инвентаря Наименование № инструмента инвентаря и Марка, ГОСТ, ТУ 1 Кисть ----- 2 Шпатель ----- 3 Пояс предохраниР50849тельный Назначение Количество на звено, шт. Нанесение смазочного 1 материала Очистка от старого смазочного материала, 2 нанесение нового ГОСТ Защита от падения с 2 высоты 96* 5.3. Ведомость потребности в материалах Измеритель: 1 опорная часть Наименование № материала Единица Обоснование Потребность ГОСТ, ТУ измерения нормы рас- на измерихода тель 1 Ветошь ----- кг 2 Смазка для ----опорных частей кг См. раздел 0,6 6 См. раздел 0,79 6 6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 6.1. Калькуляция сметной нормы Структура сметной нормы и порядок ее калькуляции соответствуют требованиям «Методических указаний о порядке разработки государственных элементных сметных норм на строительные, монтажные, специальные строительные и пусконаладочные работы». При разработке сметной нормы использованы «Типовые сметные нормы времени и расценки на содержание и планово-предупредительный ремонт искусственных сооружений». Калькуляция сметной нормы рассчитана на 1 опорную часть. 68 6.1.1. Калькуляция сметной нормы СН 018-ЛНР на смазку опорных частей мостовых сооружений Измеритель: 1 опорная часть № Обоснование 1 1 2 ТСНВиР п.19 Наименование работ и затрат Единица изм. 3 4 Смазка опорных шт частей Объем 5 Потребность в ресурсах На единицу Общая измерения гр.5 х гр.6 6 7 1 Затраты труда чел.-ч. рабочих 2,5 разряда кг 7,5 7,5 0,6 0,6 Ветошь 0,79 0,79 кг Смазка для опорных частей 6.1.2. Сводка затрат труда рабочих Количество, чел.-ч. 3,75 3,75 7,5 2,5 № Наименование профессии и разряда 1 2 Дорожный рабочий 2-го разряда Слесарь строительный 3-го разряда Всего Средний разряд работы 6.1.3. Сводка потребности в материалах Единица измеПотребность рения кг 0,6 кг 0,79 № Наименование материала 1 2 Ветошь Смазка для опорных частей 6.1.4. Сметная норма СН 018-ЛНР на смазку опорных частей мостовых сооружений 69 Состав работ: 01. Снятие крышек защитных кожухов опорных частей. 02. Очистка рабочих поверхностей элементов опорных частей от пыли, грязи и старой смазки. 03. Смазка поверхностей. 04. Установка крышек защитных кожухов. Измеритель: 1 опорная часть Шифр ресурса 1 1.1 2 1011757 ----- Единица изм. чел.-ч. Показатели норм 7,5 2,5 Ветошь кг 0,6 Смазка для опорных частей кг 0,79 Наименование элемента затрат Затраты труда рабочих Средний разряд рабочих Материалы 70 Приложение 2 Образец акта осмотра моста (фактический осмотр сооружения, выполненный «Проектмостреконструкция». Приводится в сокращенном варианте) Наименование объекта: путепровод: через ж/д пути в г. Н-ск в Оренбургской обл. Дата проведения осмотра: апрель 2004 г. Цель обследования: определение фактического технического состояния сооружения; оценка грузоподъемности путепровода на момент обследования; выявление дефектов и повреждений, разработка рекомендаций по их устранению. Выполняемые виды работ: – обмер конструкций, геодезические работы; – осмотр сооружения с фиксацией местоположения дефектов, повреждений и их классификация; – определение прочности бетона полевыми методами; – отбор образцов бетона и проведение их химического анализа; – видео– и фотосъемка элементов сооружения; – определение грузоподъемности сооружения; – составление отчета, с обработкой и анализом результатов обследования. Краткие сведения о сооружении При составлении отчета был принят следующий порядок нумерации элементов сооружения: – опор – с 1 по 5, начиная со стороны завода «…»; – пролетных строений – с 1 по 4, начиная со стороны завода «…»; – балок и плит пролетных строений, и опорных частей – слева направо по ходу движения со стороны завода «…», начиная с 1; – тротуаров, перил, ограждений – левосторонние и правосторонние по ходу движения со стороны завода «…»; – подходов, конусов – 1 – перед сооружением, 2 – за сооружением. Нивелирование выполнено в относительных отметках. Общая характеристика сооружения Сооружение расположено на автодороге, соединяющей завод «…» и центр города Н-ск и служит для пропуска автомобильного движения и пешеходов. Путепровод пересекает четыре железнодорожных неэлектрифицированных пути (пролеты 2,3). Сооружение выполнено по проекту ГИПРОЦМО, разработанному в 1972 году. Строительство сооружения осуществлялось в 1975-1976 годах. Строительная организация не установлена. Эксплуатирующая организация – ОАО завод по обработке цветных металлов «…». 71 Сооружение расположено в плане на прямой, в продольном профиле – на одностороннем уклоне с вершиной над опорой 1. Конструкция сооружения Путепровод железобетонный, балочно-разрезной системы. Подходные насыпи, примыкающие к сооружению, устроены в плане и продольном профиле на прямой. Схема сооружения: 12.0+2x18.0+12.0 м (полные длины пролетных строений). Длина сооружения: 60.39 м. Ширина ездового полотна: 10.57 м. Ширина тротуаров: левого – 1.54 м, правого – 1.37 м. Ширина сооружения между перилами – 13.88 м. Сооружение запроектировано согласно «Техническим условиям проектирования железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб» СН 20062 под нагрузки: – автомобильную по схеме Н-30 совместно с толпой на тротуарах интенсивностью 400 кг/м2; – одиночную колесную по схеме НК-80. Общий вид путепровода приведен на рис. 7; вид на мостовое полотно – на рис. 8 Рис. 7. Общий вид путепровода 72 Рис. 8. Общий вид мостового полотна Пролетные строения 1 и 4 выполнены из типовых железобетонных предварительно напряженных плит применительно к типовому проекту 3.503-12 выпуск 1, инв.№ 384/25, пролетные строения 2,3 из балок с преднапряженной арматурой, по типовому проекту серии 3.503.-12, инв.№ 384/26. В поперечном сечении пролетных строений 1,4 установлено по 13 плит, а в пролетных строениях 2,3 по 6 балок. Расстояние между осями балок в среднем составляет 2.40 м. Между собой балки объединены в пролетное строение продольными швами омоноличивания. Крайние опоры сооружения представляют собой стоечные однорядные опоры. В поперечном сечении каждой опоры расположено 6 стоек сечением 60x40 см. Расстояние в осях стоек составляет 2.49 м. Ригели опор выполнены сборно-монолитными. Высота ригеля – 0.50 м, ширина –0.90 м. Длина ригеля составляет 13.25 м. Открылков на ригелях опор не предусмотрено. Шкафная стенка на крайних опорах выполнена из монолитного железобетона толщиной 0.15м. Фундаменты выполнены мелкого заложения на естественном основании. Промежуточные опоры выполнены стоечными однорядными. В поперечном сечении каждая опора имеет 6 стоек сечением 50x40 см. Стойки расположены с шагом 2.72 м. Фундаменты выполнены мелкого заложения на естественном основании. Ригели на промежуточных опорах состоят из двух сборных блоков. Монолитный участок объединения блоков устроен по оси сооружения. Высота ригеля на опорах 2,4 -0.5 м, на опоре 3 – 0.5 м, ширина – 0.90 см. Длина ригелей – 14.40 м. 73 Балки и плиты пролетных строений на всех опорах установлены на резинометаллические опорные части (РОЧ), размерами 20x30x5 см. Проезжая часть состоит из выравнивающего слоя, сточного треугольника, оклеечной гидроизоляции с защитным слоем бетона и асфальтобетонного покрытия. Водоотвод с ездового полотна осуществляется за счет продольного и поперечного уклонов. В пролетах 2 и 3 установлено по 4 водоотводные трубки. Конструкция деформационных швов выполнена закрытого типа с металлическим компенсатором. На проезжей части деформационные швы закрыты асфальтобетонным покрытием. Тротуары на сооружении пониженного типа. На левом тротуаре из сборных железобетонных блоков. На правом тротуаре из монолитного железобетона. Ширина тротуаров: левого – 1.54 м, правого – 1.37 м. Покрытие на тротуарах асфальтобетонное. Ограждение проезжей части комбинированное: железобетонный парапет с металлической балкой, выполненной из швеллера №24, закрепленного к парапету с помощью металлических анкеров диаметром 16 мм. Компенсаторов нет. Высота ограждения 56–59 см. Перильное ограждение на сооружении – металлическое, стоечного типа. Высота перил – 95–104 см. Подходы к сооружению выполнены в грунтовых насыпях. Высота насыпей 10.5 м. Ширина насыпей на расстоянии 25 м от путепровода по бровкам земполотна составляет 15.2–20.0 м. На подходах установлено тросовое ограждение проезжей части. Высота ограждения 0.5–0.68 м. Сопряжение путепровода с насыпями подходов выполнено с использованием переходных плит. Конусы насыпей укреплены железобетонными плитами размерами 0.5x0.5 м. Водоотводных лотков на подходах не устроено. На сооружении имеются два лестничных схода. На подходе 1 с правой стороны подходной насыпи лестничный сход установлен перед началом путепровода на расстоянии 4.62 м, на подходе 2 с левой стороны – в 2.41 м от конца путепровода. Сходы выполнены из сборных железобетонных конструкций с металлическими перилами. На подходных насыпях с левой стороны установлены опоры освещения, электроснабжение выполняется воздушной линией. Коммуникации: на левом тротуаре вдоль ограждения проезжей части проложена металлическая труба диаметром 12 см, предположительно с силовым кабелем. Под левым тротуаром вдоль балок пролетных строений проходит силовой кабель и 9 кабелей связи. На пролетном строении 4 на левом тротуаре вдоль перильного ограждения проложена металлическая труба длинной 4 м. В пролетах 2 и 3 размещены 4 железнодорожных неэлектрифицированных пути, по два в каждом пролете. Минимальный подмостовой габарит составляет 6.86 м. 74 Дорожные знаки на подходах к сооружению отсутствуют. Контрольные измерения и геодезическая инструментальная съемка При обследовании сооружения были проведены следующие измерения и работы: определение фактических размеров сооружения: –определение (нивелированием) высотного положения элементов, уклонов проезжей части, толщины слоев одежды ездового полотна; –определение прочностных характеристик бетона пролетных строений и опор; –определение