СОДЕРЖАНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ Временные и постоянные нагрузки действующие на мост Постоянные нагрузки: собственный вес конструкции, давление грунта, гидростатическое давление воды, воздействие предварительного напряжения и усадки бетона. Временные нагрузки: подвижные вертикальные нагрузки (от подвижного состава), центробежная сила, горизонтальные поперечные удары от подвижной нагрузки, горизонтальная продольная нагрузка от торможения и силы тяги, ударные динамические воздействия. Прочие временные нагрузки и воздействия: ветровая, ледовая, воздействия колебаний температуры, трения в опорных частях, сейсмическая. Таким образом, искусственное сооружение подвергается разнообразным воздействиям. На худшее сочетание нагрузок и рассчитывают сооружение. Системы мостов. Балочные — самый простой вид мостов. Предназначены для перекрытия небольших пролѐтов. Пролѐтные строения — балки, перекрывающие расстояние между опорами. Основная отличительная особенность балочной системы состоит в том, что с пролѐтных строений на опоры передаются только вертикальные нагрузки, а горизонтальные отсутствуют, т.е. балки под нагрузкой прогибаются, испытывают только действие изгиба. Балочные мосты разделяют на следующие типы: Разрезная система — состоит из ряда балок, причѐм одна балка перекрывает один пролѐт. Неразрезная система — одна балка пролѐтного строения перекрывает несколько пролѐтов или сразу все. Консольная система — состоит из двух типов балок. Одни балки опираются на две опоры и имеют консольные свесы. Другие балки называются подвесными, поскольку опираются на соседние балки. Консольное пролетное строение своими концами заходит в соседние пролеты и там служит опорой для смежного с ним пролетного строения. В настоящее время мосты такой системы сооружаются редко. Балочные фермы – работа мостов такой системы под нагрузкой, как и у простых балочных. Разрезная система. Неразрезная система Консольная система. Рамная система неразрезная; с вертикальными или наклонными стойками. Состоит из рам, стойки которых выполняют роль опор, а ригели — роль пролѐтных строений. Рамы дополнительно к изгибу подвергаются сжатию, поскольку их распору противодействуют опоры. Рамные конструкции применяют для строительства путепроводов и эстакад. Металлические рамные мосты редко применяются в отечественном мостостроении. Арочная система бесшарнирные с ездой поверху; двухшарнирные с ездой поверху; трехшарнирные с ездой поверху; с ездой посередине. Основными несущими конструкциями являются арки или своды. Арки дополнительно к изгибу подвергаются сжатию, поскольку их распору противодействуют опоры. Комбинированная система (балка с аркой). Рис. Виды комбинированных систем мостов Вантовая система — роль основной несущей конструкции выполняет вантовая ферма, выполненная из прямолинейных стальных канатов. Ванты прикреплены к пилонам — высоким стойкам, монтируемым непосредственно на опорах. Пилоны в основном располагаются вертикально, но не исключено и наклонное их расположение. К вантам крепится балка жѐсткости, на которой располагается мостовое полотно. Ванты располагаются под углом наклона к горизонтали не менее 30 градусов. Такая система для железнодорожных мостов, как правило, не применяется. Висячая система — мост, в котором основная несущая конструкция выполнена из гибких элементов (канатов, цепей и др.), работающих на растяжение, а проезжая часть подвешена. Такая система для железнодорожных мостов, как правило, не применяется. Регуляционные сооружения Чтобы поток более равномерно и прямоструйно, без завихрений протекал по всей ширине отверстия, т.е. для наибольшей водопропускной способности моста, при значительном поступлении воды с пойм устраивают регуляционные сооружения (струенаправляющие дамбы, траверсы, запруды, полузапруды, буны, заилители, лесонасаждения). Более распространены верховые и низовые струенаправляющие дамбы и траверсы. Рис. 1.11. Схемы струенаправляющих дамб: а – криволинейные; б – криволинейные с прямой вставкой в – прямолинейные; г - грушевидные Струенаправляющие дамбы по своему очертанию в плане могут быть: криволинейными (служит для направления пойменного потока в отверстии моста); прямолинейными (отжимает поток к противоположному берегу); криволинейными с прямой вставкой (служит для обеих выше упомянутых целей); грушевидными (служит для регулирования пойменного потока). Конец дамбы, имеющий большее сечение, называется головой, а место сопряжения дамбы с конусом насыпи у устоя – корнем. Верхняя часть дамбы называется гребнем, а нижняя – подошвой. Дамбы отсыпают в виде насыпей из грунта на высоту, превышающую уровень самых высоких вод. Ширина поверху не должна быть менее 2м, головы дамб имеют ширину в 2-2,5 раза больше нормальной. Крутизна откосов дамб зависит от скорости течения, интенсивности ледохода, свойств грунта, из которого отсыпана дамба. С речной стороны дамбы на всю высоту укрепляются бетонными плитами или каменным мощением, а с пойменной – одерновкой. Траверсы служат для защиты от подмыва земляного полотна на подходах к мосту; они представляют собой короткие дамбы, устраиваемые в поперечном к оси насыпи направлении. При помощи траверс продольное течение воды на пойме отклоняется от земляного полотна на подходах и направляется к струенаправляющей дамбе. Траверсы устраивают с верховой стороны насыпи под прямым углом к земляному полотну. Откосы траверс укрепляют каменным мощением. Отрегулированный таким образом поток более плавно проходит в отверстии моста. Основные элементы и размеры моста Мост состоит из береговых опор, промежуточных опор и пролетных строений, перекрывающих пространство между опорами и передающих нагрузки от подвижного состава и собственного веса через опоры на грунт основания. На пролетные строения укладывается мостовое полотно, по которому осуществляется движение транспортных средств. Опоры моста состоят из фундаментов и надземной части (тело опоры). Горизонтальная плоскость, отделяющая фундамент от тела опоры, называется обрезом фундамента. Береговые опоры моста называются устоями, опоры, расположенные между устоями, называются промежуточными опорами или быками. На быках различают боковые грани, обращенные в сторону пролетов, носовую сторону, расположенную против течения реки, и кормовую сторону, противоположную носовой. Устои и быки обеспечивают пролетным строениям заданное положение по высоте и в плане, а также передают нагрузку от пролетных строений на грунт. Давление от пролетных строений передается на опоры через опорные части. Для размещения опорных частей на опорах устраивают подферменные площадки. Основными размерами моста являются: полная длина пролетного строения; пролет в свету; расчетный пролет; водопропускное отверстие; высота моста; полная длина моста; строительная высота моста; ширина моста. Полная длина пролетного строения – расстояние между торцами пролетного строения. Пролет в свету – расстояние между боковыми гранями двух соседних опор. Расчетный пролет – расстояние между центрами опорных частей пролетного строения. Водопропускным отверстием называется расстояние в свету между внутренними гранями устоев однопролетного моста, измеренное на уровне расчетного горизонта воды. При нескольких пролетах – это расстояние между внутренними гранями устоев за вычетом ширины промежуточных опор, измеренное на уровне расчетного горизонта воды. Высота моста измеряется от обреза фундамента до подошвы рельса. Полная длина моста – расстояние между задними гранями устоев. Строительная высота – расстояние от подошвы рельса на мосту до низа конструкции пролетного строения. Ширина моста зависит от вида и размеров пропускаемых по мосту транспортных средств, количества путей в соответствии с габаритом проезда. Основные части стальных пролетных строений Стальные пролетные строения мостов состоят из следующих основных частей: главных несущих элементов (балок, арок, ферм, рам); продольных и поперечных связей между главными несущими элементами; проезжей части (мостового полотна, продольных и поперечных балок); смотровых приспособлений. Главные несущие элементы пролетных строений представляют собой балки, фермы, рамы, арки и другие конструкции различных статических схем. Они перекрывают пространство между опорами моста, воспринимают постоянную и временную подвижную нагрузку от проезжей части и передают ее опорам. Продольные и поперечные связи устраивают между главными несущими элементами. Они располагаются в плоскостях верхнего и нижнего поясов главных элементов. Связи обеспечивают пространственную неизменяемость, жесткость и устойчивость. Проезжая часть устраивается из продольных и поперечных балок пролетных строений. Смотровые приспособления представляют собой лестницы, трапы с перилами, катучие тележки, подъемные люльки и другие устройства для осмотра, очистки, окраски, ремонта любой части стального пролетного строения. Конструкция пролетных строений со сплошными балками Основу пролетного строения составляют главные балки. Из них самые простые – балки со сплошной стенкой. Балки со сплошной стенкой применяют для пролетов до 55 метров, а иногда и более. Их высота достигает 5-6 м. Главные балки имеют двутавровое сечение высотой равной 1/11-1/13 их расчетной длины. Клепаная балка состоит их двух поясов (верхнего и нижнего) и объединяющего их вертикального листа (сплошной стенки на всем протяжении). В поясе несколько горизонтальных листов и два уголка, используемых для объединения пояса со стенкой. В сварной балке уменьшено число горизонтальных листов и нет поясных уголков, т.к. сами сварные швы соединяют пояс со стенкой. В поперечном сечении балок: пояса мощные, а стенка высокая и тонкая. Стенка соединяет в одну составную балку два пояса и представляет собой вертикальный лист толщиной не менее 12мм. В балке стенка при изгибе может выпучиваться вбок, во избежание выпучивания стенку укрепляют вертикальными ребрами жесткости. Ребра в виде парных (двусторонних) уголков (в клепаной балке) или полос (в сварной балке) ставят по всей длине балки более часто у опор, реже – к середине пролета. Над опорами ребра особо мощные – четыре уголка (по два с каждой стороны стенки). Привариваются с обеих сторон балки симметрично. В высоких балках (при больших пролетах) стенку укрепляют и горизонтальными ребрами жесткости. В пролетном строении обе главные балки соединены связями из уголков. При езде поверху продольные связи из распорок и диагоналей ставят в уровне верхнего пояса, а с увеличение пролета – и по нижним поясам. Поперечные связи над опорами и в пролете состоят из перекрещивающихся диагоналей и распорок. Балки снабжаются с наружной (полевой) стороны тротуарными консолями. Расстояние между балками при езде поверху 1,8-2,2м и редко до 2,5м. При значительных (более 2,5м) расстояниях между осями главных несущих элементов устраивают проезжую часть, состоящую из продольных и поперечных балок. Из-за большой строительной высоты (расстояние от подошвы рельса до низа конструкции пролетного строения) при езде поверху пролетные строения со сплошными балками не всегда применяют. У пролетных строений при езде понизу между главными балками помещают проезжую часть из продольных и поперечных балок. Мостовые брусья укладывают на продольные балки, прикрепленные к поперечным, а поперечные балки прикреплены