глубины карбонизации защитного слоя бетона способом химической индикации; –лабораторный химический анализ отобранных образцов бетона. Нивелирование проводилось нивелиром фирмы Sоккiа С4 в ясную погоду при температуре воздуха +10-15°С. Система высот – условная. Нивелирование мостового полотна поперек оси сооружения выполнялось над всеми опорами. Съемка поперечников велась по характерным точкам - по краям и оси ездового полотна, по ограждению проезжей части, по двум точкам на каждом тротуаре, а также по верху плиты над опорами 1 и 5. Прочностные свойства бетона пролетных строений и опор определялись с помощью молотка для испытания бетона типа «М». Оценка прочностных свойств бетона молотком (склерометром) основана на корреляции упругих свойств материала с его прочностью. Прочность бетона определялась по тарировочным графикам склерометра. Глубина карбонизации и степень поражения хлоридами измерялась в местах протечек воды. Исследования были выполнены в два этапа: при полевых работах методом экспресс-тестирования и в лабораторных условиях изучением образцов порошка бетона. Для исследования бетона было произведено разбуривание защитного слоя сверлом диаметром 20 мм с использованием перфоратора. В местах разбуривания были взяты пробы бетона для лабораторного анализа. Глубина карбонизации бетона экспресс-тестированием определялась воздействием фенолфталеина на поверхность пробуренной скважины. Если среда щелочная, то поверхность окрашивается в розовый цвет и остается бесцветной, если бетон потерял свои защитные свойства по отношению к арматуре (водородный показатель рН<8.3). Состояние сооружения по данным настоящего обследования Мостовое полотно Габарит сооружения по ширине, составляющий 10.57 м, обеспечивает пропуск транспортных средств с существующей интенсивностью. Проектом был предусмотрен габарит сооружения, по ширине равный 10.5 м. По результатам измерений, суммарная толщина слоев дорожной одежды ездового полотна по оси проезжей части составляет 26 см (по проекту - 18 см). В том числе толщина слоя асфальтобетона 13 см (в типовой конструкции по75 крытия слой асфальтобетона должен составлять - 5 см). Это создает дополнительную нагрузку на пролетные строения, снижает полезную грузоподъемность сооружения. На ездовом полотне вдоль ограждения проезжей части имеется слой грязи. Наличие на поверхности проезжей части слоя грязи негативным образом сказывается на состоянии железобетонных конструкций сооружения, грязь задерживает влагу, затрудняет быстрый сброс воды. За счет неравномерной укладки дополнительных слоев покрытия произошли изменения продольного и поперечного профилей. В продольном профиле сооружение запроектировано на прямой с продольным уклоном величиной 10 ‰ в сторону опоры 5, фактические уклоны равны 8–11 ‰ . Поперечный уклон проезжей части по проекту предусмотрен двускатным, от оси проезжей части к тротуарам, величиной 15 ‰. Величины фактических поперечных уклонов мостового полотна не соответствуют проектным, что затрудняет сброс воды с проезжей части путепровода. В соответствии с требованием углы перелома продольного профиля по осям полос движения в местах сопряжения пролетных строений между собой и с подходами на дорогах общегородского значения с расчетной скоростью автомобилей 60 км/ч не должны превышать 13 ‰. Углы перелома продольного профиля над опорами 2–4 составляют от 0 до 5 ‰. В сечении над опорой 1 угол перелома продольного профиля составляет 20-23 ‰ , а над опорой 5 - 29-35 ‰, что не соответствует нормам и создает дополнительные динамические нагрузки на сооружение. Поверхность покрытия проезжей части на путепроводе имеет отдельные неровности, наплывы асфальтобетона, выбоины, продольные и поперечные трещины В районе деформационных швов покрытие сплошное, разрушается, имеются продольные трещины, выбоины, наплывы асфальтобетона высотой до 6 см, в зоне деформационного шва над опорой 5 сквозной провал в покрытии проезжей части (рис.9). Водоотвод с поверхности проезжей части сооружения предусмотрен проектом за счет продольно-поперечных уклонов, со сбросом воды через водоотводные трубки (в пролетах 2,3). В результате эксплуатации сооружения и укладки дополнительных слоев асфальтобетонного покрытия проезжей части, водоотводные трубки сверху заглушены слоями покрытия и не действуют, а поперечные уклоны изменены. Фактически сброс воды с проезжей части осуществляется за счет продольного уклона вдоль путепровода на подходную насыпь. Сброс воды с тротуаров предусмотрен проектом за счет одностороннего поперечного уклона через край тротуара на внешнюю сторону сооружения. На сооружении устроены деформационные швы закрытого типа с металлическим компенсатором. На ездовом полотне конструкции деформационных швов закрыты слоями покрытия. В пределах тротуаров конструкции деформационных швов отсутствуют. 76 Рис. 9. Состояние покрытия над деформационным швом Деформационные швы потеряли герметичность, не обеспечивают плавность проезда, вызывают повышенное динамическое воздействие временных нагрузок на сооружение. Компенсаторы швов частично разрушились. Общее состояние деформационных швов – неудовлетворительное. Необходим ремонт деформационных швов с полной заменой их элементов по всей ширине проезжей части и в пределах тротуаров. Ремонт деформационных швов следует выполнять в комплексе с переустройством всего мостового полотна. Гидроизоляция на сооружении выполнена только в пределах проезжей части. На тротуарах гидроизоляция отсутствует. На правом тротуаре необходимо уложить оклеечную гидроизоляцию, сняв существующее покрытие. На правом тротуаре, при его ремонте, также следует уложить гидроизоляцию. Состояние гидроизоляции оценивалось косвенным путем, по наличию потеков воды и следов выщелачивания на нижней поверхности плиты проезжей части пролетных строений. Следы повреждения гидроизоляции обнаружены в основном в местах сопряжения ее с водоотводными трубками и деформационными швами, а также в пределах швов омоноличивания балок. Тротуары на сооружении пониженного типа (рис. 10). Ширина тротуарных проходов составляет: на правом тротуаре – 1.37 м; на левом тротуаре – 1.54 м. Покрытие на тротуарах асфальтобетонное. Интенсивность движения пешеходов составляет 20–25 чел/ч, поэтому ширину тротуаров считаем достаточной. 77 Рис. 10. Состояние тротуаров на подходе к путепроводу На левом тротуаре вода попадает под накладные тротуарные плиты через стыки между ними. Из-за отсутствия гидроизоляции на тротуарах воздействие воды приводит к выщелачиванию и разрушению защитного слоя бетона плиты проезжей части крайних балок. Бетон фасадной части накладных тротуарных блоков по всей длине сооружения с левой стороны подвержен процессу интенсивного выщелачивания, в отдельных местах – морозному разрушению (рис. 11). Причиной является отсутствие организованного водоотвода и сброс воды с тротуарных плит «наружу». Перильное ограждение на левом тротуаре находится в неудовлетворительном состоянии. Стойки перильного ограждения закреплены ненадежно (узлы крепления стоек в тротуарных плитах разрушены), перила качаются, возможно их обрушение. Высота перильного ограждения равна 0.95-1.04 м, что не соответствует современным требованиям. Согласно СНиП 2.05.03-84* п. 1.64, тротуары на мостах должны ограждаться с наружной стороны перилами высотой не менее 1.10 м (рис. 12). Необходимо выполнить ремонт левого тротуара аналогично ремонту, проведенному на правом тротуаре. Надежно закрепить перильное ограждение. Провести окраску перил. 78 Рис. 11. Разрушение консоли тротуарных блоков с левой стороны в пролете 1 Высота существующего ограждения – 56–59 см, что не соответствует современным требованиям по безопасности движения автотранспортных средств. В соответствии с нормами тротуары на мостовых сооружениях должны быть отделены от проезжей части ограждающими устройствами: металлическими барьерного типа или железобетонными парапетного типа высотой не менее 75 см. Ограждение проезжей части на сооружении комбинированное: Бетон верхней части парапета разрушен на глубину 1–2 см с оголением арматуры. Перечисленные факторы приводят к уменьшению безопасности движения на сооружении, как автотранспортных средств, так и пешеходов. По результатам настоящего обследования общее состояние мостового полотна оценивается как неудовлетворительное. Необеспеченность водоотвода, отсутствие гидроизоляции на тротуарах, разрушение и разгерметизация деформационных швов, несоответствие ограждения проезжей части современным требованиям понижают безопасность движения и снижают долговечность нижележащих конструкций сооружения. Для продления срока службы сооружения необходимо выполнить комплексный ремонт мостового полотна, с переустройством тротуаров (демонтажем накладных тротуарных блоков и устройством тротуара современной конструкции т.к. сохранение существующих блоков не позволит обеспечить надежность гидроизоляции в месте ее примыкания к тротуарам со стороны ездового полотна), ограждения проезжей части, перил, гидроизоляции, деформационных швов, замену всех слоев покрытия. 79 Рис. 12. Состояние перильного ограждения Рекомендуется демонтировать трубу кабельной канализации на левом тротуаре с выносом коммуникаций под пролетные строения. Также убрать трубу в пролете 4. Пролетные строения По результатам натурных замеров элементов конструкции пролетных строений и ориентировочному году проектирования, можно сделать следующие выводы: пролетные строения 1,4 являются унифицированными пролетными строениями с преднапряженной стержневой арматурой по типовому проекту 3.503-12 выпуск 1, инв.№384/25, полной длиной 12 м; пролетные строения 2,3 выполнены из предварительно напряженных балок по типовому проекту 3.503-12 выпуск 2, инв.№3 84/26, полной длиной 18 м. Поперечное объединение плит пролетных строений 1,4 выполнено омоноличиванием продольных швов между плитами, имеющими специальные пазухи. Поперечное объединение балок пролетных строений 2,3 осуществлено по продольным швам омоноличивания. Ширина шва составляет 0.60 м. Основным дефектом, отмеченным при обследовании, является наличие следов протечек воды и выщелачивания на нижней поверхности плиты проезжей части. Участки протечек носят локальный характер – швы омоноличивания балок, участки вдоль деформационных швов и вокруг водоотводных трубок, консоли плиты проезжей части. В пролетном строении 1 выщелачивание бетона отмечено по нижней поверхности плит 1–3, 5–7, 11–13. В пролетном строении 2 следы выщелачивания бетона отмечены по шву омоноличивания всех балок и на консолях плиты проезжей части. В местах ус- 80 тановки водоотводных трубок наблюдается разрушение защитного слоя бетона с оголением и коррозией арматуры, присутствуют следы выщелачивания (рис. 13). Следы выщелачивания свидетельствуют о выходе из строя гидроизоляции и необходимости ее замены. Рис. 13. Выщелачивание бетона балок в пролетном строении 2 Над опорой 3, из-за отсутствия деформационного зазора, произошел скол бетона плиты проезжей части балок 1. В пролетном строении 3 по швам омоноличивания балок также наблюдается разрушение защитного слоя бетона со следами выщелачивания бетона и коррозией арматуры. В пролетном строении 4 наблюдается выщелачивание бетона на нижней поверхности плит 1–2, 9–10, 12–13. Трещин в балках и плитах пролетных строений нет. Все балки пролетных строений имеют строительный подъем. В целом можно сделать вывод, что на момент обследования балки пролетных строений находятся в удовлетворительном состоянии. Зафиксированные дефекты снижают долговечность конструкций и срок службы сооружения. Необходимо: очистить балки и плиты пролетных строений от продуктов выщелачивания, швы омоноличивания – от слабого бетона, арматуру – от продуктов коррозии. Поверхность швов омоноличивания восстановить полимерраствором или другим современным ремонтным составом. Окрасить все пролетные строения полимерцементной краской, или другим современным составом, например краской «Ухра». Опоры и опорные части Опорные части (РОЧ) на сооружении находятся в удовлетворительном состоянии. Перекосов и сдвигов нет, трещин в резине не зафиксировано. 81 При настоящем обследовании, судя по косвенным признакам – отсутствию видимых перекосов, и по результатам нивелирования, неравномерных осадок опор нет. Состояние оснований опор можно считать удовлетворительным. По торцам ригеля опоры 1 (рис.14) в сопряжении со шкафной стенкой имеются 2 вертикальные силовые трещины, раскрытием до 5 мм, вероятно из-за недостаточности армирования. В средней части шкафной стенки бетон разрушен на площади 2.5 м2 с коррозией арматуры. Переходные плиты просели. После просадки переходных плит образовавшиеся изменения продольного профиля были выровнены асфальтобетонным покрытием. Открылки на опоре отсутствуют. По торцам ригеля опоры 2 с правой и левой стороны наблюдается разрушение защитного слоя бетона на глубину до 0.5 см с оголением и коррозией арматуры, а также вертикальные силовые трещины раскрытием до 0.3 мм (рис.15). Причиной происхождения данных дефектов может быть циклическое замораживание–оттаивание воды, попадающей в поры бетона через негерметичные деформационные швы, а также недостаточное армирование. Происходит выщелачивание бетона ригелей всех промежуточных опор под крайними балками вследствие попадания воды через тротуары. Рис. 14. Ригель опоры 1 с левой стороны. Трещины в сопряжении ригеля со шкафной стенкой 82 Рис. 15. Ригель опоры 2 с правой стороны По вертикальной грани стойки 1 опоры 3 проходит вертикальная трещина раскрытием до 1 мм, длиной 4 м, свидетельствующая о коррозии рабочей арматуры. Причиной происхождения дефекта является попадание влаги с тротуара. На правой стороне стойки 6 опоры 4 имеется скол бетона с оголением арматуры на глубину до 4 см, предположительно образовавшийся на стадии строительства (рис.16). По торцу ригеля опоры 4 проходит вертикальная трещина раскрытием до 1 мм, длиной 0.5 м, вероятно, также из-за недостаточности армирования. В ригеле опоры 5 над стойкой 5 имеется вертикальная трещина на всю высоту ригеля раскрытием до 0.2 мм, вероятно, из-за недостаточности армирования. Наличие трещин такого типа снижает долговечность сооружения. Под воздействием процесса замерзания и оттаивания воды, попадающей в трещины, возможно увеличение их раскрытия. Открылки на опоре 5 также отсутствуют. Общим недостатком крайних опор 1,5 является размыв грунта под насадками опор и за шкафными стенками. Сваи опор обнажены, грунт недосыпан на высоте 0.5 – 0.7 м. Можно сделать вывод, что дефектов, влияющих на грузоподъемность опор, не зафиксировано. Имеющиеся дефекты влияют на долговечность и снижают срок службы сооружения. 83 Рис. 16. Опора 4 с правой стороны, скол защитного слоя бетона в свае 6 Необходимо: очистить поверхности опор от продуктов выщелачивания бетона, стойки опор – от слабого бетона, арматуру – от продуктов коррозии и восстановить поверхность полимерраствором, или другим современным ремонтным составом, после чего окрасить опоры полимерцементной или защитно-декоративной краской. Эксплуатирующей организации установить регулярное наблюдение за трещинами в торцах насадок опор 2,3. В случае их увеличения сообщить представителям проектного института. Подходы к сооружению, сопряжения, зона под путепроводом Подходы к сооружению выполнены в грунтовых насыпях высотой до 10.5 м. В плане подходы расположены на прямой. Ширина земполотна по бровкам насыпи составляет 15.2–20.05 м. Габарит ездового полотна на подходе 1 (в 25 метрах от путепровода) равен 9.70 м; на подходе 2 (в 25 метрах от путепровода) равен 9,86 м. Покрытие проезжей части асфальтобетонное. Ширина обочин составляет: 1.1–1.2 м (на подходе 1), 1.3–1.4 м (на подходе 2). Укрепления на обочинах нет. 84 Асфальтобетонное покрытие проезжей части находится в неудовлетворительном состоянии, имеет выбоины, неровности, продольно–поперечные трещины. С обеих сторон на подходах по краям ездового полотна установлено тросовое ограждение проезжей части. Ограждение установлено в створе парапетного ограждения путепровода. Высота ограждения 50–68 см. Следует отметить, что высота ограждения на подходах недостаточна, конструкция ограждения проезжей части (тросовое) не соответствует современным требованиям безопасности движения. Согласно нормативной документации высота ограждения проезжей части на участках подходов должна составлять не менее 75 см от уровня проезжей части. На участках сопряжения ограждения проезжей части на путепроводе и подходах имеются разрывы на длине не менее 6 м с каждой стороны сооружения. Такие разрывы и тросовое ограждение недопустимы – безопасное движение транспортных средств не обеспечено. При ремонте сооружения требуется демонтировать существующее тросовое ограждение проезжей части и установить новое типовое металлическое ограждение барьерного типа. Перильное ограждение на подходах отсутствует. Учитывая высоту подходных насыпей, в целях безопасности движения пешеходов, требуется установить перильное ограждение на участках сопряжений длиною не менее 18 м. Состояние подходных насыпей неудовлетворительное. Имеются значительные просадки на обоих подходах, существенно затрудняющие движение, снижающие скорость движения автотранспорта по сооружению. Величина просадок составляет 0.9–1.0 м на длине 20 м. Наличие таких просадок может привести к созданию аварийной ситуации, поэтому необходимо выполнить ремонт подходных насыпей на данном участке – разобрать существующие слои ездового полотна, досыпать и уплотнить грунт. Уложить новые слои ездового полотна. При выполнении этих работ необходимо выполнить выравнивание продольного профиля асфальтобетонным покрытием на участках сопряжения с путепроводом, для ликвидации недопустимых углов перелома над опорами 1,5. В результате размыва грунта подходной насыпи 1 произошло обрушение тротуара с левой стороны. Необходимо досыпать грунт на обочине и восстановить покрытие тротуара. Водоотводных лотков на подходах нет. Вода стекает по откосам на участках сопряжений, проникает за шкафную стенку и под укрепление конусов, вымывая из-под них грунт. Зафиксированный дефект является крайне неудовлетворительным фактором, влияющим на долговечность сооружения, поэтому необходимо устроить водоотводные лотки на подходах (по 2 с каждой стороны) на расстоянии 4 м от опор 1,5. Лестничные сходы находятся в неудовлетворительном состоянии. Бетон ступеней разрушается, перильное ограждение разобрано. Необходимо восстановить перильное ограждение. 85 Откосы подходных насыпей покрыты зарослями кустарника и деревьев. Необходимо очистить откосы от деревьев и кустарника. Состояние зоны под путепроводом в целом удовлетворительное. Дорожные знаки перед въездами на сооружение отсутствуют. До проведения ремонта и устранения всех перечисленных дефектов необходимо установить на подходах знаки ограничения скорости движения транспортных средств с надписью «40» по согласованию с ГИБДД. 86 Приложение 3 Пример оценки состояния моста (за основу взят фрагмент фактического обследования проведенного институтом Проектмостреконструкция г. Саратов) 1. КОНСТРУКЦИЯ МОСТА Мост через р. С… железобетонный, балочный, разрезной системы расположен на км 599+644 автодороги II технической категории М-5 «Урал». Проектные нормативные временные нагрузки – автомобильная Н-18 совместно с толпой на тротуарах интенсивностью 400 кг/м2 и одиночная колесная НК-80. В плане мостовой переход расположен на прямом участке дороги. Мостовой переход в целом расположен на вогнутой вертикальной кривой, собственно мост – практически на горизонтальном участке. Мост построен в 1959 году. Полная длина моста 22,76 м, схема разбивки на пролеты 2х11,36 м. Габарит проезжей части 8,0 м, ширина тротуаров по 0,8 м. Рис 17. Общий вид моста 87 Пролетные строения сборные железобетонные. В поперечном сечении пролетных строений установлено 7 балок по тип. проекту вып. 56 СДП с шагом 1,43 м. Балки объединены в пролетные строения накладками на сварке по плите и диафрагмам. Тротуары железобетонные сборные пониженного типа, накладные. Покрытие на тротуарах асфальтобетонное. Перила металлические, стоечные высотой 1,10 м. Освещения и коммуникаций на мосту не предусмотрено. Рис. 18. Поперечное сечение моста Ограждение проезжей части парапетного типа высотой 70 см от уровня проезжей части (в настоящее время). Покрытие проезжей части асфальтобетонное. Гидроизоляция оклеечная. Деформационные швы закрытого типа с компенсатором. Водоотвод с моста осуществляется за счет двухстороннего поперечного уклона со сбросом воды через водоотводные трубки. 