к главным балкам (фермам), взаимно объединяя их. Элементы главных ферм стальных пролетных строений Конструктивно сквозная ферма имеет главные фермы, продольные и поперечные связи, проезжую часть, мостовое полотно. Рис. 2.22. Элементы стального пролетного строения а – общий вид фермы; б – ферма; в – поперечные связи; г – продольные связи; д – продольные и поперечные балки проезжей части; е – мостовое полотно. Главные фермы стальных пролетных строений - это плоские геометрически неизменяемые стержневые конструкции, состоящие из элементов нижнего и верхнего поясов и элементов решетки: раскосов, стоек, подвесок. Рис. 2.23. Элементы главной фермы стального пролетного строения 1 – нижний пояс; 2 – верхний пояс; 3 – восходящий раскос; 4 – нисходящий раскос; 5 – стойка; 6 – подвеска; 7 – панель нижнего пояса; 8 – панель верхнего пояса; А – узел верхнего пояса фермы; Б – узел нижнего пояса фермы; а – длина панели; n – количество панелей; l – длина пролетного строения; h – высота фермы Пояса и раскосы – основные элементы фермы; стойки и подвески – дополнительные (для уменьшения изгиба поясов) служат для уменьшения свободной длины панели. Нижний пояс подвешен к верхним узлам подвесками, а верхний подперт с нижних узлов стойками. Узел фермы – это пересечение раскосов, стоек, подвесок с поясами ферм. Панель – это горизонтальное расстояние между центрами смежных узлов. Элементы верхнего пояса – сжаты, нижнего – растянуты. Восходящие вверх к середине пролета раскосы – сжаты, нисходящие вниз к середине пролета – растянуты. Стойки работают на сжатие, подвески на растяжение. ОПОРНЫЕ ЧАСТИ Предназначены для укладки и закрепления пролетного строения, а также возможности изменения длины пролетного строения при изменении температуры и временной поездной нагрузки. Так, при повышении температуры на 20 град. удлинение фермы пролетом 110 метров составляет около 2,5см. Опорные части, размещаясь под концами ферм на опорах, и выполняют эту сложную роль: передают давление на опору, обеспечивают поворот и перемещение конца пролетного строения. Опорные части мостов в зависимости от возложенных на них функций делятся на подвижные и неподвижные. Металлические пролетные строения длиной менее 5 м могут устанавливаться на пропитанные деревянные брусья. Длиной до 10 м – на плоские опорные части. Длиной от 10 до 25 м – тангенциальные. Длиной более 20 м – катковые или секторные. Конструктивные элементы промежуточных и береговых опор Опоры мостов разделяют на промежуточные (быки) и концевые (устои). Конструкция опор определяется системой моста, положением опоры в мостовом переходе, высотой насыпи, размерами моста. Устои предназначены для сопряжения моста с насыпью и опирания на них крайнего пролетного строения. Устои чаще размещают на суходоле. На них, кроме вертикальных нагрузок, действуют большие горизонтальные силы от давления грунта насыпи и поездов на ней. Поэтому форма устоев удлиненная. Конструкция устоя: подферменная плита (1); шкафная стенка (2); передняя стенка (3); фундамент (4). Ширина устоя зависит от габарита проезжей части, а конструкция от высоты насыпи. Чтобы предотвратить попадание воды в кладку, открытые сверху плоскости опор защищают устройством каменных или бетонных сливов с уклоном. Боковые поверхности опор, соприкасающиеся с грунтом, покрывают битумной мастикой (обмазочная гидроизоляция). В балластном корыте устоев устраивается оклеечная гидроизоляция с обеспечение стока воды за устой. Во избежание скопления воды за устоем насыпь отсыпается дренирующим грунтом с устройством дренажей. Промежуточные опоры работают в зоне переменного уровня воды, находясь под воздействием ледохода, навала судов, вертикальной нагрузки. Служат для опирания на них пролетных строений. Быки узкие по фасаду и более широкие поперек моста. Форма поперечного сечения быков определяется размещением на них пролетных строений, а в пределах водотока – и условиями протекания воды, а также пропуска льда. Быкам придают в плане обтекаемую форму с верховой и низовой стороны моста. При умеренном и среднем ледоходе практичнее быки с водорезами с верховой стороны реки с наклоном ребра около 1:0,1. На реках с сильным ледоходом опору снабжают еще более пологим передним ребром – ледорезом для смягчения ударов льдин, в современных не превышает 1:1., в старых опорах – 1:2. подферменная плита (оголовок) (1); тело опоры (2); фундамент (3). Основания и фундаменты В мостах фундаменты опор и их основания – ответственные элементы сооружения, от качества и надежности которых зависит долговечность моста и безопасность его эксплуатации. Опоры, поддерживая пролетные строения, опираются на грунт, как на основание. Основанием называют толщину грунта, воспринимающую давление от фундамента сооружения. Подразделяют на естественные и искусственные. Естественным основанием является грунт, залегающий под фундаментом и способный воспринимать все нагрузки. Если грунт, залегающий под фундаментом, не может выдержать передаваемых на него нагрузок, устраиваются искусственные основания. Заглубляемая в грунт часть опоры является фундаментом. Его верхнюю грань называют обрезом, а нижнюю – подошвой. фундаменты мелкого заложения (когда грунты, залегающие в основании, позволяют устроить фундамент сооружения на небольшой глубине, глубина заложения не более 3-5 метров); свайные фундаменты: применяют при слабых грунтах основания; при достаточно глубоком залегании прочных грунтов; на местности, покрытой водой. по характеру работы сваи делятся на (сваи-стойки, висячие сваи); фундаменты глубокого заложения (если плотные слои грунта, годные для надежного опирания фундамента, залегают глубоко): Конструкция, основные части каменных и бетонных мостов. Свод - основной элемент каменного моста, помимо опор. Он может быть выполнен по круговой, параболической, эллиптической и другим кривым. Свод сплошной на всю ширину моста и непрерывный от опоры до опоры. Его выкладывают из отдельных камней на растворе, размещая их своими основаниями («постелями») нормально продольной оси свода. Такое расположение камней соответствует сжимающему усилию в своде, действующему в направлении той же оси. На своде до уровня проезда возвышается надсводное строение. Оно может быть: сплошным, выполненным в виде каменной (бетонной) кладки (забутки) или засыпки из щебня (гравия); Рис. 4.4. Элементы каменного моста со со сплошным надсводным строением Рис. 4.5. Общий вид каменного моста сплошным надсводным строением сквозным, в виде конструкции из целого ряда небольших сводов, опирающихся на поперечные стенки (при пролетах более 25м вес забутки составляет значительную часть нагрузки на свод и на опоры, поэтому для облегчения конструкции надсводного строения в нем устраиваются проемы). В сплошных надсводных строениях устраивают продольные стенки, ограничивающие кладку или засыпку с двух сторон. Эти стенки называют щековыми. Толщина принимается от 1 до 1,2м. Щековые стенки имеют наименьшую высоту в сечении по оси свода и наибольшую высоту в сечении, где свод опирается на опору. Свод опирается на опоры пятами. С них начинают кладку свода и ведут ее снизу вверх до серединного, замыкающего ряда — замка. Замок – это сечение свода в середине пролета. Назначение деформационных (температурных) швов Под поездом свод несколько прогибается. Деформация происходит и от изменения температуры. С похолоданием свод, укорачиваясь, прогибается, а с потеплением приподнимается. Со сводом деформируется и надсводное строение. Чтобы эти деформации не повреждали кладку, между щековыми стенами и опорами оставляют деформационные швы. В каменных мостах швы устраивают при пролетах более 15 метров, а в бетонных – более 10 метров. Толщина швов принимается от 2 до 5 см. Плитные пролетные строения железобетонных мостов. Плитные пролетные строения простейшей конструкции применяются для перекрытия малых пролетов от 3 до 6м железнодорожных мостов. По конструкции это сплошная плита с боковыми консолями, опертая по концам на опоры; борта по краям ограждают от осыпания балластную призму. Плита и консоли по всей площади балластного корыта защищены гидроизоляцией. Вода из корыта вытекает через трубки в консолях. Плитные пролетные строения могут быть монолитными или секционными (сборными из готовых блоков). В настоящее время почти все плитные пролетные строения изготавливают индустриальным способом, перевозят блоками на железнодорожных платформах и устанавливают кранами. Ребристые пролетные строения Мосты с ребристыми пролетными строениями применяются при пролетах в свету более 6м, когда плитные пролетные строения становятся неэкономичными. Они состоят из ребер, соединенных между собой поверху общей плитой проезжей части. Ребра соединяют между собой диафрагмами в качестве поперечных связей, расположенными над опорами и через каждые 2-3м в пролете. Диафрагмы обеспечивают равномерную нагрузку на ребра, т.е. обеспечивают работу ребер как единой конструкции. Так в случае неравномерного загружения ребер одно из них могло бы прогнуться больше, чем другое, что привело бы к дополнительному изгибу плиты и к перегрузке одного из ребер. Диафрагмы представляют собой толстые металлические листы, сваренные встык и омоноличенные бетоном. Внутренняя поверхность плиты балластного корыта покрыта гидроизоляцией. Вода отводится в водоотводные трубки. Тротуаром служит удлиненная консоль, вторая консоль укороченная – без тротуара. Для обеспечения долговечности железобетонных мостов их части должны быть надежно предохранены от проникновения воды в бетон. Вода, проникающая в бетон, вызывает растворение и вымывание извести из цементного камня, что понижает прочность бетона. Кроме того, при замерзании воды, находящейся в порах и трещинах, происходит механическое разрушение бетона – расширение существующих и появление новых трещин. С другой стороны, размеры пор и трещин обычно невелики, и вода проникает в бетон медленно. Таким образом, поверхности бетона, имеющие надлежащие уклоны и расположенные открыто, можно не защищать гидроизоляцией, т.к. с таких поверхностей вода будет стекать и испаряться без глубокого проникания в толщу бетона. Все поверхности, для которых не исключено длительное соприкосновение с водой, должны быть покрыты гидроизоляцией. В пролетных строениях мостов под железную дорогу к таким поверхностям относится поверхность балластного корыта. Вода здесь не может стекать быстро, т.к. этому препятствует балласт, а уклоны поверхности не могут быть назначены большими. Гидроизоляция должна быть водонепроницаемой по всей изолируемой поверхности и в местах сопряжения с водоотводными трубками и деформационными швами. Она должна быть прочной и эластичной, чтобы не повреждаться при длительном воздействии сил, передающихся на нее от балласта, а также воздействии воды и деформаций бетона. Изменения температуры в пределах, возможных при эксплуатации сооружения, не должны вызывать повреждения изоляции. Гидроизоляция укладывается на поверхность плиты балластного корыта. В состав изоляции входит бетонная подготовка, служащая для выравнивания поверхности и для создания уклонов к водоотводным трубкам. К подготовке приклеивается изолирующий слой, а поверх него укладывается защитный слой толщиной 40-50мм из цементного раствора по сетке из стальной проволоки для предохранения изоляции от повреждения балластом. Изоляцией должна быть покрыта вся поверхность плиты и бортиков, соприкасающаяся с балластом. Концы изоляции следует закрепить, заведя ее в специальные углубления в бортиках. Вода отводится к водоотводным трубкам при помощи уклонов, придаваемых изолирующему и защитному слоям. Уклон должен быть не менее 3%о. Водоотводные трубки, к которым вода отводится с поверхности балластного корыта, должны ставиться из расчета 5см площади поперечного сечения трубки на 1м площади водосбора во избежание скопления воды перед трубками. Диаметр трубки делается не менее 15см. Трубки должны быть сделаны из прочного материала. Чтобы вода, вытекающая из трубок, не попадала на поверхность бетона, концы их выпускаются из конструкции на 15см. Сверху трубка закрывается чугунным или железобетонным колпаком для предохранения ее от засорения балластом. В колпаке имеются прорези для прохода воды. Вокруг колпака укладывается крупный камень (размером не менее 80мм) с постепенным переходом к нормальному балласту. Водоотводные трубки предпочтительнее располагать у краев балластного корыта, т.к. при этом для осмотра и прочистки трубок не требуется сдвигать шпалы. Рис. 5.12. Гидроизоляция и водоотвод балластного корыта железобетонных мостов 1; 2 – борта балластного корыта; 3 – подготовительный слой; 4 – гидроизоляция; 5 – армированный защитный слой; 6 – водоотводная трубка Классификация труб. Трубой называется искусственное сооружение, расположенное в теле насыпи поперѐк оси пути, предназначенное для пропуска малых водотоков (постоянных или временных) с расходом до 80 кубометров в секунду, но при отсутствии ледохода. По форме сечения: круглые; прямоугольные; трапециидальные; овальные; треугольные; эллиптические; с вертикальными стенками и сводом; арочные. По количеству отверстий: одноочковые трубы; двухочковые трубы; трѐхочковые трубы; многоочковые трубы. По материалу: каменные; бетонные; железобетонные; деревянные; металлические По конструктивному оформлению входа потока в трубу и выхода из нее: с оголовками; без оголовков. По характеру инженерно-геологических условий: с фундаментом на естественном основании; со свайным фундаментом; без фундамента с укладкой на железобетонные плиты или блоки, либо на грунтовые подушки. По способу постройки: сооружаемые из материалов на месте; сборные из блоков. По типу гидравлического расчѐта: безнапорные; полунапорные; напорные. Работа труб на пропуск воды Основным назначением трубы является пропуск сквозь насыпь воды. Наибольший расход воды проходит через трубу во время паводков. Поэтому основная характеристика трубы – ее отверстие – определяется гидравлическим расчетом так, чтобы в паводок в самой трубе, а также при входе в трубу и выходе из нее не возникало недопустимых скоростей движения воды, которые могли бы привести к повреждению трубы, насыпи и размыву грунта около трубы. Пропускная способность трубы (максимальный расход воды, который труба может пропустить в паводок) зависит при одном и том же отверстии от формы поперечного сечения трубы, от формы устройств, вводящих воду в трубу и выводящих ее (оголовков), а также от степени шероховатости русла в трубе. При рациональном назначении формы поперечного сечения трубы и формы оголовков можно существенно повысить пропускную способность. Напорный режим характерен полным заполнением отверстия трубы, ускоренным потоком, а значит, и наибольшей водопропускной способностью. Но для таких труб необходимы особые меры по защите насыпи от размыва. Подпертая и долгостоящая вода насыщает грунт насыпи и, фильтруясь через нее, выносит частицы грунта, угрожая размывом насыпи. Поэтому трубы применяют обычно безнапорные, т. е. с таким отверстием, чтобы оно не скапливало до опасного уровня воду перед насыпью. Безнапорный режим характерен протеканием воды без заполнения всего отверстия трубы даже в том случае, когда перед насыпью горизонт воды расположен в уровне верха трубы или немного выше. Поэтому трубы применяют обычно безнапорные, т.е. с таким отверстием, чтобы оно не скапливало до опасного уровня воду перед насыпью. Объясняется это тем, что при входе в трубу поток резко сужается, встречает сопротивление и, как следствие этого, в начале трубы образуется перепад уровня воды. Превышение уровня воды перед трубой над уровнем воды в трубе является подпором. Пройдя трубу, поток, наоборот, распластывается, скорость течения резко снижается, и в конце трубы получается второй перепад уровня потока. В полунапорных трубах вода при входе заполняет все сечение, а на некоторой части длины трубы и у выхода из нее имеет свободную поверхность. Эти трубы по своим свойствам являются промежуточными между безнапорными и напорными. Конструкция водопропускной трубы Во избежание опасной фильтрации, разжижения и выноса грунта недопустимо просачивание воды из трубы в насыпь. Лучше всего этому отвечала бы непрерывная труба. Однако такая труба со временем изогнулась бы по длине и поломалась при неравномерной осадке основания. Во избежание этого трубу делят на секции деформационными швами, длина секции принимается не более 5 метров. В средней, высокой части насыпи давление и осадка – наибольшие, а к краям, под откосами – наименьшие. Поэтому для сохранности трубу заранее расчленяют поперечными швами на секции и звенья длиной по 15 метров, которые могут проседать раздельно, не раскрывая шов между звеньями. На осадку трубе придают строительный подъем. Основной частью трубы являются звенья, воспринимающие давление грунта насыпи от его собственного веса, а также от веса временной вертикальной нагрузки, расположенной на насыпи. Эти силы больше в средней части длины трубы; поэтому звенья у концов трубы можно сделать менее мощными, чем в середине. С другой стороны, крайние звенья более подвержены разрушающему действию воды. В целях стандартизации звеньев их часто принимают одинаковой конструкции на всей длины трубы. Гидроизоляция труб Чтобы в насыпь не проникала вода, особенно при напорном режиме протекания, швы плотно забивают паклей, смоченной в битуме, или иным упругим гидроизоляционным материалом. Для кладки трубы, наоборот, опаснее протекание воды со стороны насыпи. Выщелачивая раствор, вода разрушает кладку извне, что невозможно предотвратить без сложного переустройства. С этой целью по поверхности трубы, соприкасающейся с грунтом насыпи, устраивается специальная гидроизоляция, она может быть двух видов: оклеечная и обмазочная. Для защиты бетона и арматуры от коррозии наружные поверхности и стыки труб покрывают гидроизоляцией. Она должна быть тепло-, морозо-, био-, и химически стойкой, а также сплошной, эластичной и надѐжной при длительных воздействиях воды и давления грунта насыпи, при деформации бетона и образования трещин с раскрытием, допускаемым нормами проектирования. гидроизоляция бывает: битумной, тиоколовой, резинобитумной и другой, оклеечной - с армирующими материалами и обмазочной - неармированнной. Наружные поверхности железобетонных звеньев и плит, а также стыки между звеньями и секциями труб покрывают оклеечной гидроизоляцией или изольной рулонной гидроизоляцией. Гидроизоляцию верхних поверхностей звеньев и плит покрытий труб защищают слоем цементнопесчаного раствора толщиной 30 мм, а боковых поверхностей труб - асбоцементными плитами толщиной 8 - 10 мм или засыпкой грунтом. Соприкасающиеся с грунтом поверхности стен бетонных труб и оголовков покрывают обмазочной гидроизоляцией, состоящей из грунтовки и двух слоѐв битумной мастики 2-3 мм каждый. Стыки между торцами звеньев и блоков оголовков труб коноптят паклей, пропитанной раствором битума в бензине, а затем заделывают цементно-песчаным раствором на глубину 3 см. При оклеечной гидроизоляции поверхностей и расположении звеньев на фундаментах стыки перекрывают сплошной оклеечной изоляцией, а в бесфундаментных трубах - с компенсирующим выгибом изоляции к верху. При обмазочной гидроизоляции поверхностей стыки между звеньями перекрывают полосой оклеечной изоляции шириной 25-30 см симметрично оси стыка. Деформационные швы между секциями труб перекрывают полосой оклеечной гидроизоляции с компенсатором, расположенным внутри шва. Обустройство тоннелей Для нормальной эксплуатации тоннели обустраивают следующим: порталы; водоотводные устройства; гидроизоляция; вентиляция: естественная; искусственная; освещение; звуковая и световая сигнализация; убежища для рабочих. Порталы обеспечивают устойчивость лобового и боковых откосов подходных выемок, предохраняют путь от осыпания грунта и камней, служат для отвода воды, стекающей с лобового откоса, и для архитектурного оформления входа в тоннель. Порталы устраиваются из камня, бетона или железобетона. Лицевые грани портала облицовываются камнем твердых пород различной обработки. Водоотводные устройства. В тоннелях для отвода подземных вод на уровне пят свода у подошвы обделки делают дренажные отверстия, располагаемые на определенном расстоянии друг от друга. При длине тоннеля более 300м для выпуска воды из тоннеля сооружается лоток. Лотки устраиваются либо по оси тоннеля, либо сбоку. В настоящее время тоннели строят с водонепроницаемыми швами между блоками (тюбингами) обделки или с изоляцией наружной ее поверхности, чтобы не допустить воду в тоннель. Рис. 7.11. Водоотводные устройства железнодорожных тоннелей 1 – тоннель; 2 – лоток; 3 – штольни; 4 – дренажные отверстия; 5 - скважины Гидроизоляция служит для предотвращения проникания в тоннель подземных вод. За обделку тоннеля нагнетается цементный раствор, чем достигается заполнение пустот между тоннельной конструкцией и породой, а также химическое закрепление и уплотнение окружающей породы. Нагнетание раствора (цемента) производится через специальные скважины, заранее предусмотренные в обделке. Кроме того, применяется устройство оклеечной гидроизоляции по внутренней поверхности тоннеля. Для понижения уровня грунтовых вод в скальных породах применяются различные дренажные устройства: горизонтальные штольни, выработки в виде колодцев и др. Дренажи располагаются как с одной стороны обделки тоннеля, так и с обеих сторон. Вентиляция. Недостаток кислорода и скопление в тоннеле вредных газов, даже в небольших количествах, затрудняют работу локомотивных бригад и работников, обслуживающих тоннель. Естественная вентиляция в тоннелях длиной до 1 км происходит вследствие разницы температур тоннельного и наружного воздуха. На естественную вентиляцию влияют следующие факторы: рельеф окружающей местности, расположение тоннеля относительно направления господствующих ветров, продольный профиль тоннеля. Односкатные тоннеля проветриваются лучше, чем двускатные. Для длинных тоннелей (более 1 км) естественная вентиляция недостаточна. Требуется устройство искусственной. Для этого устанавливают мощные вентиляторы, которыми через шахту или со стороны порталов нагнетают чистый воздух в тоннель. Наряду с такой приточной вентиляцией пользуются вытяжной, при которой загрязненный воздух вытягивается из тоннеля через шахту. Освещение. В железнодорожных тоннелях длиной более 300 м, расположенных на прямой, и в тоннелях длиной свыше 150м, расположенных на криволинейных участках, устраивается постоянное электрическое освещение, обеспечивающее на уровне подошвы рельса достаточную видимость. Звуковая и световая сигнализация. О приближении поезда рабочие оповещаются звуковой и световой