88 89 Рис 19. Фасад и продольный разрез моста Крайние опоры – свайные однорядные. Сваи железобетонные сечением 30х35 см со средним шагом поперек моста 1,45 м. Переходные плиты отсутствуют. Промежуточная опора свайная однорядная. Сваи железобетонные сечением 30х35 см. В опоре 6 свай со средним шагом поперек моста 1,45 м. Насадка опоры сборно-монолитная железобетонная. Опорные части, судя по времени постройки, были в виде подкладок из рубероида. Конусы насыпей подходов укреплены монолитным железобетоном. Покрытие проезжей части подходов асфальтобетонное. Подходы к мосту выполнены в насыпи. Ограждение проезжей части на подходах металлическое барьерного типа. 2. ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МОСТА 2.1. Контрольные измерения, лабораторные исследования При обследовании моста были проведены следующие измерения и отбор образцов для лабораторной обработки: − измерение фактических размеров элементов опор, балок пролетных строений, конструкций тротуаров и проезжей части; − определение (нивелированием) высотного положения элементов, уклонов проезжей части, толщины слоев одежды ездового полотна; − определение прочностных характеристик бетона пролетных строений и опор; − определение глубины карбонизации защитного слоя бетона способом химической индикации; − лабораторный химический анализ отобранных образцов бетона. Измерение фактических размеров элементов производилось с использованием металлических рулеток длиной 3,0 м, 20,0 м. Перфоратором на проезжей части выбуривались скважины диаметром 20 мм для определения фактической толщины слоев ездового полотна. Скважины выбуривались в 0,3 м от ограждения проезжей части. Толщина защитного слоя бетона конструкций измерялась прибором «Поиск – 2М». Для оценки пассивирующих свойств бетона, которыми должен обладать защитный слой, определялась глубина карбонизации бетона балок и степень поражения хлоридами. Глубина карбонизации измерялась посредством шпурения конструкций сверлом диаметром 8 мм с использованием электродрели и воздействием на свежий излом бетона раствора фенолфталеина. В полевых условиях глубина карбонизации определялась в пролетном строении 1, в плите и ребре балки 1. Для лабораторных исследований по определению величины водородного показателя рН и наличия хлор-ионов в бетоне отобраны образцы. 90 Теоретическая глубина карбонизации бетона за время эксплуатации сооружения ориентировочно может составить: dk = 1,6 + 3,22 х √ t, где t - количество лет эксплуатации моста. dk = 1,6 + 3,22 х √45 = 23,2 мм, t = 45 лет, со времени изготовления балок (ориентировочно в 1957 году). Результаты лабораторных исследований показали следующее: – водородный показатель рH в образцах, отобранных из балок 1, 6 ненамного выше значения рH=8,3. Известно, что коррозионная защита стали сохраняется при показателе pH более 8,3, следовательно по карбонизации защитный слой бетона балок близок к предельному состоянию; – содержание хлоридов, представляющее опасность для арматурной стали составляет 0,4% от массы цемента. Большое содержание хлоридов в бетоне защитного слоя отрицательно влияет на сталь рабочей и распределительной арматуры балок пролетных строений, вызывая коррозию. Содержание хлоридов в цементе бетона ребер балок пролетного строения значительно превышает допустимые значения. Столь значительное содержание хлоридов свидетельствует о застое воды на проезжей части и разгерметизации гидроизоляции, вследствие чего вода с растворами хлоридов из применяемых противогололедных средств практически беспрепятственно проникает к несущим конструкциям. Анализируя полученные результаты можно сделать вывод, что бетон защитного слоя потерял свои защитные качества. Процесс карбонизации бетона более интенсивно протекает в местах расположения трещин, что подтверждается наличием ржавых потеков и пятен на отдельных участках балок. При нарушении целостности защитного слоя пассивирующая пленка на поверхности арматуры становится неустойчивой, начинается процесс коррозии арматуры. На момент обследования в наиболее неблагоприятных условиях эксплуатации находились фасадные поверхности и концы консолей плит пролетных строений. В результате сброса воды с поверхности служебных тротуаров и отсутствия герметичности деформационных швов бетон на этих поверхностях активно увлажняется. Кроме того, в трещинах бетона защитного слоя скапливается вода. Повторение циклов замораживания-оттаивания этой влаги сопровождается разрушением защитного слоя бетона. Прочностные свойства железобетонных конструкций моста оценивались неразрушающими методами с применением склерометра. Оценка прочностных свойств бетона склерометром основана на корреляции упругих свойств материала с его прочностью. Прочность бетона определялась по графикам склерометра. На каждом элементе производилось не менее 10 ударов склерометром. 91 2.2. Мостовое полотно К параметрам, влияющим на безопасность движения, его комфортность, а также на долговечность нижерасположенных конструкций и на грузоподъемность пролетных строений по которым оценивают состояние мостового полотна относятся: − величина габарита проезда; − высота и прочность ограждения проезжей части; − ширина тротуаров; − высота и состояние перильного ограждения; − направление и величина продольных и поперечных уклонов проезжей части и тротуаров; − ровность покрытия и толщина слоев одежды ездового полотна; − состояние деформационных швов, водоотвода и гидроизоляции. Мост расположен на участке автомобильной дороги II технической категории, Как отмечено выше, в ходе обследования выполнялась нивелировка моста и подходов с составлением фактических продольного и поперечных профилей моста и подходов для использования этих данных в ходе проектирования. Фактический габарит проезжей части колеблется от 8,05 м до 8,00 м. В соответствии с современными нормами [4] на мостах, расположенных на автодорогах II технической категории, должно быть не менее двух полос движения с общей шириной проезжей части не менее 11,50 м. Покрытие проезжей части асфальтобетонное общей толщиной 20,9 см, в том числе 13,9 см «лишнего слоя». «Лишние слои» покрытия существенно снижают грузоподъемность пролетного строения. Состояние покрытия удовлетворительное. Деформационные швы заделаны асфальтом. Отмечены трещины раскрытием до 1 см над опорой №2 по всей длине шва. Состояние швов неудовлетворительное. Поперечный уклон обеспечивается за счет устройства сточного треугольника. Водоотвод с проезжей части фактически осуществляется через тротуары неорганизованно по всей длине моста. Поперечные уклоны поверху покрытия проезжей части моста бессистемно колеблются от 0 до 2,50/00. Мост расположен практически на горизонтальном участке. Водоотводные трубки установлены по 2 трубки на пролет, недостаточной длины - низ трубок выступает на 0,2 м ниже плит балок. Приемные воронки и защитные решетки отсутствуют. В бетон плит балок трубки не заделаны. Трубки забиты асфальтом и грязью и практически не работают. Вся система водоотвода с проезжей части моста находится в неудовлетворительном состоянии. Ограждение проезжей части парапетного типа высотой до 0,7 м от уровня проезжей части. Блоки ограждения установлены на плиты тротуаров. 92 Гидроизоляция проезжей части полностью разгерметизирована, о чем свидетельствуют следы выщелачивания бетона плит балок пролетных строений, сталактиты на диафрагмах. Тротуары сборные железобетонные накладные пониженного типа. Ширина правого тротуара 0,82 м, левого – 0,81 м. Отмечены многочисленные разрушения плит тротуарных блоков. Покрытие прохожей части тротуаров отсутствует. Водоотвод с тротуаров не организован и происходит за счет поперечного уклона от 12,5 до 37,5 0/00 от оси моста. Перильное ограждение металлическое стоечное высотой 1,10 м, индивидуальной проектировки. Стойки перил из швеллера №10, сваренных «в короб», расположены с шагом 2,70, поручни и горизонтальные элементы заполнения из уголка 50х50х4, вертикальное заполнение - из арматуры ∅14. Стойки закреплены сваркой к арматуре плит и ребер тротуарных блоков. Прочность и надежность крепления стоек не обеспечена, на левом тротуаре по всей длине моста, а на правом - над опорой 3 стойки завалены и качаются. Состояние перильного ограждения неудовлетворительное, безопасность движения пешеходов не обеспечена. В целом состояние тротуаров оценивается как неудовлетворительное. Состояние мостового полотна в целом оценивается как неудовлетворительное. 