сигнализацией. Она автоматически включается поездом. Условие правильной работы такой сигнализации является подача ею сигналов во всех случаях повреждения или перерыва в электропитании. Убежища для рабочих. Ниши должны быть во всех тоннелях длиной более 50 м, а камеры - в тоннелях длиной более 300 м. Ниши и камеры располагаются с каждой стороны пути в шахматном порядке соответственно через 60 и 300 м. В тоннелях длиной от 50 до 100 м допускается устройство по одной нише с каждой стороны пути, а в тоннелях длиной от 300 до 400 м - одной камеры в середине тоннеля. Ниши и камеры должны быть обрамлены побелкой или плитками белого цвета для облегчения их отыскания. На обделку над камерами и нишами ставят мигающую электролампу, чтобы легче их обнаружить и укрыться в них при подходе поезда. Охранные приспособления Контруголки (контррельсы) укладывают внутри колеи, препятствуют отклонению колес в сторону в случае схода на мосту. Укладывают на мостах в пределах между задними гранями устоев. Концы контруголков (контррельсов) на протяжении не менее 10м сводят «челноком», который оканчивается башмаком. На путях под путепроводами и пешеходными мостами контррельсы укладывают на протяжении ширины путепровода (пешеходного моста) и далее сводят «челноком» так же, как на мостах. На балласте: - на мостах полной длиной > 50м или в кривых R < 600м; - на путепроводах длиной > 25м и в кривых R< 1000м; - на многопутных мостах при наличии сплошного балластного корыта – на крайних путях. С ездой на мостовом брусе, плитах БМП, металлических поперечинах - при длине мостового полотно > 5м; - на мостах и путепроводах R<1000м. Прочие: - на путях, расположенных под путепроводами и пешеходными мостам со стоечными опорами, при расстоянии от оси пути до грани опор менее 3м; - в двухпутных тоннелях. Сечение контруголков 160х160х16мм, допускается на эксплуатируемых мостах меньшего сечения, но не менее 160х100х14мм, в крайнем случае 150х100х14. Контррельсы должны быть не более чем на один тип легче путевых рельсов или то же типа. Для контруголков (контррельсов) должны применяться уголки (рельсы) длиной не менее 6 м. Стыки контруголков (контррельсов) в пределах челноков, а также в створе со стыками путевых рельсов не допускаются. Расстояние от внутренней грани головки путевого рельса до контруголков (контррельсов) должно быть с допуском ±5 мм: при контруголках 160х160х16 мм - 310 мм; при контруголках 160х100х14 мм и контррельсах - 245 мм (при рабочих рельсах Р50 и легче - 220 мм). Контруголки прикрепляют двумя шурупами или костылями к каждому брусу через отверстия в горизонтальных полках диаметром 25-27мм. Контррельсы крепят двумя костылями. К железобетонным шпалам контруголки крепят одним шурупом или закладным болтом. К плитам БМП – одним болтом, к металлическим поперечинам – двумя высокопрочными болтами диаметром 22 мм или двумя заклепками диаметром 23мм. Стыки контруголков перекрывают уголковыми накладками с тремя болтами в каждой полунакладке. Стыки контррельсов перекрывают накладками, соответствующими типу рельсов, с постановкой не менее двух болтов с каждой стороны стыка. На подвижных концах пролетных строений, а также в местах разрывов проезжей части необходимо устраивать подвижные стыки контруголков (для перемещений до 10см). В стыках контррельсов в этом случае не ставят болты с одной стороны стыка. Зазоры в стыках контруголков (контррельсов) должны соответствовать перемещениям пролетных строений от температуры и подвижной нагрузки (таблица 4). На пролетных строениях длиной до 33м подвижные стыки контруголков (контррельсов) можно не устраивать. Противоугонные (охранные) уголки (брусья) - направляют сошедшие с рельсов колеса, если не сработает контруголок (контррельс); - во избежание сдвига брусьев поперек пути снизу в них делают врубку (5-30мм) на ширину пояса продольной балки, а против сдвига брусьев вдоль пути по концам пролетного строения и примерно через каждые 5-10м на его протяжении брусья сболчивают с металлическими противоугонными уголками, прикрепленными к продольным балкам (рис.12 лапчатыми болтами или горизонтальными болтами). Чтобы не допустить сдвига вдоль пути остальных брусьев, их соединяют с противоугонными уголками (брусьями) вдоль пути. Укладывают на металлических мостах с мостовым полотном на деревянных брусьях и на металлических поперечинах на всем протяжении мостового полотна. Сечение (при мостовом полотне на деревянных брусьях) не менее 160х100х10мм или 125х125х10мм; (при металлических поперечинах) – 160х160х16мм. Охранные брусья - сечение 15х20см. Укладывают на расстоянии не менее 300мм и не более 400мм (300-400мм) от наружной грани головки путевого рельса. Охранные (противоугонные) уголки прикрепляют к мостовому брусу двумя шурупами (костылями) или лапчатым болтом (вместо лапчатого болта может применяться горизонтальный болт). К металлическим поперечинам – двумя высокопрочными болтами или заклепками. Стыки противоугонных уголков перекрывают уголковыми накладками с постановкой не менее двух болтов в полунакладке. На подвижных концах пролетных строений, а также в местах разрывов проезжей части противоугонные (охранные) уголки и брусья должны иметь зазоры, обеспечивающие свободное продольное перемещение пролетных строений (таблица 4). Содержание балластной призмы на мостах В качестве балласта на мостах и подходах необходимо применять щебень из твердых пород. Путь на мостах и подходах к ним, эксплуатируемый на асбестовом балласте, должен в плановом порядке переводиться на щебеночный балласт. На перегонах, где путь эксплуатируется на асбестовом балласте, допускается его укладка на малых мостах (до 25м). Ширина плеча балластной призмы на мостах должна быть не менее 35 см. Меньшая ширина, но не менее 25 см допускается на мостах, расположенных на путях 4 и 5 классов. В кривых радиусом менее 600 м ширина плеча балластной призмы со стороны наружной нити пути менее 35 см не допускается. При недостаточной ширине балластного корыта для размещения балластной призмы требуемых размеров должны приниматься меры против осыпания балласта с моста. При недостаточной ширине плеч балластной призмы должна производиться срезка излишнего балласта или приниматься меры против осыпания балласта и по обеспечению устойчивости рельсового пути. Допускается наращивание бортов балластного корыта на величину не более 20 см. Толщина слоя балласта под шпалой в подрельсовой зоне должна быть не менее 25 см. Меньшая толщина балласта допускается на путях 5 класса и на сооружениях старой постройки по согласованию со службой пути дороги, но во всех случаях должна быть не менее 15 см. Максимальная толщина балластного слоя под шпалой не должна превышать 40 см, а на мостах с откидными консолями - 35 см. На мостах с ездой на балласте необходимо систематически и своевременно удалять с поверхности балластного слоя загрязнители; весной перед началом таяния снега очищать балластную призму на мостах от загрязненного снега; следить за обеспечением отвода воды из балластного корыта, своевременно очищая водоотводные трубки. При значительном загрязнении следует производить очистку или замену балласта. Во избежание разжижения асбестового балласта (впредь до его замены на щебеночный) нельзя допускать застоя воды на его поверхности, а также в балластных корытах. Содержание балластной призмы в тоннелях Балласт в тоннелях и на подходах к ним (на протяжении не менее 200 метров в каждую сторону) должен быть щебеночным при толщине слоя под шпалой не менее 25 см. В случаях, когда габарит тоннеля не позволяет иметь указанную толщину балластного слоя, допускается уменьшать ее до 20 см и в виде исключения с разрешения Департамента пути и сооружений ОАО «РЖД» до 15 см. В тоннелях необходимо систематически и своевременно удалять с поверхности балластного слоя загрязнители; следить за обеспечением отвода воды из балластной призмы в тоннелях, своевременно очищая водоотводные устройства. При значительном загрязнении следует производить очистку или замену балласта. В тоннелях необходимо обращать особое внимание на предупреждение образования наледей и пучин, имея в виду, что помимо ухудшения состояния верхнего строения пути они могут вызвать (или увеличить) негабаритность сооружения. Наледи необходимо скалывать и удалять за пределы тоннеля. Для предупреждения интенсивной коррозии рельсового пути в тоннелях, особенно на электрифицированных участках (при постоянном токе), необходимо обращать особое внимание на предупреждение обводнения балластной призмы и на надежную электроизоляцию рельсов от балласта. Для этой цели необходимо содержать в постоянной исправности водоотводные лотки, проверять исправность изоляционных втулок и прокладок, а также рельсовых соединителей, тщательно очищать от загрязнения балластную призму и шпалы, особенно в местах расположения рельсовых подкладок. При значительной электрокоррозии элементов верхнего строения пути должны применяться антикоррозионные устройства в соответствии с проектом и Инструкцией по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. Верхнее строение пути на мостах и в тоннелях 1. На больших мостах и в тоннелях длиной более 100 м, а также на подходах к ним необходимо укладывать термоупрочненные рельсы типа Р65. 2. На больших и средних мостах и в тоннелях не допускается эксплуатация дефектных рельсов, пропустивших сверхнормативный тоннаж, а на металлических пролетных строениях – рельсов, имеющих волнообразный износ более 1мм. 3. Не допускается на мостах, в тоннелях и на подходах к ним укладка разных типов рельсов и рельсовых рубок. 4. На мостах с уравнительными приборами или уравнительными рельсами в пределах температурного пролета рельсы могут быть сварены. 5. При костыльном скреплении рельсы и подкладки на мостах, в тоннелях и на подходах к ним прикрепляют на каждом конце мостовых брусьев или шпал полным количеством костылей. При раздельном промежуточном скреплении для железобетонных (КБ) и деревянных (КД) шпал рельсы на мостах и в тоннелях прикрепляют так же, как и рельсовый путь на подходах. При безбалластной конструкции пути должна быть обеспечена возможность продольного перемещения подвижных концов пролетных строений без передачи дополнительных усилий на рельсовый путь. 6. Передача угона рельсового пути с подходов на мост не допускается. Угон должен быть полностью ликвидирован на подходах к мосту. В случае, если при полном закреплении рельсового пути на подходах наблюдается угон в пределах самого моста, то закрепление рельсового пути от угона на многопролетном мосту с безбалластными конструкциями мостового полотна устанавливается по проекту, при езде на балласте - также как на перегоне. В тоннелях и на подходах к ним рельсовый путь должен быть надежно закреплен от угона и зашит на полное количество костылей. В тоннелях при езде на безбалластном полотне закрепление рельсового пути производят по проекту его укладки. 7. На металлических мостах с температурным пролетом более 100 м (при годовой температурной амплитуде рельсов, не превышающей 90°С - больше 110 м) необходимо укладывать уравнительные приборы или сезонные уравнительные рельсы, количество которых определяется проектом. За температурный пролет принимается расстояние от неподвижных опорных частей одного пролетного строения до неподвижных опорных частей смежного пролетного строения или до шкафной стенки устоя. В консольных мостах учитываются только опорные части, расположенные на опорах и устоях. В арочных мостах (без затяжки) температурный пролет равен половине пролета арки. В каждый температурный пролет укладывают по одному комплекту уравнительных приборов или сезонных рельсов. Уравнительные приборы должны применяться типа Р65. 8. Эпюра шпал на мостах и в тоннелях. Специальные железобетонные шпалы. 9. Мостовые брусья должны изготовляться из сосны или лиственницы. Применение брусьев из других пород дерева допускается с разрешения Департамента пути и сооружений ОАО «РЖД». Брусья должны быть пропитаны маслянистыми антисептиками. Все места врубок и стенки отверстий, сделанных в брусьях после пропитки, должны быть обработаны маслянистым антисептиком не менее 3 раз. Для предупреждения появления трещин концы брусьев должны быть стянуты металлическими или деревянными винтами, полосовой сталью или проволокой. Сечения мостовых брусьев должны соответствовать данным таблицы 5.1. Новые брусья применяются сечением 20х24 и 22х26 см, длиной 3,25 м. Все брусья должны иметь клеймо, на котором указан год укладки на расстоянии 15 см от торца (на двухпутных клеймо ставят с наружной стороны моста, на однопутных – с правой стороны по ходу километража). Диаметр просверленных отверстий по костыли и шурупы. При необходимости сплошной замены мостовых брусьев сечением 22х28 см и 24х30 см, а также брусьев длиной 4,2 м должно производиться переустройство мостового полотна посредством укладки металлических поперечин, безбалластных железобетонных плит, а так же оборудование мостов тротуарами на металлических консолях или проведение других мероприятий, исключающих применение брусьев повышенного сечения или длины. Для пролетных строений с ездой поверху при двустенчатых верхних поясах с верхними поясными уголками, расположенными снаружи вертикальных листов, принимают сечение мостовых брусьев по таблице, исходя из расстояния между внутренними стенками поясов. Расстояние между осями продольных балок или ферм, м сечения мостовых брусьев, см при контруголках не менее при контррельсах не менее до 2,0 20х24 20х24 от 2,0 до 2,2 20х24 22х26 от 2,2 до 2,3 22х26 22х28 от 2,3 до 2,5 22х28 24х30 10. Мостовые брусья должны быть уложены строго по наугольнику с расстоянием в свету между ними не более 15 см и не менее 10 см. У поперечных балок расстояние между осями мостовых брусьев должно быть не более 55 см. Если по условиям конструкции пролетного строения это требование не может быть выполнено, то мостовое полотно укладывают по индивидуальному проекту, утвержденному начальником службы пути. Укладка мостовых брусьев на верхние пояса поперечных балок не допускается. Мостовые брусья не должны примыкать вплотную к поясам поперечных балок, чтобы не препятствовать стоку воды и удобной их очистке. Зазор не менее 15 мм обеспечивается прикреплением мостовых брусьев к противоугонным уголкам, установленным у концов продольных балок. Мостовые брусья должны быть плотно прирублены к поясам пролетных строений или продольных балок. Глубина врубок в мостовых брусьях должна быть не менее 0,5 см, а в поперечинах при укладке на деревянные прогоны - не менее 2 см. Во всех случаях глубина врубки для нормальных брусьев не должна превышать 3 см. Для головок заклепок и высокопрочных болтов поперек бруса вырубают канавки. 11. На участках, оборудованных автоблокировкой, зазор должен быть не менее 15мм. 12. Если требуемый профиль пути на пролетном строении нельзя получить за счет нормальных врубок разрешается применять брусья большей высоты или в крайнем случае подкладки из досок длиной не менее 1 м и толщиной не менее 4 см, доски прикрепляют к брусу гвоздями. Нормы и допуски профиля пути на мосту. 13. Все мостовые брусья должны быть прикреплены к поясам продольных балок или ферм лапчатыми болтами. Зазор между рельсовыми прокладками и шайбами болтов должен быть не менее 15 мм. К противоугонным уголкам мостовые брусья должны быть прикреплены горизонтальными болтами диаметром 19-22 мм (вместо лапчатых рис. 12). Мостовые брусья укладывают так, чтобы они не опирались на связи (включая фасонки) между фермами или балками. 14. Опирание мостовых брусьев на пролетные строения и рельсов на подкладки должно быть плотным, без зазоров. Для ликвидации неплотности опирания допускается укладка металлических карточек под всей площадью рельсовой подкладки. 15. Для уменьшения износа мостовых брусьев под рельсовыми подкладками необходимо укладывать упругие прокладки. 16. Мосты полной длиной более 25 м, а также все мосты высотой более 3 м, мосты, расположенные в пределах станций, и все путепроводы должны иметь двухсторонние боковые служебные тротуары с перилами, располагаемыми вне габарита приближения строений. В северных условиях двусторонние боковые тротуары должны иметь все мосты полной длиной более 10 м. Перила на мостах высотой от 3 до 5 м там, где они отсутствуют, должны устраиваться в плановом порядке. На двухпутных пролетных строениях, а также на двухпутных и многопутных мостах с ездой поверху на общих опорах во всех случаях должны быть тротуары в междупутье. Настил из досок укладывают снаружи колеи (на тротуарах) по 4 шт. сечением 20х5 см с зазором 2 см между досками, внутри колеи - по 2 шт. сечением 20х3 см с зазором 4 см, при отсутствии боковых тротуаров внутри колеи укладывают три доски. Над подвижными концами пролетных строений настил должен иметь возможность перемещения вместе с подвижными концами пролетных строений. Перила на постоянных мостах должны быть металлические или железобетонные. Содержание подмостового русла и регуляционных сооружений 1. На мостах и трубах, имеющих недостаточную водопропускную способность, а также на мостах, где это требуется должны производиться специальные наблюдения: - за уровнем воды; - профилем дна реки (измерение глубины русла); - состоянием льда и проходом ледохода; - проходом высокой воды; - изменение в плане положения русла и направления течения у мостового перехода; - работой регуляционных сооружений. Для всех остальных мостов и труб наблюдения за режимом водного потока заключаются в определении наивысших уровней вод во время паводков и уровней меженных вод. На мостах через большие реки устанавливаются специальные водомерные посты (п. 4.2). Наиболее высокие уровни паводка отмечаются чертой с указанием даты (число, месяц, год), нанесенной масляной краской на одной из опор моста, или на оголовке трубы с входной стороны. 2. Измерения глубины русла реки должны производиться 2 раза в год – зимой и после спада высоких вод. Производят в 3 створах: у опор (с верховой стороны) и на расстоянии 25 м от моста вверх и вниз по течению. Промеры делают по всей длине моста. При выявлении опасных (угрожающих целостности моста) размывов промеры глубин выполняют ежедневно или несколько раз в сутки. 3. Зашита, откосов регуляционных сооружений как и откосов земляного полотна подходов и защита берегов рек от разрушающего действия воды, волнобоя и ледохода производится различными укреплениями: дерновкой, одиночным или двойным мощением, каменной наброской, а также укреплениями из бетонных плит и монолитного бетона. В последние годы стали применять достаточно эффективные гибкие железобетонные покрытия. 4. Состояние русел опор, конусов, подходных насыпей и регуляционных сооружений проверяется после каждого прохода высоких вод. Содержание водопропускных труб и лотков При удовлетворительном состоянии конструкции и нормальном пропуске воды содержание труб весьма простое. Оно включает периодический осмотр, очистку от наносов, подготовку труб к весне и зиме и текущий ремонт. Особое внимание уделяется: - состоянию кладки звеньев и оголовков; - положению звеньев, оголовков и лотка трубы; - состоянию швов; - состоянию и укреплению русла на подходе и выходе из трубы, откосов насыпи, лотков в трубах; - достаточности водопропускного отверстия. При появлении в кладке труб трещин выясняются причины их образования. Трещины могут появиться от давления грунта насыпи, неравномерной осадки фундамента или от динамического воздействия временной нагрузки при малой толщине насыпи над трубой. Порядок наблюдения за трещинами тот же, что в массивных опорах и мотах. При обнаружении в трубах трещин и других дефектов выполняется ремонт трубы, цементация кладки или торкретирование поврежденной поверхности. В случае появления значительных трещин производится временное укрепление трубы подпорками, рамами, кружалами, но это стесняет отверстие и затрудняет проход воды, создает угрозу закупорки трубы, поэтому такие трубы должны ремонтироваться в первую очередь. Все раскрывшиеся швы звеньев труб должны быть законопачены просмоленной паклей и жестким цементным раствором. Лоток в просевшей части трубы выравнивается цементным раствором. Про просачивании воды в трубах через своды и стены, появлении на них мокрых пятен необходимо установить причины обводнения. Установить не скапливаются ли поверхностные воды в насыпи и принять меры к осушению. При обнаружении просадки или смещения звеньев труб и лотков необходимо установить за ними наблюдение с производством замеров смещения соседних звеньев относительно друг друга. Появление трещин в оголовках или их деформации, которые могут явиться следствием подмыва фундаментов. При недостаточном укреплении основания трубы, особенно входного оголовка, вода может найти себе ход под трубой или сбоку от нее и разрушить как трубу, так и насыпь. Трубы малых размеров, во избежание заполнения их снегом и обмерзания, закрываются на зиму деревянными щитами или плетнями. Если водоток действует и зимой, в щитах оставляют отверстие. Перед наступлением весны щиты убирают, русло расчищается от снега настолько, чтобы вода могла беспрепятственно подойти к трубе и выйти из нее. В трубах, работающих с напором, должна быть обеспечена полная водонепроницаемость стыков между звеньями, а также надежное укрепление выходного русла. Фильтрация воды в насыпь во время паводков указывает на серьезные неисправности напорной трубы и на необходимость срочного ее ремонта вплоть до переустройства. За лотками, дюкерами, водобойными колодцами устанавливается наблюдение, при котором следят за правильным пропуском воды, своевременной очисткой от наносов самих сооружений и русла. Если состояние трубы плохое и ремонт ее нецелесообразен, прочность трубы недостаточна, а усиление невозможно, водопропускная способность трубы не обеспечивает пропуск фактического расхода воды, принимается решение о ее переустройстве. Содержание тоннелей При содержании тоннелей необходимо обращать особое внимание на состояние обделки, порталов, дренажных устройств и водоотводных лотков, а также поверхности над сооружениями. Необходимо регулярно осматривать стены и своды тоннельной обделки, выборочно обстукивать молотком. Иногда разрушения внезапны, но чаще деформации нарастают медленно. При общей деформации обделки или местном ее выпучивании, появлении в обделке тоннелей трещин, резком увеличении обводненности, а также при появлении других повреждений должны быть приняты меры по обеспечению безопасности движения поездов, усилен надзор и организованы наблюдения за дефектными участками. При обнаружении в обделке дефектов (трещин, отслаивания, разрушения расшивок швов) выясняют причины их возникновения. Наблюдения