2.3. Пролетные строения Пролетные строения балочные разрезные. В поперечном сечении 7 железобетонных балок по тип. проекту вып. 56 СДП, установленных со средним шагом поперек моста от 1,43 м. Балки объединены в пролетные строения накладками на сварке по плитам и диафрагмам. При вскрытии рабочей арматуры балок установлено, что балки пролетных строений изготовлены под временные нагрузки по схемам Н-18 и НК-80. В целом состояние средних балок пролетных строений моста удовлетворительное, но имеется ряд общих дефектов, снижающих их долговечность. К этим дефектам относятся: − выщелачивание и морозное разрушение бетона плит балок пролетных строений, особенно крайних и смежных с ними, что является следствием их увлажнения через разгерметизированную гидроизоляцию и швы между тротуарными блоками; − торцы балок на крайних опорах завалены грунтом и для осмотра недоступны. Вероятно, из-за постоянного увлажнения состояние приопорных участков балок неудовлетворительное; − отслоение защитного слоя бетона ребер балок, хомуты коррозируют; − разрушение бетона плит в местах установки водоотводных трубок; − выщелачивание бетона ребер балок вследствие постоянного увлажнения через короткие водоотводные трубки. 93 В отдельных местах отмечены сколы бетона ребер (образовались при перевозке и на монтаже), раковины. Стыки диафрагм в неудовлетворительном состоянии, отмечены отдельные места выщелачивания бетона (особенно в приопорных участках). Состояние крайних балок оценивается как неудовлетворительное. В целом состояние пролетных строений при условии устранения дефектов, снижающих их долговечность, можно оценить как удовлетворительное. 2.4. Опоры и опорные части Крайние опоры. Устройство шкафных стенок действовавшими типовыми проектами не предусматривалось, их роль выполняли крайние диафрагмы балок пролетных строений, что привело к переувлажнению и, как следствие, разрушению бетона приопорных участков балок, засыпанных грунтом. Насадки опор засыпаны грунтом и для обследования практически недоступны. Рис. 20 Разрушение бетона защитного слоя ребра крайней балки с оголением и коррозией хомутов и рабочей арматуры ребра балки. 94 Рис. 21. Сталактиты на диафрагме Промежуточная опора. В результате ошибки, допущенной при строительстве, длина насадки недостаточна. Замеренное расстояние от грани ребер крайних балок до торцевой плоскости насадки 3-5 см. Надежное опирание крайних балок не обеспечено, возможен скол бетона насадки. В целом состояние крайних и промежуточной опор можно оценить как удовлетворительное, но имеется ряд общих дефектов, снижающих их долговечность. К этим дефектам относятся: − отслоение бетона насадок из-за постоянного увлажнения их через разгерметизированные деформационные швы; − скопление грязи на насадках. Подферменников на насадках опор нет, балки опираются через частично сохранившиеся подкладки из рубероида или непосредственно на насадки. Состояние узлов опирания балок на опоры неудовлетворительное. Опорные части вообще отсутствуют. По результатам настоящего обследования техническое состояние опор моста в целом можно оценить как удовлетворительное при условии устранения дефектов, снижающих их долговечность. Просадок, кренов опор не отмечено. 2.5. Сопряжение моста с насыпями подходов Как отмечено выше, шкафные стенки на крайних опорах отсутствуют, переходных плит нет. Просадок в местах сопряжения не отмечено – при неоднократных ремонтах подходов уложены многочисленные слои асфальтобетона. 95 2.6. Конусы В ходе ремонта участка дороги выполнен ремонт конусов с устройством укрепления из монолитного бетона. Качество работ по укладке бетона крайне низкое – отмечено поверхностное разрушение практически по всей площади. Возможно, бетон укладывался при отрицательных температурах или не был обеспечен должный уход. 2.7. Подходы и подмостовое пространство В пределах участка проектирования элементы плана и профиля подходов требованиям действующих нормативных документов для дорог II технической категории не соответствуют. Мост и подходы к нему в пределах участка проектирования расположены в плане на прямой. По данным нивелировки переломы продольного профиля на смежных участках колеблются от 1 до 14 0/00 при допускаемых максимальных значениях 10 0/00 для дорог II технической категорий. Покрытие проезжей части в целом находится в удовлетворительном состоянии. Ограждение проезжей части металлическое барьерного типа, длины участков приведены выше в таблице. Высота ограждения колеблется от 0,65 до 0,77 м от уровня покрытия. Состояние ограждения можно оценить как удовлетворительное. Водоотводные сооружения – железобетонные прикромочные и водосбросные лотки в хорошем состоянии, выполнены в ходе ремонта участка дороги. Дорожные знаки 5.26 по ГОСТ 23457-86 с надписью «р. Серганька» установлены перед и за мостом. Лестничные сходы отсутствуют. Состояние подходов к мосту в целом можно оценить как удовлетворительное. Состояние асфальтобетонного покрытия и обустройств подходов удовлетворительное. Русло реки С… проходит практически нормально к оси моста. Течение справа налево по ходу километража. Течение практически отсутствует. Ниже по течению на расстоянии около 1 км расположен пруд с земляной плотиной. Ширина русла 12 м, слева за мостом – 2-3 м. Глубина русла под мостом 0,50,7 м. Подмостовое пространство практически чистое. 96 Таблица 12 № п./ п Наименование конструкций и элементов Место- расположения дефектов Сводная ведомость дефектов моста 1 2 3 1 Проезжая часть 2 Деформа- Над всеционные ми опорашвы ми ГидроПо всей изоплощади ляция моста 3 4 5 Тротуарные блоки Тротуарные блоки Консоль плиты проезжей части в пролете 2 у опоры 3 с левой стороны моста По всей длине моста, с обеих сторон Объём работ Описание дефектов ед. изм. 4 5 МОСТОВОЕ ПОЛОТНО Несоответствие габарита проезжей части (8,0м) м категории дороги согласно требованиям СНиП 2.05.03-84 Деформационные швы негерметичны Гидроизоляция не обеспечивает защиту пролет-ных строений от воздействия воды Сквозной пролом в плите Разрушения бетона защитного слоя глубиной до 2 см 97 колво 6 Рекомендации по устранению дефектов 7 Необходимо выполнить ремонт мосто22,76 вого полотна с заменой всех его элементов и уширением габарита проезжей части до 11,5 м для дорог II технической категории согласно требованиям СНиП 2.05.03-84, с уширением пролетных строений и опор. п. м 31,35 Смотри п.1 м2 136,6 Смотри п.1 м2 0,25 Cмотри п.1 м2 1,5 Cмотри п.1 Продолжение табл. 12 6 7 Перильное ограждение Водоотводные трубки Узел анкеровки стойки перильного ограждения в пролете 2 у опоры 3 с левой стороны моста Во всех пролётах Нарушение анкеровки перил узел Трубки короткие, забиты грязью. Приемные воронки и решетки на шт 4 трубках отсутствуют 2. ПРОЛЁТНЫЕ СТРОЕНИЯ Во всех Выщелачивание пролетах, бетона с обрапо всей зованием в от185 ширине дельных местах м2 моста сталактитов 1 Плита проезжей части и ребра балок 2 Ребра балок в местах опирания на опоры Над всеми опорами Разрушения бетона на глубину до 5 см Ребра балок, диафрагмы, плита проезжей части По всей видимой поверхности пролетных строений Разрушения бетона защитного слоя с оголением и коррозией арматуры 3 1 98 м2 8 м2 28 Смотри п.1 Смотри п.1 Очистка щетками непрочного цементного камня с продувкой сжатым воздухом поверх-ности балок от пы-ли с последующей окраской полимерцементной краской на основе ПВАЭ Восстановление опорных узлов ребер балок полимербетоном с предварительной подготовкой поверхности к ремонту Восстановление защитного слоя арматуры полимерцементным раствором с предварительной подготовкой поверхности к ремонту. Продолжение табл. 12 4 5 6 1 2 3 4 Ребра балок, диафрагмы, плита проезжей части Нижние части ребер балок и диафрагм По всей видимой поверхности пролетных строений Крайние балки во всех пролетах Трещины раскрытием до 0,5 мм м 8 Разрушение бе0,07 тона с оголениим3 ем и интенсивной коррозией арматуры с ослаблением ее сечения Консоли По краям Разрушение беплит плиты тона на всю толкрайних проезжей щину плиты с м3 0,25 балок части, во оголением и инвсех про- тенсивной корролетах зией арма-туры с ослабле-нием ее сечения 3. ОПОРЫ И ОПОРНЫЕ ЧАСТИ Опорные Под всеОтсутствуют шт 28 части ми балками Шкафные На береОтсутствуют шк. 2 стенки говых ст. опорах Насадка На проНедостаточная межуточдлина насадки, нас. 1 ной опоре балки опираются на самый край насадки Насадки, сваи На всех опорах Следы выщелачивания бетона м2 99 43 Заделка трещин полимерцементны-ми составами Замена существующих крайних балок на новые См. п. 5 Установить опорные части типа РОЧ Устроить шкафные стенки. Произвести удлинение насадки. Очистка щетками непрочного цементного камня с продувкой сжатым воздухом поверх-ности опор от пыли с последующей окраской полимерцементной краской на основе ПВАЭ Окончание табл. 12 5 6 7 Насадки, сваи На всех опорах Разрушения бетона защитного слоя с оголением и коррозией арматуры Насадки, сваи На всех опорах Слив по верху насадок На всех опорах м2 7,7 Трещины раскрытием до 0,5 мм м 5,5 Отсутствует м2 25 Восстановление защитного слоя арматуры полимерцементным раствором с предварительной подготовкой поверхности к ремонту Заделка трещин полимерцементными составами Устроить слив по верху насадок 2.8. Выводы о состоянии сооружения На основании данных полевых работ и их обработки произведена оценка состояния: – Мостовое полотно – неудовлетворительно. Основными причинами снижения оценки являются несоответствие габарита проезжей части категории дороги, недостаточная высота ограждения проезжей части, разрушение элементов ездового полотна, разрушения тротуаров и перил. – Промежуточных балок пролетных строений – удовлетворительно, крайних балок – неудовлетворительно. – Опоры – удовлетворительно. – Опорные части – неудовлетворительно. – Конусы – удовлетворительно. – Подходы – неудовлетворительно. Переломы продольного профиля на смежных участках не соответствуют требованиям СНиП 2.05.02-85. На основании проведенного обследования можно сделать следующие выводы: 1. Безопасность движения транспорта по мосту не обеспечена в связи с неудовлетворительным состоянием мостового полотна и подходов. 2. Долговечность отдельных конструктивных элементов не обеспечена. 3. Грузоподъемность моста до проведения ремонта достаточна для пропуска проектных временных нагрузок по схемам Н-18 и НК-80, возможность пропуска современных нагрузок и соответствующие технические решения будут определены в процессе разработки настоящего инженерного проекта. 