за трещинами ведут при помощи маяков, парных пластинок с риской и делениями, штырей, марок. При эксплуатации тоннеля важной работой является проверка габарита. На состояние конструкций тоннеля оказывает большое внимание вода, которая проникает через гидроизоляцию, выщелачивает раствор и нарушает прочность обделки. За поступающей в тоннель водой ведется наблюдение, выясняются причины ее появления, объем поступающей воды, кислотность. Лотки и другие водоотводные сооружения должны очищаться от ила и выносов породы (по мере засорения, но не реже одного раза в год). Если вода поступает через обделку, то проводится ряд предупредительных работ: заболоченные места над тоннельной поверхностью осушаются путем устройства дренажей и канав, перехватывающих воду на поверхности горного массива. Для лучшего стока воды всем канавам придается продольный уклон не менее 2% и соответствующие размеры поперечного сечения. Основные работы при ремонте тоннелей: - ремонт и перекладка обделки, порталов; - нагнетание раствора за обделку; - торкретирование; - ремонт и переустройство водоотводных лотков; - устройство дренажа. Перекладка обделки может быть вызвана негабаритностью, выветриванием, необходимостью усиления. В подходных выемках тоннелей необходимо следить, чтобы не было осыпания, сплывов и обвалов как боковых (вдоль пути), так и лобовых (над порталами) откосов. Содержание опорных частей. Опорные части должны содержаться в чистоте, очищать от снега и льда. Должны иметь исправные футляры. Катки, плоскости катания и скольжения после очитки натирать графитом. Должны находиться в исправном состоянии и правильном положении, плотно опираться на подферменники или подферменные площадки (неплотность опирания устраняется при помощи свинцовых или резиновых подкладок, подливкой цементного раствора Все анкера и болты, крепящие опорные части должны быть плотно подтянуты. В случае неравномерного опирания отдельных катков, нарушения их подвижности, появление трещин следует заменить негодные, изношенные элементы. При угоне катков или их перекосе – выправлять с установкой специальных противоугонных зубьев и планок, при их отсутствии заменять высокопрочными болтами. Содержание опор В процессе эксплуатации массивных опор мостов (каменных, бетонных и ж.б) обязательным является наблюдение за их состоянием: - выветривание кладки опор (из-за многократного замерзания и размораживания)облицовка; - трещины; - выщелачивание; - застой воды на подферменных площадках; - растрескивание сливов, сколы и т.д. - наклон (крен) опоры; - появление на кладке устоев мокрых пятен и потеков. Простейшие наблюдения за трещинами могут вестись с помощью цементных «маяков»(см. рук-во мастеру). Более точные за изменением ширины трещин ведутся с помощью лупы со шкалой, микроскопа с делениями, тензометра, индикатора, трещиномера, штангенциркуля, пластинок с делениями. На самом сооружении масляной краской отмечаются границы распространения трещины. При наличии выкрошившихся швов или трещин паводковые и дождевые (при косом дожде) воды проникают в кладку, выщелачивают раствор и ослабляют прочность кладки опоры. Все трещины во избежание попадания в них воды заделываются раствором. Подферменные площадки должны иметь сливы с уклоном, как правило, не менее 0,1, которые надлежит содержать в чистоте и исправности. В случае появления трещин или скопления воды сливы должны быть своевременно отремонтированы. Одним из признаков неисправности их является появление следов выщелачивания раствора кладки в виде белых потеков и влажных пятен на опорах ниже карниза. За дефектными подферменниками должно быть установлено наблюдение. Для предупреждения проникания атмосферных и грунтовых вод в кладку опор все внутренние поверхности балластных корыт пролетных строений и опор мостов должны быть защищены надежной гидроизоляцией. Боковые поверхности опор, соприкасающиеся с грунтом, покрывают битумной мастикой. В устоях выщелачивание может быть вызвано отсутствием или неисправностью гидроизоляции балластного корыта и плохим состоянием дренажа. Воду из насыпи за устоями с обратными стенками и при необходимости в других случаях отводят при помощи дренажей, которые должны содержаться в исправном состоянии. При наличии застоев воды за устоями, появлении на кладке устоев мокрых пятен и потеков, пучении грунта за устоями необходимо в плановом порядке принимать меры к обеспечению нормального водоотвода путем замены загрязненного грунта на дренирующий, восстановления или устройства новых дренажей. В дефектных опорах иногда может наблюдаться неравномерная осадка – наклон (крен). Такие деформации вызываются различными причинами: недостаточной глубиной заложения фундамента, подмывом опор. Деформацию легко заметить по положению рельсового пути над опорой. Крен опоры вызывает искривление рельсовых нитей в плане и профиле на мосту и подходах; изменение величин зазоров между смежным пролетным строением и устоем, трещины мостов, деформации мощения конусов и т.д. При наличии явлений, указывающих на деформацию, за опорами устанавливается наблюдение путем периодической нивелировки подферменников, при помощи теодолита, отвеса и т.д. Опоры могут повреждаться и ниже уровня воды. К ним относятся: вывал облицовочных камней, нарушение обшивочных швов, разрушение бетонной поверхности опоры с оголением арматуры и т.д. Так как обрезы фундамента многих опор заложены на глубине 0,5-1,5м от меженного горизонта, то для их осмотра пользуются ящиком со стеклянным дном. Ящик укладывается стеклом на воду, чем снимается рябь и блики с воды, видимость резко улучшается. Ремонт кладки опор включает в себя: расшивку выкрошившихся швов, заделку трещин, смазку сливов, штукатурку выветрившихся поверхностей, частичную перекладку. Содержание каменных мостов. В процессе эксплуатации каменных мостов обязательным является наблюдение за их состоянием: - Выветривание кладки. - Повреждение облицовки. - Выщелачивание. - Трещины. - Повреждение гидроизоляции и трубок. Порядок надзора за всеми трещинами в каменных, мостах аналогичен порядку надзора за трещинами в массивных опорах. При появлении трещин в пролетных строениях или опорах следует выяснить причины их образования. Для этого в необходимых случаях должны быть установлены регулярные наблюдения за трещинами с измерением их раскрытия и протяженности, а также с постановкой маяков. В каменной кладке мостов необходимо своевременно производить расшивку швов. Наибольшему разрушению подвержен раствор швов в пределах колебания горизонта вод и в подводной части опор, особенно в районе ледорезов. Расшивка (зачеканка) выкрошившихся швов Трещины в каменной кладке облицовки производится цементным раствором 1:2. Все дефектные швы облицовки тщательно расчищаются на глубину 5—6 см и промываются водой под напором. Раствор наносится на шов и разделывается специальным инструментом — расшивником. Швы расшиваются (углубляются) на 6— 10 Пластинчатый маяк мм. Заделка стабильных трещин производится полимерцементными растворами или краской. Предварительно поверхность с трещинами очищают механическими щетками, скребками и продувают воздухом, после этого наносятся полимерцементные покрытия при помощи краскораспылителей или кистей. Ремонт облицовки заключается в замене отдельных негодных камней на новые облицовочные камни с расщебенкой пустот и с заливкой их цементным раствором. Выветрившаяся облицовка ремонтируется посредством штукатурки по металлической сетке из проволоки диаметром 2—4 мм и ячейками 5— 10 см. Поверхность выветрившейся облицовки очищается, на ней производится насечка, в швы облицовки забиваются костыли, к которым и крепится сетка. Слой штукатурки из цементного раствора составом 1:2 наносится толщиной 2—3 см. Гипсовый или цементный маяк Трещины в железобетонных и бетонных конструкциях мостов, меры по предупреждению их развития При содержании железобетонных, бетонных пролетных строений и опор особое внимание должно быть обращено на предупреждение застоя воды в балластных корытах и в других местах; обеспечение исправного состояния изоляции; защиту арматуры от ржавления; на предупреждение образования и развития трещин и других повреждений. Поверхности сооружений, на которых может застаиваться вода, должны иметь продольные и поперечные уклоны, обеспечивающие сток воды непосредственно или через водоотводные приспособления - трубки, желоба, дренажи. Если уклоны для отвода воды отсутствуют или не достаточны, при ремонте сооружений нужно увеличить уклоны, как правило, не менее чем до 0,03 укладкой соответствующего слоя бетона или цементного раствора с нанесением на него гидроизоляции. В процессе эксплуатации в железобетонных пролетных строениях могут появляться следующие повреждения: - трещины в бетоне; - коррозия арматуры, приводящая к вспучиванию и отколам защитного слоя; - механические отколы защитного слоя с обнажением и ржавлением арматуры; - неудовлетворительное состояние гидроизоляции и водоотводных устройств, - коррозия бетона; - раковины и каверны в бетоне. В железобетонных пролѐтных строениях из обычного и из предварительно напряжѐнного железобетона при изготовлении и эксплуатации могут возникать повреждения в виде трещин, отколов бетона, отслоений защитного слоя, раковин, разрушение гидроизоляции и др. Неисправностью, существенно сокращающей долговечность железобетонных пролетных строений, являются расстройство гидроизоляции и отвода воды из балластного корыта. При плохом отводе воды и неисправной гидроизоляции вода из балластного корыта проникает в бетон конструкции, выщелачивает цементный камень и вызывает ржавление арматуры. Участки с поврежденной гидроизоляцией и нарушенным водоотводом легко обнаруживаются по мокрым пятнам, высолам, потекам выщелачивания и другим следам просачивания воды. В этих местах необходимо проверить состояние гидроизоляции и водоотводных трубок. Обнаруженные дефекты и неисправности должны быть устранены. Своевременный ремонт гидроизоляции и водоотводных устройств предотвращает появление и развитие коррозии бетона и арматуры, увеличивает срок службы конструкций и снижает затраты на текущее содержание в последующем. При осмотрах пролетных строений выявляются также поверхностные раковины, поры и выколы в бетоне. Поскольку эти дефекты могут привести к коррозии арматуры и дальнейшему разрушению защитного слоя в их скорейшее устранение является обязательным. Наблюдения за трещинами, как у опор. Трещины (силовые, усадочные, температурные, а также вызванные коррозией арматуры) наиболее распространѐнные повреждения железобетонных пролѐтных строений. Появление трещин, как правило, неизбежно; оно предусматривается на стадии проектирования с ограничением раскрытия трещин до 0,2 мм. Более опасны трещины в предварительно напряжѐнных железобетонных пролѐтных строениях. Силовые трещины в растянутой зоне конструкций из обычного железобетона раскрытием до 0,1мм (не представляют опасности, однако при большом количестве следует производить окраску наружных поверхностей конструкций). Усадочные трещины до 0,2мм не представляют опасности, возникают обычно в поверхностных слоях бетона из-за неравномерности процесса усадки. Появлению этих трещин способствует чрезмерно высокое содержание цемента в бетонной смеси, стеснѐнность усадки, вызванная конструктивной формой, видом армирования и др. Характерный признак усадочных трещин хаотическое их расположение, небольшая длина и раскрытие. Усадочные трещины могут развиться в силовые. За силовыми трещинами в растянутой зоне конструкции из обычного железобетона раскрытием 0,2 мм и более, а также за всеми трещинами, заходящими в сжатую зону, должны быть установлены наблюдения в соответствии с п.7.11 настоящей Инструкции с последующим ремонтом. Наклонные трещины в стенках балок образуются в основном от действия главных растягивающих напряжений. Эти трещины особенно опасны в предварительно напряжѐнных пролѐтных строениях, так как могут значительно снизить их грузоподъѐмность. Продольные трещины в местах сопряжения плиты балластного корыта со стенками балок относятся к категории опасных, так как значительно снижают несущую способность пролѐтного строения. Одна из главных причин образования этих трещин - нарушения в технологии изготовления пролѐтных строений. Поперечные трещины в плите вызываются главным образом перетяжкой нижней продольной арматуры изгибающими моментами, создаваемыми при установке балок кранами. В простых балках в процессе эксплуатации постоянные и временные нагрузки способствуют закрытию этих трещин. Поперечные трещины в нижних растянутых поясах предварительно напряжѐнных пролѐтных строений обычно свидетельствуют о недостаточном натяжении напрягаемой арматуры, значительных потерях предварительного напряжения из-за усадки, ползучести бетона и нарушения нормальной работы анкерных устройств. Эти трещины не снижают расчѐтной несущей способности пролѐтного строения, но могут способствовать развитию коррозии арматуры и тем самым снижать его долговечность. Продольные трещины в предварительно обжатых поясах появляются в течение первых лет эксплуатации. Образование их вызвано поперечными деформациями, возникающими при чрезмерном обжатии бетона, и влиянием стеснѐнной усадки. Опасность таких трещин - возникновение и интенсивное развитие коррозии арматуры. Горизонтальные трещины на торцовых участках пролѐтных строений обычно возникают под действием местных напряжений, вызванных силами предварительного напряжения арматуры. Развитие трещин этого типа наблюдается в начальный период эксплуатации. Трещины в зонах примыкания опорных частей - следствие конструктивных недостатков опорных узлов пролѐтных строений в сопряжении с опорными частями (сосредоточение анкеров, короткий опорный лист и др.). На развитие этих трещин существенное влияние оказывает работа опорных частей. Нередко в зонах омоноличивания сборных конструкций появляются трещины. При недостаточной толщине защитного слоя и низком качестве бетона влага проникает к арматуре. Это приводит к коррозии арматуры и к разрушению защитного слоя, в результате чего он отслаивается, а арматура обнажается. Наиболее часто такие повреждения встречаются в конструкциях, при бетонировании которых для ускорения твердения бетона вводили добавки хлористого кальция или хлористого натрия. Обнажѐнная арматура быстро ржавеет, снижая грузоподъѐмность и долговечность конструкции. В арочных железобетонных пролѐтных строениях трещины часто образуются в подвесках и затяжках, иногда в арках и стойках. Внешние признаки опасного развития трещин - подтѐки ржавчины на поверхности бетона свидетельство интенсивной коррозии арматуры. Белые подтѐки - признак выщелачивания цементного камня в зонах фильтрации воды через бетон. Подготовка малых искусственных сооружений к зиме и пропуску ледохода, паводковых вод. Пропуск паводка и ледохода На основании данных осмотра и опыта прошлых лет устанавливаются наиболее опасные, с точки зрения пропуска высоких вод и ледохода, искусственные сооружения, требующие особого надзора во время прохода ледохода и паводка. К таким сооружениям относятся: - мосты и трубы с недостаточным отверстием; - трубы, работающие с подпором; - мосты и трубы, находящиеся в стадии переустройства; - временные (временно восстановленные) мосты и трубы; - мосты, имеющие опоры с малой глубиной заложения фундаментов. До ледохода и пропуска вод: 1. Составляют оперативный план водоборьбы. 2. Чтобы не допустить заносов снегом труб, перед началом зимы их отверстия закрывают щитами (отверстие трубы 2м и менее). В период перед началом ледохода и пропуска вод: 1. Расчищают снег у входа и выхода в малые мосты и трубы, прокапывают канавы по руслу перед входом и после выхода из этих сооружений (не менее 20м). Скалывают наледи, препятствующие свободному течению воды. 2. Щиты, закрывающие отверстия труб на зиму, убирают. 3. У опор мостов и ледорезов скалывают лед, иначе примерзший лед при изменении горизонта ледяного покрова может привести к существенным повреждениям опор. 4. Где лед за зиму намерзает на значительную толщину, в нем делают прорези и его взрывают. 5. Для обеспечения беспрерывного прохода высоких вод необходимо регулярно производить расчистку русл у мостов и труб, а также вырубать кустарник как под самим мостом, так и на протяжении не менее 30 м выше и ниже моста, кроме случаев, когда кустарник является специальным укреплением против размыва или служит для регулирования водного потока. В период пропуска паводковых вод: 1. За уровнем воды ведут постоянные наблюдения по водомерной рейке, укрепленной на одной из опор моста (во время паводка 2 раза в сутки – утром и вечером). 2. Проверяют состояние русла у береговых и промежуточных опор. Промеры русла производят также на расстоянии 25 м выше и ниже моста по течению. 3. После спада высоких вод должно быть проверено состояние русла, опор, конусов, регуляционных сооружений и подходов к мостам. Повреждения, создающие угрозу безопасности движения или способные вызвать дальнейшее расстройство земляного полотна или элементов сооружения, необходимо исправлять немедленно. Все остальные повреждения должны быть исправлены до прохода очередного паводка. При необходимости должно производиться усиление укреплений по проектам. Кроме того, перед паводком необходимо совместно с местными организациями проверить состояние вышерасположенных плотин и других гидротехнических сооружений, так как их разрушение может вызвать размыв железнодорожных устройств. Для защиты угрожаемых мест заблаговременно заготавливаются необходимые материалы, определяются места для их складирования. Опасность для моста, связанная с ледоходом, заключается в возможности повреждения опор и укреплений движущимся льдом, в образовании заторов и размыва русла реки. До начала ледохода необходимо заготовить необходимый инструмент, инвентарь и материалы, а также произвести околку льда с устройством прорезей в ледяном поле. Для предотвращения повреждения кладки опор больших мостов примерзшим льдом при изменении уровня ледяного покрова на реках и, особенно водохранилищах, необходимо устраивать вокруг опор проруби шириной 0,5 м. Проруби должны систематически возобновляться с тем, чтобы толщина льда в них не превышала 15-20 см. Для предохранения от замерзания прорубь закрывается хворостом и сверху засыпается снегом. Перед деревянными опорами и ледорезами непосредственно перед ледоходом (в случае тяжелых условий ледохода) следует устраивать прорези во льду шириной не менее чем на 0,5 м больше ширины опоры на протяжении около 25 м вверх и вниз по течению. В необходимых случаях окалывание льда производится около откосов конусов и регуляционных сооружений во избежание повреждения укрепления последних примерзшим льдом при его подвижке. На больших реках со значительным ледоходом и при частом расположении опор перед мостом и ниже моста устраиваются большие проруби (майны) для пропуска льда в начале ледохода; майны делаются за 10 - 15 дней до вскрытия реки. У малых мостов и труб убираются поставленные на зиму щиты, русла очищаются от снега и наледей, а там, где требуется, в снегу по руслу устраиваются канавы. Материалы и строения, которые могут при подъеме воды всплыть и загородить отверстие моста или трубы, своевременно удаляются. С наступлением ледохода на мостах, где возможны заторы льда, устанавливается непрерывное дежурство рабочих. Для предупреждения образования вблизи моста ледяных заторов, создающих опасные условия прохода льда и воды под мостом (повреждения и подмывы опор), следует в зависимости от причины образования и величины заторов принимать соответствующие меры: предварительное дробление всей сплошной ледяной поверхности на небольшие поля, подрывание уже образовавшегося затора, а в необходимых случаях - подрывание отдельных льдин до подхода их к мосту. Перечень мостов, на которых необходимо проведение взрывных работ, утверждает начальник службы пути. В случае значительного подъема воды, превышающего средние наблюденные горизонты высоких вод на мостах с неглубоким заложением опор при легко размываемом русле, а также при наличии больших скоростей и завихрений потока у сооружения, необходимо периодически измерять глубину русла вокруг опор. При этом результаты каждого последующего промера сравниваются с предыдущим. Промеры русла должны производиться также возле конусов и регуляционных сооружений в случае опасности их подмыва. При обнаружении подмыва должны приниматься меры по ликвидации промоин засыпкой их камнем, мешками с глиной и т.п. При больших скоростях течения для засыпки промоин в русле необходимо употреблять крупный камень, мелкий камень следует сбрасывать в кулях или в проволочных ящиках (габионах). Если дно промоины состоит из грунтов, засасывающих камень, то предварительно должны опускаться тяжелые фашинные тюфяки, служащие подстилкой для каменной наброски. Для малых мостов и труб большую опасность представляют летние паводки, особенно при наличии крутых склонов местности вблизи этих сооружений. Ливневые паводки отличаются внезапностью, большой скоростью течения и в ряде случаев обилием наносов, вследствие чего возможны заторы и закупорки отверстий малых сооружений. Поэтому до наступления ливневых паводков необходимо исправить все повреждения, возникшие в малых мостах и трубах после прохода весенних вод, а также очистить от наносов лотки и подходные русла. Дефекты в металлических пролетных строениях Накоплен большой опыт эксплуатации металлических пролѐтных строений, особенно клѐпаных, при различных условиях их работы (по уровням нагруженности, климатическим условиям, интенисивности движения и грузонапряжѐнности и др.) и сроках службы. Этот опыт широко используется при прогнозировании характера повреждений металлических пролѐтных строений, возникающих в процессе длительной эксплуатации, выяснении причин появления и скорости их развития, оценке влияния повреждений на грузоподъѐмность пролѐтных строений и их долговечность, безопасность движения поездов и т. д. Информация, получаемая с эксплуатируемых мостов, наиболее достоверна, комплексно отражает все процессы действительной работы конструкций, что трудно воспроизвести даже при самых совершенных лабораторных испытаниях. Поэтому данные эксплуатационной проверки мостовых конструкций всегда служат главным критерием оценки их долговечности и надѐжности, важным источником для уточнения методов расчѐта, совершенствования методов проектирования и технологии изготовления конструкций мостов. Повреждения (дефекты) металлических пролѐтных строений мостов классифицируются по таким признакам: Повреждения металлических пролѐтных строений - следствия многих причин, к которым прежде всего относятся: низкое качество металла и изготовления конструкций; конструктивные недостатки; несоответствие расчѐтных предпосылок действительным условиям работы; плохое содержание сооружения; особенности климатических условий; вид перевозимых грузов; несоблюдение габарита подвижного состава; характер воздействия подвижной нагрузки. Расстройство заклѐпочных соединений - серьѐзное повреждение, которое наряду с увеличением динамического воздействия усилий на прикрепляемый элемент и соединение, деформативности соединений и пролѐтного строения в целом приводит к значительному повышению концентрации напряжений у заклѐпочных отверстий. Коэффициент концентрации напряжений для заклѐпочных отверстий в зависимости от степени износа соединения может изменяться в несколько раз. Расстройство заклѐпочных соединений - длительный процесс. Оно неуклонно растѐт по мере увеличения срока эксплуататции. В изношенных соединениях изменяется характер передачи усилий. Из-за значительного расстройства заклѐпок к кромкам отверстий проникают влага и агрессивные газы, способствующие появлению коррозии и ускоряющие развитие усталостных и коррозионно-усталостных трещин на кромках отверстий в зонах максимальной концентрации напряжений. Слабые заклѐпки обнаруживаются при остукивании лѐгким молотком. Если заклѐпка слабая, то слышен глухой дребезжащий звук или молоток осткакивает от головки заклѐпки. Ржавые потѐки изпод головок заклѐпок или по контактам соединяемых элементов, трещины в окраске около заклѐпочных головок - признак расстройства соединения. В этом случае детально проверяют остукиванием все заклѐпки. Слабые заклѐпки немедленно заменяют высокопрочными болтами, что позволяет снизить концентрацию напряжений около отверстий, в которые вместо заклѐпок поставлены высокопрочные болты, уменьшает деформативность соединения и, следовательно, его износ, в связи с чем замедляется расстройство оставшихся в соединении заклѐпок. Усталостные повреждения. Усталость материала - процесс постепенного накопления повреждений при действии многократно повторяющихся усилий, приводящий в определѐнных условиях к усталостному разрушению, которое происходит в результате постепенного развития трещины. Свойство материала противостоять усталости называется выносливостью. Усталость процесс избирательный, происходящий, как правило, в локальных зонах элементов конструкций, где наблюдается максимальная концентрация напряжений. На поверхности излома - на участках зарождения трещин усталости образуются характерные начальные пятна усталости. Появлению усталостных трещин всегда предшествовало расстройство заклѐпок на участке прикрепления элемента, где возникла трещина. В раскосах и подвесках, прикреплѐнных двухсрезными заклѐпками, такие повреждения почти не встречаются. Нередко усталостные трещины возникают в элементах связей между главными фермами и обычно развиваются от кромок заклѐпочных отверстий на участках прикрепления элементов связей к фасонкам. Эти повреждения вызваны чрезмерными колебаниями связей при проходе поезда. Усталостные повреждения - одно их наиболее распространнѐных и прогрессирующих повреждений балок проезжей части и их прикреплений. Среди них наиболее часто встречаются трещины выколы в горизонтальных полках верхних поясных уголков продольных балок. Они возникают на участках под мостовыми брусьями около обушков уголков и сначала развиваются вдоль уголка, а затем изменяют свою траекторию в поперечном направлении с последующим выходом на кромку уголков. В результате в полке уголка под мостовым брусом получается своеобразный выкол. Повреждения такого типа встречаются во внутренних и в наружных поясных уголках. Основная причина возникновение этих трещин - давление мостовых брусьев вызывает в горизонтальных полках поясных уголков высокие местные напряжения, вызванные изгибающим моментом в продольных балках в вертикальной плоскости. В последние годы стали возникать усталостные повреждения стенок продольных балок. Наклонные трещины в стенках образуются у кромок заклѐпочных отверстий второго, третьего и четвѐртого ряда (считая с верху) прикрепления стенки балки к вертикальным соединительным уголкам. Появлению этих трещин предшествует расстройство заклѐпок в прикреплении стенки балки к соединительным уголкам. При некотором несовпадении заклѐпочных отверстий и из-за расстройства заклѐпок усилия между ними распределяются крайне неравномерно. Это приводит к высокой концентрации напряжений около заклѐпочных отверстий с перегруженными заклѐпками. При этом у кромок верхних заклѐпочных отверстий создаѐтся значительная концентрация растягивающих напряжений. Высокая концентрация растягивающих напряжений с большой повторяемостью циклов их изменения - основная причина возникновения усталостных трещин в стенках балок. Наиболее эффективный способ предупреждения появления таких трещин - замены заклѐпок в прикреплении стенки балки к соединительным уголкам высокопрочными болтами. Отмечены случаи появления и развития поперечных усталостных трещин в нижних поясных уголках и по середине стенок продольных балок у кромок заклѐпочных отверстий или в зоне других концентраторов напряжений, возникших из-за коррозии или механических повреждений. Нередко усталостные трещины образуются в "рыбках" из-за высоких нормальных напряжений от изгибающих моментов в прикреплениях продольных балок к поперечным. Часто можно обнаружить усталостные трещины у обушков в уголках прикрепления продольных балок к поперечным, особенно в тех, где не поставлены "рыбки" или они очень слабые. Развитие этих усталостных трещин вызвано передачей через соединительные уголки значительных продольных сил, возникающих в продольных балках при совместной работе с поясами главных ферм, а также изгибающих моментов в сопряжениях продольных и поперечных балок. При обследовании металлических пролѐтных строений на указанные места возможного возникновения трещин обращают особое внимание. Внешний признак трещин потѐки ржавчины и шелушение краски. За элементами, в которых обнаружены трещины, устанавливают постоянное наблюдение. Коррозионные повреждения. Длительно эксплуатирующиеся металлические пролѐтные строения мостов обычно имеют коррозионные повреждения. Коррозионные повреждения, уменьшая плошадь сечения элементов, снижают их грузоподъѐмность, а совместное воздействие коррозии и циклических напряжений может привести к возникновению коррозионно-усталостных трещин. Такие трещины начинаются в зонах концентрации напряжений с разрушения защитной плѐнки на металле под действием циклических напряжений. Скорость развития коррозии зависит от способов и качества защиты от коррозии, химического состава металла, агрессивности среды, температуры, напряжѐнного состояния и др. Главная причина возникновения и развития коррозии - увлажнение поверхности металла. Существует два вида коррозии: поверхностная - распределяется по поверхности элемента и местная отдельные очаги. При обследовании металлических пролѐтных строений мостов важно выявить все неблагополучные места, с тем чтобы выработать профилактические меры для борьбы с коррозией. Ослабление сечений элементов коррозией учитывают при оценке их грузоподъѐмности. Окраска - основное профилактическое средство защиты металла от коррозии. Следует помнить, что коррозию легче предотвратить, чем с ней бороться. Механические повреждения и хрупкие разрушения. Часто возникают во время эксплуатации при ударах негабаритных грузов по элементам пролѐтных строений; могут быть нанесены и в процессе их изготовления и при монтаже. Механические повреждения могут быть самыми разнообразными: разрывы отдельных элементов или их частей, местные или общие искривления элементов, пробоины, вмятины. Элементы с механическими повреждениями тщательно обследуют. Степень опасности повреждения устанавливают в каждом конкретном случае. Она зависит не только от размеров повреждения элемента, но и от напряжѐнного состояния и его изменений в связи с появлением дефекта. При обследовании металлических пролѐтных строений особое внимание обращают на элементы, обладающей большой гибкостью: они могут быть слабо натянуты, подвергаться значительным колебаниям при проходе поезда. Чрезмерно большие колебания элементов приводят к расстройству прикреплений и появлению усталостных трещин. Надзор за искусственными сооружениями. За всеми без исключения искусственными сооружениями на протяжении всего периода их эксплуатации должен производиться систематический надзор, включающий: осмотры, осуществляемые обходчиками железнодорожных путей и искусственных сооружений (по план-графику). текущие осмотры (бригадиры пути, дорожные и старшие дорожные мастера, начальники участков, бригадиры по искусственным сооружениям, мостовые (тоннельные) мастера, заместители начальников дистанций пути) периодические осмотры (начальники дистанций пути, заместители, руководители дирекции инфраструктуры). обследования и испытания (мостоиспытательные станции). специальные наблюдения и другие осмотры (наблюдения за опытными конструкциями или впервые применяемыми). Вопросы закрепления Перечислить ИССО, которые относятся к мостовому типу? Перечислить ИССО которые относятся к тоннельному типу? Какие ИССО относятся к прочим, малым? Перечислите системы мостов? Перечислить длины мостов? Назовите основные элементы моста? Как называются самые распространенные металлические пролетные строения на ж.д. транспорте? 8. Перечислите опорные части? 9. Назовите виды опор и их назначение? 10. Назовите основные элементы главной фермы металлического пролетного строения? 11. Что такое фундамент? 12. Какие бывают фундаменты? 13. Назначение облицовки опор и ее разновидности? 14. Какие элементы входят в конструкцию каменных арочных мостов? 15. Назначение деформационных швов в каменных и бетонных пролетных строениях? 16. Назначение гидроизоляции мостов и ее устройство? 17. Назовите две основные конструкции железобетонных пролетных строений? 18. Перечислите типы мостового полотна. 19. Для чего предназначены контруголки и контррельсы и где они устанавливаются. 20. Для чего предназначен охранный противоугонный уголок и где он устанавливается. 21. Перечислить элементы тоннеля. 22. Назначение и виды тоннельных обделок. 23. Что такое портал тоннеля. 24. Где располагаются ниши и камеры в тоннеле. 25. Способы сооружения тоннелей. 26. Назначение водопропускных труб. 27. Перечислить основные элементы водопропускных труб. 28. Что такое оголовок. 29. Разновидности оголовков. 30. Назначение селеспусков. 31. Назначение подпорных стен. 32. Назначение галерей. 33. Что относиться к регуляционным сооружениям. 34. Озвучить основные требования к содержанию металлических пролетных строений. 35. Озвучить основные требования к содержанию железобетонных пролетных строений. 36. Озвучить основные требования к содержанию каменных и бетонных пролетных строений. 37. Озвучить основные требования к содержанию опорных частей. 38. Озвучить основные требования к содержанию опор. 39. Озвучить основные требования к содержанию водопропускных труб. 40. Озвучить основные требования к содержанию тоннелей. 41. Озвучить основные требования к содержанию мостового полотна. 42. Как производиться подготовка малых сооружений к ледоходу и паводку. 43. Как осуществляется пропуск паводка и ледохода. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