100 3. ОЦЕНКА ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ МОСТА Методика оценки транспортно-эксплуатационного состояния (ТЭС) по ОДН 218.0.017-2003 “Оценка транспортно-эксплуатационного состояния мостовых сооружений” содержит конкретные требования по количественной оценке условий движения, что дает возможность определить обобщенный показатель состояния сооружения, используемый при планировании затрат на содержание и ремонт. Кроме того, данная методика дает оценку влияния той или иной степени повреждения элемента сооружения на изменение динамического коэффициента. Значения допускаемых скоростей и динамических перегрузок получены экспериментальным и расчетным путем. Они могут быть использованы как информационный материал для обоснования ремонта или реконструкции сооружений (включая прогноз изменения состояния), определения размера ограничения скоростей движения, определения класса грузоподъемности для сооружения и его элементов. Условия движения могут быть отнесены к трем группам: – обеспечивается плавный проезд (ограничения в скорости нет), – сохраняются условия безопасности проезда, хотя требования по плавности не соблюдены (вводятся ограничения в условия движения), – движение автомобилей опасно (запрещено движение автомобилей). Предметом нормирования ОДН являются: – значения безопасных скоростей движения автомобилей при различном состоянии элементов мостового полотна и продольного профиля, а также различных габаритах МС; – величины динамических перегрузок (динамические коэффициенты), которые возникают при движении грузовых автомобилей по поврежденной проезжей части МС; – требования к транспортно-эксплуатационному состоянию (ТЭС) МС, исходя из условий движения; – правила прогнозирования ТЭС; – оценка ТЭС. 3.1 Основные характеристики сооружения: – введен в эксплуатацию в 1959 г., схема 2×11.36, ТП вып. 56 СДП, габарит Г-8+2Т×0.8, проектные нагрузки Н-18, НК-80; – мост расположен на а/д II категории, расчетная интенсивность движения по данным замеров 400 авт/час, расчетная скорость движения на данном участке дороги Vр=100 км/час; 101 – длина моста Lм=22.76 м, расположен на практически горизонтальном прямом участке, продольные уклоны на мосту 2.2‰ и 2.6‰ , на подходах 1.4‰ и 1.1‰; – водоотвод осуществляется через водоотводные трубки, двусторонний поперечный уклон составляет от 0 до 2.5‰. – железобетонный парапет высотой h=0.7 м, покрытие асфальтобетонное, деформационные швы закрытого типа. 3.2. Состояние мостового полотна: – толщина асфальтобетонного покрытия составляет 20.9 см, лишний слой 13.9 см; дополнительные слои покрытия уложены на участке шириной 6.9 м, вдоль парапетов образовались углубления шириной по 0.6 м и глубиной 8 см; – приемные воронки и защитные решетки на водоотводных трубках отсутствуют, трубки забиты асфальтом и грязью и практически не работают; вдоль парапетов происходит скопление грязи и воды; – асфальтобетонное покрытие находится в удовлетворительном состоянии, в зоне деформационного шва над опорой 2 – трещина с раскрытием до 10 мм; – бетонная поверхность парапетов шелушится, в блоках отмечены трещины и сколы углов; – дефекты сопряжения моста с подходами отсутствуют. Примечание: Дефекты тротуаров и перил не отмечены, т.к. они не влияют на оценку транспортно-эксплуатационного состояния (ТЭС). 3.3. Определение транспортно-эксплуатационных показателей (ТЭП) ТЭП, нормируемыми ОДН, являются: – безопасная скорость движения [V], км/ч; – величина перегрузки элементов мостового сооружения (МС), представленная значениями динамического коэффициента (1+μ). 3.3.1. Покрытие А). С учетом дефектов – трещина с раскрытием до 10 мм – по ОДН 218.0.017-2003 принимаем износ И=20% (комфортные условия движения). Б). С учетом износа И=20% по ОДН 218.0.017-2003 принимаем [V]=Vр , (1+μ)=1.1. Примечание: по СНиП 2.05.03-84* при lp=11.1 м (1+μ)=1.251. Вывод: при данном состоянии покрытия снижения [V] нет, повышения (1+μ) нет. 102 3.3.2. Система водоотвода А). С учетом дефектов – образование сплошных стоячих луж у тротуаров из-за отсутствия трубок и недостаточных уклонов – по ОДН 218.0.017-2003 принимаем износ И=40% (плавные условия движения). Б). С учетом износа И=40% по ОДН 218.0.017-2003 принимаем [V]=Vр , Δμ=1.0. Примечание: величина Δμ характеризует увеличение нормативной динамической добавки; при Δμ=1.0 − (1+Δμ⋅μ)=(1+μ). Вывод: при данном состоянии системы водоотвода снижения [V] нет, повышения (1+μ) нет. 3.3.3. Сопряжение моста с подходами При наличии дефектов сопряжения износ определяют по ОДН 218.0.0172003, а ТЭП – по ОДН 218.0.017-2003 Условия движения комфортные. Вывод: при отсутствии дефектов сопряжения моста с подходами снижения [V] нет, повышения (1+μ) нет. 3.3.4. Деформационные швы При наличии дефектов деформационных швов износ определяют по ОДН 218.0.017-2003 , а ТЭП – по ОДН 218.0.017-2003. В нашем примере дефекты деформационного шва – трещина с раскрытием до 10 мм – учтены в п. 3.1. Условия движения комфортные. Вывод: при данном состоянии деформационных швов снижения [V] нет, повышения (1+μ) нет. 3.3.5. Ограждения А). Дефекты парапета: шелушение бетонной поверхности, трещины в блоках, сколы углов. Подсчет износа производим по ОДМ «Определение износа конструкций и элементов МС на а/д». – Для данного МС (для II категории а/д на прямом участке в плане, при продольных уклонах i<30‰, при длине моста Lм<50 м) по ОДН 218.0.017-2003 принимаем условия движения по группе А. – Требуемые для данной категории дороги значения энергоемкости и высоты ограждающих устройств принимаем по ОДН 218.0.017-2003. Для а/д II категории, для условий движения группы А, при наличии тротуаров получаем: Етр=190 кДж, hтр=0.75м. – Значение энергоемкости существующего ж/б парапета при высоте hф=0.7 м принимаем по ОДН 218.0.017-2003: Е=267 кДж. 103 – С учетом дефектов принимаем коэффициент состояния для парапетных ограждений): nc=0.6. – Определяем показатель дефектности конструкций, зависящий от высоты и состояния по формуле: Дф = hф hтр * nc = 0.7 * 0.6 = 0.56 0.75 – Определяем износ ограждения по формуле (2), стр. 22 ОДМ: ⎛ Д * Е ⎞⎟ ⎛ 0.56 * 267 ⎞ * 100 = ⎜1 − И огр = ⎜1 − ⎟ * 100 = 21.3% ⎜ ⎟ 190 Е ⎝ ⎠ тр ⎠ ⎝ Б). С учетом износа И=21.3% по ОДН 218.0.017-2003 принимаем (по интерполяции) [V]=98 км/ч, Δμ=1.0. Вывод: при данном состоянии ограждения проезжей части безопасная скорость снижена до [V]=98 км/ч, повышения (1+μ) нет. 3.3.6. Продольный профиль А). Углы перелома продольного профиля составляют: над оп.1 i1=0.8‰, над оп.2 i2=4.8‰, над оп.3 i3=1.5‰. Условия движения плавные (см. ОДН 218.0.017-2003). Б). По ОДН 218.0.017-2003 при i<8‰ допустимая скорость [V] не ограничивается, перегрузка не вводится. Вывод: при данной величине переломов продольного профиля снижения [V] нет, повышения (1+μ) нет. 3.3.7. Габарит А). Длина моста Lм=22.76 м (Lм<50 м), габарит Г-8, расчетная интенсивность движения 400 авт/час, расчетная скорость движения на данном участке дороги Vр=100 км/час. Б). По ОДН 218.0.017-2003 получаем безопасную скорость [V]=90 км/час. Вывод: есть снижение безопасной скорости до [V]=90 км/час. 104 Окончательный вывод: 1. Безопасная скорость движения на мосту [V]=90 км/час – снижена по несоответствию габарита расчетной интенсивности движения. 2. При определении грузоподъемности в потоке повышенные значения (1+μ) не вводятся, перегрузки нет. В расчете принимается величина (1+μ) по СНиП 2.05.03-84*. 3.3.8. Необходимость повышения динамического коэффициента к оси автомобильной нагрузки (при расчете плиты проезжей части, деформационных швов, переходных плит). А). Износ покрытия И=20% (комфортные условия движения). Дефекты деформационных швов, сопряжений отсутствуют, углы перелома продольного профиля незначительны. Б). По ОДН 218.0.017-2003 отмечаем, что при И=20% покрытия, соответствующего пределу комфортности, не происходит превышение предела плавности, равного И=40%. Вывод: При определении грузоподъемности на ось повышенные значения (1+μ) не вводятся, перегрузки нет. В расчете принимается величина (1+μ) по СНиП 2.05.03-84* (для плиты проезжей части при b=1.43 м –(1+μ)=1.323, ОДН при И=40% предписывает принять (1+μ)=1.3). 3.3.9. Оценка ТЭС (определение категории состояния) По ОДН 218.0.017-2003 принимаем для а/д II категории с допускаемой безопасной скоростью [V]=90 км/час получаем II категорию состояния (оценка “хорошо”), при которой плавность движения обеспечена, снижения скорости движения не требуется. 3.3.10. Определение мер по улучшению ТЭС По ОДН 218.0.017-2003 принимаем, что на мосту выполняются профилактические и нормативные работы по уходу. 3.3.11. Прогноз ТЭС А). Прогноз по показателю износа (ОДН 218.0.017-2003): покрытие, дефшвы, водоотвод, ограждение, сопряжение с насыпью. Б). Прогноз по приросту интенсивности движения по ОДН 218.0.017-2003. Для а/д II категории – 1% в год. В). Прогноз по изменению углов перелома по ОДН 218.0.017-2003. 105 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ С УЧЕТОМ ИХ ФАКТИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ. 4.1. Основные предпосылки определения грузоподъемности пролетных строений до выполнения ремонта Существующий мост имеет габарит Г-8 и два тротуара левый Тл=1.3 м, правый тротуар Тп=1.15 м. В поперечном сечении пролетное строение состоит из 7 балок, запроектированных по типовому проекту института «Союздорпроект» вып. 56. При определении грузоподъемности пролетных строений учтены дефекты конструкции: дополнительные слои покрытия, разрушение плиты проезжей части крайних балок, коррозия рабочей арматуры крайних балок. По результатам обследования состояние пролетных строений оценено как неудовлетворительное. Грузоподъемность пролетных строений снижена из-за недостаточной несущей способности крайних балок. Грузоподъемность пролетных строений до ремонта определяется, исходя из проверки прочности нормальных сечений в середине пролета главных балок при действии изгибающего момента. В расчете класс бетона балок пролетного строения, запроектированных по типовому проекту вып. «56», принят В20 с расчетным сопротивлением на сжатие Rb = 105 кгс/см2 и модулем упругости E b = 275000 кгс/см2. Арматура класса А-II с расчетным сопротивлением Rs = 2700 кгс/см2. Балки запроектированы под нагрузку Н-18, НК-80. Существующие балки армированы шестью стержнями ∅32 мм и двумя стержнями ∅16 мм. Общая площадь арматурных стержней равна As = 6 ⋅ 8.04 + 2 ⋅ 2.01 = 52.26 см2. 4.2. Определение величин изгибающих моментов в середине пролета главных балок Определение величины постоянной нагрузки. Коэффициенты надежности по нагрузке для постоянных нагрузок γ m приняты по п. 2.2.13 ОДН 218.0.032-2003. 106 Постоянные нагрузки для балки Б-1 Таблица 13 Наименование 1 2 3 3 4 5 6 7 Нормативное значение q н ,пост тc/м Собственный вес балки По т. п. «56» 7.6 т 7.6/11.36= 0.669 т/м Вес тротуарного блока 0.725 т/м Асфальтобетонное покрытие тротуаров 0.03*0.81*2.3 Выравнивающий слой 0.03*1.39*2.5 = 0.104 т/м Гидроизоляция 0.01*1.39*1.5 = 0.021 т/м Защитный слой 0.03*1.39*2.5 = 0.104 т/м Асфальтобетон проезжей части 0.10*0.2*2.3 = 0.046 Вес перил 0.036т/м Итого: Коэффициент надежности γm Расчетное значение q p ,пост тc/м 0.669 1.1 0.736 0.725 1.1 0.798 0.056 1.2 0.067 0.104 1.2 0.125 0.021 1.2 0.025 0.104 1.2 0.125 0.046 1.2 0.055 0.036 1.1 0.040 1.761 1.971 Постоянные нагрузки для балки Б-2 Таблица 14 Наименование Нормативное значение q н ,пост тc/м 1 Собственный вес балки По т. п. «56» 8.1 т 8.1/11.36= 0.713 т/м 0.713 1.1 0.784 2 Сточный треугольник 0.03*1.415*2.5 = 0.106 т/м 0.106 1.2 0.127 107 Коэффициент надежности γm Расчетное значение q p ,пост тc/м Окончание таблицы 14 3 Гидроизоляция 0.01*1.415*1.5=0.021 т/м 0.021 1.2 0.025 4 Защитный слой 0.03*1.415*2.5=0.106 т/м 0.106 1.2 0.127 5 Асфальтобетон 0.15*1.415*2.3=0.488 т/м 0.488 1.2 0.586 Итого: 1.434 1.649 Постоянные нагрузки для балки Б-3 Таблица 15 Наименование 1 2 3 4 5 Нормативное значение q н ,пост тc/м Собственный вес балки По т. п. «56» 8.1 т 8.1/11.36= 0.713 т/м Сточный треугольник 0.05*1.43*2.5 = 0.179 т/м Гидроизоляция 0.01*1.43*1.5=0.021 т/м Защитный слой 0.03*1.43*2.5=0.107 т/м Асфальтобетон 0.209*1.43*2.3=0.687 т/м Итого: Коэффициент надежности γm Расчетное значение q p ,пост тc/м 0.713 1.1 0.784 0.179 1.2 0.215 0.021 1.2 0.025 0.107 1.2 0.128 0.687 1.2 0.824 1.707 1.976 Определение величины изгибающего момента от постоянной нагрузки. Момент от собственного веса конструкции для балки Б-1: – нормативный M н ,пост = q н ,пост ⋅ ω m , – расчетный M р ,пост = q p ,пост ⋅ ω m , где ω m – площадь линии влияния изгибающего момента в середине пролета. 108 Площадь линии влияния равна ωm = l p2 8 = 11.12 2 = 15.40 м . 8 Изгибающий момент от собственного веса для балки Б-1. – нормативный M н ,пост = 1.761 ⋅15.40 = 27.12 тc⋅м, – расчетный M р ,пост = 1.971 ⋅15.40 = 30.35 тc⋅м. Для остальных балок пролетного строения изгибающий момент определяется аналогично. Результаты определения усилий от постоянной нагрузки приведены в табл. 16. Таблица 16 Значения изгибающих моментов от постоянной нагрузки в середине пролета главных балок №№ балок Площадь линии влияния ω m , м2 Балка Б-1 Балка Б-2 Балка Б-3 15.40 15.40 15.40 Нагрузки нормативные расчетные q н ,пост , тc/м q p ,пост , тc/м 1.761 1.434 1.707 1.971 1.649 1.976 Усилия нормативные расчетные M н , пост , тс⋅м M р ,пост , тс⋅м 27.12 22.08 26.29 30.35 25.39 30.43 Необходимые геометрические характеристики поперечного сечения подсчитаны с помощью программы «Syntez» и сведены в табл. 17. Таблица 17 Геометрические характеристики поперечного сечения №№ балок Балка Б-1 Балки Б-2, Б-3 Момент инерции главной балки при изгибе 4 J red , см 1952933.8 Момент инерции главной балки на кручение 4 J кр , см 105018.8 2119009.6 111018.8 109 Расчет геометрических характеристик Исходные данные: Модуль упруг. балки Пролёт №, балка № (размеры в см) 275’000,0 кг/см2 Мод. упруг. покрытия Мод. упруг. арматуры 8,3 15,0 80,0 10,0 0,0 Sарматуры ребра 0,0 2’100’000,0 кг/см2 см2 Sарматуры плиты 117,0 кг/см2 47,4 см2 Результаты расчёта с учётом покрытия: без учёта покрытия: Приведённая площадь сечения Ared, см2 2’534,6 2’534,6 Высота центра тяжести, см 50,2 50,2 Высота центра изгиба, см 35,9 35,9 Момент инерции при изгибе Jred, см4 1’952’933,8 1’952’933,8 4 4 Момент инерции на кручение Jk, см4 105’018,8 105’018,8 4 по классической теории, без учёта покрытия: Высота нейтральной оси 72,8 см Момент инерции Jклас. 2’304,0 см4 Линии влияния вертикального давления на главные балки строились с помощью программы «Statnew». Для описания расчетной схемы необходимо определить жесткостные характеристики упругих связей и поперечной конструкции. Для разрезных балок постоянного сечения жесткостные характеристики упругих связей или податливость главных балок – вертикальную и угловую жесткость – можно аналитически определить по следующим формулам. Вертикальная жесткость для балки Б-1 в середине пролета: 110 rv = 24 EJ red ⎛ 2x 2 x3 ⎞ 3 xl p ⎜1 − 2 + 3 ⎟ ⎜ lp l p ⎟⎠ ⎝ , где E – модуль упругости материала балки E = 275000 кг/см2 (для бетона класса В20); J red – момент инерции главной балки относительно горизонтальной оси 4 J = 1952933.8 см ; l р – расчетный пролет главной балки l р = 1110 см; x – расстояние от опорного до рассчитываемого сечения x = 555 см. rv = 24 ⋅ 275000 ⋅1952933.8 -1 = 27.170 см 2 3 ⎛ 2 ⋅ 555 555 ⎞⎟ 555 ⋅1110 3 ⎜1 − + 2 ⎜ 1110 1110 3 ⎟⎠ ⎝ Угловая жесткость для балки Б-1 в середине пролета. rf = 2 ⋅ G ⋅ J кр x(l − x ) где G – модуль сдвига G = 0.4 ⋅ E = 110000 кг/см2; J кр – момент инерции главной балки на кручение J кр = 105018 .8 см4. rf = 2 ⋅11000 ⋅105018.8 -1 = 75007.34 рад 555 ⋅ (1110 − 555) Жесткостные характеристики поперечной конструкции – плиты проезжей части и диафрагм – вычисляем для участка шириной 1 п. см. Площадь поперечного сечения Aпог = Aпоп 3454 = = 12.79 см d 270 Момент инерции поперечного сечения J пог = J поп 915221.9 3 = = 3389.71 см d 270 Жесткостные характеристики для средних балок Б-2, Б-3 определены аналогично. Результаты определения жесткостных характеристик упругих связей и поперечной конструкции сведены в табл. 18. 111 Таблица 18 Результаты определения жесткостных характеристик упругих связей №№ балок Балка Б-1 Балки Б-2, Б-3 Жесткостные характеристики упругих связей Угловая жестВертикальная жесткость кость -1 r f , рад-1 rv , см Жесткостные характеристики поперечной конструкции Погонный моПогонная пломент инерции щадь 3 J пог , см Aпог , см 27.170 75007.34 3389.71 12.79 29.481 79292.71 3389.71 12.79 Рис. 22 Схема к определению КПУ для балки Б-3. 112 Таблица 19 Значения коэффициентов поперечной установки, подсчитанных по программе RZKPU №№ балок 1 2 3 2 случай воздействия AК 1 случай воздействия АК №№ полос 2 2 2 тележка полоса 0.200 0.285 0.336 0.200 0.261 0.288 левый тротуар 0.570 0.381 0.191 правый тротуар -0.109 -0.076 -0.022 тележка полоса 0.354 0.391 0.382 0.334 0.346 0.316 НК-80 0.187 0.210 0.203 Определение усилий от временной нагрузки. Определение изгибающего момента от временной нагрузки А11 совместно с пешеходной нагрузкой на тротуарах. При определении грузоподъемности рассматривается 1 случай воздействия: автомобильная нагрузка расположена в пределах проезжей части и в расчете учитывается совместно с пешеходной нагрузкой на тротуарах. В соответствии с ОДН 218.0.017-2003 введение повышенного значения динамического коэффициента не требуется. Нормативный изгибающий момент от нагрузки А11 с пешеходной нагрузкой на тротуарах для балки Б-1 запишется: M нA11 = P ⋅ ( y1 + y 2 ) ⋅ КПУ т + ν ⋅ ω ⋅ КПУ ν + p ⋅ bт ⋅ ω ⋅ КПУ тол , где P – нагрузка на оси тележки А11 по п. 2.12 [4], P = 11 тс; y1 , y2 – ординаты линии влияния под осями тележки А11; КПУ – коэффициенты поперечной установки; ν – равномерно распределенная нагрузка, ν = 1.1 тс/м; ω – площадь линии влияния, ω = 15.40 м2; p – интенсивность пешеходной нагрузки; bт – ширина левого тротуара bт = 0.81 м. Интенсивность пешеходной нагрузки вычисляется 2 p = 400 − 2λ = 400 − 2 ⋅11.1 = 377.80 кгс/м . M нA11+ тол = 11⋅ (2.025 + 2.775) ⋅ 0.200 + 1.1 ⋅15.40 ⋅ 0.200 + 0.378 ⋅ 0.81⋅15.4 ⋅ 0.570 = 16.63 тс⋅м. 113 Рис. 23 Загружение линии влияния изгибающего момента нагрузкой А11 совместно с пешеходной нагрузкой на тротуарах Определим расчетный изгибающий момент от нагрузки А11 с пешеходной нагрузкой на тротуарах для балки Б-1. Коэффициенты надежности для нагрузки А11 принимаем по п. 2.23* [4]: для тележки γ тf = 1.389 (при l р = 11.1 м), для полосы γ νf = 1.20 . Динамический коэффициент для нагрузки А11 вычисляем по п. 2.22* [4]: 1+ μ = 1+ 45 − λ 45 − 11.1 = 1+ = 1.251 , 135 135 Коэффициент надежности для пешеходной нагрузки – γ тол = 1.20 f Расчетный изгибающий момент: M pA11 + тол = P ⋅ ( y1 + y 2 ) ⋅ КПУ ⋅ γ тf ⋅ (1 + μ ) + ν ⋅ ω ⋅ КПУ ⋅ γ νf ⋅ (1 + μ ) + p ⋅ bт ⋅ ω ⋅ КПУ γ тол = f 11 ⋅ (2.025 + 2.775) ⋅ 0.200 ⋅1.389 ⋅1.251 + 1.1 ⋅15.40 ⋅ 0.200 ⋅1.2 ⋅1.251 + + 0.378 ⋅ 0.81 ⋅15.40 ⋅ 0.570 ⋅1.2 = 26.66 тс⋅м. Изгибающие моменты от временной нагрузки А11 и пешеходной нагрузки на тротуарах для балок Б-2, Б-3, определяются аналогично. Результаты определения усилий приведены в табл. 19. Таблица 19 Значения изгибающих моментов от нагрузки А11 и пешеходной нагрузки в середине пролета главных балок №№ балок Балка Б-1 Балка Б-2 Балка Б-3 Нормативные усилия M нA11+ тол , тс⋅м 16.63 21.26 23.52 114 Расчетные усилия M pA11+ тол , тс⋅м 26.66 34.94 39.23 Определение изгибающего момента от временной нагрузки А11. Рассматриваем второй случай воздействия. Автомобильная нагрузка расположена по всей ширине ездового полотна (в которые входят полосы безопасности при незагруженных тротуарах). Нормативный изгибающий момент от нагрузки А11 для балки Б-1: M nA11 = P ⋅ ( y1 + y 2 ) ⋅ КПУ + ν ⋅ ω ⋅ КПУ . , M nA11 = 11⋅ (2.025 + 2.775) ⋅ 0.354 + 1.1⋅15.40 ⋅ 0.334 = 24.35 тс⋅м Рис. 24 Загружение линии влияния изгибающего момента нагрузкой А11 Расчетный изгибающий момент от нагрузки А11 для балки Б-1: M rA11 = P ⋅ ( y1 + y 2 ) ⋅ КПУ ⋅ γ тf ⋅ (1 + μ ) + ν ⋅ ω ⋅ КПУ ⋅ γ νf ⋅ (1 + μ ) = = 11⋅ (2.025 + 2.775) ⋅ 0.354 ⋅1.389 ⋅1.251 + 1.1⋅15.40 ⋅ 0.334 ⋅1.2 ⋅1.251 = 40.97 тс м Изгибающие моменты от временной нагрузки А11 для балок Б-2, Б-3, определяются аналогично. Результаты определения усилий приведены в табл. 20. Значение изгибающих моментов от нагрузки А11 в середине пролета главных балок Таблица 20 №№ балок Балка Б-1 Балка Б-2 Балка Б-3 Нормативные усилия M нA11 , тс⋅м 24.35 26.51 25.52 Расчетные усилия M рA11 , тс⋅м 40.97 44.67 43.08 Определение изгибающего момента от временной нагрузки НК-80. Нормативный изгибающий момент от нагрузки НК-80 для балки Б-1: M нНК −80 = P ⋅ ( y1 + y 2 + y 3 + y 4 ) ⋅ КПУ , где P – нагрузка на ось НК-80 по п. 2.12 [4], P = 20 тc; 115 y1 , y 2 , y3 , y 4 – ординаты линии влияния под осями нагрузки НК-80; КПУ – коэффициент поперечной установки. M нНК −80 = 20 ⋅ (1.575 + 2.175 + 2.775 + 2.175 ) ⋅ 0.187 = 32.54 тс⋅м. Определим расчетный изгибающий момент от нагрузки НК-80 для балки Б-1. При определении грузоподъемности значения коэффициентов надежности и динамических коэффициентов для нагрузки НК-80 принимается по п. 2.1.3 ОДН 218.0.032-2003: коэффициент надежности γ f = 1.10 , динамический коэффициент (1 + μ ) = 1.0 . Расчетный изгибающий момент от нагрузки НК-80 для балки Б-1: M nНК −80 = P ⋅ ( y1 + y 2 + y3 + y 4 ) ⋅ КПУ ⋅ γ f ⋅ (1 + μ ) 20 ⋅ (1.575 + 2.175 + 2.775 + 2.175) ⋅ 0.187 ⋅1.10 ⋅1.00 = 35.79 тс⋅м. Рис. 25 Загружение линии влияния изгибающего момента нагрузкой НК-80 Изгибающие моменты от временной нагрузки НК-80 для балок Б-2, Б-3 определяются аналогично. Результаты определения усилий приведены в табл. 21. Таблица 21 Значение изгибающих моментов от нагрузки НК-80 в середине пролета главных балок №№ балок Балка Б-1 Балка Б-2 Балка Б-3 Нормативные усилия M нНК −80 , тс⋅м 32.54 36.54 35.32 Результаты расчетов приведены в табл. 22 и 23. 116 Расчетные усилия M pНК −80 , тс⋅м 35.79 40.19 38.85 Таблица 22 Сводная таблица нормативных усилий от постоянной и временной нагрузок тс⋅м M нA11+ тол тс ⋅м M нA11 тс⋅м M нНК −80 тс⋅м 27.12 22.08 26.29 16.63 21.26 23.52 24.35 26.51 25.52 32.54 36.54 35.32 №№ балок M н ,пост Балка Б-1 Балка Б-2 Балка Б-3 M н ,пост + A11+ тол н M тс⋅м 43.75 43.34 49.81 M н ,пост + M н ,пост + M нНК −80 тс⋅м 59.66 58.62 61.61 A11 н M тс⋅м 51.47 48.59 51.81 Таблица 23 Сводная таблица расчетных усилий от постоянной и временной нагрузок № балки Балка Б-1 Балка Б-2 Балка Б-3 M p ,пост M pA11+ тол . M pA11 M pНК −80 тс⋅м тс⋅м тс⋅м тс⋅м 30.35 25.39 30.43 26.66 34.94 39.23 40.97 44.67 43.08 35.79 40.19 38.85 M p ,пост + M A11+ тол . p тс⋅м 57.01 60.33 69.66 M p ,пост + M A11 p тс⋅м 71.32 70.06 73.51 M p ,пост + M pНК −80 тс⋅м 66.14 65.58 69.28 4.3. Определение предельных изгибающих моментов в середине пролета главных балок. Проверки прочности Расчет крайней балки пролетного строения Б-1. Дефекты, учтенные в расчете: разрушение бетона консоли плиты на участке шириной 20 см, коррозия стержней рабочей арматуры трех нижних рядов с уменьшением диаметра стержней первого и второго рядов до 30 мм, третьего ряда до 31 мм (площадь рабочей арматуры As=47.4 см2). Определяем эффективную ширины плиты балки пролетного строения по п. 3.58 [4]. При расчете балок с плитой в сжатой зоне длина свесов плиты, вводимая в расчет, не должна превышать шести ее толщины h `f , считая от начала свеса, и должна быть не более половины расстояния в свету между балками или свеса консоли. В расчете принимаем осредненную толщину плиты h `f = 10см . Левый свес b1 = 6 ⋅ h`f = 6 ⋅ 10 = 60см (но не более 42 см), правый свес b2 = 6 ⋅ h `f = 6 ⋅ 10 = 60см (но не более 62 см). Принимаем b1=42 см, b2=60 см. Эффективная ширина плиты балки определяется по формуле: 117 b `f = b1 + b2 + b = 42 + 60 + 15 = 117см Определяем высоту сжатой зоны x1 , без учета сжатой арматуры As` . x1 = Rs As 2700 ⋅ 47.4 = = 10.42 см 105 ⋅117 Rb b `f Проверка выполнения условия п. 3.60* [4]. Площадь поперечного сечения сжатой арматуры As` вводится в расчет в зависимости от соотношения расчетной высоты сжатой зоны бетона x1 (без учета арматуры сжатой зоны) и расстояния as` - от этой арматуры до сжатой грани сечения. Если x1 < 2a s` , то арматура сжатой зоны плиты не учитывается. x1 = 10.42см < 11.0см = 2 ⋅ a s` Условие выполняется, следовательно арматура As` сжатой зоны не учитывается, а x1 = x . При расчете по прочности растянутой арматуры в изгибаемых конструкциях для арматурных элементов, расположенных от растянутой грани изгибаемого элемента на расстоянии более чем 1/5 высоты растянутой зоны сечения вводится коэффициент условий работы арматуры ma 6 по п. 3.42* [4]. 1 / 5(h − x ) = 1 / 5(80 − 10.42) = 13.92 cм > 13.8 см Следовательно, для всех стержней рабочей арматуры коэффициент ma 6 = 1.0 . Так как x > h 'f , то расчет предельного изгибающего момента производим согласно п. 3.63* [4]. Расчет предельного изгибающего момента производим согласно п. 3.62* [4]: M пред = Rb bx(h0 − 0.5 x ) + Rb (b 'f − b)h 'f (h0 − 0.5h 'f ) . Рабочая высота сечения h0 = h − y c = 80 − 8.38 = 71.62 см. Предельный момент для балки Б-1 запишется: M пред1 = 105 ⋅ 15 ⋅ 10.42 ⋅ (71.62 − 0.5 ⋅ 10.42) + 105 ⋅ (117 − 15) ⋅ 10 ⋅ (71.62 − 0.5 ⋅ 10) = = 8224889.7 кгс⋅см = 82.25 тс⋅м Проверка прочности нормальных сечений. Наибольшая величина расчетного изгибающего момента в середине пролета главной балки Б-1 (см. табл. 20) равна Мd1 = 71.32 тс⋅м, 71.32 тс⋅м < 82.25 тс⋅м, Мd1 < Мпред1. Проверка прочности выполнена. 118 Расчет средней балки пролетного строения Б-3. Рассчитываем балку Б-3 как наиболее загруженную из средних балок. Определяем эффективную ширины плиты балки пролетного строения по п. 3.58 [4]. При расчете балок с плитой в сжатой зоне длина свесов плиты, вводимая в расчет, не должна превышать шести ее толщины h `f , считая от начала свеса, и должна быть не более половины расстояния в свету между балками или свеса консоли. Также расчетная эффективная ширина плиты не должна превышать реальной ширины плиты сборной балки, равной 139 см. b `f = 12 ⋅ h `f + b , где b =15 см – толщина ребра, h `f =10 см – средняя толщина плиты. b `f = 12 ⋅10 + 15 = 135 см. Окончательно принимаем эффективную ширину плиты балки b `f = 135 см. Определяем высоту сжатой зоны x1 без учета сжатой арматуры As` . x1 = Rs As 2700 ⋅ 52.3 = = 9.96 см 105 ⋅135 Rb b `f Rs - расчетное сопротивление арматуры класса А-II, Ст.5 растяжению по табл. 31* [4], 2 As - площадь рабочей арматуры, As = 52.3 см , Rb - расчетное сопротивление бетона класса B20 по прочности на сжатие табл. 23* [4], b `f - эффективная ширина плиты балки. Проверка выполнения условия п. 3.60* [4]. Площадь поперечного сечения сжатой арматуры As` вводится в расчет в зависимости от соотношения расчетной высоты сжатой зоны бетона x1 (без учета арматуры сжатой зоны) и расстояния as` - от этой арматуры до сжатой грани сечения. Если x1 < 2a s` , то арматура сжатой зоны плиты не учитывается. x1 = 9.96см < 11см = 2 ⋅ a s` Условие выполняется, следовательно арматура As` сжатой зоны плиты в расчете не учитывается, а x1 = x . При расчете по прочности растянутой арматуры в изгибаемых конструкциях для арматурных элементов, расположенных от растянутой грани изги- 119 баемого элемента на расстоянии более чем 1/5 высоты растянутой зоны сечения вводится коэффициент условий работы арматуры ma 6 по п. 3.42* [4]. 1 / 5(h − x ) = 1/ 5(80 − 9.96) = 14.01cм > 13.8 см. Следовательно, для всех стержней рабочей арматуры коэффициент ma 6 = 1.0 . Расчет предельного изгибающего момента производим согласно п. 3.62* [4]. M пред = Rb b `f x(h0 − 0.5 x ) , где Rb - расчетное сопротивление бетона класса В20 по прочности на сжатие по табл. 23* [4], 2 Rb = 105 кг/см , h0 - рабочая высота сечения (расстояние от центра тяжести рабочей арма- туры до сжатой фибры бетона), h0 = h − y c = 80 − 8.26 = 71.74 см, y c - положение центра тяжести арматуры, yc = 8.04 ⋅ ( 4.4 + 7.8 + 11.2) + 2.01 ⋅ 13.8 = 8.26см , 3 ⋅ 8.04 + 2.01 x - высота сжатой зоны бетона. M пред 3 = 105 ⋅ 135 ⋅ 9.96(71.74 − 0.5 ⋅ 9.96 ) = 9425377 .1 кгс⋅см = 94.25 тс⋅м. Проверка прочности нормальных сечений. Наибольшая величина расчетного изгибающего момента в середине пролета главной балки Б-3 (см. табл. 20) равна Мd3 = 73.51 тс⋅м, 73.51 тс⋅м < 94.25 тс⋅м, Мd3 < Мпред3. Проверка прочности выполнена. 120 Рис 26. Схема поперечного сечения балки Б-3 4.4. Выводы о несущей способности существующих конструкций Несущая способность существующих пролетных строений достаточна для пропуска современных временных нагрузок А11 и НК-80, а также 2-7-осных эталонных транспортных средств по шести схемам табл. 2.1 ОДН 218.0.0322003 “Руководство по определению грузоподъемности мостовых сооружений на автомобильных дорогах”. Фактическая грузоподъемность моста составляет: общая в потоке А-11, на ось 12 тс; общая одиночным порядком НК-80, на ось 20 тс. Грузоподъемность по массе эталонных транспортных средств в соответствии с табл. 2.3 ОДН 218.0.032-2003 составляет: 2-х осных: 19 т, 3-х осных: 30 т, 4-х осных: 42 т, 5-х осных: 42 т, 6-х осных: 50 т, 7-х осных: 58 т. 121 Приложение 4 Виды дефектов мостовых сооружений Алексей Николаевич ПЕСТРЯКОВ Александр Николаевич МАРИНИН Сергей Викторович СИТНИКОВ ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ДИАГНОСТИКА МОСТОВ Методические указания по дисциплине «Эксплуатация мостов» для студентов дневной формы обучения специальности 291100 – «Мосты и транспортные тоннели» 620034, Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66, УрГУПС Редакционно-издательский отдел Бумага писчая № 1 Тираж 50 экз. Подписано в печать Формат 60х90 1/16 123 Усл. печ. л. 5,2 Заказ
